স্মার্ট বুয়া [সারাংশ]: 8 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:56

আমরা সবাই সমুদ্র উপকূলকে ভালোবাসি। একটি যৌথ হিসাবে, আমরা ছুটির দিন, জল খেলাধুলা উপভোগ করতে বা আমাদের জীবিকা নির্বাহের জন্য এখানে ছুটে যাই। কিন্তু উপকূল তরঙ্গের দয়ায় একটি গতিশীল এলাকা। সমুদ্রপৃষ্ঠের উচ্চতা বৃদ্ধি সমুদ্র সৈকতে আঘাত করে এবং হারিকেনের মতো শক্তিশালী চরম ঘটনা তাদের সম্পূর্ণভাবে ধ্বংস করে দেয়। কীভাবে তাদের বাঁচানো যায় তা বোঝার জন্য, আমাদের বুঝতে হবে যে শক্তিগুলি তাদের পরিবর্তন চালাচ্ছে।

গবেষণা ব্যয়বহুল, কিন্তু যদি আপনি সস্তা, কার্যকরী যন্ত্র তৈরি করতে পারেন, তাহলে আপনি আরও ডেটা তৈরি করতে সক্ষম হবেন - শেষ পর্যন্ত বোঝার উন্নতি হবে। আমাদের স্মার্ট বুয়া প্রকল্পের পিছনে এই চিন্তা ছিল। এই সারাংশে, আমরা আপনাকে আমাদের প্রকল্পের একটি দ্রুত রান ডাউন এবং এটি ডিজাইন, মেক এবং ডেটা উপস্থাপনা মধ্যে বিভক্ত। ওহ বয়, তুমি এটা পছন্দ করবে..!

সরবরাহ

সম্পূর্ণ স্মার্ট বুয়া বিল্ডের জন্য, আপনার প্রচুর জিনিস প্রয়োজন। আমাদের প্রাসঙ্গিক টিউটোরিয়ালে নির্মাণের প্রতিটি স্তরের জন্য প্রয়োজনীয় নির্দিষ্ট উপকরণের ভাঙ্গন থাকবে, তবে এখানে সম্পূর্ণ তালিকা রয়েছে:

• আরডুইনো ন্যানো - অ্যামাজন
• রাস্পবেরি পাই জিরো - অ্যামাজন
• ব্যাটারি (18650) - আমাজন
• সৌর প্যানেল - আমাজন
• ব্লকিং ডায়োড - অ্যামাজন
• চার্জ কন্ট্রোলার - আমাজন
• বক বুস্টার - আমাজন
• জিপিএস মডিউল - অ্যামাজন
• GY -86 (অ্যাকসিলরোমিটার, জাইরোস্কোপ, ব্যারোমিটার, কম্পাস) - আমাজন
• জল তাপমাত্রা সেন্সর - আমাজন
• পাওয়ার মনিটর মডিউল - অ্যামাজন
• রিয়েল টাইম ক্লক মডিউল - অ্যামাজন
• রেডিও মডিউল - অ্যামাজন
• i^2c মাল্টিপ্লেক্সার মডিউল - আমাজন
• 3 ডি প্রিন্টার - আমাজন
• PETG ফিলামেন্ট - অ্যামাজন
• ইপক্সি - অ্যামাজন
• প্রাইমার স্প্রে পেইন্ট - অ্যামাজন
• দড়ি - আমাজন
• ভাসমান - অ্যামাজন
• আঠা - আমাজন

ব্যবহৃত সমস্ত কোড https://gitlab.com/t3chflicks/smart-buoy এ পাওয়া যাবে।

ধাপ 1: এটা কি করে?

বোর্ডে থাকা সেন্সরগুলি স্মার্ট বুয়া এটি পরিমাপ করতে সক্ষম করে: তরঙ্গের উচ্চতা, তরঙ্গের সময়কাল, তরঙ্গ শক্তি, পানির তাপমাত্রা, বায়ুর তাপমাত্রা, বায়ুর চাপ, ভোল্টেজ, বর্তমান ব্যবহার এবং জিপিএস অবস্থান।

একটি আদর্শ বিশ্বে, এটি তরঙ্গের দিকও পরিমাপ করত। বুয়া যে পরিমাপ নিয়েছিলেন তার উপর ভিত্তি করে, আমরা এমন একটি সমাধান খুঁজে বের করার খুব কাছাকাছি ছিলাম যা আমাদের তরঙ্গের দিক গণনা করতে সক্ষম করবে। যাইহোক, এটি বেশ জটিল হয়ে উঠেছে এবং এটি প্রকৃত গবেষণা সম্প্রদায়ের একটি বিশাল সমস্যা। যদি সেখানে এমন কেউ থাকে যিনি আমাদের সাহায্য করতে পারেন এবং তরঙ্গের দিকের পরিমাপ পেতে একটি কার্যকর উপায় প্রস্তাব করতে পারেন, দয়া করে আমাদের জানান - আমরা এটি কীভাবে কাজ করতে পারি তা বুঝতে চাই। বুয়া সংগ্রহ করা সমস্ত ডেটা রেডিওর মাধ্যমে একটি বেস স্টেশনে পাঠানো হয়, যা একটি রাস্পবেরি পাই। আমরা Vue JS ব্যবহার করে তাদের প্রদর্শন করার জন্য একটি ড্যাশবোর্ড তৈরি করেছি।

ধাপ 2: বিল্ড - বুয়াই কেসিং

এই বুয়া সম্ভবত আমরা এখন পর্যন্ত মুদ্রিত সবচেয়ে কঠিন জিনিস ছিল। সমুদ্রে যা হতে চলেছে, উপাদান এবং প্রচুর সূর্যের সংস্পর্শে আসার কারণে এটি বিবেচনায় নেওয়ার মতো অনেকগুলি বিষয় ছিল। আমরা স্মার্ট বুয়া সিরিজে পরে এটি সম্পর্কে আরও কথা বলব।

সংক্ষেপে: আমরা দুটি অংশে একটি কাছাকাছি ফাঁপা গোলক মুদ্রণ করেছি। উপরের অর্ধেকটিতে সোলার প্যানেলের জন্য স্লট এবং একটি রেডিও এরিয়ালের মধ্য দিয়ে যাওয়ার জন্য একটি গর্ত রয়েছে। নীচের অর্ধেকটি একটি তাপমাত্রা সেন্সর দিয়ে যাওয়ার জন্য একটি গর্ত এবং একটি দড়ির জন্য একটি হ্যান্ডেল বাঁধা।

PETG ফিলামেন্ট ব্যবহার করে বুয়া প্রিন্ট করার পর, আমরা এটিকে বালি দিয়েছিলাম, কিছু ফিলার প্রাইমারের সাহায্যে এটি স্প্রে করেছিলাম এবং তারপর ইপক্সির কয়েকটি স্তর লাগিয়েছিলাম।

একবার শেলের প্রস্তুতি সম্পন্ন হলে, আমরা সমস্ত ইলেকট্রনিক্স ভিতরে রাখি এবং তারপর একটি আঠালো বন্দুক ব্যবহার করে জলের তাপমাত্রা সেন্সর, রেডিও বায়বীয় এবং সৌর প্যানেলগুলি সীলমোহর করি। অবশেষে, আমরা StixAll আঠালো/আঠালো (সুপার এয়ারপ্লেন আঠালো) দিয়ে দুটি অর্ধেক সিল করেছি।

এবং তারপরে আমরা আশা করেছিলাম এটি জলরোধী …

ধাপ 3: বিল্ড - বুয়া ইলেকট্রনিক্স

বুয়েতে বোর্ডে প্রচুর সেন্সর রয়েছে এবং আমরা প্রাসঙ্গিক টিউটোরিয়ালে এগুলি সম্পর্কে বিশদ বিবরণে যাই। যেহেতু এটি একটি সারসংক্ষেপ, আমরা এই তথ্যপূর্ণ, কিন্তু সংক্ষিপ্ত রাখার চেষ্টা করব!

Buoy একটি 18650 ব্যাটারি দ্বারা চালিত, যা চার, 5V সৌর প্যানেল দ্বারা চার্জ করা হয়। তবে শুধুমাত্র রিয়েল টাইম ঘড়িটি ক্রমাগত চালিত হয়। Buoy রিয়েল টাইম ক্লক এর আউটপুট পিন ব্যবহার করে একটি ট্রানজিস্টারকে নিয়ন্ত্রণ করে যা সিস্টেমের বাকি অংশে প্রবেশ করতে দেয়। যখন সিস্টেমটি চালু হয়, তখন এটি সেন্সর থেকে পরিমাপের মাধ্যমে শুরু হয় - পাওয়ার মনিটর মডিউল থেকে একটি ভোল্টেজ মান সহ। পাওয়ার মনিটর মডিউল দ্বারা প্রদত্ত মান নির্ধারণ করে পরবর্তী রিডিং সেট নেওয়ার আগে সিস্টেম কতক্ষণ ঘুমায়। এই সময়ের জন্য একটি অ্যালার্ম সেট করা আছে, তারপর সিস্টেম নিজেই বন্ধ করে দেয়!

সিস্টেম নিজেই অনেক সেন্সর এবং একটি Arduino এর সাথে সংযুক্ত একটি রেডিও মডিউল। GY-86 মডিউল, RealTimeClock (RTC), পাওয়ার মনিটর মডিউল, এবং I2C মাল্টিপ্লেক্সার সবই I2C ব্যবহার করে Arduino এর সাথে যোগাযোগ করে। আমাদের প্রয়োজন ছিল I2C মাল্টিপ্লেক্সার প্রয়োজন কারণ GY-86 এবং RTC মডিউল আমরা উভয়েরই একই ঠিকানা ছিলাম। মাল্টিপ্লেক্সার মডিউল আপনাকে অতিরিক্ত ঝামেলা ছাড়াই যোগাযোগ করতে দেয়, যদিও এটি কিছুটা অতিরিক্ত হতে পারে।

রেডিও মডিউল SPI এর মাধ্যমে যোগাযোগ করে।

মূলত, আমাদের একটি এসডি কার্ড মডিউলও ছিল, কিন্তু এটি এসডি লাইব্রেরির আকারের কারণে এত বেশি মাথাব্যথার কারণ হয়েছিল যে আমরা এটি স্ক্র্যাপ করার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলাম।

কোড দেখে নিন। সম্ভবত আপনার কিছু প্রশ্ন আছে - সম্ভবত দীর্ঘস্থায়ী সন্দেহও - এবং আমরা সেগুলি শুনে খুশি হব। গভীরভাবে টিউটোরিয়ালগুলিতে কোডের ব্যাখ্যা রয়েছে, তাই আশা করি তারা এটিকে কিছুটা পরিষ্কার করে দেবে!

আমরা কোড ফাইলগুলিকে যৌক্তিকভাবে আলাদা করার চেষ্টা করেছি এবং সেগুলি অন্তর্ভুক্ত করার জন্য একটি প্রধান ফাইল ব্যবহার করেছি, যা বেশ ভালভাবে কাজ করে বলে মনে হয়েছিল।

ধাপ 4: বিল্ড - বেস স্টেশন ইলেকট্রনিক্স

বেস স্টেশনটি একটি রাস্পবেরি পাই জিরো ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে যার সাথে একটি রেডিও মডিউল সংযুক্ত রয়েছে। আমরা https://www.thingiverse.com/thing:1595429 থেকে কেসিং পেয়েছি। আপনি সুন্দর, অনেক ধন্যবাদ!

একবার আপনার কোডটি Arduino- এ চলে গেলে, listen_to_radio.py কোডটি চালানোর মাধ্যমে রাস্পবেরি পাই -তে পরিমাপ পাওয়া খুবই সহজ।

ধাপ 5: ড্যাশবোর্ড

আপনাকে দেখানোর জন্য যে আমরা কীভাবে পুরো ড্যাশটি তৈরি করেছি তা কিছুটা ওডিসি হবে কারণ এটি একটি বেশ দীর্ঘ এবং জটিল প্রকল্প ছিল। যদি কেউ জানতে চায় যে আমরা কিভাবে এটি করেছি, তাহলে আমাদের জানান - T3ch Flicks আবাসিক ওয়েব ডেভেলপার এই বিষয়ে একটি টিউটোরিয়াল করলে আরো খুশি হবে!

একবার আপনি এই ফাইলগুলিকে রাস্পবেরি পাইতে রাখলে, আপনি সার্ভারটি চালাতে সক্ষম হবেন এবং ডেটা নিয়ে আসা ড্যাশবোর্ড দেখতে পাবেন। উন্নয়নের কারণে এবং ভাল, নিয়মিত ডেটা দ্বারা সরবরাহ করা হলে ড্যাশ কেমন হবে তা দেখতে। আমরা সার্ভারে একটি জাল ডেটা জেনারেটর যুক্ত করেছি। এটি চালান যদি আপনি দেখতে চান যে আপনার কাছে আরও ডেটা আছে তখন এটি কেমন দেখাচ্ছে। আমরা পরবর্তী টিউটোরিয়ালে কিছু বিস্তারিতভাবে এটি ব্যাখ্যা করব।

(মনে রাখবেন আপনি https://github.com/sk-t3ch/smart-buoy এ সমস্ত কোড খুঁজে পেতে পারেন)

ধাপ 6: সংস্করণ 2 ?? - সমস্যা

এই প্রকল্পটি একেবারে নিখুঁত নয় - আমরা এটিকে একটি প্রোটোটাইপ/ধারণার প্রমাণ হিসাবে ভাবতে পছন্দ করি। যদিও প্রোটোটাইপ একটি মৌলিক স্তরে কাজ করে: এটি ভাসে, পরিমাপ নেয় এবং এটি তাদের প্রেরণ করতে সক্ষম হয়, আমরা অনেক কিছু শিখেছি এবং দ্বিতীয় সংস্করণে পরিবর্তন করতে পারি:

1. আমাদের সবচেয়ে বড় সমস্যা ছিল বুয়াইয়ের জন্য এটি বন্ধ করার পরে কোডটি পরিবর্তন করতে না পারা। এটি সত্যিই একটি তদারকি ছিল এবং একটি রাবার সীল দিয়ে আবৃত একটি ইউএসবি পোর্ট দিয়ে খুব কার্যকরভাবে সমাধান করা যেতে পারে। যাইহোক, এটি 3D প্রিন্ট ওয়াটারপ্রুফিং প্রক্রিয়ায় জটিলতার একটি সম্পূর্ণ অন্য স্তর যুক্ত করবে!
2. আমরা যে অ্যালগরিদম ব্যবহার করেছি তা নিখুঁত ছিল না। তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য নির্ধারণের জন্য আমাদের পদ্ধতিগুলি বেশ অশোধিত ছিল এবং আমরা ম্যাগনেটোমিটার, অ্যাকসিলরোমিটার এবং জাইরোস্কোপ থেকে সেন্সর ডেটা একত্রিত করার জন্য গণিতের উপর পড়ার জন্য আমাদের অনেক সময় ব্যয় করেছি। যদি কেউ বাইরে থেকে এটি বুঝতে পারে এবং সাহায্য করতে ইচ্ছুক হয়, আমরা মনে করি আমরা এই পরিমাপগুলিকে আরও সঠিক করতে পারি।
3. কিছু সেন্সর কিছুটা অদ্ভুতভাবে কাজ করেছিল। জলের তাপমাত্রা সেন্সরটি ছিল বিশেষভাবে দূর্বল - যা প্রকৃত তাপমাত্রা থেকে প্রায় 10 ডিগ্রি দূরে ছিল। এর কারণ হতে পারে এটি কেবল একটি খারাপ সেন্সর ছিল, বা কিছু এটিকে উত্তপ্ত করে তুলছিল …

ধাপ 7: সংস্করণ 2 ?? - উন্নতি

আরডুইনো ভালো ছিল, কিন্তু মেমরির সমস্যার কারণে আমাদের এসডি কার্ড মডিউল (যা রেডিও বার্তা পাঠাতে না পারলে ডেটা ব্যাকআপ হওয়ার কথা ছিল) স্ক্র্যাপ করতে হয়েছিল তার আগে উল্লেখ করা হয়েছে। আমরা এটিকে আরো শক্তিশালী মাইক্রোকন্ট্রোলারে পরিবর্তন করতে পারি যেমন Arduino Mega বা Teensy অথবা শুধু অন্য রাস্পবেরি পাই শূন্য ব্যবহার করতে পারি। যাইহোক, এটি খরচ এবং বিদ্যুৎ খরচ বৃদ্ধি করবে।

আমরা যে রেডিও মডিউলটি ব্যবহার করেছি তার প্রত্যক্ষ লাইনের সাথে কয়েক কিলোমিটার সীমিত পরিসর রয়েছে। যাইহোক, একটি কাল্পনিক জগতে যেখানে আমরা দ্বীপের চারপাশে (খুব) অনেক বুয়াই রাখতে সক্ষম হয়েছিলাম, আমরা এর মতো একটি জাল নেটওয়ার্ক তৈরি করতে পারতাম। লরা, জিআরএসএম সহ ডেটা লং রেঞ্জ ট্রান্সমিশনের অনেক সম্ভাবনা রয়েছে। আমরা যদি এর মধ্যে একটি ব্যবহার করতে পারতাম, তাহলে হয়তো দ্বীপের চারপাশে জাল নেটওয়ার্ক স্থাপন করা সম্ভব হতো!

ধাপ 8: গবেষণার জন্য আমাদের স্মার্ট বুয়া ব্যবহার করা

আমরা দক্ষিণ ক্যারিবিয়ান অঞ্চলের একটি ছোট দ্বীপ গ্রেনাডায় বুয়াই তৈরি এবং চালু করেছি। যখন আমরা সেখানে ছিলাম, আমরা গ্রেনাডিয়ান সরকারের সাথে আড্ডা দিয়েছিলাম, যারা বলেছিল যে আমাদের তৈরি স্মার্ট বুয়া সমুদ্রের বৈশিষ্ট্যগুলির পরিমাণগত পরিমাপ সরবরাহ করতে সহায়ক হবে। স্বয়ংক্রিয় পরিমাপ কিছু মানব প্রচেষ্টা এবং মানুষের ত্রুটি কেটে ফেলবে এবং পরিবর্তিত উপকূল বোঝার জন্য সহায়ক প্রসঙ্গ দেবে। সরকার আরও পরামর্শ দিয়েছে যে বাতাসের পরিমাপ নেওয়াও তাদের উদ্দেশ্যে একটি সহায়ক বৈশিষ্ট্য হবে। আমরা কীভাবে এটি পরিচালনা করব তা কোনও ধারণা নেই, তাই যদি কারও কোনও ধারণা থাকে …

একটি গুরুত্বপূর্ণ সতর্কতা হল যে, যদিও এটি উপকূলীয় গবেষণার জন্য একটি সত্যিই উত্তেজনাপূর্ণ সময়, বিশেষ করে প্রযুক্তির সাথে জড়িত, এটি সম্পূর্ণরূপে গ্রহণ করার আগে অনেক দূর যেতে হবে।

স্মার্ট বুয়া সিরিজের সারাংশ ব্লগ পোস্ট পড়ার জন্য ধন্যবাদ। আপনি যদি ইতিমধ্যে না করে থাকেন, দয়া করে ইউটিউবে আমাদের সারাংশ ভিডিওটি দেখুন।

আমাদের মেইলিং লিস্টে সাইন আপ করুন!

পর্ব 1: তরঙ্গ এবং তাপমাত্রা পরিমাপ করা

পার্ট 2: GPS NRF24 রেডিও এবং এসডি কার্ড

পার্ট 3: বয়কে সময় নির্ধারণ করার ক্ষমতা

পার্ট 4: বয় মোতায়েন