Sledovač domácich zvierat založený na Tinyduino LoRa: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Kto by nechcel mať domáce zvieratá ?? Títo chlpatí priatelia vás môžu naplniť láskou a šťastím. Ale bolesť pri ich chýbaní je zničujúca. Naša rodina mala mačku menom Thor (obrázok vyššie) a bol to milovník dobrodružstva. Mnohokrát sa vracal po týždenných cestách často so zraneniami a tak sme sa snažili, aby sme ho nepustili. Ale čo nie, znova vyšiel, ale nevrátil sa: (Nenašli sme ani stopy po týždňovom hľadaní. Moja rodina sa zdráhala mať viac mačky, pretože stratiť ho bolo veľmi traumatizujúce. Preto som sa rozhodol pozrieť sa na to na stopovačoch domácich zvierat. Väčšina komerčných sledovačov si však vyžiadala predplatné alebo sú ťažké pre mačku. Existuje niekoľko dobrých sledovačov založených na rádiových smeroch, ale chcel som vedieť presné miesto, pretože väčšinu dňa nebudem doma. Rozhodol som sa teda vytvoriť tracker s Tinyduino a modulom LoRa, ktorý bude odosielať polohu základňovej stanici u mňa doma a ktorá aktualizuje polohu na aplikáciu.

P. S. prosím, odpustite mi nekvalitné obrázky.

Krok 1: Požadované komponenty

1. Procesorová doska TinyDuino
2. GPS Tinyshield
3. Vývojová doska WiFi ESP8266
4. Dúfam, že RF RFM98 (W) (433 MHz) x 2
5. Rada Tinyshield Proto
6. USB Tinyshield
7. Lítium -polymérová batéria - 3,7 V (na zníženie hmotnosti som použil 500 mAh)
8. Spájkovačka
9. Prepojovacie vodiče (žena - žena)

Krok 2: Vysielač

Potrebujeme pripojiť transceiver LoRa k maličkému duinu. Na to potrebujeme spájkovať vodiče z modulu RFM98 k protoboardu tinyshield. Na komunikáciu budem používať knižnicu RadioHead a pripojenie sa vykoná podľa dokumentácie.

Protoboard RFM98

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

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

D10 -------------- NSS (vyberte čip CS)

D13 -------------- SCK (hodiny SPI)

D11 -------------- MOSI (údaje SPI v)

D12 -------------- MISO (výstup údajov SPI)

3,3V pin modulu RFM98 je pripojený k batérii +ve.

POZNÁMKA: Podľa údajového listu je maximálne napätie, ktoré je možné použiť na RFM98, 3,9V. Pred pripojením skontrolujte napätie batérie

Na RFM98 som použil skrutkovitú anténu, pretože by zmenšila veľkosť sledovača.

Začnite s procesorom tinyduino v spodnej časti zásobníka, za ktorým nasleduje tinyshield GPS a potom protoboard v hornej časti. Spájkovacie hlavy pod protoboardom môžu byť trochu otravné; v mojom prípade sa dotkol štítu GPS pod ním, a tak som izoloval spodok protoboardu elektrickou páskou. To je všetko, dokončili sme stavbu vysielača !!!

Vysielaciu jednotku je potom možné pripojiť k batérii a pripevniť k obojku domáceho maznáčika.

Krok 3: Základná stanica

Vývojová doska WiFi ESP8266 je perfektnou voľbou, ak chcete pripojiť svoj projekt k internetu. Prijímač RFM98 je pripojený k ESP8266 a prijíma aktualizácie polohy zo sledovača.

ESP8266 RFM98

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

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

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

D8 ---------- NSS (vyberte čip CS)

D5 ---------- SCK (hodiny SPI)

D7 ---------- MOSI (údaje SPI v)

D6 ---------- MISO (výstup údajov SPI)

Napájanie základňovej stanice bolo vykonávané pomocou nástenného adaptéra 5 V DC. Okolo som nechal ležať nejaké staré nástenné adaptéry, tak som odtrhol konektor a pripojil ho k pinom VIN a GND na ESP8266. Anténa bola tiež vyrobená z medeného drôtu s dĺžkou ~ 17,3 cm (štvrťvlnná anténa).

Krok 4: Aplikácia

Ako aplikáciu som použil Blynk (odtiaľ). Je to jedna z najľahších možností, pretože je veľmi dobre zdokumentovaná a miniaplikácie je možné jednoducho presunúť myšou.

1. Vytvorte si účet Blynk a vytvorte nový projekt s ESP8266 ako zariadením.

2. Widgety presuňte z ponuky miniaplikácií.

3. Teraz musíte pre všetky tieto miniaplikácie nastaviť virtuálne piny.

4. Použite rovnaké kolíky ako vyššie v zdrojovom kóde základne.

V arduino kóde nezabudnite použiť autorizačný kľúč projektu.

Krok 5: Kód

Tento projekt používa Arduino IDE.

Kód je veľmi jednoduchý. Vysielač by vysielal signál každých 10 sekúnd a potom čakal na potvrdenie. Ak príde "aktívne" potvrdenie, zapne systém GPS a počká na aktualizáciu polohy z GPS. Počas tejto doby bude stále kontrolovať spojenie so základňou a ak sa spojenie medzi aktualizáciami GPS preruší, párkrát sa to pokúsi znova a ak stále nie je pripojené, systém GPS sa vypne a sledovač sa spustí. do normálnej rutiny (tj. odosielanie signálu každých 10 sekúnd). V opačnom prípade sa údaje GPS odošlú do základňovej stanice. Namiesto toho, ak je prijaté potvrdenie „zastavenia“(medzi tým aj na začiatku), vysielač zastaví GPS a potom sa vráti k normálnej rutine.

Základňa počúva akýkoľvek signál a ak je signál prijatý, skontroluje, či je v aplikácii zapnuté tlačidlo „nájsť“. Ak je zapnuté, načítajú sa hodnoty polohy. Ak je "vypnuté", základňová stanica pošle vysielaču potvrdenie "zastavenia". Môžete sa rozhodnúť počúvať signál, iba ak je zapnuté tlačidlo „nájsť“, ale pridal som ho ako funkciu zabezpečenia, aby som vedel, či sa spojenie medzi tým stratilo, a upozornil používateľa (niečo ako geofence).

Krok 6: Prílohy

Sledovač:

3D tlač je správna cesta, ale radšej som ju prilepil páskou na golier. Je to neporiadok a vážne neviem, či by si mačky chceli vziať taký neporiadok na krk.

Základná stanica:

Plastový kontajner bol pre základňovú stanicu viac než dosť. Ak ho chcete namontovať vonku, možno budete musieť zvážiť vodotesné nádoby.

AKTUALIZÁCIA:

Rozmýšľal som, že vyrobím kryt pre tracker, ale keďže som nemal 3D tlačiareň, malé kontajnery sa zmenili na kryty:) Zostava elektroniky bola uložená v jednom kontajneri a batéria v inom.

Bloky som použil ako kryt pre elektroniku. Našťastie tam bola čiapočka, ktorá tomu pekne sedela. Na batériu bol použitý kontajner Tic-Tac. Aby sa zaistila batéria, nádoba sa skrátila, aby batéria perfektne sedela. Na prichytenie nádob na golier boli použité kancelárske sponky.

Krok 7: Testovanie a záver.

Na kom by sme to testovali ?? Nie, nie je to tak, že teraz nemám mačky. No mám dve;)

Ale sú príliš malé na to, aby nosili golier a rozhodol som sa to vyskúšať sám. Tak som sa prešiel po svojom dome so sledovačom. Základňová stanica bola udržiavaná vo výške 1 m a medzi sledovačom a základňovou stanicou bola väčšinu času hustá vegetácia a budovy. Cítil som sa tak smutne, že mi zrazu došiel priestor (aj keď na niektorých miestach je signál slabý). V takom teréne je však dosah ~ 100 m bez veľkej straty údajov veľmi citeľný.

Testovanie rozsahu, ktoré som urobil, je tu.

Zdá sa, že GPS funguje trochu normálne v hustej vegetácii, ale príležitostne sa zdá, že sa miesto uchyľuje. Takže sa tiež teším na pridanie modulu WiFi (pretože v okolitých domoch je toľko smerovačov), aby som získal hrubšie miesto rýchlejšie (meraním sily signálu z mnohých smerovačov a trianguláciou).

Viem, že skutočný dosah by mal byť oveľa vyšší, ale vzhľadom na súčasný scenár uzamknutia sa nemôžem veľmi pohnúť z domu. V budúcnosti by som to určite vyskúšal do extrémov a aktualizoval by som výsledky:)

Do tej doby šťastné prianie ….