Raspberry Pi мотоциклінің бақылау тақтасы: 9 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Howest Kortrijk -тегі мультимедиялық және коммуникациялық технологиялардың студенті ретінде мен жеке IoT жобасын жасауға мәжбүр болдым. Бұл бірінші жылы қабылданған барлық модульдерді бір үлкен жобаға біріктіреді. Мен бос уақытымда мотоциклмен көп жүретіндіктен, мен MCT tu -да алған дағдыларымды мотоциклге арнап жасауды шештім: ақылды бақылау тақтасы.

MotoDash - бұл фанатикалық мотоциклшілерге арналған Raspberry Pi -мен жұмыс істейтін бақылау тақтасы, ол шабандозға олардың жұмысын бақылауға мүмкіндік береді.

Бұл бақылау тақтасының ерекшеліктері қандай?

• Ағымдағы көлбеу бұрышты қарау
• Ағымдағы үдеуді қарау
• Майдың температурасын бақылау мүмкіндігі
• Қараңғыда жүргенде қараңғы тақырыпқа автоматты түрде ауысыңыз
• Сіздің сапарларыңыз туралы деректерді тіркеңіз және өзіңіздің жеке статистикаңызды қараңыз

Жабдықтар

Негізгі есептеу бірлігі:

Raspberry Pi - бұл жүйенің негізгі контроллері

Электроника:

• 12V-5V мотоцикліне арналған USB зарядтау құрылғысы RPi үшін негізгі қуат көзі
• 4 істікшелі сақтандырылған реле 12V RPi қуат тізбегін қосу/өшіру үшін қосылады
• Өткізгіш сымдары бар табақша (міндетті емес) Сынақ және прототиптер құрастыру үшін

Резисторлар жиынтығы

0,2 мм сымның әр түрлі түстері

• Breakout Pi plus - бұл барлық компоненттерді дәнекерлеуге болатын прототиптік тақта. Ол тікелей Raspberry Pi үстіне орнатылған, сондықтан жобаның өлшемдері минималды болады.

Датчиктер мен модульдер:

• Су өткізбейтін DS18B20 1 сымды температура сенсорыМай температурасы сенсоры
• 3 осьтік гиро акселерометр MPU6050Tilt/accel сенсоры
• Жарыққа тәуелді резистор (LDR)

MCP3008-SPI интерфейсі бар 8 каналды 10 биттік ADC

TFT SPI дисплейі (немесе сіздің қажеттіліктеріңізге сәйкес келетін кез келген басқа LCD дисплей)

RGB жарық диоды

Қаптама:

• Пластикалық қорап
• Raspberry pi корпусы

Құралдар:

• Дәнекерлеуіш пен дәнекерлеуіш
• 2,5 мм бұрандалар мен аралықтар
• Су өткізбейтін кабель қосқыштары
• Супер желім
• …

1 -қадам: прототиптеу

Біз бәрін тұрақты етпес бұрын, біз жобаны тақтаға жинаймыз. Егер сіз қателеспейтіндігіңізге сенімді болсаңыз, бұл қадамды өткізіп жіберуге болады. Электрлік/нан тақтасының схемасын төмендегі PDF файлынан табуға болады. Схеманы дәл сипатталғандай біріктіріңіз. RPi -дегі 5В істікшені емес, тек 3.3В істікшені қолданғаныңызға көз жеткізіңіз. Сондай -ақ, таңқурай Pi қосылмас бұрын, тізбекті екі рет тексеріңіз. Шорт жоқ екеніне көз жеткізіңіз!

2 -қадам: Raspberry Pi дайындау

Ең алдымен, біз Raspberry Pi орнатамыз. Raspberry Pi - бұл жеке операциялық жүйені басқара алатын шағын компьютер. Бұл жоба үшін ол сенсорлық мәліметтерді өңдеуге, веб -сайтты орналастыруға, артқы жағы мен дерекқорды басқаруға,…

1. Қолданбалы Raspbian кескінін орнатыңыз

Берілген суретте осы жобаны бастау үшін қажетті бағдарламалық пакеттер бар:

• Веб -сайттың алдыңғы беті үшін Apache
• MariaDB дерекқор үшін
• Деректер базасын басқаруға арналған PhpMyAdmin
• Проблемаларды болдырмау үшін арнайы рұқсаттар

Арнаулы суретті осы жерден жүктеуге болады.

Суреттерді орнатуға арналған оқулықты мына жерден табуға болады:

Кескін орнатылғаннан кейін Raspberry Pi -ді компьютерге Ethernet кабелі арқылы қосыңыз. Енді сіз SSH клиентін оған 169.254.10.1 IP мекенжайы бойынша қосылу үшін пайдалана аласыз

Passwd пәрменін қолдана отырып, жаңа құпия сөзді дереу орнату жақсы тәжірибе

2. Сымсыз кіру нүктесін конфигурациялау

Жоба аяқталғаннан кейін біз Wi -Fi арқылы RPi -ге қосылғымыз келеді, сондықтан оны сымсыз кіру нүктесіне айналдырамыз. Бұл үшін оқулықты мына жерден табуға болады.

Сіз бұл оқулықты 7 -қадамға дейін орындауыңыз керек. 8 -қадам қажет емес, өйткені бізге интернет байланысын қосудың қажеті жоқ, бірақ дербес желі құрыңыз.

3. Интерфейстерді қосу

Raspi-config ішіне өтіңіз

sudo raspi-config

Интерфейс опцияларына өтіп, 1 сымды, SPI және I2C қосыңыз және Pi-ді қайта жүктеңіз

3. Дисплей үшін драйверлерді орнату

Дисплейді инициализациялау

/Etc /modules файлын өңдеңіз

sudo nano /etc /модульдер

Келесі 2 жолды қосыңыз

spi-bcm2835fbtft_device

Енді /etc/modprobe.d/fbtft.conf өңдеңіз

sudo nano /etc/modprobe.d/fbtft.conf

Келесі жолды қосыңыз

fbtft_device name = tm022hdh26 gpios = қалпына келтіру: 25, dc: 24, led: 18 айналу = 90 жылдамдық = 80000000 fps = 60

Pi қайта жүктеңіз. Егер сіз дисплейдің артқы жарығын көрсеңіз, бәрі жақсы болады. Бұл Pi жүктелген сайын дисплейді инициализациялайды, бірақ қазір ол тек қара экранды көрсетеді. Pi мазмұнын дисплейге шығару үшін біз негізгі экранның мазмұнын шағын СКД -ге көшіруіміз керек. Біз бұл үшін 'fbcp' қызметін қолданамыз.

Fbcp қызметін орнату

sudo apt-get install cmake

git клоны

cd rpi-fbcp

mkdir құрастыру

CD құрастыру/

смейк..

жасау

sudo fbcp/usr/local/bin/fbcp орнатыңыз

Енді біз қызметті орнаттық. Алайда, біз Pi бассыз қолданатындықтан, мазмұнды көшіру үшін экран жоқ. Pi мазмұнын экран мазмұнын шығаруға мәжбүрлеу үшін /boot/config.txt өңдеңіз

sudo nano /boot/config.txt

Осы файлға келесі жолдарды табыңыз, жазыңыз немесе қосыңыз:

hdmi_force_hotplug = 1

hdmi_cvt = 640 480 60 0 0 0 0

display_rotate = 0

hdmi_group = 2

hdmi_mode = 87

RPi қайта жүктеңіз және консольде fbcp теру арқылы fbcp қызметін тексеріңіз. Енді сіз СКД экранының мазмұнын көруіңіз керек.

Іске қосылған кезде fbcp іске қосылады

/Etc/rc.local өңдеңіз және ip адресі мен шығу жолының арасына келесі жолды қосыңыз

fbcp &

Енді дисплей RPi жүктелген сайын қосылуы керек

3 -қадам: мәліметтер базасы

Сенсорлық деректерді тіркеу және сақтау үшін мен 4 кестеден тұратын жеке мәліметтер базасын жасадым. EER диаграммасы жоғарыдағы суретте көрсетілген.

1. Құрылғылар

Бұл кестеде барлық сенсорлар бар. Ол сенсордың атын, сипаттамасын және өлшем бірлігін сипаттайды. Бұл кестеде кесте әрекеттерімен бір-бірімен байланыс бар, себебі менің жағдайда акселеро сенсоры әр түрлі тапсырмаларды орындай алады.

2. Әрекеттер

Бұл кестеде әр түрлі сенсорға арналған әрекеттер сақталады. Бір әрекет әрқашан белгілі бір сенсормен байланысты. Мысалы: 'TEMP' әрекеті температураны өлшейтін құрылғыға байланысты. Бұл 1 сымды температура сенсоры болады.

3. Тарих

Бұл кестеде сенсорлардың барлық журналдары бар. Әр журналда әрекет идентификаторы, мән, уақыт белгісі және жол жүру белгісі болады

4. Жүру

Бұл кестеде әр түрлі аттракциондар сақталады. Пайдаланушы жаңа сапарды бастаған сайын осы кестеге жаңа жазба енгізіледі

Бұл дерекқорды Raspberry Pi -ге алу үшін, менің GitHub -ға өтіп, репозиторийді клондау/жүктеу. Деректер базасында 2.sql файлын табасыз. Оларды PhpMyAdmin немесе MySQL жұмыс үстелінде іске қосыңыз. Енді дерекқор сіздің RPi -де болуы керек.

4 -қадам: Артқы жағы

Егер сізде әлі жоқ болса, менің GitHub бөліміне өтіп, репозиторийді клондау/жүктеу. Backend қалтасында сіз жобаның толық артқы жағын таба аласыз.

Бұл қалтада /көмекшілер астындағы сенсорларды оқуға арналған сыныптар, /репозиторийлер астындағы мәліметтер қорымен байланысуға арналған файлдар бар, ал негізгі қосымша түбірде app.py атымен орналасқан.

Python пакеттерін орнату

Кез келген нәрсені іске қоспас бұрын, алдымен python үшін бірнеше пакеттерді орнату керек. RPi терминалына кіріп, келесі пәрмендерді теріңіз:

pip3 mysql-Connector-python орнатыңыз

pip3 колба-розеткасын орнатады

pip3 колбаны орнатады

pip3 gevent орнатыңыз

pip3 gevent-websocket орнатыңыз

МАҢЫЗДЫ ЕСКЕРТУ: егер сіз Mariadb/Mysql құпия сөзін өзгерткен болсаңыз, config.py ішіндегі құпия сөзді өзгертіңіз!

Артқы жағын тексеріңіз

Python3 аудармашысын (/usr/bin/python3) пайдаланып app.py іске қосыңыз. Қателер жоқ екеніне көз жеткізіңіз.

Жүктеу кезінде артқы жағын іске қосу

MotoDash_backend.service өңдеңіз және YOURFILEPATH репозиторий сақталатын жолға өзгертіңіз.

Енді бұл файлды/etc/systemd/system/файлына көшіріңіз.

sudo cp motoDash_backend.service /etc/systemd/system/motoDash_backend.service.

Енді RPi жүктелген сайын артқы жағы автоматты түрде іске қосылады.

5 -қадам: Frontend

GitHub репоға кіріңіз. Frontend каталогының мазмұнын/var/www/html ішіне көшіріңіз.

Бұл фронтальды жұмыс істеу үшін жасауыңыз керек нәрсе. Бұл қалтада веб -интерфейске арналған барлық веб -беттер, сәндеу мен сценарийлер бар. Ол сондай -ақ артқы жағымен байланысады. Бәрі дұрыс жұмыс істейтінін тексеру үшін сіздің RPi -ге қосылғаныңызға көз жеткізіңіз және шолғышқа RPi IP мекенжайын теріңіз. Сіз веб -интерфейстің басты бетін көруіңіз керек.

Ескерту: веб -сайт жауап береді, сондықтан сіз оны жұмыс үстелінде де, ұялы телефонда да пайдалана аласыз

6 -қадам: бақылау тақтасын дисплейде көрсету

Алдыңғы жағында тек кішкентай дисплей үшін қолданылатын өзінің жасырын веб -беті бар. Біз Pi жүктеуін осы веб -сайтқа толық экран режимінде автоматты түрде қосамыз.

RPi жүктеу опциялары астында raspi-config жұмыс үстелі автологына орнатылғанын тексеріңіз

sudo raspi-config

Енді жасырын конфигурация қалтасына кіріп, жаңа файл жасаңыз

cd.config

sudo mkdir -p lxsession/LXDE -pi

sudo nano lxsession/LXDE-pi/autostart

Бұл файлға келесі жолдарды қосыңыз және сақтаңыз

@xscreensaver -no -splash

@xset өшірулі

@xset -dpms

@xset s noblank

@chromium-browser --noerrors --disable-session-crashed-bubble --disable-infobars --kiosk --incognito

Енді Pi бұл веб -бетке әр уақытта жүктелуі керек

7 -қадам: электрониканы дәнекерлеу

Үзіліс тақтасын алыңыз және оның құрамдас бөліктерін құрылымдық түрде орналастырыңыз. Мен оның құрамдас бөліктерін қалай дәнекерлеудің схемасын талқыламаймын, өйткені мен өте нашар жұмыс жасадым. Мен сенсорлар мен модульдерді оң жақ түйреуішке қосу үшін ғана тақтада бөлек түйін тақырыптарын қолдандым. Қандай түйреуіш не үшін екенін білгеніңізге көз жеткізіңіз!

Дәнекерлеу кезінде бірнеше кеңестер:

• Үлкен қашықтықты кесу кезінде оқшауланған сымдарды қолданыңыз. Сізге қажет соңғы нәрсе - сіздің тізбегіңіздегі шорт
• Компонентті немесе сымды дәнекерлегеннен кейін мультиметрмен оның үздіксіздігін тексеріңіз. Сондай -ақ, қысқа тұйықталуды үнемі тексеріп отырыңыз.
• Дәнекерлеуді тым көп немесе тым аз қолдануға болмайды!
• Егер сіз дәнекерлеуді білмесеңіз, алдымен оны басқа прототип тақтасында қолданыңыз. Дәнекерлеу бойынша оқулықты мына жерден табуға болады.

Енді дәнекерлеу сымдары датчиктерге ұзаққа созылады және олардың бәрі қысқа және таза емес екеніне көз жеткізу үшін айналдыратын ораманы салыңыз.

Аяқтағаннан кейін қысқа тұйықталулардың немесе нашар қосылулардың бар -жоғын екі рет тексеріңіз, және егер ол дұрыс қосылса, электрлік схемамен әр қосылымды тексеріңіз. Барлығы дұрыс орындалғанына сенімді болсаңыз, жалғастырыңыз және RPi тақтасын орнатыңыз, оны 2,5 мм бұрандалармен және бұрандалармен бекітіңіз. Датчиктерді оң жақ түйреуішке жалғаңыз және олардың барлығын веб -сайт арқылы тексеріңіз.

8 -қадам: Қуат көзі

Raspberry Pi-ді қосу үшін біз 12V-5V USB адаптерін қолданамыз. Бұл адаптер мотоцикл батареясына қосылады. Тұтану қосқышы қосылған кезде RPi қосылатынына көз жеткізу үшін біз реле қолданамыз. Реле артқы жарығы кернеуді анықтаған кезде RPi қуат тізбегін жабады (артқы жарық әрқашан отты қосқанда қосылады).

Бұл туралы толығырақ оқулық алу үшін мына бетті қараңыз: https://www.hondagrom.net/threads/2017-gromsf-msx125sf-wire-up-auxiliary-power-for-pcv-wb2-and-other-fuel -контроллерлер.16921/

9 -қадам: тұрғын үй

Дисплей корпусы

Дисплей үшін дисплейдің көлемінен қатты пластикалық қорапты алыңыз. Дисплей сияқты үлкен төртбұрышты тесікті кесіңіз және дисплейді бұрау үшін сәйкес келетін тесіктерді кесіңіз. Алдыңғы жағында RGB светодиоды мен LDR үшін тағы 2 тесік бұрғылау қажет.

Мен бұл қорапты болт көмегімен смартфон ұстағышының үстіне орнаттым.

Температура сенсоры

Температура сенсорын орналастыру үшін мен мотоциклге сәйкес келетін 3D манометрді басып шығардым.

Raspberry Pi

Таңқурай Pi -ді мотоциклдің ішіндегі қауіпсіз жерге орнатыңыз, мен оны велкро белдіктерін пайдаланып қалақшалардың бірінің астына қойдым. Және оны корпус пен пластмассадан пайдаланып, элементтерден қорғады.

Акселерометр

Акселерометрді сенімді жерге, жақсырақ мотоцикл рамасына орнатыңыз.

Ескерту:

Сізге дәл мен сияқты тұрғын үй қажет емес, оны қалауыңыз бойынша аяқтауға болады. Тек электронды компоненттер жаңбыр мен шаңнан қорғалғанына көз жеткізіңіз.