מעקב אחר חיות מחמד מבוסס Tinyduino LoRa: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

מי לא רוצה שיהיו לי חיות מחמד ?? החברים הפרוותיים האלה יכולים למלא אותך באהבה ובאושר, אבל הכאב של החמצה הוא הרסני. למשפחתנו היה חתול בשם ת'ור (התמונה למעלה) והוא היה שוטט אוהב הרפתקאות. פעמים רבות הוא חזר לאחר טיולים שבועיים לעתים קרובות עם פציעות ולכן ניסינו לא לתת לו לצאת. אבל מה לא, הוא יצא שוב אך לא חזר: (לא הצלחנו למצוא עקבות קלים גם לאחר חיפושים במשך שבועות. המשפחה שלי נרתעה מלתפוס חתולים כיוון שאיבודו היה טראומטי מאוד. אז החלטתי להסתכל. אבל על רוב הגששים המסחריים נדרשו מנויים או שהם כבדים לחתול. יש כמה גששים טובים המבוססים על כיוון רדיו אבל רציתי לדעת מיקום מדויק מכיוון שאני לא אהיה בבית ברוב שעות היום. אז החלטתי להכין גשש עם Tinyduino ומודול של LoRa לשליחת מיקום לתחנת הבסיס בבית שלי שמעדכן את המיקום לאפליקציה.

נ.ב. אנא סלח לי על תמונות באיכות נמוכה.

שלב 1: רכיבים נדרשים

1. לוח מעבד TinyDuino
2. GPS של Tinyshield
3. לוח פיתוח WiFi ESP8266
4. תקווה RF RFM98 (W) (433 MHz) x 2
5. לוח הפרוטו של Tinyshield
6. USB Tinyshield
7. סוללת ליתיום פולימר - 3.7 וולט (השתמשתי ב- 500mAh להפחתת המשקל)
8. מלחם
9. חוטי מגשר (נקבה לנקבה)

שלב 2: המשדר

עלינו לחבר את משדר הלורה ל- tinyduino. לשם כך עלינו להלחם חוטים ממודול RFM98 ללוח הפרוטובוס של tinyshield. הייתי משתמש בספריית RadioHead לתקשורת והחיבור מתבצע בהתאם לתיעוד.

פרוטובארד RFM98

GND -------------- GND

D2 -------------- DIO0

D10 -------------- NSS (שבב CS בחר)

D13 -------------- SCK (שעון SPI ב)

D11 -------------- MOSI (נתוני SPI ב)

D12 -------------- MISO (נתוני SPI החוצה)

סיכת 3.3V של RFM98 מחוברת לסוללה +ve.

הערה: לפי גליון הנתונים, המתח המרבי שניתן להחיל על RFM98 הוא 3.9V. בדוק את מתח הסוללה לפני החיבור

השתמשתי באנטנה סלילית עבור RFM98 מכיוון שהיא תקטין את גודל הגשש.

התחל במעבד tinyduino בתחתית הערימה ואחריו ב- tinyshield GPS ולאחר מכן בפרוטובארד בראש. במקרה שלי זה נגע במגן ה- GPS שמתחתיו, אז בידדתי את החלק התחתון של הלוח עם קלטת חשמל. זהו, סיימנו את בניית המשדר !!!

לאחר מכן ניתן לחבר את יחידת המשדר לסוללה ולחבר אותה לצווארון של חיית המחמד.

שלב 3: תחנת הבסיס

לוח פיתוח WiFi ESP8266 הוא בחירה מושלמת אם ברצונך לחבר את הפרויקט שלך לאינטרנט. משדר RFM98 מחובר ל- ESP8266 ומקבל את עדכוני המיקום מהעקוב.

ESP8266 RFM98

3.3V ---------- 3.3V

GND ---------- GND

D2 ---------- DIO0

D8 ---------- NSS (שבב CS בחר)

D5 ---------- SCK (שעון SPI ב)

D7 ---------- MOSI (נתוני SPI ב)

D6 ---------- MISO (נתוני SPI החוצה)

אספקת החשמל לתחנת הבסיס נעשתה באמצעות מתאם קיר של 5V DC. היו לי כמה מתאמי קיר ישנים מונחים, אז קרעתי את המחבר וחיברתי אותו לסיכות VIN ו- GND של ה- ESP8266. כמו כן האנטנה הייתה עשויה מחוט נחושת באורך ~ 17.3 ס מ (אנטנת רבע גל).

שלב 4: האפליקציה

השתמשתי בבלינק (מכאן) כאפליקציה. זוהי אחת האפשרויות הקלות ביותר מכיוון שהיא מתועדת היטב וניתן פשוט להשליך ווידג'טים.

1. צור חשבון Blynk וערוך פרויקט חדש עם ESP8266 כמכשיר.

2. גרור ושחרר ווידג'טים מתפריט הווידג'טים.

3. כעת, עליך להגדיר סיכות וירטואליות עבור כל אחד מהווידג'טים הללו.

4. השתמש באותם סיכות כמו הקוד בקוד המקור של תחנת הבסיס.

זכור להשתמש במפתח הרשאת הפרויקט שלך בקוד הארדואינו.

שלב 5: הקוד

פרויקט זה משתמש ב- Arduino IDE.

הקוד די פשוט. המשדר היה שולח אות כל 10 שניות ולאחר מכן ממתין לאישור. אם תתקבל אישור "פעיל", הוא יפעיל את ה- GPS ויחכה לעדכון מיקום מ- GPS. במהלך הזמן הזה, הוא עדיין יבדוק את החיבור עם תחנת הבסיס ואם החיבור יאבד בין עדכוני ה- GPS, הוא ינסה שוב כמה פעמים ואם עדיין לא היה מחובר, ה- GPS יכבה והעקוב אחר ייפול. לשגרה הרגילה (כלומר שליחת אות כל 10 שניות). אחרת נתוני ה- GPS נשלחים לתחנת הבסיס. במקום זאת, אם מתקבלת אישור "עצירה" (בין לבין בהתחלה), המשדר עוצר את ה- GPS ואז חוזר לשגרה הרגילה.

תחנת הבסיס מקשיבה לאות כלשהו ואם מתקבל אות, היא בודקת אם כפתור "מצא" בתוך האפליקציה מופעל. אם הוא "מופעל", ערכי המיקום נשלפים. אם הוא "כבוי" אז תחנת הבסיס שולחת אישור "עצירה" למשדר. אתה יכול לבחור להקשיב לאות רק אם כפתור "מצא" מופעל אך הוספתי אותו כתכונת אבטחה כדי לדעת אם החיבור הלך לאיבוד בין לבין ולהתריע בפני המשתמש (משהו כמו גיאופנס).

שלב 6: מארזים

גַשָׁשׁ:

הדפסה תלת מימדית היא הדרך ללכת, אבל העדפתי להדביק אותה לצווארון. זה בלגן, ואני ברצינות לא יודע אם חתולים היו רוצים לקחת בלגן כזה על הצוואר.

תחנת בסיס:

מיכל פלסטיק הספיק לתחנת הבסיס. אם אתה רוצה להרכיב אותו בחוץ, ייתכן שתצטרך לשקול מיכלים עמידים למים.

עדכון:

חשבתי להכין מארז לגשש, אבל מכיוון שלא הייתה לי מדפסת תלת מימד, מכולות קטנות הפכו למארזים:) מכלול האלקטרוניקה נשמר במיכל אחד והסוללה באחרת.

השתמשתי בלוקים כמארז לאלקטרוניקה. למרבה המזל, היה כובע שהתאים לו יפה. עבור הסוללה נעשה שימוש במיכל Tic-Tac. על מנת לאבטח את הסוללה המיכל התקצר כך שהסוללה מתאימה בצורה מושלמת. מהדקי נייר שימשו לחיבור המיכלים על הצווארון.

שלב 7: בדיקה ומסקנה

על מי היינו בודקים את זה ?? לא, זה לא שאין לי חתולים עכשיו. טוב, יש לי שניים;)

אבל הם קטנים מכדי ללבוש את הצווארון והחלטתי לבדוק זאת בעצמי. אז טיילתי בבית שלי עם הגשש. תחנת הבסיס נשמרה בגובה 1 מ 'ולרוב הייתה צמחייה כבדה ומבנים בין הגשש ותחנת הבסיס. הרגשתי כל כך עצוב שפתאום נגמר לי המקום (אם כי במקומות מסוימים האות חלש). אבל בשטח כזה להגיע לטווח של ~ 100 מ 'ללא אובדן נתונים רב ניכר בהרבה.

בדיקת הטווח שעשיתי נמצאת כאן.

נראה שה- GPS פועל בצורה תקינה במידה מסוימת תחת צמחייה כבדה אך לעתים נראה שהמיקום נסחף. אז אני גם מצפה להוסיף מודול WiFi (מכיוון שיש כל כך הרבה נתבים בבתים סמוכים) על מנת להשיג מיקום גס מהר יותר (על ידי מדידת עוצמות האות של נתבים רבים ומשולש).

אני יודע שהטווח האמיתי צריך להיות הרבה יותר, אבל בשל תרחיש הנעילה הנוכחי, אני לא יכול לזוז הרבה מהבית. בעתיד, בהחלט הייתי בודק את זה עד הקיצוניות ומעדכן את התוצאות:)

עד אז, עיגול שמח…..