Trình theo dõi vật nuôi dựa trên Tinyduino LoRa: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Ai mà không muốn nuôi thú cưng ?? Những người bạn lông lá đó có thể tràn ngập tình yêu và hạnh phúc đối với bạn, nhưng nỗi đau khi thiếu họ thật tàn khốc. Gia đình chúng tôi có một con mèo tên là Thor (hình trên) và nó là một kẻ lang thang thích phiêu lưu. Nhiều lần cậu ấy trở về sau những chuyến đi hàng tuần thường gặp chấn thương và vì vậy chúng tôi cố gắng không để cậu ấy ra ngoài. Nhưng không sao, anh ta lại ra ngoài nhưng không quay trở lại: (Chúng tôi không tìm thấy chút dấu vết nào dù đã tìm kiếm hàng tuần liền. Gia đình tôi không muốn nuôi mèo nữa vì mất anh ta rất đau thương. Vì vậy, tôi quyết định đi xem dựa trên trình theo dõi vật nuôi. Nhưng hầu hết các trình theo dõi thương mại đều yêu cầu đăng ký hoặc nặng đối với mèo. Có một số trình theo dõi dựa trên radio tốt nhưng tôi muốn biết một vị trí chính xác vì tôi sẽ không ở nhà trong hầu hết thời gian trong ngày. Vì vậy, tôi quyết định tạo một trình theo dõi với Tinyduino và một mô-đun LoRa gửi vị trí đến trạm gốc tại nhà của tôi, nơi cập nhật vị trí cho một ứng dụng.

P. S. xin vui lòng tha thứ cho tôi cho hình ảnh chất lượng thấp.

Bước 1: Các thành phần bắt buộc

1. Ban xử lý TinyDuino
2. Tinyshield GPS
3. Bảng phát triển WiFi ESP8266
4. Hy vọng RF RFM98 (W) (433 MHz) x 2
5. Ban Tinyshield Proto
6. USB Tinyshield
7. Pin Lithium polymer - 3,7 V (Tôi đã sử dụng 500mAh để giảm trọng lượng)
8. Hàn sắt
9. Dây nhảy (Nữ đến Nữ)

Bước 2: Máy phát

Chúng ta cần kết nối bộ thu phát LoRa với tinyduino. Để làm được điều này, chúng ta cần hàn dây từ mô-đun RFM98 đến tấm protoeld thiếc. Tôi sẽ sử dụng thư viện RadioHead để liên lạc và kết nối được thực hiện theo tài liệu.

Protoboard RFM98

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

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

D10 -------------- NSS (chọn chip CS)

D13 -------------- SCK (trong đồng hồ SPI)

D11 -------------- MOSI (Dữ liệu SPI trong)

D12 -------------- MISO (Dữ liệu SPI ra)

Chân 3.3V của RFM98 được kết nối với pin + ve.

LƯU Ý: Theo biểu dữ liệu, điện áp tối đa có thể được áp dụng cho RFM98 là 3,9V. Kiểm tra điện áp của pin trước khi kết nối

Tôi đã sử dụng một ăng-ten xoắn ốc cho RFM98 vì nó sẽ làm giảm kích thước của trình theo dõi.

Bắt đầu với bộ xử lý tinyduino ở dưới cùng của ngăn xếp, sau đó là GPS bằng kính chắn gió và sau đó là bảng điều khiển ở trên cùng. Các đầu hàn dưới bảng điều khiển có thể gây khó chịu một chút; trong trường hợp của tôi, nó chạm vào tấm chắn gps bên dưới nó, vì vậy tôi đã cách nhiệt phần dưới của tấm protoboard bằng băng dính điện. Vậy là xong, chúng ta đã hoàn thành việc chế tạo máy phát !!!

Bộ phận phát sau đó có thể được kết nối với pin và gắn vào cổ áo của thú cưng.

Bước 3: Trạm gốc

Bảng phát triển WiFi ESP8266 là một lựa chọn hoàn hảo nếu bạn muốn kết nối dự án của mình với internet. Bộ thu phát RFM98 được kết nối với ESP8266 và nhận cập nhật vị trí từ bộ theo dõi.

ESP8266 RFM98

3,3V ---------- 3,3V

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

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

D8 ---------- NSS (chọn chip CS)

D5 ---------- SCK (trong đồng hồ SPI)

D7 ---------- MOSI (Dữ liệu SPI trong)

D6 ---------- MISO (Dữ liệu SPI ra)

Nguồn cung cấp cho trạm gốc được thực hiện bằng bộ chuyển đổi âm tường 5V DC. Tôi có một số bộ điều hợp tường cũ nằm xung quanh, vì vậy tôi đã tách đầu nối ra và kết nối nó với các chân VIN và GND của ESP8266. Ngoài ra, ăng-ten được làm từ một sợi dây đồng có chiều dài ~ 17,3 cm (ăng-ten sóng một phần tư).

Bước 4: Ứng dụng

Tôi đã sử dụng Blynk (từ đây) làm ứng dụng. Đây là một trong những tùy chọn dễ dàng nhất vì nó được ghi chép rất đầy đủ và các widget chỉ có thể được kéo thả.

1. Tạo tài khoản Blynk và tạo một dự án mới với thiết bị ESP8266.

2. Kéo và thả Widget từ menu widget.

3. Bây giờ, bạn cần thiết lập các chân ảo cho mỗi widget này.

4. Sử dụng các chân tương tự như trên trong mã nguồn trạm gốc.

Hãy nhớ sử dụng khóa ủy quyền dự án của bạn trong mã arduino.

Bước 5: Mã

Dự án này sử dụng Arduino IDE.

Mã này khá đơn giản. Máy phát sẽ gửi một tín hiệu sau mỗi 10 giây và sau đó chờ xác nhận. Nếu nhận được thông báo "đang hoạt động", nó sẽ bật GPS và chờ cập nhật vị trí từ GPS. Trong thời gian này, nó sẽ vẫn đang kiểm tra kết nối với trạm gốc và nếu kết nối bị mất giữa các lần cập nhật GPS, nó sẽ thử lại một vài lần và nếu vẫn không được kết nối, GPS sẽ bị tắt và trình theo dõi sẽ dự phòng theo thói quen bình thường (tức là gửi tín hiệu sau mỗi 10 giây). Nếu không, dữ liệu GPS sẽ được gửi đến trạm gốc. Thay vào đó, nếu nhận được xác nhận "dừng" (ở giữa cũng như ở đầu), máy phát sẽ dừng GPS và sau đó quay trở lại quy trình bình thường.

Trạm gốc sẽ lắng nghe bất kỳ tín hiệu nào và nếu nhận được tín hiệu, nó sẽ kiểm tra xem nút "tìm" bên trong ứng dụng có được bật hay không. Nếu nó là "bật" thì các giá trị vị trí được truy xuất. Nếu nó là "tắt" thì trạm gốc sẽ gửi xác nhận "dừng" đến máy phát. Bạn có thể chọn chỉ lắng nghe tín hiệu nếu nút "tìm thấy" được bật nhưng tôi đã thêm nó làm tính năng bảo mật để biết liệu kết nối có bị lạc ở giữa hay không và cảnh báo cho người dùng (một cái gì đó như geofence).

Bước 6: Vỏ bọc

Trình theo dõi:

In 3D là cách để đi, nhưng tôi thích dán nó vào cổ áo hơn. Đó là một mớ hỗn độn, và tôi thực sự không biết liệu những con mèo có muốn lấy một mớ hỗn độn như vậy trên cổ của chúng hay không.

Trạm cơ sở:

Một thùng nhựa là quá đủ cho trạm gốc. Nếu bạn muốn gắn nó bên ngoài, bạn có thể cần phải xem xét các hộp đựng không thấm nước.

CẬP NHẬT:

Tôi đã nghĩ đến việc làm một vỏ bọc cho thiết bị theo dõi, nhưng vì tôi không có máy in 3D nên các thùng chứa nhỏ đã được biến thành thùng đựng:) Bộ phận lắp ráp thiết bị điện tử được giữ trong một thùng chứa và pin ở một thùng khác.

Tôi đã sử dụng các khối làm vỏ bọc cho thiết bị điện tử. May mắn thay, có một chiếc mũ vừa vặn với nó. Đối với pin, một hộp chứa Tic-Tac đã được sử dụng. Để giữ chặt pin, hộp chứa đã được rút ngắn để pin được lắp hoàn hảo. Kẹp giấy đã được sử dụng để gắn các hộp đựng vào cổ áo.

Bước 7: Kiểm tra và kết luận.

Chúng ta sẽ kiểm tra nó trên ai ?? Không, không phải là tôi không nuôi mèo bây giờ. Chà, tôi có hai cái;)

Nhưng chúng quá nhỏ để có thể đeo vào cổ áo và tôi quyết định tự mình kiểm tra. Vì vậy, tôi đã đi dạo quanh ngôi nhà của mình với công cụ theo dõi. Trạm gốc được giữ ở độ cao 1m và phần lớn thời gian có cây cối rậm rạp và các tòa nhà ở giữa máy theo dõi và trạm gốc. Tôi cảm thấy rất buồn vì tôi đột nhiên hết dung lượng (mặc dù ở một số nơi tín hiệu yếu). Nhưng ở một địa hình như vậy, việc đạt được phạm vi ~ 100m mà không bị mất nhiều dữ liệu là điều đáng quan tâm.

Thử nghiệm phạm vi mà tôi đã thực hiện ở đây.

GPS dường như hoạt động hơi bình thường dưới thảm thực vật dày đặc nhưng đôi khi vị trí dường như bị lệch. Vì vậy, tôi cũng mong muốn thêm một mô-đun WiFi (vì có rất nhiều bộ định tuyến trong các ngôi nhà gần đó) để có được vị trí thô nhanh hơn (bằng cách đo cường độ tín hiệu từ nhiều bộ định tuyến và ghép nối tam giác).

Tôi biết rằng phạm vi thực tế sẽ còn nhiều hơn nữa, nhưng do tình hình khóa cửa hiện tại, tôi không thể di chuyển nhiều ra khỏi nhà. Trong tương lai, tôi chắc chắn sẽ kiểm tra nó đến mức cực đoan và cập nhật kết quả:)

Cho đến lúc đó, vui vẻ rên rỉ…..