LifeGuard 2.0: 7 քայլ (նկարներով)

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Երբևէ ցանկացե՞լ եք կատարել մաթեմատիկական գործողություններ, վերցնել սենսորների ընթերցումներ, վերահսկել անալոգային և թվային մուտքերը և վերահսկել անալոգային և թվային ելքերը ՝ առանց էլեկտրոնիկայի նախկին փորձի: Եթե այո, ապա այս նախագիծը հենց ձեզ համար է: Մենք կօգտագործենք միկրոկառավարիչ և MATLAB ՝ սարք ստեղծելու համար, որը կարող է օգտագործվել EF Express SMART RAIL համակարգի մոնիտորինգի և կատարելագործման համար: Միկրոկառավարիչի միջոցով մուտքերի և ելքերի հնարավորությունները (ազդանշան/տեղեկատվություն, որը մտնում է տախտակ և ազդանշան դուրս է գալիս տախտակից) հնարավոր չէ: Որպես մուտքի աղբյուր ՝ մենք կօգտագործենք ճկուն տվիչ և պոտենցիոմետր: Նրանց ելքերը կլինեն համապատասխանաբար LCD էկրանով և LED լույսերով ձայնային ազդանշանի միջոցով: Այն բարելավումները, որոնք մենք հույս ունենք ներդնել SMART RAIL համակարգում, վերաբերում են համակարգի անվտանգության բարձրացմանը: Վերցրեք ձեր նոութբուքը և միկրոկառավարիչը և եկեք սկսենք:

Քայլ 1: Softwareրագրակազմ և նյութեր

Անհրաժեշտ է ծրագրային ապահովում

1.) MATLAB

- Ձեզ անհրաժեշտ կլինի ներբեռնել MATLAB- ի տեղական տարբերակը ձեր համակարգչում: Գնացեք mathworks.com և ստեղծեք MATHWORKS հաշիվ, ներբեռնեք ֆայլեր և ակտիվացրեք ձեր լիցենզիան:

-Դուք պետք է ներբեռնեք և տեղադրեք ԲՈԼՈՐ հասանելի տուփերը ամենավերջին թողարկման համար (R2016a կամ R2016b):

-Mac օգտվողներ. R2015b գործարկելու համար դուք պետք է ունենաք OSX 10.9.5 կամ ավելի նոր տարբերակ, նորմալ է MATLAB- ի ավելի վաղ տարբերակը գործարկելը:

2.) Arduino Hardware Support Package:

-Տեղադրեք Arduino- ի ապարատային աջակցության փաթեթը: Բացեք MATLAB- ը: MATLAB Home ներդիրում, Շրջակա միջավայրի ընտրացանկում, ընտրեք Լրացուցիչներ Ստացեք ապարատային աջակցության փաթեթներ Ընտրեք «MATLAB աջակցության փաթեթ Arduino սարքաշարի համար»: Դուք պետք է մուտք գործեք ձեր MATHWORKS հաշիվ

-Եթե տեղադրումը ընդհատվի, և ապարատային փաթեթը տեղադրելիս հաջորդաբար ձախողվեն փորձեր/սխալներ - գտեք և ջնջեք Arduino- ի ներբեռնման թղթապանակը ձեր կոշտ սկավառակի վրա և սկսեք սկզբից:

Անհրաժեշտ նյութեր

1.) Նոթբուք կամ աշխատասեղան

2.) SparkFun Arduino տախտակ

3.) Flex ցուցիչ

4.) պոտենցիոմետր

5.) LCD էկրան

6.) LED լույս

7.) SparkFun Inventor's Kit (Գտեք առցանց)

8.) USB մալուխ և մինի USB

9.) Jumper լարերը

10.) Պիեզո ազդանշան

Քայլ 2. Միացեք ձեր Arduino- ին և որոշեք COM նավահանգիստը

(Ձեր COM պորտը կարող է փոխվել ամեն անգամ միացնելիս) Arduino USB մալուխը միացրեք համակարգչին, իսկ մինի USB- ը `Arduino տախտակին: Հնարավոր է, որ մի քանի րոպե սպասեք, մինչև վարորդները ներբեռնվեն:

COM պորտը որոշելու համար.

ԱՀ -ում

Մեթոդ 1. MATLAB- ում օգտագործեք հրամանը `բացել (սերիական ('nada'))

-ձեր com պորտը որոշելու համար: Դուք կարող եք ստանալ այսպիսի սխալ. Սերիա/բացում (սխալ 72) օգտագործման սխալ Մատչելի նավահանգիստներ ՝ COM3: Այս սխալը ցույց է տալիս, որ ձեր նավահանգիստը 3 է:

-Եթե ձեր համակարգչում մեթոդ 1 -ը ձախողվի, բացեք ձեր Սարքի կառավարիչը և ընդլայնեք Պորտերի (COM և LPT) ցուցակը: Նշեք USB սերիայի պորտի համարը: օրինակ 'USB սերիայի նավահանգիստ (COM *)' Պորտի համարը * այստեղ է:

-Եթե նավահանգիստ չի ցուցադրվում, փակեք MATLAB- ը և վերագործարկեք ձեր համակարգիչը: Բացեք MATLAB- ը և նորից փորձեք բացել (սերիական («nada»)):

-Եթե դա ձախողվի, ձեզ կարող է անհրաժեշտ լինել ներբեռնել SparkFun- ի վարորդները CDM_v2.12.00_WHQL_Certified.exe ֆայլից, բացել և գործարկել CDM_v2.12.00_WHQL_Certified.exe ֆայլը և ընտրել Extract: (Ձեզ կարող է անհրաժեշտ լինել ֆայլը բացել Explorer- ից, աջ սեղմել և «Գործարկել որպես ադմինիստրատոր»):

-MATLAB հրամանի պատուհանում ստեղծեք Arduino օբյեկտ `a = arduino ('comx', 'uno'); % x- ը ձեր նավահանգստի համարն է վերևից ՝ ԱՀ -երի համար (առանց նախորդ զրոյի)

Mac- ի վրա

Մեթոդ 1. MATLAB հրամանի տողից կամ Mac տերմինալից և մուտքագրեք ՝ 'ls /dev/tty.*' Նշեք dev/tty.usbmodem*կամ dev/tty.usbserial*համար նշված նավահանգստի համարը: Պորտի համարը * այստեղ է:

-Եթե մեթոդը 1 ձախողվի ձեր MAC- ում, գուցե դա անհրաժեշտ լինի

-Ելք MATLAB- ից

-Փակեք Arduino ծրագիրը և անջատեք Arduino USB մալուխը

-Տեղադրեք Java 6 Runtime- ը

-տեղադրեք USB վարորդի միջուկի ընդլայնում

-Վերագործարկեք ձեր համակարգիչը

-Միացրեք Arduino USB մալուխը

-Գործարկել MATLAB հրամանի տողից կամ Mac տերմինալից. Ls /dev/tty.*

-Նշեք dev/tty.usbmodem* կամ dev/tty.usbserial* համար նշված նավահանգստի համարը: Պորտի համարը * այստեղ է:

-MATLAB հրամանի պատուհանում ստեղծեք Arduino օբյեկտ ՝ a = arduino ('/dev/tty.usbserial*', 'uno'); % * - ը ձեր նավահանգստի համարն է վերևից MAC- երի համար, կամ '/dev/tty.usbmodem*'

Քայլ 3: Matlab Code

Մուտքեր:

1.) Flex ցուցիչ

2.) պոտենցիոմետր

Արդյունքներ:

1.) LCD էկրան, որի վրա գրված է «Գնացք է գալիս»

2.) LED լույս

3.) Պիեզո ազդանշան

Այս քայլով մենք կկառուցենք այն կոդը, որը կվերլուծի Arduino- ի տախտակի մուտքերը և արդյունքներ կտրամադրի MATLAB- ի վերլուծության արդյունքների հիման վրա: Հետևյալ ծածկագիրը թույլ կտա ձեզ կատարել մի քանի գործառույթ. Երբ պոտենցիոմետրը գործարկվում է, պիեզո ազդանշանը կարտադրի փոփոխական հաճախականություններ, և կարմիր LED լուսարձակը: Երբ գնացքը չի հայտնաբերվում, կանաչ լուսադիոդը լուսավորված կլինի: Երբ Flex Sensor- ը գործարկվում է, ագահության LED- ն կանջատվի, կարմիր LED- ը լուսավորվում է, և LCD- ում կցուցադրվի հաղորդագրություն, որը կարդում է «Գնացք է գալիս»:

MATLAB կոդ:

%remery1, shornsb1, wmurrin

Նպատակը ՝ գնացքի նախազգուշացում

%II մուտքագրում ՝ պոտենցիոմետր, ճկման տվիչ

%ելք `LCD, ձայն, լույս

Եթե խորհուրդը նախաստորագրված չէ կամ ունի կապի խնդիրներ, կատարեք

մեկնաբանություններում ստորև նշված %հրամաններ: Նրանք կարիք չունեն ամեն անգամ մահապատժի ենթարկվելու

%մաքրել բոլորը

%փակել բոլորը

%clc

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

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

%Կարգավորել խորհուրդը միացնելուց հետո

configurePin (a, 'D8', 'pullup');%կազմաձևել D8

configurePin (a, 'D9', 'PWM');%կազմաձևել D9

ժամանակ = 50; %սահմանել ժամանակը `50

clearLCD (LCD) %սկզբնական LCD

%Սկիզբ հանգույց

ժամանակ> 0

Flex ցուցիչի լարումը որոշում է, թե արդյոք կանաչը կանաչ է, թե լույսը

%-ը կարմիր է, իսկ LCD- ը ցուցադրում է «գնացքը մոտենում է»

flex_status = readVoltage (a, 'A0'); flexկուն սենսորի կարդալ լարումը

եթե flex_status> 4 %, եթե լարումը 4 -ից մեծ է, ձգանման հանգույց

writeDigitalPin (a, 'D12', 0) %անջատեք կանաչ գույնը

writeDigitalPin (a, 'D11', 1) %-ը միանում է կարմիրին

printLCD (lcd, 'Train Coming') %ցուցադրում է «գնացքը գալիս է» LCD- ով

դադար (5) %Սպասեք 5 վայրկյան

clearLCD (lcd) %Մաքրել հաղորդագրությունը LCD- ից

writeDigitalPin (a, 'D11', 0) %Անջատեք կարմիր LED- ը

ուրիշ

վերջ

pe_status = readVoltage (a, 'A2'); %Կարդացեք պոտենցիոմետրերի լարումը

եթե pe_status> 2 %, եթե լարումը 2 -ից մեծ է, ձգանման հանգույց

writeDigitalPin (a, 'D13', 1);%միացրեք կարմիր LED- ը

playTone (a, 'D9', 400,.25);% Պիեզո ազդանշանի վրա նվագարկել 400Hz,.25 վրկ

writeDigitalPin (a, 'D13', 0)%անջատեք կարմիր LED- ը

դադար (.25)%սպասել.25 վայրկյան

writeDigitalPin (a, 'D13', 1) %Կրկնել վերը ՝ 200Hz- ով ազդանշանով

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

writeDigitalPin (a, 'D13', 0)

դադար (.25)

writeDigitalPin (a, 'D13', 1);%Կրկնեք վերևում

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

writeDigitalPin (a, 'D13', 0)

դադար (.25)

writeDigitalPin (a, 'D13', 1)

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

writeDigitalPin (a, 'D13', 0)

դադար (.25)

writeDigitalPin (a, 'D13', 1) %Կրկնել վերը նշվածը

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

writeDigitalPin (a, 'D13', 0)

դադար (.25)

writeDigitalPin (a, 'D13', 1)

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

writeDigitalPin (a, 'D13', 0)

դադար (.25)

writeDigitalPin (a, 'D13', 1) %Կրկնել վերը նշվածը

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

writeDigitalPin (a, 'D13', 0)

դադար (.25)

writeDigitalPin (a, 'D13', 1)

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

writeDigitalPin (a, 'D13', 0)

դադար (.25)

ուրիշ

writeDigitalPin (a, 'D12', 1)%, եթե լարումը 2 -ից պակաս է, միացրեք կանաչ LED

writeDigitalPin (a, 'D13', 0) Red LED- ի շրջադարձ

վերջ

վերջ

Քայլ 4: Flex ցուցիչի միացում

Անհրաժեշտ նյութեր

1.) 1 Flex ցուցիչ

2.) 1 10K Օմ դիմադրություն

3.) 8 Jumper լարերը

*Անդրադարձեք համապատասխանաբար նկարներին:

Այս շղթայում մենք չափելու ենք ճկունությունը: Flexկվող սենսորը օգտագործում է ածխածինը պլաստիկի շերտի վրա ՝ փոփոխական դիմադրության պես գործելու համար, բայց պտուտակը պտտելով դիմադրությունը փոխելու փոխարեն, դուք փոխում եք բաղադրիչը ճկելով: Լարման բաժանարար `դիմադրության փոփոխությունը հայտնաբերելու համար: Մեր դեպքում, ճկվող սենսորը կօգտագործի գնացքը հայտնաբերելու համար, որը LCD էկրանին հրաման կտա (տես նկարը) `« Գնացքը մոտենում է »հաղորդագրությունը կարդալու համար:

*Նկարներում, որոնք ցույց են տալիս Flex Sensor- ի միացման հրահանգները, վերաբերում են միայն Flex Sensor- ի միացմանը վերաբերող լարերին: Անտեսեք Servo- ի էլեկտրագծերը:

Հաղորդալարերի կապումներն են ՝

Քայլ 1. Arduino- ի տախտակին POWER բաժնում միացրեք 1 լար 5V լարման և 1 մետաղալար մուտքի GND (հող): Միացրեք 5 Վ լարի մյուս ծայրը տպատախտակի վրա դրված դրական (+) մուտքի մեջ: Միացրեք GND լարի մյուս ծայրը տպատախտակի վրա բացասական (-) մուտքի մեջ:

Քայլ 2. Arduino- ի տախտակին ANALOG IN բաժնում միացրեք 1 -ը A0 մուտքագրման մեջ: Միացրեք այդ մետաղալարի ծայրը տպատախտակի j20 մուտքի մեջ:

Քայլ 3. Arduino տախտակին DIGITAL I / O բաժնում միացրեք 1 մետաղալարը մուտքի մեջ 9. Մյուս ծայրը միացրեք մուտքը a3:

Քայլ 4. Տախտակի վրա միացրեք 1 մետաղալարը դրական (+) մուտքի մեջ: Միացրեք մյուս ծայրը h24 մուտքագրման մեջ:

Քայլ 5. Տախտակի վրա միացրեք 1 մետաղալարը բացասական (+) մուտքի մեջ: Միացրեք մյուս ծայրը a2 մուտքագրման մեջ:

Քայլ 6. Տախտակի վրա միացրեք 1 մետաղալարը բացասական (-) մուտքի մեջ: Միացրեք մյուս ծայրը մուտքագրման մեջ b1:

Քայլ 7. Տախտակի վրա միացրեք 1 մետաղալարը բացասական (-) մուտքի մեջ: Միացրեք մյուս ծայրը i19 մուտքագրման մեջ:

Քայլ 8. Տախտակի վրա տեղադրեք դիմադրությունը i20 և i24 մուտքերում:

*Վերջին նկարը վերաբերում է իրական աշխարհի ծրագրերին:

Քայլ 5. Միացրեք Arduino- ն LCD- ին

*Հետևեք այս հղմանը (https://ef.engr.utk.edu/ef230-2017-08/projects/ard…) և այնուհետև անդրադարձեք ստորև բերված քայլերին ՝ LCD- ն Arduino- ին միացնելու համար.

Քայլ 1: Բացեք zip ֆայլը

Քայլ 2. Բացեք ReadMe ֆայլը և հետևեք հրահանգներին

Անհրաժեշտ նյութեր

1.) Այս սարքի նման 16x2 LCD SparkFun- ից -

2.) Jumper լարերը

*Անդրադարձեք համապատասխանաբար նկարներին:

Այս քայլը ցույց կտա, թե ինչպես ստեղծել LCD հավելյալ գրադարան և ցուցադրել «Գնացքը գալիս է» LCD- ով:

Հաղորդալարերի կապումներն հետևյալն են.

LCD Pin -> Arduino Pin

1 (VSS) -> Գրունտ

2 (VDD) -> 5V

3 (V0) -> Միջին քորոց Flex Sensor- ի վրա

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 Վ

16 (LED-) -> Գրունտ

Քայլ 6. Փափուկ պոտենցիոմետրի միացում

Անհրաժեշտ նյութեր

1.) 1 LED

2.) 1 փափուկ պոտենցիոմետր

3.) Jumper լարերը

4.) 3 330 Օմ դիմադրություն

5.) 10K Օմ դիմադրություն

*Անդրադարձեք համապատասխանաբար նկարներին:

Այս շղթայում մենք մտադիր ենք օգտագործել մեկ այլ տեսակի փոփոխական դիմադրություն ՝ փափուկ պոտենցիոմետր: Սա բարակ և ճկուն ժապավեն է, որը կարող է որոշել, թե որտեղ է ճնշում գործադրվում: Downապավենի տարբեր մասերի վրա սեղմելով ՝ կարող եք դիմադրությունը փոխել 100 -ից 10 Կ Օմ: Դուք կարող եք օգտագործել այս ունակությունը պոտենցիոմետրի վրա կամ որպես կոճակ հետևելու շարժմանը: Այս միացումում մենք գործարկելու ենք փափուկ պոտենցիոմետրը ՝ RGB LED- ը վերահսկելու համար:

Քայլ 1. Arduino տախտակին DIGITAL I / O բաժնում միացրեք 1 կապը մուտքի 10 -ին, իսկ 1 կապը `մուտքի 11. Համապատասխանաբար, այդ կապերի մյուս ծայրը միացրեք h6 և h7 մուտքին:

Քայլ 2. Տախտակի վրա միացրեք LED- ը a4, a5, a6 և a7 մուտքերի մեջ:

Քայլ 3. Շրջանակային տախտակի վրա տեղադրեք 3 330 օհմ ռեզիստորները e4-g4, e6-g6 և e7-g7 մուտքերում:

Քայլ 4. Տախտակի վրա միացրեք 1 կապը մուտքի e5- ին: Միացրեք այդ քորոցի մյուս ծայրը բացասական (-) մուտքի մեջ:

Քայլ 5. Տախտակի վրա տեղադրեք 10K օմ դիմադրիչը i19- բացասական (-) մուտքերի մեջ:

Քայլ 6. Տախտակի վրա միացրեք 1 կապը j18- ին: Միացրեք այդ քորոցի մյուս ծայրը դրական (+) մուտքի մեջ:

Քայլ 7. Տախտակի վրա միացրեք 1 կապը j20 մուտքագրման մեջ: Միացրեք այդ քորոցի մյուս ծայրը բացասական (-) մուտքի մեջ:

Քայլ 7: Փորձարկեք ձեր կատարելագործումը խելացի երկաթուղային համակարգի վրա

Այս պահին ձեր MATLAB կոդը պետք է լինի ֆունկցիոնալ, և Arduino տախտակը պետք է ճշգրիտ միացված լինի բոլոր ավելացված բաղադրիչների հետ միասին: Փորձեք այն հավաստագրված Smart Rail System- ում և տեսեք, թե արդյոք ձեր կատարելագործումներն ավելի անվտանգ են դարձնում համակարգը: