Localizzatore di animali basato su Tinyduino LoRa: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Chi non vorrebbe avere animali domestici?? Quegli amici pelosi possono riempirti di amore e felicità. Ma il dolore di perderli è devastante. La nostra famiglia aveva un gatto di nome Thor (nella foto sopra) ed era un vagabondo amante dell'avventura. Molte volte è tornato dopo viaggi settimanali spesso con infortuni e quindi abbiamo cercato di non farlo uscire. Ma cosa no, è uscito di nuovo ma non è tornato: (Non siamo riusciti a trovare una leggera traccia anche dopo aver cercato per settimane. La mia famiglia è diventata riluttante ad avere più gatti perché perderlo è stato molto traumatico. Quindi ho deciso di dare un'occhiata sui localizzatori di animali domestici. Ma la maggior parte dei localizzatori commerciali richiede abbonamenti o sono pesanti per un gatto. Ci sono alcuni buoni tracker basati sulla direzione radio ma volevo conoscere una posizione precisa poiché non sarò a casa per la maggior parte della giornata. Quindi ho deciso di creare un tracker con Tinyduino e un modulo LoRa che invia la posizione alla stazione base a casa mia che aggiorna la posizione su un'app.

P. S. per favore perdonami per le immagini di bassa qualità.

Passaggio 1: componenti richiesti

1. Scheda processore TinyDuino
2. GPS Tinyshield
3. Scheda di sviluppo WiFi ESP8266
4. Hope RF RFM98(W) (433 MHz) x 2
5. Tinyshield Proto Board
6. USB Tinyshield
7. Batteria ai polimeri di litio - 3,7 V (ho usato 500 mAh per ridurre il peso)
8. Saldatore
9. Ponticelli (femmina a femmina)

Passaggio 2: il trasmettitore

Dobbiamo collegare il ricetrasmettitore LoRa al tinyduino. Per questo, abbiamo bisogno di saldare i fili dal modulo RFM98 alla scheda prototipi tinyshield. Userei la libreria RadioHead per la comunicazione e la connessione avviene secondo la documentazione.

Scheda prototipi RFM98

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

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

D10 -------------- NSS (selezione chip CS in)

D13 -------------- SCK (ingresso SPI)

D11 -------------- MOSI (Dati SPI in)

D12 -------------- MISO (uscita dati SPI)

Il pin 3.3V di RFM98 è collegato alla batteria +ve.

NOTA: Come da scheda tecnica, la tensione massima applicabile all'RFM98 è 3,9V. Controllare la tensione della batteria prima del collegamento

Ho usato un'antenna elicoidale per RFM98 in quanto ridurrebbe le dimensioni del tracker.

Inizia con il processore tinyduino in fondo allo stack seguito da tinyshield GPS e poi la scheda prototipi in cima. Le teste di saldatura sotto la scheda prototipi possono diventare un po' fastidiose; nel mio caso ha toccato lo scudo del gps sotto di esso, quindi ho isolato il fondo della scheda prototipi con del nastro isolante. Ecco fatto, abbiamo completato la costruzione del trasmettitore!!!

L'unità trasmettitore può quindi essere collegata alla batteria e fissata al collare dell'animale.

Passaggio 3: la stazione base

La scheda di sviluppo WiFi ESP8266 è una scelta perfetta se vuoi connettere il tuo progetto a Internet. Il ricetrasmettitore RFM98 è collegato all'ESP8266 e riceve gli aggiornamenti di posizione dal tracker.

ESP8266 RFM98

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

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

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

D8 ---------- NSS (selezione chip CS in)

D5 ---------- SCK (ingresso SPI)

D7 ---------- MOSI (Dati SPI in)

D6 ---------- MISO (uscita dati SPI)

L'alimentazione alla stazione base è stata effettuata utilizzando un adattatore da parete 5V DC. Avevo dei vecchi adattatori a muro in giro, quindi ho strappato il connettore e l'ho collegato ai pin VIN e GND dell'ESP8266. Anche l'antenna è stata realizzata con un filo di rame di lunghezza ~17,3 cm (antenna a quarto d'onda).

Passaggio 4: l'app

Ho usato Blynk (da qui) come app. Questa è una delle opzioni più semplici in quanto è molto ben documentata e i widget possono essere semplicemente trascinati.

1. Crea un account Blynk e crea un nuovo progetto con ESP8266 come dispositivo.

2. Trascina e rilascia i widget dal menu dei widget.

3. Ora, devi impostare pin virtuali per ciascuno di questi widget.

4. Usa gli stessi pin come sopra nel codice sorgente della stazione base.

Ricorda di utilizzare la chiave di autorizzazione del progetto nel codice arduino.

Passaggio 5: il codice

Questo progetto utilizza Arduino IDE.

Il codice è piuttosto semplice. Il trasmettitore invierà un segnale ogni 10 secondi e quindi attenderà un riconoscimento. Se viene ricevuto un riconoscimento "attivo", accenderà il GPS e attenderà un aggiornamento della posizione dal GPS. Durante questo periodo, controllerà ancora la connessione con la stazione base e se la connessione viene persa tra gli aggiornamenti GPS, riproverà per un paio di volte e, se non è ancora connesso, il GPS si spegne e il tracker tornerà indietro alla normale routine (cioè invio del segnale ogni 10 secondi). In caso contrario, i dati GPS vengono inviati alla stazione base. Invece, se viene ricevuta una conferma di "stop" (in mezzo come all'inizio), il trasmettitore ferma il GPS e poi torna alla normale routine.

La stazione base ascolta qualsiasi segnale e, in caso di ricezione di un segnale, verifica se il pulsante "trova" all'interno dell'app è attivo. Se è "on", vengono recuperati i valori della posizione. Se è "spento", la stazione base invia una conferma di "arresto" al trasmettitore. Puoi scegliere di ascoltare il segnale solo se il pulsante "trova" è attivo, ma l'ho aggiunto come funzione di sicurezza per sapere se la connessione si è persa nel frattempo e avvisare l'utente (qualcosa come geofence).

Passaggio 6: custodie

Inseguitore:

La stampa 3D è la strada da percorrere, ma ho preferito attaccarla al colletto. È un disastro, e seriamente non so se i gatti vorrebbero prendersi un simile pasticcio sul collo.

Stazione base:

Un contenitore di plastica era più che sufficiente per la stazione base. Se vuoi montarlo all'esterno, potresti dover prendere in considerazione contenitori impermeabili.

AGGIORNARE:

Ho pensato di realizzare un involucro per il tracker, ma poiché non avevo una stampante 3D, i piccoli contenitori sono stati trasformati in contenitori:) Il gruppo elettronico è stato tenuto in un contenitore e la batteria in un altro.

Ho usato i blocchi come custodia per l'elettronica. Per fortuna c'era un berretto che lo calzava bene. Per la batteria è stato utilizzato un contenitore Tic-Tac. Per fissare la batteria il contenitore è stato accorciato in modo che la batteria si adattasse perfettamente. Le graffette sono state utilizzate per fissare i contenitori sul collare.

Passaggio 7: test e conclusione

Su chi lo proveremmo?? No, non è che non ho gatti adesso. Bene, ne ho due;)

Ma sono troppo piccoli per indossare il collare e ho deciso di provarlo io stesso. Così ho fatto un giro per casa mia con il localizzatore. La stazione base è stata mantenuta ad un'altezza di 1 m e la maggior parte delle volte c'era una fitta vegetazione ed edifici tra il localizzatore e la stazione base. Mi sono sentito così triste che improvvisamente ho esaurito lo spazio (anche se in alcuni punti il segnale è debole). Ma in un tale terreno è molto apprezzabile ottenere un raggio di ~100 m senza molta perdita di dati.

Il test di autonomia che ho fatto è qui.

Il GPS sembra funzionare in modo un po' normale sotto una vegetazione fitta, ma occasionalmente la posizione sembra andare alla deriva. Quindi non vedo l'ora di aggiungere anche un modulo WiFi (dato che ci sono così tanti router nelle case vicine) per ottenere una posizione approssimativa più velocemente (misurando l'intensità del segnale da molti router e triangolando).

So che la portata effettiva dovrebbe essere più o meno maggiore, ma a causa dell'attuale scenario di blocco, non posso muovermi molto fuori casa. In futuro, lo proverei sicuramente agli estremi e aggiornerei i risultati:)

Fino ad allora, felice fusa…..