Airduino: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Algumas palavras antes de explicar como criei meu Airduino. O projeto todo é na verdade baseado na escola e, como tínhamos um limite de tempo estrito, muitas coisas não eram perfeitas, mas a funcionalidade básica funciona.

Então, qual é o Airduino? Resumindo: é um monitor de ar sem fio sofisticado. Longo: um Arduino mede a qualidade do ar, envia todos os dados para um Raspberry Pi via Bluetooth e os armazena em um banco de dados. Fiz um site simples para exibir os dados visualmente. Mas o mais importante, tem um potente led RGB controlável!

O que exatamente isso mede? Bem, optei por medir a temperatura, umidade, pressão do ar, CO2 e CO. Você pode medir o que quiser, desde que haja um sensor compatível para isso.

Incluí uma lista detalhada de suprimentos com links para alguns dos produtos que comprei.

Suprimentos

Estes são todos os componentes que usei:

Arduino

Raspberry Pi

tela de LCD

HC-05, qualquer módulo Bluetooth funcionará

BMP-180 (sensor de pressão de ar)

DHT-11 (sensor de umidade do ar)

MQ-7 (sensor CO)

MQ-135 (sensor de CO2)

Led RGB 9W (3x3W)

Conversores abaixadores de valor (link) (2x)

XL6009E1 Conversor Step-up boost (link)

Placa de bateria MH CD42 (link)

18650 célula de bateria (4x)

Suporte de bateria 18650 de 4 baias

Transistores BC337 (5x)

Resistores (1 Kohm (5x), 10 Kohm)

Trocar

Botão

Adaptador micro USB para DIP

Fios

Perfboard

Dissipador de calor (de um computador antigo)

Etapa 1: Circuito Arduino

A parte mais difícil é a parte do Arduino porque ele lida com basicamente tudo.

Nos esquemas incluídos, você pode ver, bem, o esquema. Pode parecer grande e difícil no início, mas é bastante fácil. Primeiro, construo todo o circuito sem o circuito do led, em uma breadbord para ver se tudo funcionou. Posteriormente eu soldava tudo do perfboard, pelo menos tentei.

A maioria dos sensores são bastante simples, exceto o MQ-7. Este sensor é, pela minha experiência, difícil de incorporar no projeto. Eu segui um dos únicos guias bons que pude encontrar e parecia funcionar se eu apenas conectasse aquele sensor. Se eu conectasse os outros sensores, ele agia estranho, então tive que fazer alguma manipulação do código, mais sobre isso depois.

Etapa 2: Código Arduino

Se você construiu seu circuito em uma placa de ensaio, poderá testar a maior parte dele. Conecte seu Arduino a um PC e faça o upload do código incluído. Se você desconectar os pinos tx e rx, poderá enviar comandos por meio do monitor IDE do Arduino. Se você enviar 'BMPTemp', deverá obter uma resposta se tiver feito tudo certo.

Etapa 3: circuito Raspberry Pi

Eu adicionei um display ao meu Pi para mostrar o endereço IP no qual o site está hospedado. a coisa mais difícil foi descobrir os pinos certos.

Etapa 4: Código Raspberry Pi

A primeira coisa que você precisa fazer é configurar o Bluetooth integrado. Eu fiz tudo usando a linha de comando, pode ser feito usando uma GUI, mas não vou cobrir isso. Presumo que você conheça o básico de Raspberry PI e Rasbian, o sistema operacional.

É o seguinte:

Etapa 1: conectar ao seu Pi via SSH, eu uso o Putty.

Etapa 2: digite os seguintes comandos no terminal:

1. 'sudo bluetoothctl'
2. 'ligar'
3. 'agente ligado'
4. 'escanear'

Passo 3: Agora espere até que o HC-05 seja descoberto, você precisa ligá-lo.

Etapa 4: Agora terá que emparelhar e confiar no dispositivo, digite os seguintes comandos:

1. 'pair xx: xx: xx: xx: xx: xx', com o endereço mac do módulo HC-05 no lugar dos x'es.
2. 'conectar xx: xx: xx: xx: xx: xx', mas isso provavelmente dará um erro.
3. 'trust xx: xx: xx: xx: xx: xx'

Etapa 5: Agora que o módulo está emparelhado e confiável, precisamos vinculá-lo a uma porta serial. Isso pode ser feito com o seguinte comando: 'sudo rfcomm bind 0 xx: xx: xx: xx: xx: xx', novamente com os x'es representando o endereço mac do módulo HC-05. Normalmente, se você olhar em '/ dev', verá 'rfcomm0', se não tentar reiniciar.

O problema agora é que você precisa executar manualmente esse comando a cada inicialização do Pi. Para fazer isso automaticamente, adicionei o comando a '/etc/rc.local' antes de 'exit 0'. Agora, ele vinculará automaticamente o módulo.

Agora que você configurou o Bluetooth, pode executar o código que incluí. Esteja ciente de que coloquei um banco de dados MariaDB no meu Pi, não irei abordar como configurá-lo, apenas incluirei um modelo do meu banco de dados e um arquivo burro. Se você deseja executar o código sem o banco de dados e o site, incluí um programa simples para fazer isso.

Copie o conteúdo do arquivo zip para o seu Pi e execute-o com o seguinte comando: 'python3 airduino.py', supondo que você esteja na mesma pasta. Se o seu Arduino estiver ligado e os pinos tx e rx estiverem conectados, você deverá ver algumas mensagens sobre a inserção de dados no banco de dados. Se você deseja iniciar o programa automaticamente, adicione esta linha a '/etc/rc.local': 'python3 //arduino.py', substitua pelo caminho real.

Para o site, instalei um servidor appache para hospedar o site. Copie os arquivos do arquivo zip para '/ var / www / html /'. Agora, se você for ao endereço IP do seu PI, deverá ver o site e os dados se tudo funcionou corretamente.

Etapa 5: Construindo uma Caixa e Soldando

Arduino

Agora que tudo funciona, menos o led, é hora de colocar tudo em uma bela caixa. Decidi fazer uma torre onde todos os componentes são conectados e envolvê-la em uma caixa simples.

Mas primeiro eu soldei todos os componentes à perfboard e conectei alguns fios para aterramento e Vcc. Coloquei principalmente um ou dois componentes em uma peça e os coloquei ao redor da torre.

O suporte da bateria tem fios mais longos e não está fixo no lugar, ele pode deslizar para dentro e para fora para trocar as células.

Neste ponto, coloquei os drivers para o led no último nível da minha torre. Reduzi a tensão de saída dos drivers para 2.2 para o led vermelho e 3.2 para o led verde e azul. Prendi o led ao meu dissipador de calor e ao meu ventilador com laços zip. Então usei um pouco de madeira para segurá-lo no lugar.

Eu conectei a maioria dos fios terra e fios Vcc usando terminais de parafuso.

Certifique-se de deixar a placa de base grande o suficiente para que a caixa externa fique bem alinhada. A caixa externa é apenas uma caixa de latão de madeira. Em cima coloquei um pouco de plástico transparente que lixei um pouco para deixar a luz mais suave. Eu também adicionei o botão liga / desliga.

Raspberry Pi

Para o Raspberry Pi acabei de fazer uma caixa de madeira simples com o LCD na parte superior e o botão na lateral.

Etapa 6: final

Depois de soldar tudo e construir seu gabinete, é hora de fazer o teste final. Ligue tudo e visite o site, se tudo deu certo você deverá ver alguns dados ao vivo.

Sobre as baterias:

Se você usar mais de 1 bateria em paralelo, certifique-se de que os níveis de voltagem sejam iguais ou próximos.

Github:

Aqui está um link para meu repositório Github onde todos os arquivos atualizados estão localizados.