Airduino: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Qualche parola prima di spiegare come ho creato il mio Airduino. L'intero progetto è in realtà un progetto basato sulla scuola e poiché avevamo un limite di tempo rigoroso molte cose non sono perfette, ma le funzionalità di base funzionano.

Allora, cos'è l'Airduino? In breve: è un fantasioso monitor dell'aria wireless. Lungo: un Arduino misura la qualità dell'aria, invia tutti i dati a un Raspberry Pi tramite Bluetooth e li memorizza in un database. Ho realizzato un semplice sito Web per visualizzare visivamente i dati. Ma la cosa più importante, ha un potente led RGB controllabile!

Cosa misura esattamente? Bene, ho scelto di misurare la temperatura, l'umidità, la pressione dell'aria, la CO2 e la CO. Puoi misurare tutto quello che vuoi, purché ci sia un sensore compatibile.

Ho incluso un elenco dettagliato di forniture con collegamenti ad alcuni dei prodotti che ho acquistato.

Forniture

Questi sono tutti i componenti che ho utilizzato:

Arduino

Lampone Pi

display LCD

HC-05, qualsiasi modulo Bluetooth funzionerà

BMP-180 (sensore di pressione dell'aria)

DHT-11 (sensore di umidità dell'aria)

MQ-7 (sensore di CO)

MQ-135 (sensore CO2)

led RGB 9W (3x3W)

XL4015 Convertitori buck step-down (link) (2x)

XL6009E1 Convertitore boost step-up (link)

Scheda batteria MH CD42 (collegamento)

18650 Batteria (4x)

Portabatterie a 4 alloggiamenti 18650

Transistor BC337 (5x)

Resistori (1 Kohm (5x), 10 Kohm)

Interruttore

Pulsante

Adattatore da micro USB a DIP

fili

Perfboard

Dissipatore di calore (da un vecchio computer)

Passaggio 1: circuito Arduino

La parte più difficile è la parte di Arduino perché gestisce praticamente tutto.

Negli schemi inclusi puoi vedere, beh, lo schema. All'inizio potrebbe sembrare grande e difficile, ma è abbastanza facile. Per prima cosa ho costruito l'intero circuito senza i circuiti per il led, su una breadbord per vedere se funzionava tutto. In seguito ho saldato tutto di perfboard, almeno ci ho provato.

La maggior parte dei sensori è abbastanza semplice, tranne l'MQ-7. Questo sensore è, per la mia esperienza, difficile da incorporare nel progetto. Ho seguito una delle poche guide valide che sono riuscito a trovare e sembrava funzionare se collegassi solo quel sensore. Se ho collegato gli altri sensori si è comportato in modo strano, quindi ho dovuto manipolare il codice, ne parleremo più avanti.

Passaggio 2: codice Arduino

Se hai costruito il tuo circuito su una breadboard, puoi testarne la maggior parte. Collega il tuo Arduino a un PC e carica il codice incluso. Se disconnetti i pin tx e rx puoi inviare comandi tramite il monitor IDE Arduino. Se invii 'BMPTemp' dovresti ricevere una risposta se hai fatto tutto bene.

Passaggio 3: circuito Raspberry Pi

Ho aggiunto un display al mio Pi per visualizzare l'indirizzo IP su cui è ospitato il sito. la cosa più difficile è stata trovare i pin giusti.

Passaggio 4: codice Raspberry Pi

La prima cosa che devi fare è configurare il Bluetooth di bordo. Ho fatto tutto usando la riga di comando, può essere fatto usando una GUI ma non lo tratterò. Presumo che tu conosca le basi di un Raspberry PI e Rasbian, il sistema operativo.

Va come segue:

Passaggio 1: connettiti al tuo Pi tramite SSH, io uso Putty.

Passaggio 2: digita i seguenti comandi nel terminale:

1. 'sudo bluetoothctl'
2. 'accensione'
3. "agente attivo"
4. 'scansione'

Passaggio 3: ora attendi fino a quando non viene rilevato l'HC-05, è necessario accenderlo.

Passaggio 4: ora dovrà associare e fidarsi del dispositivo, digitare i seguenti comandi:

1. 'pair xx:xx:xx:xx:xx:xx', con l'indirizzo mac del modulo HC-05 al posto delle x'es.
2. 'connect xx:xx:xx:xx:xx:xx', ma molto probabilmente darà un errore.
3. 'fidati xx:xx:xx:xx:xx:xx'

Passaggio 5: ora che il modulo è accoppiato e affidabile, è necessario associarlo a una porta seriale. Questo può essere fatto con il seguente comando: 'sudo rfcomm bind 0 xx:xx:xx:xx:xx:xx', di nuovo con le x che rappresentano l'indirizzo mac del modulo HC-05. Normalmente se guardi in '/dev' dovresti vedere 'rfcomm0', se non provi a riavviare.

Il problema è ora che devi eseguire manualmente quel comando ogni volta che avvii il Pi. Per farlo automaticamente ho aggiunto il comando a '/etc/rc.local' prima di 'exit 0'. Ora legherà automaticamente il modulo.

Ora che hai configurato il Bluetooth puoi eseguire il codice che ho incluso. Attenzione che ho inserito un database MariaDB sul mio Pi, non tratterò come configurarlo, includerò solo un modello del mio database e un file dumb. Se vuoi eseguire il codice senza il database e il sito web ho incluso un semplice programma per farlo.

Copia il contenuto del file zip sul tuo Pi ed eseguili con il seguente comando: 'python3 airduino.py', supponendo che tu sia nella stessa cartella. Se il tuo Arduino è acceso e i pin tx e rx sono collegati dovresti vedere alcuni messaggi sull'inserimento dei dati nel database. Se vuoi avviare automaticamente il programma aggiungi questa riga a '/etc/rc.local': 'python3 //arduino.py', sostituisci con il percorso effettivo.

Per il sito web, ho installato un server appache per ospitare il sito web. Copia i file dal file zip in '/var/www/html/'. Ora, se vai all'indirizzo IP del tuo PI dovresti vedere il sito Web e i dati se tutto ha funzionato correttamente.

Passaggio 5: costruzione di una custodia e saldatura

Arduino

Ora che tutto funziona, tranne il led, è ora di mettere tutto in una bella custodia. Decido di fare una torre a cui sono collegati tutti i componenti, e la circondo con un semplice case.

Ma prima ho saldato tutti i componenti alla perfboard e ho collegato alcuni fili per Ground e Vcc. Ho messo principalmente uno o due componenti su un pezzo e li ho posizionati intorno alla torre.

Il portabatterie ha fili più lunghi e non è fissato in posizione, può scorrere dentro e fuori per cambiare le celle.

A questo punto ho posizionato i driver per i led all'ultimo livello della mia torre. Ho abbassato la tensione di uscita dei driver a 2.2 per il led rosso e 3.2 per il led verde e blu. Ho attaccato il led al mio dissipatore di calore e alla mia ventola con delle fascette. Poi ho usato del legno per tenerlo in posizione.

Ho collegato la maggior parte dei cavi di terra e dei cavi Vcc utilizzando terminali a vite.

Assicurati di rendere la tua piastra di base abbastanza grande in modo che l'involucro esterno si allinei bene. La custodia esterna è solo una scatola da scudiero in legno. Sopra ho messo della strega di plastica trasparente che ho levigato un po' per rendere la luce più morbida. Ho anche aggiunto il pulsante di accensione.

Lampone Pi

Per il Raspberry Pi ho appena realizzato una semplice scatola di legno con il display LCD in alto e il pulsante sul lato.

Fase 6: Finale

Dopo aver saldato tutto e costruito il tuo involucro, è il momento di fare il test finale. Accendi tutto e visita il sito web, se tutto è andato bene dovresti vedere alcuni dati in tempo reale.

Informazioni sulle batterie:

Se usi più di 1 batteria in parallelo, devi assicurarti che i loro livelli di tensione siano gli stessi o vicini.

Github:

Ecco un collegamento al mio repository Github dove si trovano tutti i file aggiornati.