Tinyduino LoRa Based Tracker: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

من منا لا يريد اقتناء حيوانات أليفة ؟؟ يمكن لهؤلاء الأصدقاء المكسو بالفرو أن يملؤوك بالحب والسعادة ، لكن ألم فقدانهم مدمر. كان لدى عائلتنا قطة تدعى Thor (الصورة أعلاه) وكان متجولًا محبًا للمغامرة. عاد مرات عديدة بعد رحلات أسبوعية غالبًا مصابًا بجروح ، لذا حاولنا عدم السماح له بالخروج. لكن ما لم يكن ، فقد خرج مرة أخرى لكنه لم يعد: (لم نتمكن من العثور على أثر طفيف حتى بعد البحث لأسابيع. أصبحت عائلتي مترددة في الحصول على قطط بعد الآن لأن فقده كان مؤلمًا للغاية. لذلك قررت أن ألقي نظرة على أجهزة تتبع الحيوانات الأليفة. ولكن معظم أدوات التتبع التجارية تتطلب اشتراكات أو أنها ثقيلة بالنسبة للقطط. هناك بعض أدوات التتبع الجيدة القائمة على التوجيه اللاسلكي ولكني أردت معرفة موقع دقيق لأنني لن أكون في المنزل معظم اليوم. لذلك قررت إنشاء متتبع باستخدام Tinyduino ووحدة LoRa لإرسال الموقع إلى المحطة الأساسية في منزلي والتي تقوم بتحديث الموقع إلى تطبيق.

ملاحظة. يرجى أن يغفر لي الصور منخفضة الجودة.

الخطوة 1: المكونات المطلوبة

1. مجلس معالج TinyDuino
2. Tinyshield GPS
3. مجلس تطوير واي فاي ESP8266
4. Hope RFM98 (W) (433 ميجا هرتز) × 2
5. Tinyshield Proto Board
6. USB Tinyshield
7. بطارية ليثيوم بوليمر - 3.7 فولت (استخدمت 500 مللي أمبير لتقليل الوزن)
8. لحام حديد
9. أسلاك العبور (أنثى إلى أنثى)

الخطوة 2: جهاز الإرسال

نحتاج إلى توصيل جهاز الإرسال والاستقبال LoRa بـ tinyduino. لهذا ، نحتاج إلى لحام الأسلاك من وحدة RFM98 إلى لوح الحماية من الصفيح. سأستخدم مكتبة RadioHead للتواصل ويتم الاتصال وفقًا للوثائق.

بروتوبوارد RFM98

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

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

D10 -------------- NSS (اختيار شريحة CS)

D13 -------------- SCK (ساعة SPI في)

D11 -------------- MOSI (بيانات SPI في)

D12 -------------- MISO (خرج بيانات SPI)

3.3V دبوس RFM98 متصل بالبطارية + ve.

ملاحظة: وفقًا لورقة البيانات ، يكون الحد الأقصى للجهد الذي يمكن تطبيقه على RFM98 هو 3.9 فولت. تحقق من جهد البطارية قبل التوصيل

لقد استخدمت هوائيًا حلزونيًا لـ RFM98 لأنه سيقلل من حجم جهاز التعقب.

ابدأ بمعالج tinyduino في الجزء السفلي من المكدس متبوعًا بـ tinyshield GPS ثم اللوحة الأولية في الأعلى. قد تصبح رؤوس اللحام الموجودة أسفل اللوحة الأولية مزعجة بعض الشيء ؛ في حالتي ، لمست درع GPS الموجود تحته ، لذلك قمت بعزل الجزء السفلي من لوح الحماية بشريط كهربائي. هذا كل شيء ، أكملنا بناء جهاز الإرسال !!!

يمكن بعد ذلك توصيل وحدة الإرسال بالبطارية وربطها بطوق الحيوان الأليف.

الخطوة 3: المحطة الأساسية

تعد لوحة تطوير WiFi ESP8266 خيارًا مثاليًا إذا كنت ترغب في توصيل مشروعك بالإنترنت. يتصل جهاز الإرسال والاستقبال RFM98 بـ ESP8266 ويتلقى تحديثات الموقع من جهاز التعقب.

ESP8266 RFM98

3.3 فولت ---------- 3.3 فولت

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

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

D8 ---------- NSS (اختيار شريحة CS)

D5 ---------- SCK (ساعة SPI في)

D7 ---------- MOSI (بيانات SPI في)

D6 ---------- MISO (خرج بيانات SPI)

تم تزويد المحطة الأساسية بالطاقة باستخدام محول جداري بجهد 5 فولت. كان لدي بعض محولات الحائط القديمة ، لذا قمت بنزع الموصل وربطه بدبابيس VIN و GND في ESP8266. كما تم صنع الهوائي من سلك نحاسي طوله 17.3 سم (هوائي ربع موجة).

الخطوة 4: التطبيق

لقد استخدمت Blynk (من هنا) باعتباره التطبيق. يعد هذا أحد أسهل الخيارات لأنه موثق جيدًا ويمكن فقط سحب الأدوات المصغّرة.

1.إنشاء حساب Blynk وإنشاء مشروع جديد باستخدام ESP8266 كجهاز.

2- قم بسحب وإسقاط الحاجيات من قائمة الأدوات.

3- الآن ، تحتاج إلى إعداد دبابيس افتراضية لكل من هذه الأدوات.

4. استخدم نفس المسامير كما هو مذكور أعلاه في التعليمات البرمجية المصدر للمحطة الأساسية.

تذكر استخدام مفتاح ترخيص المشروع الخاص بك في كود اردوينو.

الخطوة 5: الكود

يستخدم هذا المشروع Arduino IDE.

الكود بسيط جدا يرسل جهاز الإرسال إشارة كل 10 ثوانٍ ثم ينتظر إقرارًا. إذا تم استلام إقرار "نشط" ، فسيتم تشغيل GPS وانتظار تحديث الموقع من GPS. خلال هذا الوقت ، سيظل يتحقق من الاتصال بالمحطة الرئيسية وإذا فُقد الاتصال بين تحديثات GPS ، فسيتم إعادة المحاولة لبضع مرات وإذا لم يكن متصلاً ، فسيتم إيقاف تشغيل GPS وسيعمل تعقب إلى الروتين العادي (أي إرسال إشارة كل 10 ثوانٍ). وإلا يتم إرسال بيانات GPS إلى المحطة الأساسية. وبدلاً من ذلك ، إذا تم تلقي إقرار "إيقاف" (في ما بينهما وكذلك في البداية) ، فإن جهاز الإرسال يوقف GPS ثم يعود إلى الروتين العادي.

تستمع المحطة الأساسية لأي إشارة وإذا تم تلقي إشارة ، فإنها تتحقق مما إذا كان زر "البحث" داخل التطبيق قيد التشغيل. إذا كان "تشغيل" ، فسيتم استرداد قيم الموقع. إذا كانت "إيقاف التشغيل" ، ترسل المحطة الأساسية إشعار "إيقاف" إلى جهاز الإرسال. يمكنك اختيار الاستماع للإشارة فقط في حالة تشغيل الزر "بحث" ولكني أضفته كميزة أمان لمعرفة ما إذا كان الاتصال قد فُقد بينهما وتنبيه المستخدم (شيء مثل السياج الجغرافي).

الخطوة 6: المرفقات

تعقب:

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الطريقة المثلى ، لكنني فضلت لصقها على الياقة. إنها فوضى ، ولا أعرف بجدية ما إذا كانت القطط تود أن تأخذ مثل هذه الفوضى على رقبتها.

المحطة الأساسية:

كانت الحاوية البلاستيكية أكثر من كافية للمحطة الأساسية. إذا كنت ترغب في تركيبه في الخارج ، فقد تحتاج إلى التفكير في حاويات مقاومة للماء.

تحديث:

فكرت في إنشاء حاوية لجهاز التعقب ، ولكن نظرًا لعدم وجود طابعة ثلاثية الأبعاد ، تم تحويل الحاويات الصغيرة إلى حاويات:) تم الاحتفاظ بمجموعة الإلكترونيات في حاوية والبطارية في حاوية أخرى.

لقد استخدمت الكتل كعلبة للإلكترونيات. لحسن الحظ ، كان هناك غطاء يناسبها بشكل جيد. تم استخدام حاوية Tic-Tac للبطارية. من أجل تأمين البطارية ، تم تقصير الحاوية بحيث تكون البطارية مناسبة تمامًا. تم استخدام مشابك الورق لربط الحاويات بالطوق.

الخطوة السابعة: الاختبار والاستنتاج

على من نختبره ؟؟ لا ، ليس الأمر أنه ليس لدي قطط الآن. حسنًا ، لدي اثنان ؛)

لكنهم أصغر من أن يرتدوا الياقة وقررت أن أجربها بنفسي. لذلك كنت أتجول في منزلي مع جهاز التعقب. تم الاحتفاظ بالمحطة الأساسية على ارتفاع 1 متر وفي معظم الوقت كان هناك نباتات ومباني كثيفة بين جهاز التتبع والمحطة الأساسية. شعرت بحزن شديد لأنني نفدت المساحة فجأة (على الرغم من ضعف الإشارة في بعض الأماكن). ولكن في مثل هذه التضاريس ، يكون الحصول على نطاق يصل إلى 100 متر تقريبًا دون فقد الكثير من البيانات أمرًا ملموسًا.

اختبار النطاق الذي قمت به هنا.

يبدو أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يعمل بشكل طبيعي إلى حد ما في ظل الغطاء النباتي الكثيف ولكن في بعض الأحيان يبدو أن الموقع ينجرف. لذلك أتطلع أيضًا إلى إضافة وحدة WiFi (نظرًا لوجود العديد من أجهزة التوجيه في المنازل المجاورة) من أجل الحصول على موقع خشن بشكل أسرع (عن طريق قياس قوة الإشارة من العديد من أجهزة التوجيه والتثليث).

أعلم أن النطاق الفعلي يجب أن يكون أكثر من ذلك بكثير ، ولكن نظرًا لسيناريو الإغلاق الحالي ، لا يمكنني الانتقال كثيرًا خارج المنزل. في المستقبل ، سأختبرها بالتأكيد إلى أقصى الحدود وأقوم بتحديث النتائج:)

حتى ذلك الحين ، خرخرة سعيدة…..