LifeGuard 2.0: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Pernahkah Anda ingin melakukan operasi matematika, melakukan pembacaan sensor, memantau input analog dan digital, dan mengontrol output analog dan digital tanpa pengalaman elektronik sebelumnya? Jika ya, proyek ini hanya untuk Anda! Kami akan menggunakan mikrokontroler dan MATLAB untuk membuat perangkat yang dapat digunakan untuk memantau dan menyempurnakan sistem EF Express SMART RAIL. Dengan mikrokontroler, kemungkinan input dan output (sinyal/informasi masuk ke board dan sinyal keluar dari board) tidak terbatas. Kami akan menggunakan sensor flex dan potensiometer sebagai input kami. Output mereka akan menjadi pesan melalui layar LCD dan lampu LED bersama dengan buzzer, masing-masing. Peningkatan yang kami harapkan untuk diterapkan ke dalam sistem SMART RAIL relatif terhadap peningkatan keamanan sistem. Ambil laptop dan mikrokontroler Anda, dan mari kita mulai!

Langkah 1: Perangkat Lunak dan Bahan

Perangkat lunak yang dibutuhkan

1.) MATLAB

- Anda perlu mengunduh MATLAB versi lokal di komputer Anda. Buka mathworks.com dan buat akun MATHWORKS, unduh file, dan aktifkan lisensi Anda.

-Anda harus mengunduh dan menginstal SEMUA kotak alat yang tersedia untuk rilis terbaru (R2016a atau R2016b).

-Pengguna Mac: Anda harus memiliki OSX 10.9.5 atau yang lebih baru untuk menjalankan R2015b, boleh saja menjalankan MATLAB versi sebelumnya.

2.) Paket Dukungan Perangkat Keras Arduino:

-Instal Paket Dukungan Perangkat Keras Arduino. Buka MATLAB. Pada tab Home MATLAB, pada Menu Environment, pilih Add-Ons Get Hardware Support Packages Pilih “MATLAB Support Package for Arduino Hardware”. Anda harus masuk ke akun MATHWORKS Anda

-Jika instalasi Anda terganggu dan Anda mengalami kegagalan/kesalahan berturut-turut saat menginstal paket perangkat keras - temukan dan hapus folder unduhan Arduino di hard drive Anda dan mulai dari awal.

Bahan yang dibutuhkan

1.) Laptop atau komputer desktop

2.) Papan Arduino SparkFun

3.) Sensor Fleksibel

4.) Potensiometer

5.) layar LCD

6.) lampu LED

7.) Kit Penemu SparkFun (Temukan online)

8.) Kabel USB dan mini USB

9.) Kabel jumper

10.) Buzzer piezo

Langkah 2: Hubungkan ke Arduino Anda dan Tentukan Port COM

(Port COM Anda dapat berubah setiap kali Anda memasang plugin) Hubungkan kabel USB Arduino ke komputer Anda dan USB mini ke papan Arduino Anda. Anda mungkin perlu menunggu beberapa menit untuk mengunduh driver.

Untuk menentukan port COM:

Di PC

Metode 1: Di MATLAB gunakan perintah - fopen(serial('nada'))

-untuk menentukan port com Anda. Anda mungkin mendapatkan kesalahan seperti ini: Kesalahan menggunakan serial/fopen (baris 72) Buka gagal: Port: NADA tidak tersedia. Port yang tersedia: COM3. Kesalahan ini menunjukkan bahwa port Anda adalah 3.

-Jika Metode 1 gagal pada PC Anda, buka Device Manager Anda dan perluas daftar Ports (COM dan LPT). Catat nomor pada USB Serial Port. misalnya 'USB Serial Port(COM*)' Nomor port adalah * di sini.

-Jika tidak ada port yang ditampilkan, tutup MATLAB dan restart komputer Anda. Buka MATLAB dan coba fopen(serial('nada')) lagi.

-Jika gagal, Anda mungkin perlu mengunduh driver SparkFun dari file CDM_v2.12.00_WHQL_Certified.exe, buka dan jalankan file CDM_v2.12.00_WHQL_Certified.exe, dan pilih Ekstrak. (Anda mungkin perlu membuka file dari explorer, klik kanan, dan 'Run as Administrator').

-Di jendela perintah MATLAB buat objek Arduino - a=arduino('comx', 'uno'); % x adalah nomor port Anda dari atas untuk PC (tidak ada nol sebelumnya!)

Di Mac

Metode 1: Dari baris perintah MATLAB atau di Terminal Mac dan ketik: 'ls /dev/tty.*' Catat nomor port yang terdaftar untuk dev/tty.usbmodem* atau dev/tty.usbserial*. Nomor port adalah * di sini.

-Jika Metode 1 gagal pada MAC Anda, Anda mungkin perlu

-Keluar dari MATLAB

-Tutup software Arduino dan cabut kabel USB Arduino

-instal Java 6 Runtime

-instal ekstensi kernel driver USB

-Hidupkan Kembali komputer Anda

-Sambungkan kembali kabel USB Arduino

-Jalankan dari baris perintah MATLAB atau Terminal Mac: ls /dev/tty.*

-Catat nomor port yang terdaftar untuk dev/tty.usbmodem* atau dev/tty.usbserial*. Nomor port adalah * di sini.

-Di jendela perintah MATLAB buat objek Arduino - a=arduino('/dev/tty.usbserial*', 'uno'); % * adalah nomor port Anda dari atas untuk MAC, atau '/dev/tty.usbmodem*'

Langkah 3: Kode Matlab

Masukan:

1.) Sensor Fleksibel

2.) Potensiometer

Keluaran:

1.) Layar LCD dengan pesan bertuliskan "Kereta Datang"

2.) lampu LED

3.) Buzzer piezo

Pada langkah ini, kita akan membuat kode yang akan menganalisis input dari board Arduino dan memberikan output berdasarkan hasil analisis MATLAB. Kode berikut akan memungkinkan Anda untuk melakukan beberapa fungsi: ketika potensiometer dipicu, buzzer piezo akan memancarkan frekuensi bolak-balik dan LED merah akan berkedip. Ketika kereta tidak terdeteksi, LED hijau akan menyala. Saat Flex Sensor terpicu maka LED Greed akan mati, LED merah akan menyala, dan LCD akan menampilkan pesan yang berbunyi "Kereta Akan Datang".

Kode MATLAB:

%remery1, shornsb1, wmurrin

%Tujuan: Peringatan Kereta

%IMasukan: potensiometer, sensor fleksibel

%output:lcd, suara, cahaya

%Jika papan tidak diinisialisasi atau mengalami masalah koneksi, jalankan perintah

% di bawah perintah dalam komentar. Mereka tidak perlu dieksekusi setiap saat

%Bersihkan semua

%tutup semua

%clc

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

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

%Konfigurasikan papan setelah terhubung

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

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

waktu=50; %setel waktu ke 50

clearLCD(lcd)% menginisialisasi LCD

%Mulai Putaran

sementara waktu>0

%Tegangan sensor fleksibel menentukan apakah lampu berwarna hijau, atau menyala

% berwarna merah dan LCD menampilkan "kereta datang"

flex_status = readVoltage(a, 'A0'); % membaca tegangan sensor fleksibel

jika flex_status>4 %jika tegangan lebih besar dari 4, trigger loop

writeDigitalPin(a, 'D12', 0) %matikan hijau

writeDigitalPin(a, 'D11', 1) %nyalakan merah

printLCD(lcd, 'Kereta Datang') %tampilkan "kereta datang" di LCD

jeda (5) %Tunggu 5 detik

clearLCD(lcd) %Hapus pesan dari LCD

writeDigitalPin(a, 'D11', 0) %Matikan LED Merah

lain

akhir

pe_status = readVoltage(a, 'A2'); % Baca tegangan potensiometer

jika pe_status>2% jika tegangan lebih besar dari 2, trigger loop

writeDigitalPin(a, 'D13', 1);%nyalakan LED merah

playTone(a, 'D9', 400,.25);% Putar 400Hz pada buzzer Piezo,.25 detik

writeDigitalPin(a, 'D13', 0)% matikan LED merah

jeda(.25)% tunggu.25 detik

writeDigitalPin(a, 'D13', 1) %Ulangi di atas, dengan buzzer pada 200Hz

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

writeDigitalPin(a, 'D13', 0)

jeda(.25)

writeDigitalPin(a, 'D13', 1);%Ulangi di atas

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

writeDigitalPin(a, 'D13', 0)

jeda(.25)

writeDigitalPin(a, 'D13', 1)

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

writeDigitalPin(a, 'D13', 0)

jeda(.25)

writeDigitalPin(a, 'D13', 1) %Ulangi di atas

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

writeDigitalPin(a, 'D13', 0)

jeda(.25)

writeDigitalPin(a, 'D13', 1)

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

writeDigitalPin(a, 'D13', 0)

jeda(.25)

writeDigitalPin(a, 'D13', 1) %Ulangi di atas

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

writeDigitalPin(a, 'D13', 0)

jeda(.25)

writeDigitalPin(a, 'D13', 1)

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

writeDigitalPin(a, 'D13', 0)

jeda(.25)

lain

writeDigitalPin(a, 'D12', 1)%jika tegangan kurang dari 2, nyalakan LED hijau

writeDigitalPin(a, 'D13', 0)%memutar LED Merah

akhir

akhir

Langkah 4: Menghubungkan Sensor Flex

Bahan yang dibutuhkan

1.) 1 Sensor Fleksibel

2.) 1 Resistor 10K Ohm

3.) 8 Kabel Jumper

*Lihat gambar, masing-masing.

Di sirkuit ini, kita akan mengukur flex. Sensor fleksibel menggunakan karbon pada strip plastik untuk bertindak seperti resistor variabel, tetapi alih-alih mengubah resistansi dengan memutar kenop, Anda mengubahnya dengan melenturkan komponen. Pembagi tegangan untuk mendeteksi perubahan resistansi. Dalam kasus kami, akan menggunakan sensor flex untuk mendeteksi kereta yang lewat untuk memerintahkan layar LCD (lihat gambar) untuk membaca pesan yang mengatakan "Kereta Akan Datang".

*Pada gambar yang menunjukkan petunjuk untuk memasang kabel Sensor Flex, hanya mengacu pada kabel yang berhubungan dengan kabel Sensor Flex. Abaikan kabel untuk Servo.

Pin kawat sebagai berikut:

Langkah 1: Pada papan Arduino di bagian POWER, pasang 1 kabel ke input 5V dan 1 kabel ke input GND (ground). Colokkan ujung lain dari kabel 5V ke input positif (+) pada papan sirkuit. Colokkan ujung kabel GND yang lain ke input negatif (-) pada papan sirkuit.

Langkah 2: Pada papan Arduino di bagian ANALOG IN, pasang 1 di input A0. Colokkan ujung kabel itu ke input j20 di papan sirkuit.

Langkah 3: Pada papan Arduino di bagian DIGITAL I\O, colokkan 1 kabel ke input 9. Colokkan ujung lainnya ke input a3.

Langkah 4: Pada papan sirkuit, Colokkan 1 kabel ke input positif (+). Colokkan ujung lainnya ke input h24.

Langkah 5: Pada papan sirkuit, Colokkan 1 kabel ke input negatif (+). Colokkan ujung lainnya ke input a2.

Langkah 6: Pada papan sirkuit, Colokkan 1 kabel ke input negatif (-). Colokkan ujung lainnya ke input b1.

Langkah 7: Pada papan sirkuit, Colokkan 1 kabel ke input negatif (-). Colokkan ujung lainnya ke input i19.

Langkah 8: Di papan sirkuit, letakkan resistor di input i20 dan i24.

*Gambar terakhir mengacu pada aplikasi dunia nyata.

Langkah 5: Hubungkan Arduino ke LCD

*Ikuti tautan ini (https://ef.engr.utk.edu/ef230-2017-08/projects/ard…) dan kemudian lihat langkah-langkah yang saya berikan di bawah ini untuk menghubungkan LCD ke Arduino:

Langkah 1: Buka file zip

Langkah 2: buka file ReadMe dan ikuti instruksi

Bahan yang dibutuhkan

1.) LCD 16x2 mirip dengan perangkat ini dari SparkFun -

2.) Kabel jumper

*Lihat gambar, masing-masing.

Langkah ini akan menunjukkan cara membuat perpustakaan tambahan LCD dan menampilkan "Train Coming" pada LCD.

Pin kawat sebagai berikut:

Pin LCD -> Pin Arduino

1 (VSS) -> Tanah

2 (VDD) -> 5V

3 (V0) -> Pin tengah pada Flex Sensor

4 (RS) -> D7

5 (R/W) -> Tanah

6 (E) -> d6

11 (DB4) - D5 (PWM)

12 (DB5) -> D4

13 (DB6) -> D3 (PWM)

14 (DB7) -> D2

15 (LED+) -> 5 V

16 (LED-) -> Ground

Langkah 6: Menghubungkan Potensiometer Lunak

Bahan yang dibutuhkan

1.) 1 LED

2.) 1 Potensiometer Lunak

3.) Kabel Jumper

4.) Resistor 3 330 Ohm

5.) Resistor 10K Ohm

*Lihat gambar, masing-masing.

Dalam rangkaian ini, kita akan menggunakan jenis lain dari resistor variabel, potensiometer lunak. Ini adalah strip tipis dan fleksibel yang dapat mendeteksi di mana tekanan diterapkan. Dengan menekan berbagai bagian strip, Anda dapat memvariasikan resistansi dari 100 hingga 10 K ohm. Anda dapat menggunakan kemampuan ini untuk melacak gerakan pada potensiometer atau sebagai tombol. Di sirkuit ini, kita akan mengaktifkan dan menjalankan potensiometer lunak untuk mengontrol LED RGB.

Langkah 1: Pada papan Arduino di bagian DIGITAL I\O, colokkan 1 pin ke input 10 dan 1 pin ke input 11. Masing-masing, colokkan ujung lain dari pin tersebut ke input h6 dan h7.

Langkah 2: Pada papan sirkuit, colokkan LED ke input a4, a5, a6, dan a7.

Langkah 3: Pada papan sirkuit, tempatkan resistor 3 330 ohm di input e4-g4, e6-g6, dan e7-g7.

Langkah 4: Pada papan sirkuit, pasang 1 pin ke input e5. Colokkan ujung lain dari pin itu ke input negatif (-).

Langkah 5: Pada papan sirkuit, tempatkan resistor 10K ohm ke input i19-negatif (-).

Langkah 6: Pada papan sirkuit, colokkan 1 pin ke j18. Colokkan ujung lain dari pin itu ke input positif (+).

Langkah 7: Pada papan sirkuit, colokkan 1 pin ke input j20. Colokkan ujung lain dari pin itu ke input negatif (-).

Langkah 7: Uji Peningkatan Anda pada Sistem Smart Rail

Pada titik ini, kode MATLAB Anda harus berfungsi dan papan Arduino harus terhubung secara akurat bersama dengan semua komponen yang ditambahkan. Cobalah di Smart Rail System bersertifikat dan lihat apakah peningkatan Anda membuat sistem lebih aman.