Zaino intelligente con localizzazione GPS e luci automatiche: 15 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

In questo tutorial creeremo uno zaino intelligente in grado di monitorare la nostra posizione, velocità e ha luci automatizzate che possono tenerci al sicuro di notte.

Uso 2 sensori per rilevare se è sulle tue spalle per assicurarmi che non si spenga quando non è necessario, un rilevatore di trazione (che ho fatto io stesso) per vedere se le cinghie sono tirate e un sensore a ultrasuoni che rileva se qualcosa è vicino è dietro. Almeno uso anche un LDR per vedere se è scuro o chiaro.

All'interno ci sono anche dei led che si accendono quando apri lo zaino per illuminare l'interno. Viene attivato dall'interruttore reed che commuta con il campo magnetico prodotto dai magneti.

Il modulo GPS viene utilizzato per tracciare la tua posizione.

Il modulo LCD viene utilizzato per visualizzare l'indirizzo IP.

Ho creato un sito che puoi caricare sul tuo Raspberry Pi che ti consente di vedere i percorsi che hai seguito, salvarli per un uso successivo e controllare alcune impostazioni.

Questa istruzione NON è per le persone SENZA ESPERIENZA nel lavorare con Raspberry pi

Forniture

• Raspberry Pi 3 modello B+
• Calzolaio a T al lampone PI
• Cavo (ho usato 10 metri, potresti usare di meno)
• Resistori6 x 220 Ohm, 1 x 10k Ohm, 1 x 1k Ohm
• Trimmer 10k Ohm
• Zaino
• Accumulatore di energia
• LDR
• 4 led rossi e 2 bianchi 5mm
• Sensore a ultrasuoni HC-SR04
• Traslatore di livello
• ADC a 10 bit MCP3008
• Modulo GPS con antenna GY-NEO6Mv2
• display LCD
• Una molla estensibile (che non si deforma)
• Corda
• 1 dado esagonale (o qualsiasi cosa in metallo conduttivo con un foro)
• Tubo di plastica (circa 4-3 cm di diametro)
• Una piastra metallica (che può coprire le estremità del tubo)
• Interruttore a lamella
• Piccoli magneti
• MDF sottile/altro legno/piatto di plastica (circa 5 mm)
• Piastra in schiuma dura (spessore almeno 2 cm)
• Velcro (per sigillare i componenti alla custodia e al coperchio. Puoi invece usare la colla se vuoi farlo in modo permanente)
• 5 bottoni automatici con un foro da 5 mm al centro per un led, se è inferiore puoi forarlo in un secondo momento.

Per il test su una breadbord:

• Breadbord
• Cavi di salto

Strumenti necessari:

• Saldatore
• Pistola per colla a caldo
• Sega
• Forbici
• Coltello
• Ago e filo
• Forare (se necessario, vedere il passaggio 10)

potete trovare l'elenco completo delle realizzazioni dei materiali con i prezzi nel file allegato

Passaggio 1: costruisci il circuito sulla breadboard

Collega tutto come nello schema sopra

C'è anche un pdf allegato in modo da poter ingrandire lo schema.

Passaggio 2: costruisci il rilevatore di trazione

Per prima cosa prendi la molla e lo spago e incollali/legali l'uno all'altro.

Quindi prendi il dado e incollalo appena sopra la molla. (Ho usato un piccolo pezzo di tubo di metallo al posto del dado).

Dopo di che saldare un filo alla parte inferiore del dado (il lato in cui si trova la molla).

Quindi incollare la piastra metallica, la molla e il filo su un lato del tubo. (assicurarsi che il filo abbia una lunghezza sufficiente all'interno per consentire alla molla di allungarsi sull'altro lato del tubo).

Successivamente incollare la piastrina di metallo al tubo dall'altra parte come nel disegno, assicurarsi che il filo fuoriesca dal tubo in modo da poterlo tirare.

Infine saldare un filo alla piastra che il dado colpisce quando viene tirato.

Alla fine puoi testare con un multimetro se il circuito è chiuso sui due fili quando tiri la corda.

Passaggio 3: collegare il rilevatore di trazione

Collegare un'estremità del rilevatore di pull al pin GPIO 18 con un resistore da 1K Ohm in mezzo.

Collegare l'altra estremità a GND.

Passaggio 4: abilita Seriale e SPI in Raspi-config

1. Apri il tuo terminale Raspberry pi e digita: sudo raspi-config
2. Naviga con i tasti freccia fino a Opzioni di interfaccia, premi Invio
3. Seleziona seriale
4. Otterrai: "Vuoi che una shell di accesso sia accessibile tramite seriale?" premi No
5. "Vuoi che l'hardware della porta seriale sia abilitato?"Premi SI
6. "Vuoi riavviare ora?" Premi "NO"
7. Vai di nuovo a Opzioni di interfaccia
8. Seleziona SPI
9. "Vuoi che l'interfaccia SPI sia abilitata?"Premi SI
10. Riavviare

Passaggio 5: banca dati

Per prima cosa installeremo il software del database di cui abbiamo bisogno.

Apri il tuo terminale rpi e digita:

sudo apt-get update

sudo apt-get install mysql-server --fix-missing –y > sudo reboot

Attendi fino al riavvio del tuo rpi, quindi accedi e digita quelle righe

sudo mysql_secure_installation

Inserisci la password corrente per root (immetti per nessuna): root Cambia la password di root? [S/n] S Nuova password: root123 Rimuovere utenti anonimi? [S/n] y Non consentire l'accesso come root da remoto? [S/n] y Rimuovere il database di prova e accedervi? [S/n] y Ricaricare ora le tabelle dei privilegi? [S/n] sì

Creeremo anche un utente chiamato 'mct' con password 'mct'.

sudo mysql -u root

MariaDB [(nessuno)] > CONCEDERE TUTTI I PRIVILEGI SU*.* A 'mct'@'%' IDENTIFICATO DA 'mct' CON L'OPZIONE DI CONCESSIONE; MariaDB [(none)]> PRIVILEGI FLUSH; MariaDB [(nessuno)]> ESCI;

Ora importiamo la struttura del database

Dovrai scaricare il file allegato e caricarlo in una cartella utente /home// sul tuo rpi utilizzando FTP/SFTP.

Quindi digitare le seguenti righe:

mysql -u root -p

mysql >CREA DATABASE Smartpack; Ora esci dalla shell sql premendo CTRL + D > mysql -u mct -p Smartpack < /home//data-dump.sql > sudo reboot

Dopo che il tuo rpi è stato riavviato, il database dovrebbe essere attivo e funzionante

Passaggio 6: test

Per prima cosa dovremo installare apache webserver

Digita il seguente codice nel terminale:

sudo apt-get install apache2 -y

sudo reboot

Ora copia tutti i file dalla directory FRONT tramite il repository github nella directory /var/www/html/ sul tuo rpi.

Quindi copia tutti i file dalla directory BACK tramite il repository Github in una cartella utente locale sul tuo rpi /home//smartpack

Se hai usato pin diversi rispetto allo schema, dovrai modificarli in /home//smartpack/main.py, sono elencati sopra nel documento.

Ora apri il terminale ed esegui lo script

python3.5 /home/nomeutente/smartpack/main.py

Puoi navigare fino all'ip che verrà visualizzato sullo schermo lcd per accedere al sito web che abbiamo appena installato.

Assicurati che tutto funzioni correttamente prima di passare al passaggio successivo!

Passaggio 7: costruire un alloggiamento per l'elettronica

Faremo un caso per il nostro rpi, powerbank e alcuni componenti elettronici.

Ti incoraggio a creare le tue versioni del caso poiché non sono molto bravo a fare quelle cose

1. Taglia il tuo piatto di plastica/legno in 2 pezzi di 29 cm x 15,5 cm (assicurati che il lato più lungo entri nello zaino)
2. Taglia 2 pezzi di schiuma dura di 29 cm x 3 cm e altri 2 pezzi di 9,5 cm x 3 cm
3. Incolla i pezzi ai bordi di un piatto.
4. Dopo averlo fatto, taglia i fori come nella foto: dovrai misurare quanto devono essere larghi i fori. Il foro in basso è per il sensore a ultrasuoni e quello in alto è per i cavi.

Passaggio 8: saldare tutto con fili anziché cavi di salto

Saldare tutto con fili normali tranne i led bianchi e rossi, LDR e interruttore reed.

Puoi usare la breadboard per alcune cose come gli IC, ma personalmente non lo consiglio.

I moduli GPS e LCD devono entrare nei fori che abbiamo praticato per loro nel passaggio precedente.

Assicurati di utilizzare l'isolamento ovunque poiché un cortocircuito potrebbe interrompere il tuo Rpi.

Passaggio 9: bruciare fori per LED e sensore a ultrasuoni

Bruciare? Sì! BRUCIARE

Useremo un saldatore per bruciare i nostri buchi. Questo perché la maggior parte degli zaini sono resistenti all'acqua, il che significa che il materiale di cui sono fatti è plastica o gomma. Quindi, se lo bruciamo invece di tagliare, i bordi del nostro buco si scioglieranno bene e con ciò sarà meno soggetto a strappi.

Brucia 4 piccoli fori dove vuoi per i led rossi automatici. Assicurati che siano in una posizione visibile. (Ci sono già bottoni automatici nei fori nella foto sopra)

Brucia anche un foro per il sensore ad ultrasuoni nella parte inferiore dello zaino, sul lato dove va la schiena e accanto un piccolo foro per la corda che esce dallo

Infine fai un buco per i cavi che andranno alla sezione principale del tuo zaino, fallo appena sopra il foro che abbiamo fatto per i cavi nell'alloggiamento se lo avessi messo nella borsa.

Passaggio 10: inserire i bottoni automatici nei fori e incollare i LED

Assicurati che i fori nelle borchie siano 5 mm!! in caso contrario puoi provare a forarli con un trapano da 5 mm.

Spingi i bottoni automatici attraverso i 4 fori che hai bruciato e cliccali insieme.

Inserite i 4 led nei bottoni automatici e incollateli, facendo attenzione che le parti metalliche non tocchino i bottoni.

Passaggio 11: interruttore reed

Gli interruttori reed sono molto fragili, quindi ho messo il mio in un tubo di plastica e quel tubo di plastica di nuovo in un tubo di metallo, e poi ho sigillato tutto con la colla.

Il modo in cui lo fai dipende da te, ma ti consiglio di fare qualcosa in modo che non si rompa.

Fatto ciò, incolla tutto sulla parte superiore della sezione principale dello zaino. Accanto, sull'altro lato della cerniera incollare un magnete abbastanza forte in modo che si accenda quando lo apri. Ho messo il mio tra lo strato interno ed esterno del tessuto in modo che non sia visibile.

Passaggio 12: incollare i LED bianchi all'interno della borsa

Incollali in modo che si illuminino all'interno quando sono accesi.

Puoi scegliere dove metterli, ma secondo me il posto migliore è il testo in alto per l'interruttore reed.

Passaggio 13: incollare l'alloggiamento e metterlo all'interno della borsa

Prima di incollarlo, assicurati che funzioni ancora correttamente.

Quindi incollare il coperchio sul resto dell'alloggiamento, fare attenzione ai cavi che si mettono tra la piastra e il lato dell'alloggiamento, è molto difficile incollarlo senza che i cavi siano tra di esso.

Successivamente mettilo nello zaino, assicurati che il sensore a ultrasuoni sia rivolto verso il foro che abbiamo fatto in precedenza.

Probabilmente avresti bisogno di fissare l'alloggiamento attorno al sensore a ultrasuoni allo zaino in modo che non lo copra.

Passaggio 14: modifica Rc.local per eseguire lo script all'avvio

Apri il terminale e digita:

sudo nano /etc/rc.local

aggiungi la seguente riga alla fine, appena sopra l'uscita 0

python3.5 /home//Smartpack/main.py &

premi CTRL + X e 2x Invio

Ora lo script verrà avviato all'avvio.

Passaggio 15: ritocchi finali

Puoi cucire tutti i cavi insieme e anche allo zaino con ago e filo.

Puoi anche realizzare una copertura per i led rossi da un pezzo di pelle/tessuto.