وحدة تبريد: 11 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

هل لديك وحدة القديمة؟

هل تخشى أن ترتفع درجة حرارة وحدة التحكم الخاصة بك خلال الصيف؟

إذن هذا هو المشروع المناسب لك!

اسمي Thibeau Deleu وأنا طالب من الوسائط المتعددة وتكنولوجيا الاتصالات في Howest Kortrijk.

اسم هذا المشروع يسمى "Console Cooler". كما يقول الاسم ، إنه جهاز يساعدك في الحفاظ على وحدة التحكم الخاصة بك باردة! يحدث التبريد من خلال مروحة أعلى العلبة ، مما يؤدي إلى تدفق هواء إضافي.

هذا المشروع مخصص للأشخاص الذين لديهم وحدة تحكم قديمة تسخن بسرعة كبيرة ، خاصة خلال فصل الصيف. ستتمكن أيضًا من رؤية حالة وحدة التحكم على موقع (صنع ذاتيًا).

الخطوة 1: المكونات الرئيسية (أجهزة الاستشعار وشاشات الكريستال السائل)

ما الذي نحتاجه بالضبط لبناء هذا الجهاز؟

لنبدأ بإعطاء لمحة عامة عن المكونات الرئيسية:

• المقاوم LDR
• مستشعر درجة الحرارة ML35
• مروحة تبريد Jtron DC 5V 0.23a 3 5 سم.
• مستشعر الحركة PIR
• أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

بالنسبة لمسألة بداية هذه الخطوة ، سأضع صورتين ممتازتين مع جميع المكونات التي تحتاجها. لكنني سأغطي الأجزاء الأكثر أهمية في الخطوات التالية ، لذلك سيكون من الأسهل فهمها.

بادئ ذي بدء ، نحتاج إلى المكون الرئيسي لإنجاز هذا العمل وهو Raspberry Pi مع بطاقة micro SD بسعة 16 جيجابايت على الأقل. بدونها ، لا شيء يعمل.

ثانيًا ، المكونات التي ستسجل المعلمات المهمة لمعرفة درجة الحرارة داخل العلبة وحالة وحدة التحكم ، لذلك نحتاج إلى مستشعر درجة الحرارة ومستشعر الضوء. الأشياء التي سأستخدمها في هذا المشروع هي:

• المقاوم LDR
• مستشعر درجة الحرارة LM35

بالنسبة للمروحة نفسها ، سأستخدم مروحة تبريد Jtron DC 5V 0.23a 3 5 سم.

هناك بعض المكونات الإضافية في هذا المشروع ، لأنه كان من المثير للاهتمام إضافتها إلى المشروع (بالنسبة لي شخصيًا).

المكون الأول هو مستشعر PIR Motion والذي سيعمل كزر لتنشيط المروحة. المكون الثاني عبارة عن مستشعر فوق صوتي لقياس المسافة بين الهيكل والجدار. لقد قمت بتطبيق هذا المستشعر الأخير ، لأنه من المهم أن يتمكن الهواء من الهروب من العلبة بسهولة.

أخيرًا لدينا شاشة LCD لعرض عناوين IP الخاصة بالموقع ، وسيعرض هذا الموقع قيم المستشعرات وستكون قادرًا على التحكم في المروحة من هذا الموقع.

الخطوة 2: العناصر اللازمة لعمل الدائرة (ترانزستورات ، مقاومات ، …)

تم استخدام الترانزستورات / المقاومات التالية لإنجاح هذا المشروع.

الترانزستورات:

ترانزستور NPN: PN2222 (1 مطلوب)

المقاومات:

• 10 كيلو أوم (3 مطلوب)
• 1 كيلو أوم (2 مطلوب)
• 2 كيلو أوم (2 مطلوب)

مزود الطاقة:

وحدة قوة اللوح 3 فولت / 5 فولت (مطلوب 1)

الكابلات:

• ذكر / ذكر (على الأقل 30-40)
• كبلات أنثى / ذكر (حوالي 10-20 لشاشات LCD و LDR والمروحة)
• كبلات أنثى / أنثى (حوالي 10-20 إذا كنت ترغب في تمديد بعض الكابلات للحالة).

آخر:

• 1 مقياس الجهد (لتنظيم الضوء على شاشة LCD)
• 1 MCP3008 (لتحويل القيمة التناظرية LDR إلى قيمة رقمية)
• 2 الألواح لوضع كل شيء على.

الخطوة 3: مخطط الأسلاك مع التفسيرات

هذه الخطوة هي امتداد للسابقة. سأعرض هنا مخطط الأسلاك الكهربائية الكامل لجعل وحدة التحكم أكثر برودة. الرجاء النقر فوق الملفات المرفقة لمعرفة كيفية توصيل كل شيء.

الخطوة 4: الحالة: المكونات

بالطبع ، هذه الدائرة الكهربائية تحتاج إلى الحماية من القوى المختلفة التي قد تتسبب في توقفها عن العمل. أعني بالقوى أشياء مثل المطر والأشياء التي قد تضرب الجهاز وما إلى ذلك.

لهذا السبب فإن القضية ضرورية.

لإنشاء هذه الحالة ، نحتاج إلى المكونات التالية:

خشب:

• لوح ألياف كبير (1.2 سم) لقص القطع التالية:

  • قطعتان 14 سم على 20 سم (أمام / خلف العلبة)
  • قطعتان مقاس 45 سم على 12 سم (جوانب العلبة)
  • قطعتان 20 سم على 45 سم (أعلى / أسفل العلبة)
  • 2 بار (لاستخدامها كأقدام للحالة)

مفصلات:

• 2 مفصلات لفتح الجبهة (المفصلات في الجزء السفلي من الأمام)
• 2 يتوقف على فتح الجزء العلوي

يتعامل:

1 مقبض (لفتح الجبهة)

صمغ:

1 أنبوب كبير من غراء TEC (لصق القطع معًا)

رأى:

منشار الأطلسي (لقطع الثقوب اللازمة في القطع لأجهزة الاستشعار ، LDR والمروحة)

ساندر:

بلاك اند ديكر لتنعيم القطع بمجرد تقطيعها

تدريبات:

مثقاب واحد بقطر لولبي يبلغ 0.6 سم (لإنشاء الثقوب)

الطلاء / التمهيدي:

• وعاء واحد من برايمر ليفيس الأبيض (0.25 لتر)
• 1 وعاء من دهان ليفيس الأبيض (0.25 لتر)

مغناطيس:

2 مغناطيس (الذي سيثبت باب العلبة)

الفرش:

• 1 بكرة (لطلاء الأسطح الكبيرة)
• 1 فرشاة (للتفاصيل)

مسامير:

• 8 براغي صغيرة للمفصلات (بطول 1.1 سم كحد أقصى ، لأن سماكة اللوح 1.2 سم)
• 2 براغي صغيرة للمقبض (بطول 1.1 سم كحد أقصى)
• 4 براغي صغيرة للمغناطيس (بطول 1.1 سم كحد أقصى)

خطوة 5: حالة: الخلق

الآن حان الوقت لجعل هذه القضية.

1. للقطعة العلوية من العلبة. اقطع اللوحة إلى نصفين ، لأن النصف الخلفي يحتاج إلى الفتح حتى نتمكن من الوصول إلى المستشعرات / الإلكترونيات
2. قطع الثقوب التالية في قطع اللوح الليفي- في الجزء العلوي نصف قطعة. قم بقص 3 فتحات: - فتحة مستطيلة واحدة (6.8 سم عند 3.5 سم لشاشة LCD) - فتحة دائرية واحدة (قطر 2.5 سم للمروحة) - فتحة مربعة واحدة (2.5 سم على 2.5 سم لمستشعر الحركة PIR)
3. قطع في الجزء الخلفي حفرة على شكل دائرة. هذا هو المكان الذي ستأتي فيه كبلات الطاقة.
4. قم بعمل ثقوب صغيرة باستخدام المثقاب بمسمار قطره 0.6 سم في الخلف (حول فتحة الكابلات) والجانب الأيسر من العلبة. نقوم بذلك حتى يكون هناك ما يكفي من دوران الهواء في العلبة.
5. على الجانب الأيمن من حالة. اقطع فتحة في الخلف (5.5 سم على 3.5 سم) لجهاز الاستشعار Ultra sonic (حتى يعمل بشكل صحيح).
6. صمغ كل القطع مع غراء TEQ. إذا لزم الأمر ، يمكنك إضافة قضبان من الألواح الليفية لتقوية جوانب العلبة. ضع هذه القضبان داخل العلبة ، وبعد ذلك يتم تجفيف كل شيء
7. برغي المقبض الموجود في مقدمة العلبة. قم بلفها في الجزء العلوي من القطعة الأمامية (وليس القطعة العلوية حيث صنعنا الثقوب الثلاثة => انظر الصور للتوضيح إذا لزم الأمر).
8. برغي مفصلتين (4 براغي) على الجانب الأيمن (في الخلف) من العلبة بحيث يمكن فتح النصف العلوي الخلفي.
9. برغي مفصلتين (4 براغي) في الجزء السفلي من القطعة الأمامية بحيث يمكن فتح الجانب الأمامي من العلبة.

10. قم بلف المغناطيس الموجود داخل العلبة: - 2 مغناطيس أمام القطعة الأمامية العلوية بالداخل

    - قطعة معدنية أعلى القطعة الأمامية بحيث تتصل بالمغناطيس

11. قم بلصق قضبان اللوح الليفي في الجزء السفلي من العلبة بحيث يمكن فتح الجزء الأمامي بسهولة باستخدام المقبض.
12. إضافة التمهيدي لهذه القضية
13. إضافة الطلاء الأبيض في القضية
14. تهانينا! قضيتك انتهت!

الخطوة 6: وضع المكونات في العلبة

لوضع المكونات بالحالة ما يلي:

1. سيتم ربط شاشة LCD والمروحة أعلى العلبة من الخارج.
2. يتم لصق مستشعر حركة PIR على الجزء العلوي من العلبة في الداخل.

السبب في قيامنا بذلك من أجل مستشعر الحركة وليس الباقي ، هو منع مستشعر الحركة من التسجيل دون توقف.

سيتم لصق الألواح (مع معظم الأجهزة الإلكترونية عليها) داخل العلبة وتوضع في الخلف. انتبه إلى أن مستشعر de Ultra sonic يمكن رؤيته من خلال الفتحة الموجودة على الجانب الأيمن.

سيتم وضع Raspberry Pi في النصف الأمامي من العلبة. نظرًا لأن Pi هي وحدة التحكم التي تحتاج إلى تبريد ، فلا داعي لأن يتم لصقها / شدها (نظرًا لأننا لن نفعل ذلك باستخدام وحدة تحكم حقيقية).

خطوة 7: إعداد التوت

قبل أن نبدأ في البرمجة ، نحتاج إلى إعداد البيئة المناسبة.

كيف نفعل ذلك؟ عن طريق تنزيل صورة raspbian buster لـ raspberry pi وكتابتها على التوت باستخدام Win 32 disk imager. قبل أن تبدأ في كتابة صورة على Pi ، تأكد من إنشاء ملف SSH (بدون امتداد) في الصورة لتمكين SSH على Raspberry Pi.

الإعداد على باي

بعد القيام بذلك ، يمكنك استخدام المعجون لتسجيل الدخول على توت العليق الخاص بك حتى تتمكن من تهيئته بشكل صحيح. كن على علم أنك ستحتاج إلى توصيل Pi بجهاز الكمبيوتر الخاص بك باستخدام كابل إيثرنت.

المستخدم وكلمة المرور الافتراضيان لـ Pi هما كما يلي:

المستخدم: بي

كلمة المرور: التوت

يمكنك تغيير هذا باستخدام raspi-config.

يجب أن نضيف شبكة على Pi الخاص بك حتى تتمكن الأجهزة الأخرى من إلقاء نظرة على موقعك عندما تكون على نفس الشبكة. أدخل الأوامر التالية على المعجون.

1. sudo iw dev wlan0 scan | grep SSID

2. wpa_passphrase "NAMEOFYOURNETWORK"

   أدخل كلمة مرور شبكتك

3. sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
4. sudo إعادة التشغيل
5. ifconfig (للتحقق من عمل إعداد wifi الخاص بك)

سيتعين عليك التأكد من تحديث Pi الخاص بك باستخدام الأوامر التالية أثناء اتصال Pi بالإنترنت:

• sudo apt-get update
• sudo apt-get ترقية

بعد ذلك يمكنك تمكين أو تثبيت الحزم الخاصة بالمشروع للعمل ، إما من خلال raspi-config أو الأوامر. نظرًا لأننا نتحدث عن raspi-config ، يمكننا تمكين واجهة السلك الواحد هنا حتى يتمكن التوت من قراءة مستشعر السلك الواحد. انتقل إلى خيارات التوصيل ، وحدد سلكًا واحدًا واضغط على تمكين. ستحتاج أيضًا إلى تثبيت SocketIO مع:

نقطة تثبيت flask-socketio

الآن بعد أن أصبح لدينا الإنترنت ، نحتاج إلى إنشاء قاعدة بياناتنا. ولكن نحتاج أولاً إلى تنزيل MariaDB (على pi) و Mysql Workbench (على الكمبيوتر الشخصي) حتى نتمكن من العمل على MariaDB.

الخطوة 8: إعداد جهاز الكمبيوتر

ك طاولة العمل

بعد تثبيت كل شيء ، يمكننا الوصول إلى MariaDB من خلال Mysql Workbench على جهاز الكمبيوتر الخاص بنا.

عندما نقوم بإنشاء قاعدة بيانات جديدة ، نحتاج إلى تكوين قاعدة البيانات هذه مثل الصورة أعلاه (تلك التي تحمل اسم الاتصال "raspi"). أثناء قيامنا بتكوين قاعدة البيانات هذه ، نحتاج إلى اسم المستخدم / كلمة المرور لكل من قاعدة البيانات و Raspberry. المستخدم وكلمة المرور الافتراضيان هما "mysql" / "mysql" في قاعدة البيانات و "pi" / "rapsberry" على Pi. إذا كان هناك تحذير بشأن الاتصال ، يمكنك فقط الضغط على "متابعة على أي حال"

كود الاستوديو المرئي

البرنامج الآخر الذي نحتاجه هو Visual Studio Code.

بمجرد التثبيت ، تحتاج إلى تثبيت الامتداد التالي.

يسمح لك هذا الامتداد بكتابة برامج pi على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. عند تثبيت هذا ، قم بما يلي:

1. اضغط على F1 en اكتب SSH
2. اختر إمكانية الوصول عن بُعد: أضف مضيف SSH جديدًا

3. أدخل البيانات التالية

   ssh 169.254.10.1 -A

4. اضغط دخول

بعد ذلك سوف تكون متصلاً بـ Raspberry Pi الخاص بك.

آخر شيء نحتاجه هو تثبيت ملحق python على الجهاز البعيد. بدون هذا ، لا يمكننا تشغيل البرامج التي نكتبها على جهاز الكمبيوتر الخاص بنا.

الخطوة 9: دع الترميز يبدأ

الآن بعد أن أصبح الجهاز جاهزًا ، حان الوقت للبدء بالبرنامج.

قبل أن نبدأ ، سنبدأ في إضافة بعض الهياكل لملفاتنا. في هذه الحالة ، سننشئ مجلدًا للواجهة الأمامية والخلفية وقاعدة البيانات. سيكون هناك رابط إلى مستودع Git الخاص بي (في الخطوات التالية) مع جميع الملفات إذا كان هذا يبدو محيرًا. يمكنك فقط تولي الملفات من هناك إذا لزم الأمر.

الآن بعد أن أصبح لدينا بعض الهيكل ، سأقدم نظرة عامة موجزة حول كيفية سير الترميز.

1. إنشاء قاعدة بيانات عندما نريد إنشاء قاعدة بيانات لقيم أجهزة الاستشعار الخاصة بنا ، سنحتاج إلى نموذج جيد لتخزين بياناتنا. بمجرد حصولنا على هذا النموذج ، يمكننا إعادة توجيه هذا النموذج لإنشاء قاعدة بياناتنا. لإنشاء النموذج ، سنعمل على Mysql Workbench ، يرجى التحقق من الصورة في هذه الخطوة لترى كيف يبدو النموذج.

لإنشاء نموذج / مهندس أمامي ، قم بما يلي:

• لإنشاء ملف اضغط على النموذج (يسار في الأعلى)
• اضغط على النموذج الجديد
• لمزيد من المعلومات ، اضغط على الرابط التالي
• للهندسة إلى الأمام ، اضغط على النموذج
• مهندس إلى الأمام
• اضغط على نعم / تابع حتى نهاية العملية.

2. النهاية الخلفية

ستكون النهاية الخلفية هي المكان الذي سيكون فيه الترميز لجميع الأجهزة وأجهزة الاستشعار. سيتم تقسيمه بين فئات المساعدة التي ستحتوي على رمز المكونات والكود الرئيسي (app.py) حيث يتم تجميع كل شيء معًا.

ستكون ملفات قاعدة البيانات أيضًا في هذا المجلد لأن النهاية الخلفية تحصل على المعلومات من قاعدة البيانات من خلال ملف datarepository.py في مجلد المستودع. ملف config.py مخصص فقط لتوصيل الواجهة الخلفية بقاعدة البيانات.

3. الواجهة الأمامية

الواجهة الأمامية هي للموقع. سيحتوي هذا المجلد على كود HTML / CSS / JAVA. يجب أن يكون الموقع متاحًا عبر IP من Rapsberry Pi الخاص بك. لذلك إذا كان pi الخاص بك يحتوي على IP التالي: 192.168.0.120 ، فيمكنك زيارة موقعك من خلال عنوان IP هذا. إذا كنت تريد معرفة عنوان IP الخاص بـ pi ، فيمكنك إدخال "ip a" في المعجون وإلقاء نظرة على عنوان WLAN0.

الخطوة 10: الخلفية

كما هو مذكور في الخطوة السابقة ، فإن النهاية الخلفية هي المكان الذي تتم فيه كتابة جميع التعليمات البرمجية للمكونات. ما لم أذكره هو كيفية الحصول على البيانات من قاعدة البيانات وكيفية إرسالها إلى الواجهة الأمامية لموقعنا.

يجب القيام بالخطوات التالية من أجل القيام بذلك:

1. قم بإنشاء استعلامات mysql للحصول على / تحديث / إدراج البيانات في قاعدة البيانات الخاصة بك. الملف الذي يحتوي على هذه الاستعلامات هو ملف Datarepository.py. ملف database.py هو الملف الذي سيتواصل مع قاعدة البيانات وسيستخدم الاستعلامات من datarepository.py للحصول على البيانات التي تريدها. للتأكد من أنه يمكنك الاتصال بقاعدة البيانات الخاصة بك ، يرجى التأكد من أن ملف التكوين يحتوي على نفس كلمة المرور / المستخدم لقاعدة البيانات الخاصة بك. تأكد أيضًا من تحديد قاعدة البيانات الصحيحة.
2. بمجرد أن نتمكن من الاتصال بقاعدة البيانات ، نحتاج إلى إنشاء مسار (app.route (نقطة نهاية …)). هذا المسار هو الرابط بين الواجهة الأمامية والنهاية الخلفية. اتصال آخر يمكن استخدامه هو Socketio.
3. تأكد من استيراد جميع المكتبات الصحيحة (في app.py) لجعل هذا المشروع يعمل. يمكنك رؤية github الخاص بي ، إذا كنت تريد معرفة المكتبات التي استخدمتها للتطبيق. py.

للتأكد من امتلاء قاعدة البيانات ببيانات محدثة ، من المهم إجراء قراءات ثابتة من أجهزة الاستشعار. أفضل طريقة للقيام بذلك هي من خلال حلقة while-loop وتشغيل حلقة while-loop في سلسلة رسائل. وإلا فسيظل برنامجك عالقًا في de while-loop.

الخطوة 11: الواجهة الأمامية

في الواجهة الأمامية هناك

3 صفحات html:

• home.html
• light.html
• درجة الحرارة. html

3 ملفات css:

• screen.css (وهو ملف قدمته لي مدرستي.)
• normalize.css (مما يساعد على تنفيذ css على متصفحات مختلفة.)
• main.css (الذي يحتوي على css الرئيسي لصفحات html.)

2 ملف جافا سكريبت:

• app.js (الذي سيأخذ البيانات من النهاية الخلفية ويضعها في الواجهة الأمامية.)
• datahandler.js (التي ستتعامل مع البيانات من الواجهة الخلفية حتى يتمكن app.js من العمل معها.)

سأضيف الرابط إلى جيثب الخاص بي هنا أيضًا ، فقط في حالة.