Raspberry Pi -moottoripyörän kojelauta: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Multimedia- ja viestintätekniikan opiskelijana Howest Kortrijkissa minun piti tehdä oma IoT -projekti. Tämä yhdistäisi kaikki ensimmäisen vuoden moduulit yhdeksi suureksi projektiksi. Koska ajan moottoripyörälläni paljon vapaa -ajallani, päätin käyttää MCT: llä hankittuja taitoja rakentaakseni jotain moottoripyörälleni: älykäs kojelauta.

MotoDash on Raspberry Pi -käyttöinen kojelauta, joka on suunniteltu fanaattisille moottoripyöräilijöille ja joka antaa ratsastajalle mahdollisuuden seurata suorituskykyään.

Mitkä ovat tämän kojelaudan ominaisuudet?

• Nykyisen kallistuskulman katsominen
• Nykyisen kiihtyvyyden tarkasteleminen
• Mahdollisuus seurata öljyn lämpötilaa
• Vaihda automaattisesti tummaan teemaan, kun ajat pimeässä
• Kirjaa matkasi tiedot ja katso omat tilastosi

Tarvikkeet

Päälaskentayksikkö:

Raspberry Pi Tämä on järjestelmän pääohjain

Elektroniikka:

• USB-laturi moottoripyörälle 12V-5V Päävirtalähde RPi: lle
• 4 -nastainen sulakerele 12V Kytke RPi: n virtapiiri päälle/pois
• Leipälevy hyppyjohtimilla (valinnainen) Testaukseen ja prototyyppien luomiseen

Joukko vastuksia

0,2 mm: n langan eri värejä

• Breakout Pi plus Tämä on prototyyppikortti, jossa voit juottaa kaikki komponentit. Se on sovitettu suoraan Raspberry Pi: n päälle, joten projektin mitat pysyvät minimissä.

Anturit ja moduulit:

• Vedenpitävä DS18B20 1-johtiminen lämpötila-anturi Öljyn lämpötila-anturi
• 3 -akselinen Gyro -kiihtyvyysanturi MPU6050Kallistus-/kiihdytysanturi
• Valosta riippuvainen vastus (LDR)

MCP3008-8-kanavainen 10-bittinen ADC SPI-liitännällä

TFT SPI -näyttö (tai mikä tahansa muu tarpeitasi vastaava lcd -näyttö)

RGB -LED

Kotelo:

• Muovilaatikko
• Vadelma pi -kotelo

Työkalut:

• Juotin ja juote
• 2,5 mm ruuvit ja välikappaleet
• Vedenpitävät kaapeliliittimet
• Pikaliima
• …

Vaihe 1: Prototyyppien luominen

Ennen kuin teemme kaikesta pysyvän, kokoamme projektin leipälaudalle. Tämä vaihe voidaan ohittaa, jos olet täysin varma, ettet tee virheitä. Sähkö-/leipälautakaavio löytyy alla olevasta PDF -tiedostosta. Kokoa piiri täsmälleen kuvatulla tavalla. Varmista, että käytät RPi: ssä vain 3,3 V: n pintaa, älä 5 V: n napaa. Tarkista myös piirisi ennen kuin käynnistät vadelma Pi: n. Varmista, ettei shortseja ole!

Vaihe 2: Raspberry Pi: n valmistelu

Ensinnäkin aiomme perustaa Raspberry Pi: n. Raspberry Pi on minitietokone, joka pystyy käyttämään omaa käyttöjärjestelmää. Tässä projektissa se on vastuussa sensordatan käsittelystä, verkkosivuston isännöimisestä, taustan ja tietokannan käyttämisestä,…

1. Asenna mukautettu Raspbian -kuva

Annettu kuva sisältää jo tämän projektin käynnistämiseen tarvittavat ohjelmistopaketit:

• Apache verkkosivuston käyttöliittymään
• MariaDB tietokantaan
• PhpMyAdmin tietokannan käsittelyyn
• Mukautetut käyttöoikeudet ongelmien välttämiseksi

Mukautetun kuvan voi ladata täältä.

Opetusohjelma kuvien asentamiseen löytyy täältä:

Kun kuva on asennettu, liitä Raspberry Pi tietokoneeseen ethernet -kaapelilla. Nyt voit käyttää SSH -asiakasta yhteyden muodostamiseen siihen IP -osoitteessa 169.254.10.1

On hyvä käytäntö asettaa uusi salasana välittömästi komennolla passwd

2. Langattoman tukiaseman määrittäminen

Kun projekti on valmis, haluamme pystyä muodostamaan yhteyden RPi -verkkoon wifi -yhteyden kautta, joten voimme tehdä siitä langattoman tukiaseman. Opetusohjelma tähän löytyy täältä.

Sinun tarvitsee vain seurata tätä opetusohjelmaa vaiheeseen 7. Vaihe 8 ei ole pakollinen, koska meidän ei tarvitse yhdistää Internet -yhteyttä, vaan luoda erillinen verkko.

3. Käyttöliittymien käyttöönotto

Siirry raspi-configiin

sudo raspi-config

Siirry liitäntävaihtoehtoihin ja ota käyttöön 1-johtiminen, SPI ja I2C ja käynnistä Pi uudelleen

3. Näytön ohjainten asentaminen

Näytön alustaminen

Muokkaa tiedostoa /etc /modules

sudo nano /etc /modules

Lisää seuraavat 2 riviä

spi-bcm2835fbtft_laite

Muokkaa nyt /etc/modprobe.d/fbtft.conf

sudo nano /etc/modprobe.d/fbtft.conf

Lisää seuraava rivi

vaihtoehdot fbtft_device name = tm022hdh26 gpios = reset: 25, dc: 24, led: 18 rotate = 90 speed = 80000000 fps = 60

Käynnistä Pi uudelleen. Jos näet näytön taustavalon syttyvän, kaikki on mennyt hyvin. Tämä alustaa näytön joka kerta, kun Pi käynnistyy, mutta se näyttää nyt vain mustan näytön. Jotta Pi: n sisältö saadaan näyttöön, meidän on kopioitava päänäytön sisältö pienelle nestekidenäytölle. Käytämme tätä varten palvelua nimeltä 'fbcp'.

Fbcp -palvelun asentaminen

sudo apt-get install cmake

git-klooni

cd rpi-fbcp

mkdir rakentaa

cd rakentaa/

cmake..

tehdä

sudo asentaa fbcp/usr/local/bin/fbcp

Nyt olemme asentaneet palvelun. Koska käytämme kuitenkin Pi: tä ilman päätä, sisällön kopioimiseen ei ole käytettävissä näyttöä. Pakota Pi tuottamaan näytön sisältö muokkaamalla /boot/config.txt

sudo nano /boot/config.txt

Etsi ja poista kommentti tai lisää seuraavat rivit tähän tiedostoon:

hdmi_force_hotplug = 1

hdmi_cvt = 640480 60 0 0 0 0

display_rotate = 0

hdmi_group = 2

hdmi_mode = 87

Käynnistä RPi uudelleen ja testaa fbcp -palvelu kirjoittamalla konsoliin fbcp. Nyt sinun pitäisi nähdä näytön sisältö nestekidenäytössä.

Käynnistetään fbcp käynnistyksen yhteydessä

Muokkaa /etc/rc.local ja lisää seuraava rivi ip -osoitteen ja poistumisrivin väliin

fbcp &

Nyt näytön pitäisi syttyä joka kerta, kun RPi käynnistyy

Vaihe 3: Tietokanta

Sensordatan kirjaamista ja tallentamista varten olen suunnitellut oman tietokannan, joka sisältää 4 taulukkoa. EER -kaavio näkyy yllä olevassa kuvassa.

1. Laitteet

Tämä taulukko sisältää kaikki anturit. Siinä kuvataan anturin nimi, kuvaus ja mittausyksikkö. Tällä taulukolla on yksi-monta-suhde taulukon toimintoihin, kuten minun tapauksessani, kiihdytysanturi voi suorittaa erilaisia tehtäviä.

2. Toimet

Tämä taulukko tallentaa eri anturien toiminnot. Yksi toiminto liittyy aina tiettyyn anturiin. Esimerkiksi: toiminto "TEMP" on liitetty laitteeseen, joka mittaa lämpötilaa. Tämä olisi 1-johtiminen lämpötila-anturi.

3. Historia

Tämä taulukko sisältää kaikki anturilokit. Jokaisella lokilla on toiminnotunnus, arvo, aikaleima ja ratsid

4. Ratsastukset

Tämä pöytä tallentaa erilaisia ajoja. Joka kerta, kun käyttäjä aloittaa uuden kyydin, tähän taulukkoon tehdään uusi merkintä

Jos haluat saada tämän tietokannan Raspberry Pi -laitteellesi, siirry GitHubiin ja kloonaa/lataa arkisto. Tietokannasta löydät 2.sql -tiedostoa. Suorita nämä PhpMyAdmin- tai MySQL -työpöydällä. Nyt tietokannan pitäisi olla RPi: lläsi.

Vaihe 4: Taustajärjestelmä

Jos et ole jo tehnyt niin, siirry GitHubiin ja kloonaa/lataa arkisto. Taustan kansion alta löydät projektin koko taustaohjelman.

Kansiossa on luokat sensoreiden lukemiseen /helpers -kohdassa, tiedostot kommunikointiin tietokannan kanssa /repositories -kohdassa, ja pääsovellus sijaitsee juurihakukoneessa nimen app.py.

Python -pakettien asentaminen

Ennen kuin yritämme suorittaa mitään, meidän on ensin asennettava joitain paketteja pythonille. Siirry RPi: n päätelaitteeseen ja kirjoita seuraavat komennot:

pip3 asenna mysql-connector-python

pip3 asentaa flask-socketio

pip3 asenna kolvipurkit

pip3 asennus gevent

pip3 asenna gevent-websocket

TÄRKEÄ HUOMAUTUS: jos olet vaihtanut Mariadb/Mysql -salasanasi, vaihda salasana osoitteessa config.py!

Testaa taustajärjestelmää

Suorita app.py python3 -tulkilla (/usr/bin/python3). Varmista, ettei virheitä ole.

Taustan suorittaminen käynnistyksen yhteydessä

Muokkaa motoDash_backend.service ja muuta YOURFILEPATH poluksi, johon arkisto tallennetaan.

Kopioi tämä tiedosto nyt kansioon/etc/systemd/system/

sudo cp motoDash_backend.service /etc/systemd/system/motoDash_backend.service.

Nyt taustaohjelma käynnistyy automaattisesti aina, kun RPi käynnistyy.

Vaihe 5: Käyttöliittymä

Suuntaa GitHub Repoon. Kopioi käyttöliittymän sisällön kansioon/var/www/html.

Tämä on kaikki mitä sinun tarvitsee tehdä, jotta käyttöliittymä toimisi. Tämä kansio sisältää kaikki web -käyttöliittymän verkkosivut, tyylit ja komentosarjat. Se kommunikoi myös taustajärjestelmän kanssa. Jos haluat testata, toimiiko kaikki oikein, varmista, että olet yhteydessä RPi -laitteeseen, ja kirjoita RPi: n IP -osoite selaimeen. Sinun pitäisi nähdä web -käyttöliittymän kotisivu.

Huomautus: Sivusto on responsiivinen, joten voit käyttää sitä sekä mobiililaitteilla että pöytätietokoneilla

Vaihe 6: Kojelaudan näyttäminen näytöllä

Käyttöliittymässä on oma piilotettu verkkosivu, jota käytetään vain pienessä näytössä. Teemme Pi -käynnistyksen automaattisesti tälle verkkosivustolle koko näytön tilassa.

Varmista, että RPi on asetettu työpöydän automaattiseen kirjautumiseen raspi-config-kohdassa käynnistysvaihtoehdoissa

sudo raspi-config

Siirry nyt piilotettuun määrityskansioon ja luo uusi tiedosto sinne

cd.config

sudo mkdir -p lxsession/LXDE -pi

sudo nano lxsession/LXDE-pi/autostart

Lisää seuraavat rivit tähän tiedostoon ja tallenna

@xscreensaver -no -splash

@xset s pois päältä

@xset -dpms

@xset s noblank

@chromium-browser --noerrors --disable-session-crashed-bubble --disable-infobars --kiosk --incognito

Nyt Pi: n pitäisi käynnistyä tälle verkkosivulle joka kerta

Vaihe 7: Elektroniikan juottaminen

Ota katkaisulauta ja aseta komponentit sille jäsennellyllä tavalla. En keskustele asettelusta, jolla juotin komponentit siihen, koska tein melko huonoa työtä. Käytin levyssä erillisiä nastan otsikoita, joten tarvitsin vain liittää anturit ja moduulit oikeaan tapiin. Varmista, että tiedät mikä pin on mitä varten!

Joitakin vinkkejä juottamisen aikana:

• Käytä eristettyjä johtoja ylittäessäsi suurempia matkoja. Viimeinen asia, jonka haluat, on shortsit piirissäsi
• Komponentin tai langan juottamisen jälkeen tarkista sen jatkuvuus yleismittarilla. Tarkista myös säännöllisesti oikosulkujen varalta.
• Älä käytä liikaa tai liian vähän juotetta!
• Jos et osaa juottaa, harjoittele sitä ensin toisella prototyyppitaululla. Juottamisen opetusohjelma löytyy täältä.

Juota nyt johdot riittävän pitkiksi antureihin ja aseta niiden ympärille kutistuva kääre varmistaaksesi, ettei kaikki ole oikosulussa ja puhdasta.

Kun olet valmis, tarkista uudelleen oikosulkujen tai huonojen liitosten varalta ja tarkista kaikki sähköjärjestelmän kytkennät, onko se oikea liitäntä. Kun olet varma, että kaikki on tehty oikein, aseta katkaisulauta RPi: n päälle, ruuvaa se kiinni tiukalla noin 2,5 mm: n ruuveilla ja kiinnikkeillä.

Vaihe 8: Virtalähde

Raspberry Pi: n virtalähteenä käytämme 12V-5V usb-sovitinta. Tämä sovitin kytketään moottoripyörän akkuun. Varmistaaksemme, että RPi käynnistyy, kun virtalukko on kytketty päälle, käytämme relettä. Rele sulkee RPi -virtapiirin, kun se havaitsee jännitteen takavalosta (takavalo syttyy aina, kun sytytysvirta kytketään).

Lisätietoja tästä oppaasta on tällä sivulla: https://www.hondagrom.net/threads/2017-gromsf-msx125sf-wire-up-auxiliary-power-for-pcv-wb2-and-other-fuel -ohjaimet.16921/

Vaihe 9: Asuminen

Näytön kotelo

Napsauta näyttöä varten kovaa muovilaatikkoa noin näytön koosta. Leikkaa siihen neliönmuotoinen reikä, joka on yhtä suuri kuin näyttö, ja vastaavat reiät näytön kiinnittämiseksi. Edessä sinun on porattava vielä kaksi reikää RGB -LEDille ja LDR: lle.

Asensin tämän laatikon älypuhelimen pidikkeen päälle ruuvilla.

Lämpösensori

Lämpötila -anturin koteloon 3D -tulostin moottoripyörääni sopivan öljymittarin.

Raspberry Pi

Asenna vadelma Pi itse turvalliseen paikkaan moottoripyörän sisällä, laitoin sen yhden lokasuojan alle käyttämällä tarranauhoja. Ja suojaa sitä elementteiltä käyttämällä koteloa ja muovia.

Kiihtyvyysmittari

Kiinnitä kiihtyvyysmittari turvalliseen paikkaan, mieluiten itse moottoripyörän runkoon.

Huomautus:

Sinun ei tarvitse saada täsmälleen samaa asuntoa kuin minulla, voit vapaasti viimeistellä sen haluamallasi tavalla. Varmista vain, että elektroniset komponentit on suojattu sateelta ja pölyltä.