Пересувна метеостанція з керуванням по bluetooth

5

У цій статті майстер-саморобник розповість нам, як він зробив пересувну метеостанцію. По суті це чотириколісний візок з повністю функціональним управлінням по bluetooth через blynk. Візок може рухатися вперед, назад, вліво і вправо за допомогою чотирьох двигунів постійного струму. При цьому пристрій вимірює тиск повітря, температуру, вологість, освітленість. Пристрій управляється терміналом seeed wio terminal і dfrobot quad dc motor driver shield. Всі дані, пов’язані з візком і погодою, відображаються як на рк-дисплеї терміналу wio, так і на екрані hmi blynk.

Інструменти та матеріали:-термінал seeed wio atsamd51; — драйвер мотора dfrobot для arduino;-датчик температури і вологості dht11;-датчик температури і тиску bmp280;-мотор-редуктор ga25 12 в, 4 шт;-гумові колеса, 2 шт. X 65 мм, + два шківа gt2;-шестигранна муфта — 4 шт;-літій-іонний акумулятор 18650, 6 шт;-тримач батареї 18650, 2 осередки на 2 шт;-тримач батареї 18650, 2 шт., 1 осередок;-регульований понижуючий модуль живлення постійного і змінного струму lm2596s 3a;-плата розширення arduino uno;-штирьові роз’єми;-білий акрил, розмір a4, товщина 5 мм;-вимикач;-стрічковий кабель;-двожильний силовий кабель 2 метри;-штекер живлення постійного струму + гніздо;-кабельні стяжки;-труба пвх ø42 мм і ø60 мм;-трійник з пвх, ø 42 мм. 2 шт.;-заглушка ø42 мм для труби з пвх — 4 шт;-трійник прямий з пвх ø60 мм;- заглушка для труби з пвх ø60 мм; — свердлильний верстат; — ножівка; my webpage-паяльні приналежності;

Крок перший: термінал seed wioтермінал wio — це мікроконтролер на базі samd51 з можливістю бездротового підключення на базі realtek rtl8720dn, сумісний з arduino і micropython. Він працює на частоті 120 мгц (збільшення до 200 мгц), має 4 мб зовнішньої флеш-пам’яті і 192 кб озу. Він підтримує як bluetooth, так і wi-fi, будучи основою для проектів інтернету речей.

сам термінал wio має: рк-екран з діагоналлю 2,4 дюйма.інерціальні вимірювальні модулі (lis3dhtr).мікрофон.зумер.слот для карти microsd.світловий датчик.інфрачервоний випромінювач (ік 940 нм).5-позиційний перемикач.3 кнопки.вбудована функція rtc.додатково до всього, він також має два багатофункціональних порти grove для екосистеми grove і 40 контактів gpio, сумісних з raspberry pi, для додаткових надбудов.детальну інформацію можна знайти за адресою: https://www.seeedstudio.com/wio-terminal-p-4509.html.

Крок другий: драйвер моторав пристрої використовується драйвер двигуна, сумісний з контролером arduino 5 в / 3,3 в.він може одночасно керувати чотирма двигунами постійного струму з 8 контактами. Драйвер підтримує управління швидкістю і напрямком.екран драйвера включає в себе дві мікросхеми драйвера двигуна tb6612fng з максимальним вихідним постійним струмом 1,2 а на кожному каналі. Модуль включає в себе вбудовану схему виявлення низької напруги і схему захисту теплового відключення.

Крок третій: принципова схемадрайверу двигуна необхідні два сигнали для управління одним двигуном постійного струму: напрямок і швидкість. Сигнали швидкості двигуна повинні бути підключені до контактів pwm терміналу wio наступним чином: pwm0 (d0/a0).pwm1 (d2/a2).pwm3 (d6/a6).pwm4 (d8/a8).датчик температури і вологості dht11 підключається до порту grove i2c, а датчик тиску bmp280 до контакту d4 / a4 терміналу wio.

Крок четвертий: шассісначала майстер з’єднав 2 трійника з пвх ø42 мм.на 4 торцевих заглушках діаметром 42 мм просвердлив по центру отвору, для осей двигунів. Двигуни прикрутив гвинтами, на осі двигунів встановив муфти.

Далі просвердлив кілька отворів у верхній частині корпусу для кріплення тримача батареї, плат управління і кабелів двигуна постійного струму.

Крок п’ятий: установка колесколеса кріпляться до валів мотора через шестигранні муфти. У зв’язку з тим, що у нього було всього два колеса, на одну з осей він встановив шківи.

Вузли коліс були встановлені в торці каркаса. Провід від двигунів вивів в отвір.між двома трійниками з пвх встановив сталеву пластину.

Крок шостий: тримач батареї тримачі батареї закріплені на смузі з акрилу. Весь вузол поміщається всередину пвх-труби. З торця труби встановлюються заглушки. В одній із заглушок встановлюється вимикач.

Крок сьомий: сборкамастер припаяв 2-х рядні 20-контактні штирьові роз’єми до нижньої частини плати protoshield. Роз’єм використовується для підключення до розетки терміналу wio.

На верхній частині плати припаяв штирьові роз’єми. Потім припаяв дроти від терміналу wio до плати драйвера двигуна.підключає protoshield до терміналу wio і платі драйвера.

Для живлення пристрою він використовував 6 акумуляторів x 18650, які були розділені на 2 паралельні групи, в кожній групі по 3 послідовно з’єднаних акумулятора. При повній зарядці вихідна напруга становить близько 12 в постійного струму. Для подачі 5 в постійного струму на wio terminal і драйвер мотора він використовував понижуючий модуль живлення lm2596.

Деталь з акумуляторами встановлюється на основне шасі. Зверху встановлюється модуль lm2596.підключаються дроти від двигунів. Встановлюються датчики dht11 і bmp280.

Для установки терміналу wio і плати драйвера він використовував алюмінієвий куточок і акриловий лист.

Тепер потрібно встановити акумулятори.

Крок восьмий: програмне забезпеченнящоб оновити останню версію прошивки для wireless core realtek rtl8720 на терміналі wio до версії 2.1.3, потрібно перейти за цим посиланням.деякі бібліотеки для bluetooth також були встановлені в arduino ide.seeed_arduino_rpcbleseeed_arduino_rpcunified

Код проекту доступний наgithub управління візкомтежка управляється по bluetooth через програмне забезпечення blynk. Користувачеві необхідно отримати власний «токен аутентифікації» в blynk app.для двигунів визначаються наступні значення:

Показати / приховати текст

Керування автомобілем здійснюється в додатку blynk за допомогою віртуальних контактів.

Показати / приховати текст

Команди руху також виводиться на екран терміналу wio.

Показати / приховати текст

Інформація про погодеінформація про погоду оновлюється і відображається на екрані незалежно від того, підключена візок до blynk чи ні. Майстер використовував «blynktimer» для налаштування інтервалів зчитування датчиків температури і вологості, тиску і освітленості.

Показати / приховати текст

Наприклад, датчик тиску bmp280 зчитується кожні 2 секунди, потім його дані відправляються на екран blynk, а також відображаються на рк-екрані терміналу wio.

Показати / приховати текст

Фактичне навколишнє тиск зчитується і обробляється наступним ескізом:

Показати / приховати текст

Крок дев’ятий: екран терміналу blynk і wioдисплей терміналу wioна екрані пристрою, під заголовком «чотириколісний радіокерований автомобіль» показані: — статус команди вперед / назад / поворот направо/ поворот наліво / стоп / екстрена зупинка / індикація швидкості у відсотках.під заголовком «інформація про погоду» відображаються наступні дані: температура (t).вологість (н).тиск (р).світло (l).екран blynk на смартфоні blynk відображає інформацію про погоду і команди управління автомобілем таким чином, щоб вони відповідали екрану терміналу wio.майстер використовував віртуальний pin-код в blynk для кнопки електронної зупинки. Але краще запрограмувати одну з вбудованих фізичних кнопок на терміналі wio в якості кнопки зупинки на випадок, якщо щось піде не так.

Крок десятий: тестуванняпісля складання і кодування потрібно протестувати пристрій і відкалібрувати роботу двигунів. Швидкість обертання всіх двигунів повинна бути однакова. Якщо це не так, то необхідно програмно обмежити або збільшити напруги подається на кожен з двигунів.wio terminal має вбудований датчик акселерометра, завдяки чому можна відстежувати знаходиться пристрій в русі чи ні.

Все готово, цей пристрій можна використовувати як в стаціонарному, так і в мобільному режимі. Його можна поставити на стіл як звичайну метеостанцію.

Збірку і демонстрацію роботи станції можна подивитися на відео.

джерело (source)