LifeGuard 2.0: 7 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Nais mo bang magsagawa ng mga pagpapatakbo sa matematika, kumuha ng mga pagbabasa ng sensor, subaybayan ang mga input ng analog at digital, at makontrol ang mga analog at digital na output na walang dating karanasan sa electronics? Kung oo, para sa iyo lang ang proyektong ito! Gumagamit kami ng isang microcontroller at MATLAB upang lumikha ng isang aparato na maaaring magamit upang subaybayan at mapahusay ang EF Express SMART RAIL system. Sa pamamagitan ng isang microcontroller, ang mga posibilidad para sa mga input at output (signal / impormasyon na papunta sa board at isang senyas na lumalabas sa board) ay walang katapusan. Gumagamit kami ng isang flex sensor at potentiometer bilang aming mga input. Ang kanilang mga output ay magiging isang mensahe sa pamamagitan ng LCD screen at mga LED light kasama ang isang buzzer, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga pagpapahusay na inaasahan naming ipatupad sa SMART RAIL system ay kaugnay sa pagpapabuti ng kaligtasan ng system. Grab ang iyong laptop at microcontroller, at simulan natin!

Hakbang 1: Software at Mga Materyales

Kailangan ng software

1.) MATLAB

- Kakailanganin mong mag-download ng isang lokal na bersyon ng MATLAB sa iyong computer. Pumunta sa mathworks.com at mag-set up ng isang MATHWORKS account, mag-download ng mga file, at buhayin ang iyong lisensya.

-Dapat mong i-download at i-install ang LAHAT ng magagamit na mga toolbox para sa pinakabagong paglabas (R2016a o R2016b).

-Mac gumagamit: dapat kang magkaroon ng OSX 10.9.5 o mas bago upang patakbuhin ang R2015b, OK lang na magpatakbo ng isang naunang bersyon ng MATLAB.

2.) Arduino Hardware Support Package:

-I-install ang Arduino Hardware Support Package. Buksan ang MATLAB. Sa tab na Home ng MATLAB, sa Menu sa Kapaligiran, piliin ang Mga Add-On Kumuha ng Mga Pakete ng Suporta sa Hardware Piliin ang "MATLAB Support Package para sa Arduino Hardware". Kakailanganin mong mag-login sa iyong MATHWORKS account

-Kung ang iyong pag-install ay nagambala at mayroon kang sunud-sunod na nabigong mga pagtatangka / error kapag i-install ang hardware package - hanapin at tanggalin ang folder na Arduino na i-download sa iyong hard drive at magsimula mula sa simula.

Mga materyal na kinakailangan

1.) Laptop o desktop computer

2.) SparkFun Arduino Board

3.) Flex Sensor

4.) Potensyomiter

5.) LCD screen

6.) LED light

7.) Kit ng Inventor ng SparkFun (Maghanap sa online)

8.) USB cable at mini USB

9.) Mga Jumper wires

10.) Piezo buzzer

Hakbang 2: Kumonekta sa Iyong Arduino at Tukuyin ang COM Port

(Maaaring baguhin ang iyong COM port sa tuwing mag-plugin ka) Ikonekta ang Arduino USB cable sa iyong computer at ang mini USB sa iyong Arduino board. Maaaring kailanganin mong maghintay ng ilang minuto para mag-download ang mga driver.

Upang matukoy ang COM port:

Sa PC

Paraan 1: Sa MATLAB gamitin ang utos - fopen (serial ('nada'))

-Upang matukoy ang iyong com port. Maaari kang makakuha ng isang error tulad nito: Error sa paggamit ng serial / fopen (linya 72) Nabigo ang bukas: Port: NADA ay hindi magagamit. Mga magagamit na port: COM3. Ipinapahiwatig ng error na ito na ang iyong port ay 3.

-Kung mabigo ang Paraan 1 sa iyong PC, buksan ang iyong Device Manager at palawakin ang listahan ng Mga Ports (COM at LPT). Tandaan ang numero sa USB Serial Port. hal. 'USB Serial Port (COM *)' Ang numero ng port ay ang * dito.

-Kung walang port na ipinakita, isara ang MATLAB at i-restart ang iyong computer. Buksan ang MATLAB at subukang muli ang fopen (serial ('nada')).

-Kung nabigo ito, maaaring kailanganin mong i-download ang mga driver ng SparkFun mula sa file na CDM_v2.12.00_WHQL_Certified.exe, buksan at patakbuhin ang CDM_v2.12.00_WHQL_Certified.exe file, at piliin ang Extract. (Maaaring kailanganin mong buksan ang file mula sa explorer, pag-right click, at 'Run as Administrator').

-Sa window ng utos ng MATLAB lumikha ng isang Arduino object - a = arduino ('comx', 'uno'); % x ang iyong numero ng port mula sa itaas para sa mga PC (walang naunang mga zero!)

Sa isang Mac

Paraan 1: Mula sa linya ng utos ng MATLAB o sa isang Mac Terminal at i-type ang: 'ls /dev/tty.*' Tandaan ang numero ng port na nakalista para sa dev / tty.usbmodem * o dev / tty.usbserial *. Ang numero ng port ay ang * dito.

-Kung mabigo ang Paraan 1 sa iyong MAC, maaaring kailanganin mo

-Exit MATLAB

-Sara ang Arduino software at i-unplug ang Arduino USB cable

-install ng Java 6 Runtime

-install ng extension ng kernel ng driver ng USB

-Bawiing muli ang iyong computer

-Konekta muli ang Arduino USB cable

-Tumakbo mula sa linya ng utos ng MATLAB o Mac Terminal: ls /dev/tty.*

-Tandaan ang numero ng port na nakalista para sa dev / tty.usbmodem * o dev / tty.usbserial *. Ang numero ng port ay ang * dito.

-Sa window ng utos ng MATLAB lumikha ng isang Arduino object - a = arduino ('/ dev / tty.usbserial *', 'uno'); % * ang numero ng iyong port mula sa itaas para sa mga MAC, o '/dev/tty.usbmodem*'

Hakbang 3: Matlab Code

Mga input:

1.) Flex Sensor

2.) Potensyomiter

Mga output:

1.) LCD screen na may mensahe na binabasa ang "Train Coming"

2.) LED light

3.) Piezo buzzer

Sa hakbang na ito, gagawa kami ng code na susuriin ang mga input mula sa Arduino board at magbibigay ng mga output batay sa mga resulta ng pagsusuri ng MATLAB. Papayagan ka ng sumusunod na code na magsagawa ng maraming mga pag-andar: kapag ang potentiometer ay na-trigger, ang piezo buzzer ay magpapalabas ng mga alternating frequency at ang pulang LED ay mag-flash. Kapag ang isang tren ay hindi napansin, ang berdeng LED ay ilawan. Kapag na-trigger ang Flex Sensor, papatayin ang kasakiman LED, ang pulang LED ay mag-iilaw, at ang LCD ay magpapakita ng isang mensahe na binabasa ang "Train Coming".

MATLAB Code:

% remery1, shornsb1, wmurrin

% Layunin: Babala sa Tren

% IInput: potentiometer, flex sensor

% output: lcd, tunog, ilaw

% Kung ang board ay hindi napasimulan o nagkakaroon ng mga isyu sa koneksyon, ipatupad ang

% sa ibaba ang mga utos sa mga komento. Hindi nila kailangang ipatupad sa tuwing

%Alisin lahat

% isara lahat

% clc

% a = arduino ('/ dev / tty.usbserial-DN01DXOM', 'uno');

% lcd = addon (a, 'HalimbawaLCD / LCDAddon', {'D7', 'D6', 'D5', 'D4', 'D3', 'D2'});

% I-configure ang board sa sandaling ito ay konektado

configurePin (a, 'D8', 'pullup');% i-configure ang D8

configurePin (a, 'D9', 'PWM');% i-configure ang D9

oras = 50; % naitakda ang oras sa 50

clearLCD (lcd)% ipasimula ang LCD

% Start Loop

habang oras> 0

Tinutukoy ng boltahe ng Flex sensor kung berde ang ilaw, o kung magaan

% ay pula at ipinapakita ng LCD ang "tren darating"

flex_status = readVoltage (a, 'A0'); % basahin ang boltahe ng flex sensor

kung flex_status> 4% kung ang boltahe ay mas malaki sa 4, mag-trigger loop

isulat angDigitalPin (a, 'D12', 0)% i-off ang berde

isulat angDigitalPin (a, 'D11', 1)% i-on ang pula

printLCD (lcd, 'Train Coming')% ipakita ang "tren darating" sa LCD

i-pause (5)% Maghintay ng 5 segundo

clearLCD (lcd)% I-clear ang mensahe mula sa LCD

isulatDigitalPin (a, 'D11', 0)% I-off ang Red LED

iba pa

magtapos

pe_status = readVoltage (a, 'A2'); % Basahin ang boltahe ng potensyomiter

kung pe_status> 2% kung ang boltahe ay mas malaki sa 2, mag-trigger loop

magsulatDigitalPin (a, 'D13', 1);% i-on ang pulang LED

playTone (a, 'D9', 400,.25);% Maglaro ng 400Hz sa Piezo buzzer,.25 sec

magsulatDigitalPin (a, 'D13', 0)% patayin ang pulang LED

i-pause (.25)% maghintay.25 segundo

isulatDigitalPin (a, 'D13', 1)% Ulitin sa itaas, na may buzzer sa 200Hz

playTone (a, 'D9', 200,.25);

isulatDigitalPin (a, 'D13', 0)

i-pause (.25)

isulatDigitalPin (a, 'D13', 1);% Ulitin sa itaas

playTone (a, 'D9', 400,.25);

isulatDigitalPin (a, 'D13', 0)

i-pause (.25)

isulatDigitalPin (a, 'D13', 1)

playTone (a, 'D9', 200,.25);

isulatDigitalPin (a, 'D13', 0)

i-pause (.25)

isulatDigitalPin (a, 'D13', 1)% Ulitin sa itaas

playTone (a, 'D9', 400,.25);

isulatDigitalPin (a, 'D13', 0)

i-pause (.25)

isulatDigitalPin (a, 'D13', 1)

playTone (a, 'D9', 200,.25);

isulatDigitalPin (a, 'D13', 0)

i-pause (.25)

isulatDigitalPin (a, 'D13', 1)% Ulitin sa itaas

playTone (a, 'D9', 400,.25);

isulatDigitalPin (a, 'D13', 0)

i-pause (.25)

isulatDigitalPin (a, 'D13', 1)

playTone (a, 'D9', 200,.25);

isulatDigitalPin (a, 'D13', 0)

i-pause (.25)

iba pa

isulatDigitalPin (a, 'D12', 1)% kung ang boltahe ay mas mababa sa 2, i-on ang berdeng LED

isulatDigitalPin (a, 'D13', 0)% turn ng Red LED

magtapos

magtapos

Hakbang 4: Mga kable ng Flex Sensor

Mga materyal na kinakailangan

1.) 1 Flex Sensor

2.) 1 10K Ohm Resistor

3.) 8 Jumper Wires

* Sumangguni sa mga larawan, ayon sa pagkakabanggit.

Sa circuit na ito, magsusukat kami ng flex. Ang isang flex sensor ay gumagamit ng carbon sa isang strip ng plastik upang kumilos tulad ng isang variable risistor, ngunit sa halip na baguhin ang paglaban sa pamamagitan ng pag-on ng isang hawakan ng pinto, nagbabago ka sa pamamagitan ng pagbaluktot ng sangkap. Isang divider ng boltahe upang makita ang pagbabago sa paglaban. Sa aming kaso, gagamitin ang flex sensor upang makita ang isang tren na dumadaan upang mag-utos sa isang LCD screen (tingnan ang larawan) upang basahin ang isang mensahe na nagsasabing "Paparating na Tren".

* Sa mga larawan na nagpapakita ng mga tagubilin para sa mga kable ng isang Flex Sensor, sumangguni lamang sa mga wires na may kaugnayan sa mga kable ng Flex Sensor. Balewalain ang mga kable para sa Servo.

Ang mga wire pin ay sumusunod:

Hakbang 1: Sa Arduino board sa seksyon ng POWER, plug 1 wire sa input 5V at 1 wire sa input GND (ground). I-plug ang kabilang dulo ng 5V wire sa isang positibong (+) input sa circuit board. I-plug ang kabilang dulo ng GND wire sa isang negatibong (-) input sa circuit board.

Hakbang 2: Sa board ng Arduino sa seksyon ng ANALOG IN, plug 1 sa A0 input. I-plug ang dulo ng kawad na iyon sa input ng j20 sa circuit board.

Hakbang 3: Sa board ng Arduino sa seksyong DIGITAL I / O, plug 1 wire sa input 9. I-plug ang kabilang dulo sa input a3.

Hakbang 4: Sa circuit board, plug 1 wire sa isang positibong (+) input. I-plug ang kabilang dulo sa input h24.

Hakbang 5: Sa circuit board, plug 1 wire sa isang negatibong (+) input. I-plug ang kabilang dulo sa input a2.

Hakbang 6: Sa circuit board, plug 1 wire sa isang negatibong (-) input. I-plug ang kabilang dulo sa input b1.

Hakbang 7: Sa circuit board, plug 1 wire sa isang negatibong (-) input. I-plug ang kabilang dulo sa input i19.

Hakbang 8: Sa circuit board, ilagay ang risistor sa i20 at i24 input.

* Ang huling larawan ay tumutukoy sa mga application ng totoong mundo.

Hakbang 5: Ikonekta ang Arduino sa LCD

* Sundin ang link na ito (https://ef.engr.utk.edu/ef230-2017-08/projects/ard…) at pagkatapos ay sumangguni sa mga hakbang na ibinigay ko sa ibaba upang ikonekta ang isang LCD sa isang Arduino:

Hakbang 1: Buksan ang zip file

Hakbang 2: buksan ang ReadMe file at sundin ang mga tagubilin

Mga materyal na kinakailangan

1.) 16x2 LCD na katulad ng aparatong ito mula sa SparkFun -

2.) Mga wire ng lumulukso

* Sumangguni sa mga larawan, ayon sa pagkakabanggit.

Ipapakita ng hakbang na ito kung paano lumikha ng isang LCD add-on library at ipapakita ang "Train Coming" sa isang LCD.

Ang mga wire pin ay sumusunod:

LCD Pin -> Arduino Pin

1 (VSS) -> Ground

2 (VDD) -> 5V

3 (V0) -> Mid pin sa Flex Sensor

4 (RS) -> D7

5 (R / W) -> Ground

6 (E) -> d6

11 (DB4) - D5 (PWM)

12 (DB5) -> D4

13 (DB6) -> D3 (PWM)

14 (DB7) -> D2

15 (LED +) -> 5 V

16 (LED-) -> Ground

Hakbang 6: Pagkonekta sa Soft Potentiometer

Mga materyal na kinakailangan

1.) 1 LED

2.) 1 Soft Potentiometer

3.) Mga Jumper Wires

4.) 3 330 Ohm Resistor

5.) 10K Ohm Resistor

* Sumangguni sa mga larawan, ayon sa pagkakabanggit.

Sa circuit na ito, gagamit kami ng isa pang uri ng variable risistor, isang malambot na potensyomiter. Ito ay isang manipis at nababaluktot na strip na makakakita kung saan inilalapat ang presyon. Sa pamamagitan ng pagpindot sa iba't ibang bahagi ng strip, maaari mong ibahin ang resistensya mula 100 hanggang 10 K ohms. Maaari mong gamitin ang kakayahang ito upang subaybayan ang paggalaw sa potensyomiter o bilang isang pindutan. Sa circuit na ito, makukuha namin ang soft potentiometer pataas at tumatakbo upang makontrol ang isang RGB LED.

Hakbang 1: Sa board ng Arduino sa seksyong DIGITAL I / O, plug 1 pin sa input 10 at 1 pin sa input 11. Masang-ayon, isaksak ang kabilang dulo ng mga pin sa input h6 at h7.

Hakbang 2: Sa circuit board, i-plug ang LED sa mga input a4, a5, a6, at a7.

Hakbang 3: Sa circuit board, ilagay ang 3 330 ohm resistors sa mga input e4-g4, e6-g6, at e7-g7.

Hakbang 4: Sa circuit board, plug 1 pin sa input e5. I-plug ang kabilang dulo ng pin na iyon sa isang negatibong (-) input.

Hakbang 5: Sa circuit board, ilagay ang 10K ohm risistor sa mga input na i19-negatibo (-).

Hakbang 6: Sa circuit board, i-plug ang 1 pin sa j18. I-plug ang kabilang dulo ng pin na iyon sa isang positibong (+) input.

Hakbang 7: Sa circuit board, plug 1 pin sa input j20. I-plug ang kabilang dulo ng pin na iyon sa isang negatibong (-) input.

Hakbang 7: Subukan ang Iyong Mga Pagpapahusay sa isang Smart Rail System

Sa puntong ito, ang iyong MATLAB code ay dapat na gumana at ang Arduino board ay dapat na tumpak na konektado kasama ang lahat ng mga idinagdag na bahagi. Subukan ito sa isang sertipikadong Smart Rail System at alamin kung ang iyong mga pagpapahusay ay ginagawang mas ligtas ang system.