पवन आधारित परिवेश प्रदर्शन बनाएं: 8 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

यह रोचेस्टर इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में एचसीआईएन 720: प्रोटोटाइप वियरेबल और इंटरनेट ऑफ थिंग्स डिवाइसेस के लिए ट्रिन ले और मैट अरलाकास द्वारा डिजाइन और निर्मित एक क्लास प्रोजेक्ट है।

इस परियोजना का उद्देश्य आरएफआईडी टोकन से जुड़े स्थानों में हवा की दिशा और गति की कल्पना करना है। ये दो आयाम उन सभी के लिए उपयोगी होंगे जो नाव चलाते हैं, ड्रोन उड़ाते हैं, पतंग उड़ाते हैं, रॉकेट मॉडल बनाते हैं, और इसी तरह।

डिस्प्ले में ऊपर की ओर उड़ने वाला पंखा होगा जो कपड़े की लहर के रिबन और टेबल टॉप के ऊपर 'नृत्य' करेगा। रिबन की जीवंतता हवा की गति की भयावहता को दर्शाएगी। हवा की दिशा को आधार में एक स्टेपर मोटर से जुड़े एक संकेतक द्वारा दर्शाया जाएगा और एक पूर्ण 360 ° घुमाने में सक्षम होगा।

चरण 1: सामग्री और उपकरण

आवास

• 1/8”एक्रिलिक (पीएमएमए) शीट्स, लेजर कटिंग के लिए उपयुक्त
• 1/8”एक्रिलिक रॉड्स (जोड़ों को भरने के लिए)
• फ्रिंज सामान

इलेक्ट्रॉनिक पुर्ज़े

• कण फोटॉन (https://store.particle.io/collections/photon)
• 2.1 मिमी डीसी बैरल जैक (https://www.adafruit.com/product/373)
• 2.1mm प्लग के साथ 12VDC 600mA बिजली की आपूर्ति (https://www.adafruit.com/product/798)
• डीसी-डीसी पावर कन्वर्टर (https://www.digikey.com/product-detail/en/murata-power-solutions-inc/OKI-78SR-12-1.0-W36-C/811-3293-ND/6817698) या 7805 वोल्ट रेगुलेटर सर्किट (https://www.instructables.com/howto/7805/)
• MFRC522 RFID रीडर बोर्ड (https://www.amazon.com/dp/B00VFE2DO6/ref=cm_sw_su_dp)
• L293D डुअल एच-ब्रिज मोटर ड्राइवर (https://www.adafruit.com/product/807)
• 12वी स्टेपर मोटर (https://www.adafruit.com/product/918)
• 120mm 12VDC फैन (https://www.amazon.com/Kingwin-CF-012LB-Eficient-Excellent-Ventilation/dp/B002YFP8BK)
• S9013 NPN ट्रांजिस्टर (या समान)
• 2 - 220 ओम रोकनेवाला
• 1N4001 डायोड
• 5 मिमी ब्लू एलईडी
• Mifare क्लासिक 1K RFID स्टिकर टैग (https://www.amazon.com/YARONGTECH-MIFARE-Classic-Material-adhesive/)

तारों

• एडफ्रूट पर्मा-प्रोटो हाफ बोर्ड (https://www.adafruit.com/product/1609)
• 22 एडब्ल्यूजी तार, ठोस और फंसे हुए
• 20 एडब्ल्यूजी, दो कंडक्टर तार (शक्ति के लिए)
• पुरुष हेडर कनेक्टर स्ट्रिप (पंखे और मोटर कनेक्शन के लिए)
• 2 - 12 पिन महिला स्टैकेबल हैडर स्ट्रिप्स (फोटॉन के लिए)
• 1 - 1x3 0.1”पिच महिला हेडर स्ट्रिप (प्रशंसक ट्रांजिस्टर के लिए)
• 1 - 1x8 0.1" पिच हेडर कनेक्टर और क्रिंप सॉकेट संपर्क (आरएफआईडी रीडर)
• 1 - 1x2 0.1”पिच हैडर कनेक्टर और समेटना सॉकेट संपर्क (प्रशंसक)
• 4 - 1x1 0.1”पिच हैडर कनेक्टर और समेटना सॉकेट संपर्क (स्टेपर मोटर)
• 1 - 16-पिन डीआईपी सॉकेट (एच-ब्रिज के लिए)
• छोटे नायलॉन टाई-रैप (वैकल्पिक)
• हीट हटना टयूबिंग (वैकल्पिक)

हार्डवेयर

• 2 - M3x6mm स्क्रू (बढ़ते स्टेपर मोटर के लिए)
• 4 - M3x35mm स्क्रू (बढ़ते पंखे के लिए)
• 8 - M3 फ्लैट वाशर
• 4 - एम ३ नट

उपकरण

• लेजर कटर
• थ्री डी प्रिण्टर
• सोल्डरिंग टूल्स
• एक्रिलिक चिपकने वाला (https://www.amazon.com/Acrylic-Plastic-Cement-Applicator-Bottle/)
• फ्लैट नालीदार कार्डबोर्ड शीट (असेंबली जिग के लिए)

चरण 2: प्रतिनिधित्व करने के लिए डेटा

विंड डिस्प्ले आरएफआईडी-टैग किए गए टोकन से जुड़े स्थान से हवा की दिशा और गति का प्रतिनिधित्व प्रदर्शित करेगा। यह डेटा वेदरअंडरग्राउंड एपीआई से लिया जाएगा। इस एपीआई का उपयोग करने के लिए, https://www.wunderground.com/weather/api पर एक खाता बनाएं और अपनी आवश्यकताओं के लिए सबसे उपयुक्त योजना विकल्प चुनें।

चरण 3: निर्माण प्रदर्शित करें

लेजर द्वारा काटना

आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे लेज़र कटर के लिए निर्देश पुस्तिका का पालन करते हुए, प्रदर्शन Adobe Illustrator फ़ाइलें (नीचे) काटने के लिए तैयार करें। आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे लेजर कटर के आकार को समायोजित करने के लिए आपको फाइलों में वस्तुओं को पुनर्व्यवस्थित करने की आवश्यकता हो सकती है।

लेजर ने प्लेटों को 1/8 ऐक्रेलिक (पीएमएमए) प्लास्टिक शीट से काटा।

विधानसभा जिगो

११६.६ डिग्री के कोण के बाहर नियमित पेंटागन को बनाए रखने के लिए, हमने प्लेटों को इकट्ठा करने में मदद करने के लिए एक त्वरित जिग (असेंबली_जिग.एआई) डिजाइन किया।

1. असेंबली_जिग.एई फ़ाइल खोलें, और नालीदार कार्डबोर्ड से कई टुकड़े काट लें।
2. उन्हें एक स्टैक में गोंद दें, सुनिश्चित करें कि स्टैक चौकोर रहता है।

कोण भराव छड़

क्योंकि कोण एक दूसरे के लिए ओर्थोगोनल नहीं हैं, हम अंतर को भरने के लिए 1/8 ऐक्रेलिक रॉड का उपयोग कर रहे हैं, और ग्लूइंग के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं। प्रत्येक प्लेट के बीच रॉड की पूर्व-कट लंबाई, थोड़ा सा कमरा छोड़कर प्रत्येक छोर पर जहां कोने एक साथ आते हैं।

आधार को असेंबल करना

बड़े पंखे के छेद के साथ बेस पीस से शुरू करें, और पांच किनारों में से प्रत्येक पर ऐक्रेलिक रॉड का गोंद टुकड़ा।

इस पंखे के टुकड़े को असेंबली जिग के एक तिरछे हिस्से पर रखें, और एक बेस साइड के टुकड़े को विपरीत तिरछी तरफ रखें।

चिपकने वाले को जोड़ पर सावधानी से लगाएं और इसके जमने का इंतजार करें।

आधार के टुकड़े के दूसरी तरफ काम करना जारी रखें, यह सुनिश्चित करें कि जहां भी दो प्लेटें मिलती हैं, वहां फिलर रॉड का एक टुकड़ा संलग्न करना सुनिश्चित करें।

डेकग्लू को दो स्टेपर मोटर माउंटिंग डिस्क को बैक-टू-बैक असेंबल करना, छेदों को पंक्तिबद्ध करना सुनिश्चित करता है। सेट होने पर, M3 स्क्रू के लिए दो छोटे छेदों को थ्रेड करने के लिए ध्यान से एक टैप का उपयोग करें। अब, इसे डेक प्लेट के केंद्र में गोंद दें, फिर से केंद्र छेद को पंक्तिबद्ध करना सुनिश्चित करें।

दो M3x6mm स्क्रू का उपयोग करके स्टेपर मोटर संलग्न करें।

शीर्ष को इकट्ठा करना

शीर्ष को नीचे की तरह ही इकट्ठा किया जाता है, लेकिन केवल चार प्लेटों के साथ। आप एक खाली जगह छोड़ देंगे जहां पांचवीं प्लेट 'हो सकता है' स्थित हो। शीर्ष प्लेटों को चिपकाने के साथ ऐक्रेलिक रॉड का उपयोग करना न भूलें।

चरण 4: इलेक्ट्रॉनिक्स

ब्रेडबोर्ड और जम्पर तारों का उपयोग करके इस परियोजना को जल्दी से इकट्ठा किया जा सकता है। बस उपरोक्त आरेख का पालन करें।

अधिक प्रतिबद्ध निर्माण के लिए, ठीक है, तो यह उन पागल सोल्डरिंग कौशल का भंडाफोड़ करने का समय है।

आपके पास पागल सोल्डरिंग कौशल है, है ना? यदि नहीं, तो इसे ठीक करने में मदद के लिए यहां कुछ लिंक दिए गए हैं…

• निर्देश: कैसे मिलाप करें
• उत्कृष्ट सोल्डरिंग के लिए एडफ्रूट गाइड

एडफ्रूट पर्मा-प्रोटो हाफ बोर्ड का उपयोग करते हुए, ऊपर दिए गए फ्रिटिंग आरेख में दिखाए गए अनुसार घटकों को बाहर निकालें। एकीकृत सर्किट और ट्रांजिस्टर के लिए सॉकेट का उपयोग करने से यदि आप कोई जादू का धुआं छोड़ते हैं तो त्वरित और आसान प्रतिस्थापन की अनुमति देता है (https://en.wikipedia.org/wiki/Magic_smoke)।

बोर्ड को मिलाप हेडर पिन/सॉकेट बाहरी घटकों (स्टेपर मोटर और पंखे) को जोड़ने में मदद करता है और उन्हें आसानी से स्वैप करने योग्य बनाता है (ऊपर 'मैजिक स्मोक' देखें)। सोल्डर पावर और ग्राउंड वायर को पहले स्थान पर रखें, उन्हें यथासंभव छोटा और सीधा रखने की कोशिश करें। डीसी पावर जैक को 20AWG दो-कंडक्टर तार की लंबाई के एक छोर पर और दूसरे छोर को शीर्ष पावर रेल (बाईं ओर फोटॉन हेडर के साथ उन्मुख बोर्ड) में मिलाएं।

सर्किट कनेक्शन बनाने के लिए मिलाप तार। कुछ मामलों में, बोर्ड के नीचे तारों को चलाना आसान होता है। आरएफआईडी रीडर के लिए, फोटॉन के लिए स्टैकेबल हेडर फोटॉन के तहत कनेक्शन बनाने के लिए पर्याप्त जगह की अनुमति देते हैं। RFID रीडर के हेडर में संलग्न करने के लिए, 1x8 हेडर कनेक्टर के साथ RFID तारों को समाप्त करें।

चरण 5: इलेक्ट्रॉनिक्स स्थापित करें

एक बार जब आधार चिपक जाता है, तो चार M3x35 स्क्रू, वाशर और नट्स का उपयोग करके पंखे को बेस में स्थापित करें।

फोम-समर्थित माउंटिंग टेप का उपयोग करके मुख्य बोर्ड को पीछे की प्लेट (डीसी बैरल जैक के लिए आयताकार कटआउट वाली प्लेट) के अंदर संलग्न करें।

आयताकार छेद में डीसी बैरल जैक डालें, और ऐक्रेलिक चिपकने का उपयोग करके सीमेंट लगाएं।

आरएफआईडी रीडर बोर्ड को कनेक्टर में संलग्न करें और फोम-समर्थित माउंटिंग टेप का उपयोग करके जहां भी सुविधाजनक हो माउंट करें। यह ठीक है यदि बोर्ड का पिछला भाग डिस्प्ले के बाहर की ओर है, तो एंटीना अभी भी RFID सिग्नल उठाएगा। ब्लू एलईडी को पास में सुरक्षित करें।

पंखे और स्टेपर मोटर को मुख्य बोर्ड में प्लग करें।

चरण 6: प्रोग्रामिंग

कण फोटॉन के लिए नया?

यह परियोजना पवन डेटा की कटाई के लिए कण वेबहुक का उपयोग करेगी। यहाँ प्रक्रिया है, संक्षेप में।

1. डिवाइस टोकन के स्कैन होने की प्रतीक्षा करता है।
2. जब एक टोकन स्कैन किया जाता है, तो अद्वितीय टोकन आईडी संग्रहीत की जाती है।
3. डिवाइस तब इस टोकन आईडी को Particle.io पर प्रकाशित करता है।
4. इस डेटा को प्राप्त करने पर, Particle.io वेबहुक एकीकरण के माध्यम से हमारे एपीआई पेज पर डेटा भेजता है।
5. एपीआई पृष्ठ टोकन आईडी प्राप्त करता है, और स्थान सरणी से इससे जुड़े शहर और राज्य को देखता है।
6. एपीआई पेज तब एपी कॉल को वेदरअंडरग्राउंड (डब्ल्यूयू) को स्थान की जानकारी का उपयोग करता है।
7. WU API उस स्थान के लिए संपूर्ण वर्तमान मौसम स्थितियों का JSON ऑब्जेक्ट API पृष्ठ पर लौटाता है।
8. एपीआई पेज इस जानकारी को पार्स करता है, हवा की दिशा और हवा की गति को निकालता है और परिवर्तित करता है, और उन्हें JSON ऑब्जेक्ट के रूप में डिवाइस पर लौटाता है।
9. डिवाइस JSON ऑब्जेक्ट को पार्स करता है, हवा की दिशा और गति को संग्रहीत करता है जिसका उपयोग स्टेपर मोटर और पंखे को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

फर्मवेयर

'wind_display' नामक एक नया फोटॉन प्रोजेक्ट बनाएं और मुख्य फ़ाइल को wind_display.ino कोड (नीचे) के साथ अधिलेखित करें।

इसके बाद, अपनी परियोजना में निम्नलिखित पुस्तकालय खोजें और स्थापित करें:

• एमएफआरसी 522 - कण उपकरणों के लिए v0.1.4 आरएफआईडी पुस्तकालय
• SparkJSON - v0.0.2 JSON लाइब्रेरी @bblanchon. से पोर्ट की गई
• स्टेपर - v1.1.3 Arduino के लिए स्टेपर मोटर लाइब्रेरी

प्रोजेक्ट को संकलित करें और अपने फोटॉन पर डाउनलोड करें।

एपीआई पेज

API पृष्ठ का उपयोग करने के लिए, आपको इसे PHP-सक्षम वेब सर्वर पर अपलोड करना होगा। कई मुफ्त PHP वेब होस्टिंग विकल्प उपलब्ध हैं।

getWindData.txt डाउनलोड करें और फ़ाइल एक्सटेंशन को.php में बदलें। अपने पसंदीदा संपादक में खोलें और निम्नलिखित परिवर्तन करें:

आपको फोटॉन कोर आईडी जोड़ें:

// उन फोटॉनों के लिए core_id जोड़ें जिन्हें आप इस API$allowedCores = array ('आपका CoreID यहां जाता है') का उपयोग करने की अनुमति देना चाहते हैं;

अपनी WeatherUnderground API कुंजी जोड़ें:

// WeatherUnderground API Key$wu_apikey = "Your WU API Key";

इस समय, टोकन/स्थान सेट करने के बारे में चिंता न करें। सब कुछ सेट हो जाने के बाद हम इसका ध्यान रखेंगे।

फ़ाइल को वेब सर्वर पर सहेजें और अपलोड करें। एपीआई पेज के लिए लाइव यूआरएल रिकॉर्ड करें।

कण वेबहुक

अपने कण कंसोल में लॉग इन करें, और बाईं ओर एकीकरण आइकन पर क्लिक करें।

1. 'नया एकीकरण' पर क्लिक करें, फिर 'वेबहुक' चुनें।
2. इवेंट का नाम 'wind_display' पर सेट करें।
3. यूआरएल को एपीआई पेज के लाइव यूआरएल पर सेट करें।
4. 'वेबहुक बनाएं' पर क्लिक करें।

आरएफआईडी टोकन आईडी प्राप्त करें और एपीआई पेज को संशोधित करें

USB के माध्यम से आपके कंप्यूटर में फोटॉन प्लग किया गया है, और बाहरी बिजली की आपूर्ति से अनप्लग किया गया है, एक टर्मिनल विंडो खोलें और कण सीरियल मॉनिटर चलाएं।

1. एक RFID टैग को स्कैन करें और सीरियल मॉनीटर में प्रदर्शित होने वाली 8-वर्ण की टोकन आईडी लिख लें।
2. किसी भी अतिरिक्त टैग के लिए दोहराएं जिसका आप उपयोग करना चाहते हैं।

अब getWindData.php पर वापस जाएं और स्थान सरणी अनुभाग खोजें:

// स्थान ऐरे // स्कैन किए गए टोकन आईडी के साथ "टोकनआईडी एन" को बदलें // "सिटीन" को टोकन आईडी से जुड़े शहर के साथ बदलें // "एसएन" को शहर से जुड़े दो-चार राज्य से बदलें $ स्थान = सरणी ("टोकनआईडी 1" => सरणी ("शहर" => "शहर 1", "राज्य" => "एस 1"), "टोकनआईडी 2" => सरणी ("शहर" => "शहर 2", "राज्य" => "एस 2"), "टोकनआईडी 3" => सरणी ("शहर" => "सिटी 3", "राज्य" => "एस 3"));

प्रत्येक टोकन आईडी को अपने टैग की टोकन आईडी से बदलें, और प्रत्येक को उस शहर और राज्य से संबद्ध करें, जिससे आप हवा की जानकारी चाहते हैं।

फ़ाइल को सहेजें और अपने वेब सर्वर पर अपलोड करें।

चरण 7: इसका इस्तेमाल करें

1. आप जहां चाहें इसे प्रदर्शित करें।
2. विंड वेन को उत्तर की ओर इंगित करने के लिए सेट करें।
3. बिजली की आपूर्ति में प्लग करें।
4. आरएफआईडी रीडर के पास एक टोकन रखें और नीली एलईडी के झपकने का इंतजार करें।

चरण 8: आगे के विचार

परियोजना का विस्तार करने के लिए यहां कुछ विचार दिए गए हैं!