ردیاب حیوان خانگی بر اساس Tinyduino LoRa: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

کی نمیخواد حیوان خانگی داشته باشه ؟؟ آن دوستان خزدار می توانند شما را سرشار از عشق و شادی کنند. اما درد از دست دادن آنها ویران کننده است. خانواده ما گربه ای داشتند به نام ثور (تصویر بالا) و او یک سرگردان عاشق ماجراجویی بود. بسیاری اوقات پس از سفرهای هفتگی اغلب با جراحت برمی گشت و بنابراین ما سعی می کردیم او را بیرون نگذاریم. اما چه نشد ، او دوباره بیرون رفت اما بازنگشت: (ما حتی پس از هفته ها جستجو نتوانستیم اثری کوچک بیابیم. خانواده ام از داشتن گربه دیگر بی میل بودند زیرا از دست دادن او بسیار آسیب زا بود. بنابراین تصمیم گرفتم یک نگاه داشته باشم در مورد ردیاب حیوانات خانگی. اما اکثر ردیاب های تجاری نیاز به اشتراک دارند یا برای گربه سنگین هستند. ردیاب های رادیویی خوبی وجود دارد اما می خواستم مکان دقیقی را بدانم زیرا بیشتر روز در خانه نخواهم بود. بنابراین تصمیم گرفتم یک ردیاب با Tinyduino و یک ماژول LoRa برای ارسال مکان به ایستگاه پایه در خانه خود ایجاد کنم که مکان را به یک برنامه به روز می کند.

P. S. لطفا من را برای کیفیت پایین تصاویر ببخشید.

مرحله 1: اجزای مورد نیاز

1. برد پردازنده TinyDuino
2. GPS Tinyshield
3. برد توسعه وای فای ESP8266
4. امید RF RFM98 (W) (433 مگاهرتز) x 2
5. تخته اولیه Tinyshield
6. USB Tinyshield
7. باتری لیتیوم پلیمر - 3.7 ولت (من از 500 میلی آمپر ساعت برای کاهش وزن استفاده کردم)
8. آهن لحیم کاری
9. سیم های جهنده (زن به زن)

مرحله 2: فرستنده

ما باید فرستنده گیرنده LoRa را به tinyduino متصل کنیم. برای این کار ، ما باید سیم ها را از ماژول RFM98 به صفحه اصلی صفحه کوچک بچسبانیم. من از کتابخانه RadioHead برای ارتباط استفاده می کنم و اتصال طبق اسناد انجام می شود.

Protoboard RFM98

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

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

D10 -------------- NSS (انتخاب تراشه CS در)

D13 -------------- SCK (ساعت SPI در)

D11 -------------- MOSI (SPI Data in)

D12 -------------- MISO (SPI Data out)

پین 3.3 ولت RFM98 به باتری +ve متصل است.

توجه: طبق برگه داده ، حداکثر ولتاژ قابل اعمال بر روی RFM98 3.9V است. قبل از اتصال ولتاژ باتری را بررسی کنید

من از یک آنتن مارپیچ برای RFM98 استفاده کردم زیرا اندازه ردیاب را کاهش می دهد.

با پردازنده tinyduino در انتهای پشته شروع کنید و سپس GPS کوچک و سپس protoboard در بالا. سرهای لحیم کاری زیر صفحه اصلی ممکن است کمی آزاردهنده باشند. در مورد من ، محافظ gps زیر آن را لمس کرد ، بنابراین من قسمت پایینی صفحه اصلی را با نوار برقی عایق بندی کردم. تمام شد ، ما ساخت فرستنده را تکمیل کردیم !!!

سپس واحد فرستنده می تواند به باتری متصل شده و به یقه حیوان خانگی متصل شود.

مرحله 3: ایستگاه پایه

اگر می خواهید پروژه خود را به اینترنت متصل کنید ، برد توسعه وای فای ESP8266 یک انتخاب عالی است. فرستنده و گیرنده RFM98 به ESP8266 متصل است و به روز رسانی مکان را از ردیاب دریافت می کند.

ESP8266 RFM98

3.3 ولت ---------- 3.3 ولت

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

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

D8 ---------- NSS (انتخاب تراشه CS در)

D5 ---------- SCK (ساعت SPI در)

D7 ---------- MOSI (SPI Data in)

D6 ---------- MISO (SPI Data out)

منبع تغذیه ایستگاه پایه با استفاده از آداپتور دیواری 5 ولت DC انجام شد. من تعدادی آداپتور دیواری قدیمی در اطراف داشتم ، بنابراین کانکتور را جدا کردم و آن را به پین های VIN و GND ESP8266 وصل کردم. همچنین آنتن از سیم مسی به طول 17.3 سانتی متر (آنتن یک چهارم موج) ساخته شده است.

مرحله 4: برنامه

من از Blynk (از اینجا) به عنوان برنامه استفاده کردم. این یکی از ساده ترین گزینه ها است زیرا بسیار خوب مستند شده است و ویجت ها را می توان به صورت کشیده و رها کرد.

1. یک حساب Blynk ایجاد کنید و یک پروژه جدید با ESP8266 به عنوان دستگاه ایجاد کنید.

2. کشیدن و رها کردن ابزارک ها از منوی ویجت.

3. در حال حاضر ، شما باید پین های مجازی را برای هر یک از این ابزارک ها تنظیم کنید.

4. از پین های مشابه بالا در کد منبع ایستگاه پایه استفاده کنید.

به یاد داشته باشید که از کلید مجوز پروژه خود در کد arduino استفاده کنید.

مرحله 5: کد

این پروژه از Arduino IDE استفاده می کند.

کد بسیار ساده است. فرستنده هر 10 ثانیه یک سیگنال ارسال می کند و سپس منتظر تأیید می ماند. در صورت دریافت تاییدیه "فعال" ، GPS را روشن می کند و منتظر به روزرسانی مکان از GPS می ماند. در این مدت ، هنوز اتصال با ایستگاه پایه را بررسی می کند و اگر اتصال بین به روزرسانی های GPS قطع شود ، چند بار دوباره امتحان می شود و اگر هنوز وصل نشده باشد ، GPS خاموش شده و ردیاب به عقب برمی گردد. به روال عادی (یعنی ارسال سیگنال هر 10 ثانیه). در غیر این صورت داده های GPS به ایستگاه پایه ارسال می شود. در عوض ، اگر تأییدیه "توقف" دریافت شود (در بین و همچنین در ابتدا) ، فرستنده GPS را متوقف می کند و سپس به روال عادی باز می گردد.

ایستگاه پایه به هر سیگنالی گوش می دهد و در صورت دریافت سیگنال ، بررسی می کند که آیا دکمه "پیدا" در داخل برنامه روشن است یا خیر. اگر "روشن" باشد ، مقادیر مکان بازیابی می شود. اگر "خاموش" است ، ایستگاه پایه تأیید "توقف" را به فرستنده ارسال می کند. فقط در صورتی که دکمه "پیدا" روشن باشد می توانید به سیگنال گوش دهید ، اما من آن را به عنوان یک ویژگی امنیتی اضافه کردم تا بدانم آیا اتصال بین این دو دستگاه قطع شده است و به کاربر هشدار دهید (چیزی شبیه geofence).

مرحله 6: محوطه ها

ردیاب:

چاپ سه بعدی راهی است ، اما من ترجیح دادم آن را به یقه بچسبانم. این یک آشفتگی است و من به طور جدی نمی دانم که آیا گربه ها دوست دارند چنین گرد و غباری را بر گردن خود بیاورند یا نه.

ایستگاه پایه:

یک ظرف پلاستیکی برای ایستگاه پایه بیش از حد کافی بود. اگر می خواهید آن را در خارج نصب کنید ، ممکن است لازم باشد ظروف ضد آب را در نظر بگیرید.

به روز رسانی:

من فکر کردم که یک محفظه برای ردیاب بسازم ، اما چون چاپگر سه بعدی نداشتم ، ظروف کوچک تبدیل به محفظه شدند:) مجموعه لوازم الکترونیکی در یک ظرف و باتری در ظرف دیگر نگهداری می شد.

من از بلوک ها به عنوان محفظه ای برای لوازم الکترونیکی استفاده کردم. خوشبختانه یک کلاهک وجود داشت که به خوبی روی آن نصب شده بود. برای باتری از ظرف Tic-Tac استفاده شد. به منظور ایمن سازی باتری ، ظرف را کوتاه کرد تا باتری کاملاً نصب شود. برای اتصال ظروف به یقه از گیره های کاغذی استفاده شد.

مرحله 7: آزمایش و نتیجه گیری

روی کی تستش کنیم ؟؟ نه ، اینطور نیست که من الان گربه ندارم. خوب من دو تا دارم؛)

اما آنها برای پوشیدن یقه بسیار کوچک هستند و من تصمیم گرفتم خودم آن را آزمایش کنم. بنابراین من با ردیاب دور خانه ام قدم زدم. ایستگاه پایه در ارتفاع 1 متری نگه داشته می شد و بیشتر اوقات پوشش گیاهی و ساختمانهای زیادی بین ردیاب و ایستگاه پایه وجود داشت. من آنقدر ناراحت شدم که ناگهان فضا تمام شد (اگرچه در برخی نقاط سیگنال ضعیف است). اما در چنین زمینی برد 100 متر پوند بدون از دست دادن اطلاعات زیاد بسیار قابل تقدیر است.

آزمایش دامنه ای که انجام داده ام اینجاست.

به نظر می رسد GPS در پوشش گیاهی سنگین تا حدودی عادی عمل می کند ، اما گاهی اوقات به نظر می رسد که محل حرکت می کند. بنابراین من مشتاقانه منتظر اضافه کردن یک ماژول WiFi (از آنجا که تعداد زیادی روتر در خانه های مجاور وجود دارد) هستم تا بتوانم مکان سریع تری را بدست آورم (با اندازه گیری قدرت سیگنال از بسیاری از روترها و مثلث بندی).

من می دانم که محدوده واقعی باید بسیار بیشتر باشد ، اما با توجه به سناریوی فعلی قرنطینه ، نمی توانم زیاد از خانه خارج شوم. در آینده ، مطمئناً آن را تا حد ممتاز آزمایش می کنم و نتایج را به روز می کنم:)

تا آن موقع ، خوش سر و صدا…