Mochila inteligente com rastreamento GPS e luzes automáticas: 15 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Neste instrutível faremos uma mochila inteligente que pode rastrear nossa posição, velocidade e possui luzes automatizadas que podem nos manter seguros à noite.

Eu uso 2 sensores para detectar se está em seus ombros para garantir que não apague quando não for necessário, um detector de puxar (que eu mesmo fiz) para ver se as tiras estão puxadas e um sensor ultrassônico que detecta se algo está perto de sua parte traseira. Pelo menos eu também uso um LDR para ver se está escuro ou claro.

Também há leds dentro que acendem quando você abre a mochila para iluminar o interior. É acionado pelo interruptor reed que muda com o campo magnético produzido pelos ímãs.

O módulo GPS é usado para rastrear sua posição.

O módulo LCD é usado para exibir o endereço IP.

Eu fiz um site que você pode carregar no seu raspberry pi que permite ver as rotas que você fez, salvá-las para uso posterior e controlar algumas configurações.

Este instrutivo NÃO é para pessoas SEM EXPERIÊNCIA em trabalhar com Raspberry pi

Suprimentos

• Raspberry Pi 3 modelo B +
• Framboesa PI T-cobbler
• Fio (usei 10 metros, você pode usar menos)
• Resistores 6 x 220 Ohm, 1 x 10k Ohm, 1 x 1k Ohm
• Trimmer 10k Ohm
• Mochila
• Banco de poder
• LDR
• 4 leds vermelhos e 2 leds brancos de 5 mm
• Sensor Ultrassônico HC-SR04
• Levelshifter
• 10bit ADC MCP3008
• Módulo GPS com antena GY-NEO6Mv2
• tela de LCD
• Uma mola extensível (que não deforma)
• Fragmento
• 1 porca hexagonal (ou qualquer coisa feita de metal condutor com um orifício)
• Tubo de plástico (cerca de 4-3 cm de diâmetro)
• Uma placa de metal (que pode cobrir as extremidades do tubo)
• Reed swtich
• Ímãs pequenos
• Placa fina de MDF / outra madeira / plástico (cerca de 5 mm)
• Placa de espuma dura (pelo menos 2 cm de espessura)
• Velcro (para selar os componentes da caixa e da tampa. Em vez disso, você pode usar cola se quiser fazer isso permanentemente)
• 5 Botões de pressão com um furo de 5 mm no meio para um led, se for menor, você pode furar depois.

Para testar em uma breadbord:

• Breadbord
• Fios de salto

Ferramentas necessárias:

• Ferro de solda
• Pistola de cola quente
• Serra
• Tesoura
• Faca
• Agulha e linha
• Exercício (se necessário, consulte a etapa 10)

você pode encontrar a lista completa de materiais de construção com preços no arquivo anexo

Etapa 1: construir o circuito na placa de ensaio

Conecte tudo como no esquema acima

Também há um pdf em anexo para que você possa ampliar o esquema.

Etapa 2: construir o detector de pull

Primeiro pegue a mola e o barbante e cole / amarre um ao outro.

Em seguida, pegue a porca e cole logo acima da mola. (Eu usei um pequeno pedaço de tubo de metal em vez da porca).

Depois disso, solde um fio na parte inferior da porca (o lado onde está a mola).

Em seguida, cole a placa de metal, a mola e o fio em um dos lados do tubo. (certifique-se de que o fio tem comprimento suficiente dentro para a mola esticar para o outro lado do tubo).

Em seguida, cole a placa de metal no cano do outro lado como no desenho, certifique-se de que o barbante saia do cano para que você possa puxá-lo.

Por fim, solde um fio à placa que a porca atinge quando puxada.

No final, você pode testar com um multímetro se o circuito está fechado nos dois fios quando você puxa a corda.

Etapa 3: conectar o detector de tração

Conecte uma extremidade do detector de tração ao pino GPIO 18 com um resistor de 1K Ohm entre eles.

Conecte a outra extremidade ao GND.

Etapa 4: Habilite Serial e SPI no Raspi-config

1. Abra seu terminal Raspberry pi e digite: sudo raspi-config
2. Navegue com as setas para Opções de interface, pressione Enter
3. Selecione Serial
4. Você obterá: "Deseja que um shell de login seja acessível via serial?" Hit No
5. “Deseja que o hardware da porta serial seja habilitado?” Pressione YES
6. "Gostaria de reiniciar agora?" Pressione "NÃO"
7. Vá novamente para Opções de Interface
8. Selecione SPI
9. "Deseja que a interface SPI seja habilitada?" Pressione YES
10. Reinício

Etapa 5: Banco de dados

Primeiro, instalaremos o software de banco de dados de que precisamos.

Abra seu terminal rpi e digite:

sudo apt-get update

sudo apt-get install mysql-server --fix-missing –y> sudo reboot

Espere até que seu rpi seja reinicializado, então faça o login e digite essas linhas

sudo mysql_secure_installation

Digite a senha atual para o root (digite nenhum): root Alterar a senha do root? [S / n] S Nova senha: root123 Remover usuários anônimos? [S / n] y Não permitir o login de root remotamente? [S / n] s Remover banco de dados de teste e acessar a ele? [S / n] s Recarregar tabelas de privilégios agora? [S / n] a

Também faremos um usuário chamado 'mct' com a senha 'mct'.

sudo mysql -u root

MariaDB [(nenhum)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON *. * TO 'mct' @ '%' IDENTIFICADO POR 'mct' COM GRANT OPTION; MariaDB [(nenhum)]> FLUSH PRIVILEGES; MariaDB [(nenhum)]> SAIR;

Agora vamos importar a estrutura do banco de dados

Você precisará baixar o arquivo anexado e enviá-lo para uma pasta de usuário / home // em seu rpi usando FTP / SFTP.

Em seguida, digite as seguintes linhas:

mysql -u root -p

mysql> CREATE DATABASE Smartpack; Agora saia do shell sql pressionando CTRL + D> mysql -u mct -p Smartpack </home//data-dump.sql> sudo reboot

Depois que seu rpi for reiniciado, o banco de dados deve estar instalado e funcionando

Etapa 6: Teste

Primeiro, vamos precisar instalar o servidor web apache

Digite o seguinte código no terminal:

sudo apt-get install apache2 -y

sudo reboot

Agora copie todos os arquivos do diretório FRONT através do repositório github para o diretório / var / www / html / em seu rpi.

Em seguida, copie todos os arquivos do diretório BACK através do repositório Github em uma pasta de usuário local em seu rpi / home // smartpack

Se você usou pinos diferentes do esquema, você precisará editá-los em /home//smartpack/main.py, eles estão listados acima no documento.

Agora abra o terminal e execute o script

python3.5 /home/username/smartpack/main.py

Você pode navegar até o ip que será exibido na tela do lcd para acessar o site que acabamos de instalar.

Certifique-se de que tudo está funcionando corretamente antes de ir para a próxima etapa!

Etapa 7: construir uma caixa para os eletrônicos

Faremos um case para nosso rpi, powerbank e alguns componentes eletrônicos.

Eu o encorajo a fazer suas próprias versões do caso, já que não sou muito bom nisso

1. Corte sua placa de plástico / madeira em 2 pedaços medindo 29 cm x 15,5 cm (certifique-se de que o lado mais comprido cabe na sua mochila)
2. Corte 2 pedaços de espuma dura medindo 29 cm x 3 cm e mais 2 pedaços medindo 9,5 cm x 3 cm
3. Cole as peças nas bordas de um prato.
4. Depois de terminar, corte os orifícios como na foto: Você precisará medir a largura dos orifícios. O orifício na parte inferior é para o sensor ultrassônico e o maior na parte superior é para os cabos.

Etapa 8: soldar tudo com fios em vez de cabos de ligação

Solde tudo com fios normais, exceto leds branco e vermelho, LDR e interruptor reed.

Você pode usar a placa de ensaio para algumas coisas como ICs, mas eu pessoalmente não a recomendo.

Os módulos GPS e LCD precisam entrar nos orifícios que cortamos para eles na etapa anterior.

Certifique-se de usar isolamento em todos os lugares, pois um curto-circuito pode interromper seu Rpi.

Etapa 9: Queimar orifícios para leds e sensor ultrassônico

Queimar? Sim! QUEIMAR

Estaremos usando um ferro de solda para queimar nossos buracos. Isso porque a maioria das mochilas é resistente à água, o que significa que o material de que são feitas é plástico ou borracha. Portanto, se o queimarmos em vez de cortar, as bordas do nosso buraco derreterão e, com isso, ele ficará menos sujeito a rasgos.

Queime 4 pequenos orifícios onde quiser para os leds vermelhos automáticos. Certifique-se de que eles estão em uma posição visível. (Já existem botões de pressão nos orifícios da foto acima)

Também queime um orifício para o sensor ultrassônico na parte inferior da mochila, do lado de onde vai a parte de trás e um pequeno orifício próximo a ele para o fio que sai do

Por fim, faça um buraco para os cabos que irão para a seção principal da sua mochila, faça-o logo acima do buraco que fizemos para os cabos na caixa, se você tivesse colocado na bolsa.

Etapa 10: coloque prensas de pressão nos orifícios e cole os leds

Certifique-se de que os furos nas vigas são de 5 mm !! se não, você pode tentar perfurá-los com uma broca de 5 mm.

Empurre os botões de pressão através dos 4 orifícios que você queimou e encaixe-os.

Coloque os 4 leds nos pinos de pressão e cole-os, certificando-se de que as partes metálicas não toquem nos pinos.

Etapa 11: interruptor de palheta

Reed switches são muito frágeis, então coloquei o meu em um tubo de plástico e aquele tubo de plástico novamente em um tubo de metal, e então selei tudo com cola.

Como você faz isso é com você, mas eu recomendo fazer algo para que não quebre.

Se isso for feito, cole tudo no topo da seção principal da mochila. Ao lado dele, do outro lado do zíper, cole um ímã forte o suficiente para que ele troque quando você o abrir. Coloquei o meu entre as camadas interna e externa do tecido para que não fique visível.

Etapa 12: cole os leds brancos dentro da bolsa

Cole-os para que iluminem o interior quando ligados.

Você pode escolher onde colocá-los, mas na minha opinião o melhor lugar é no topo do texto para a chave de palheta.

Etapa 13: cole a caixa e coloque dentro da bolsa

Antes de colar, certifique-se de que ainda está funcionando corretamente.

Em seguida, cole a tampa no resto do invólucro, observe os cabos que vão ficar entre a placa e a lateral do invólucro, é muito complicado colar sem que os cabos fiquem entre eles.

Depois coloque-o dentro de sua mochila, certifique-se de que o sensor ultrassônico esteja voltado para o orifício que fizemos anteriormente.

Você provavelmente precisará prender a caixa ao redor do sensor ultrassônico à mochila para que ela não cubra.

Etapa 14: edite Rc.local para executar o script na inicialização

Abra o terminal e digite:

sudo nano /etc/rc.local

adicione a seguinte linha no final, logo acima da saída 0

python3.5 /home//Smartpack/main.py &

pressione CTRL + X e 2x Enter

Agora o script começará na inicialização.

Etapa 15: Toques finais

Você pode costurar todos os cabos juntos e também na mochila com agulha e linha.

Você também pode fazer uma capa para os leds vermelhos de um pedaço de couro / tecido.