Xây dựng máy theo dõi: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Khởi đầu cho dự án này là thực hiện một dự án cụ thể để tìm hiểu một vài điều về các bo mạch điều khiển vi mô.

Ý tưởng ban đầu là tạo ra một đối tượng vật lý có thể giám sát Hệ thống tích hợp liên tục (VSTS | Azure DevOps) và báo cáo lỗi xây dựng phần mềm. Do lo ngại về bảo mật từ bộ phận CNTT, tôi đã bị từ chối kết nối trực tiếp thiết bị "phi tiêu chuẩn" với mạng doanh nghiệp.

Tôi đã kết thúc với kiến trúc được hiển thị trong hình trên. Quy trình thực thi có thể được tóm tắt như sau:

Một ứng dụng Windows dành cho máy tính để bàn quét (kéo) các Định nghĩa Xây dựng VSTS. Nó phân tích kết quả của quá trình xây dựng, sau đó gửi lệnh đến thiết bị vật lý thực hiện một chuỗi hoạt hình nhỏ trước khi hiển thị cờ đỏ hoặc xanh lá cây.

Bước 1: Các bộ phận cần thiết

Danh sách sau đây tóm tắt tất cả các mục cần thiết:

• 1 Arduino UNO R3 (https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3).
• 1 Lá chắn Chi phí (https://www.dfrobot.com/wiki/index.php/IO_Expansion_Shield_for_Arduino_V7_SKU:DFR0265).
• 2 mô-đun XBee S1 (https://www.adafruit.com/product/128).
• 1 dongle thám hiểm XBee (https://www.sparkfun.com/products/11697).
• 2 động cơ servo liên tục 5VDC với các phụ kiện cố định (https://www.parallax.com/sites/default/files/downloads/900-00008-Continuous-Rotation-Servo-Documentation-v2.2.pdf).
• 1 nguồn điện 9VDC.
• 3 đèn LED.
• 3 điện trở 220 Ohm.
• tay áo co giãn nhiệt.
• 1 nút ấn.
• Điện trở kéo 10KΩ cho kéo lên.
• Tụ điện 100nF.
• dây điện.
• bảng dải (để gắn nút)
• Gỗ 5mm (50x50cm).
• thanh gỗ tiết diện vuông 5x5 mm (1m).
• các tông.
• 10 X vít đường kính 2mm.
• 4 vít đường kính 5mm.
• nam châm mạnh.
• mô-đun quay. Tôi đã sử dụng lại phần chuyển động bên trong của đèn nhấp nháy. bạn có thể đặt bất cứ thứ gì bạn muốn. Bạn sẽ chỉ cần chú ý để 2 phần di động có thể di chuyển tự do mà không chạm vào nhau.

Bước 2: Xây dựng Hộp

Trên thực tế, bạn có thể có một hộp với bất kỳ hình dạng nào bạn muốn. Những điều chính cần suy nghĩ trước khi bắt đầu là đâu sẽ là các bộ phận chuyển động và đảm bảo rằng chúng có thể di chuyển tự do mà không chạm vào nhau. Một điểm nữa là bạn sẽ đặt thiết bị ở đâu? Tôi đã kết thúc với một nam châm (loại mạnh) để dính nó vào bất kỳ giá đỡ kim loại nào. nếu bạn muốn xây dựng cùng một hộp, bạn có thể làm theo hướng dẫn trong tệp box_drawings.pdf.

Trong trường hợp đó, bạn chỉ cần cắt tất cả các mảnh khác nhau, tạo các lỗ cho động cơ servo, đèn LED, nút và ốc vít và cuối cùng là dán tất cả các bộ phận lại với nhau. Một khi nó khô, một chút cát và một số màu.

Hai lá cờ đã được làm bằng một số bìa cứng màu đỏ và xanh lá cây. Để cố định cột cờ trên động cơ servo, bạn có thể sử dụng các bộ phận lắp được cung cấp khi bạn mua chúng.

Bước 3: Thiết lập Arduino

Các mục được kết nối với bảng mở rộng Arduino là:

• D2 PIN: nút nhấn.
• PIN D4: đèn LED báo hệ thống BẬT.
• D5 PIN: đèn LED cho biết chúng tôi thực hiện một chu kỳ.
• D6 PIN: đèn LED cho biết thiết bị đã nhận được tin nhắn mới.
• PIN D9: tín hiệu xung PWM cho động cơ servo xử lý con quay hồi chuyển.
• D10 PIN: tín hiệu xung PWM cho cờ xử lý động cơ servo.
• XBee Socket: một Mô-đun ZigBee.

Sơ đồ trên cho thấy cách tất cả các mục được kết nối với bảng.

Đối với đèn LED, điện trở và dây dẫn được hàn trực tiếp trên nó (chú ý đến cực tính). Mọi thứ sau đó được đóng gói trong một số ống tay áo có thể thu vào nhiệt.

Đối với nút nhấn, tất cả các bộ phận (nút, điện trở và tụ điện) được hàn trực tiếp trên một bảng dải vệ tinh nhỏ. Sau đó, bảng dải được cố định trực tiếp bằng hai vít (2mm)

Các động cơ servo hoạt động với nguồn 5V, do đó chúng có thể được kết nối trực tiếp với Arduino. Nếu bạn sử dụng những cái có điện áp cao hơn (12V), bạn sẽ phải thêm một lớp khác cho nguồn điện.

Đối với các mô-đun XBee, sau khi chúng được cấu hình để nói chuyện cùng nhau (xem phần tiếp theo), chúng có thể được cắm trực tiếp vào ổ cắm.

Lưu ý: Các đèn LED và nút nhấn có thể đã được kết nối trực tiếp với các chân Arduino vì nó có thể triển khai bên trong các chứng khoán cần thiết. Tôi chỉ làm theo cách cũ vì khía cạnh này không rõ ràng lắm đối với tôi.

Bước 4: Phần mềm - XCTU

Như đã đề cập ở trên, hai thiết bị XBee phải được cấu hình để nói chuyện cùng nhau. Để làm điều đó, bạn cần sử dụng phần mềm X-CTU chuyên dụng của DIGI. Bạn chỉ cần thực hiện bước cấu hình này một lần. vui lòng làm theo quy trình được mô tả trong tệp xbee_configuration.pdf.

Sau khi cấu hình xong, bạn có thể kết nối từng mô-đun trên ổ cắm của chúng. Một trên bộ chuyển đổi USB / Serial và một trên bảng mở rộng Arduino.

Bộ chuyển đổi USB / Serial sẽ tự động được Windows 10. Nếu không, bạn có thể phải cài đặt trình điều khiển theo cách thủ công

Ghi chú:

Sử dụng các mô-đun XBee để thực hiện giao tiếp nối tiếp cơ bản là một chút quá mức cần thiết. Vào thời điểm tôi bắt đầu dự án, tôi đã không thành công khi tìm thấy các thiết bị giao tiếp nối tiếp đơn giản có thể sử dụng dễ dàng trên windows 10 (các vấn đề về trình điều khiển). Đây cũng là cơ hội để tìm hiểu một vài điều về

Bước 5: Phần mềm - Arduino Sketch

Để lập trình Arduino, chúng tôi sử dụng IDE có thể truy cập từ trang web chính thức.

Logic của chương trình khá đơn giản, nó chỉ lắng nghe trên cổng nối tiếp mặc định của bảng cho các chữ cái đơn lẻ (‘a’, ‘b’,…). Nếu ký tự nhận được khớp với một lệnh đã biết, thì một hàm con sẽ đóng chuỗi tương ứng.

2 lệnh hữu ích chính là hoạt ảnh thành công (‘a’) và hoạt ảnh lỗi (‘b’).

Để có thể chơi (hoặc gỡ lỗi) nhiều hơn một chút với hộp, có một số lệnh bổ sung có thể được thực hiện. Họ đang:

• ‘O’: buộc BẬT LED BẬT
• ‘P’: buộc TẮT LED BẬT
• ‘Q’: buộc đèn LED Thông báo mới BẬT
• ‘R’: buộc TẮT đèn LED Thông báo Mới
• ‘S’: buộc đèn LED Chu kỳ BẬT
• ‘T’: buộc đèn LED Chu kỳ ở trạng thái TẮT
• ‘U’: kích hoạt động cơ servo của con quay hồi chuyển
• ‘V’: kích hoạt động cơ servo của cờ.

Ngoài lệnh nối tiếp, còn có một quy trình phụ (handlePushButton) được kích hoạt khi nhấn nút ấn trên thiết bị. Trong trường hợp đó, hoạt ảnh lỗi hoặc thành công được phát tự động. Tính năng này cho phép kiểm tra xem thiết bị vật lý đã được gắn đúng cách hay chưa.

Mã của bản phác thảo Arduino nằm trong tệp duy nhất bsldevice.ino. Bạn có thể tải lên trực tiếp bằng IDE.

Bước 6: Phần mềm - Ứng dụng Máy tính để bàn

Mục đích của ứng dụng dành cho máy tính để bàn là theo dõi trang web Microsoft Azure DevOps (trước đây là VSTS) và để phát hiện xem Định nghĩa xây dựng thành công hay bị lỗi. Mỗi khi bản dựng hoàn tất, ứng dụng máy tính để bàn xác định trạng thái của bản dựng và gửi lệnh tương ứng (‘a’ hoặc ‘b’) đến cổng nối tiếp (COMx).

Sau khi khởi chạy ứng dụng, hành động đầu tiên là chọn đúng cổng com mà mô-đun ZigBee được kết nối. Để xác định cổng, bạn có thể sử dụng Trình quản lý Thiết bị Windows (trong Cổng (phần COM & LPT)). Kết nối với Azure DevOps được thực hiện tự động khi khởi động bằng thông tin đăng nhập của người dùng hiện tại. Bạn cũng có thể gửi bất kỳ lệnh nào được xác định trước theo cách thủ công bằng cách sử dụng hộp tổ hợp ở bên phải.

Tất cả các nguồn đã được tạo bằng Visual Studio 2017 phiên bản chuyên nghiệp. Nó yêu cầu. NET Framework 4.6.1. Phiên bản Framework này thích hợp hơn để tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối / xác thực với trang web VSTS.

sử dụng:

• tải xuống kho lưu trữ bslwatcher_sources.zip.
• Giải nén nó trên đĩa của bạn.
• Đọc tệp how_to_build.txt để biết chi tiết về bản dựng.

Bước 7: Bắt đầu đầu tiên

Có hai điều chính cần lưu ý khi khởi động hộp:

1- Không có cách nào để hệ thống tự biết đâu là cờ. Hệ thống giả định rằng khi khởi động, cờ xanh đã bật lên.

2- Khi cấp nguồn cho bảng Arduino, không có gì nên di chuyển. Khi chúng tôi sử dụng các Servos liên tục, vị trí số không được đặt ở 90 theo mặc định trong tệp phác thảo. Nếu một động cơ servo bắt đầu quay hoặc phát ra tiếng ồn. bạn có thể phải xác định lại vị trí 0 của nó. Để làm điều đó, bạn chỉ cần điều chỉnh chiết áp trong lỗ nhỏ ở mặt bên của động cơ servo.

www.arduino.cc/en/Reference/ServoWrite

cmra.rec.ri.cmu.edu/content/electronics/boe…

Bước 8: Kết luận

Thiết bị nhỏ này sẽ báo cáo về mặt vật lý trạng thái của Hệ thống Tích hợp Liên tục của bạn.

Vì "trí thông minh" có trong ứng dụng máy tính để bàn, bạn có thể sử dụng hộp để theo dõi bất kỳ phần mềm hoặc quy trình nào khác (thư, cảm biến nhiệt độ…). Bạn chỉ cần có quyền truy cập vào một API khác và quyết định cái gì là "tốt" hoặc cái gì là "xấu". Nếu bạn không sử dụng màu quy ước đỏ và xanh lá cây, bạn thậm chí có thể thay đổi ý nghĩa của "thông điệp".

Các cải tiến cũng có thể được đưa vào chính hộp:

• Sử dụng pin.
• Sử dụng một giao thức truyền thông khác.
• Thêm cảm biến để biết cờ nào ở trên cùng.

Hy vọng bạn thấy dự án này thú vị.

Cảm ơn đã đọc đến đây.

Bước 9: Phụ lục

Một số liên kết được sử dụng để tạo dự án này:

Trang web Arduino:

Trang web DIGI:

Phần mềm XCTU:

Một số thông tin được sử dụng từ những người khác:

arduino.stackexchange.com/questions/1321/se…

stackoverflow.com/questions/10399400/best-w…

www.mon-club-elec.fr/pmwiki_reference_ardui… (bằng tiếng Pháp)

jeromeabel.net/

Trang web MSDN nói chung:

docs.microsoft.com/en-us/dotnet/framework/…