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“我兔”飞行员TT——子项目五:气象侦察

digi_cow digi_cow 2021-01-07 16:17:58
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简单
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11月的《爱上机器人》刊登这篇案例时,封面设计是这样的。可以说插画师和我想一块儿去了,为什么不让TT作为空中的数字化实验平台,做些有趣的项目呢?恰好参加了TT教学开发大赛,是时候实践想法了!

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情境设计

我兔在组织落实各种军事训练、向部队提供物质技术和医疗保障时,都需详细研究作战人员、各种技术兵器、武器装备、运输工具对于不同天气状况和气候带的适应能力。

至于敌方的气象情报,更是军事行动所需的重要信息。我们的TT就刚刚领到了飞往前线进行气象侦察的任务,但是从装备到程序上都需改进升级。你能帮他完成任务么?

 

子项目目标

1.      学会用虚谷号或PC搭建SIoT服务器。

2.      掌握通过MQTT协议让TT与掌控板等开源硬件建立通信的方法。

3.      能查阅技术资料,读懂引脚定义,通过焊接等技术按需改造开源硬件。

核心问题

如何让TT采集气象信息,并通过SIoT传回数据?

实施过程

步骤1 步骤1
头脑风暴

确定材料清单,梳理TT气象侦察流程。

DF商城上有众多涉及温湿度、气压、海拔、光照的传感器可供选择。

这里我们选择的是性价比较高的BME280环境传感器。

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BME280是一款集成温度、湿度、气压,三位一体的环境传感器。具有高精度,多功能,小尺寸等特点。非常适合TT搭载采集环境数据。

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步骤2 步骤2
查阅资料,用虚谷号搭建SIoT服务器

具体可参考本人之前撰写的案例

#虚谷物联与科学探究#让食盐在水中的扩散过程“可见”

https://mc.dfrobot.com.cn/thread-298972-1-1.html

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步骤3 步骤3
改造掌控板,打造“气象侦察雷达”

下图是国产预警机空警500的照片,你能从中找到些灵感,给TT加装“气象侦察雷达”吗?

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A计划:

使用掌控I/O拓展版

大家可能首先会想到用掌控I/O拓展版来进行加装。经过尝试,发现DF的拓展板至有分量,加之这样安装重心太高,导致TT起飞不稳定。但是A计划用来地面试验,验证硬件连接和程序可行性还是很合适的。

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B计划:

焊接连接线至掌控板引脚。

这个方法应该是最轻量化的改造了!但是对学生焊接水平和老师的课堂管理挑战很大。

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根据掌控板的引脚定义,P20对应IIC的SDA,P19对应SCL,我们将连接线按照引脚定义焊接上。

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动手剪线前,先试装下传感器,以便估计出合适的线缆长度。

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剪线,开始焊接!建议在通风良好的环境下,最好是在有排烟装置的工作台上进行焊接操作。

科创活动中的职业防护和劳动安全教育是我们日常比较薄弱的地方,需要引起重视。

从DIY焊烟排烟装置谈科创活动中的劳动安全教育
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-304401-1-1.html?fromuid=71500
(出处: DF创客社区 - 分享创造的喜悦)
 

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掌控板、BME280、IO拓展板的引脚对应关系见上图。其中掌控板和BEM280的连接采用焊接方式实现。供电的两根导线仍旧采用杜邦线母头与IO拓展板连接。

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像是一台大手术,“八爪鱼”焊台发挥了巨大作用

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由拓展板供电,上电测试工作是否正常

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焊点处打热熔胶加固

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“气象雷达”核心部分加工完毕

步骤4 步骤4
编写程序,测试“气象侦察雷达”

先在地面测试下“气象雷达”的软件部分。有关程序中MQTT的初始化操作,请查询文章开头的参考案例。

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打开SIoT后台,按下图发送指令测试

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测试通过,符合设计要求!

步骤5 步骤5
配置TT,接入“作战数据链”

配置过程看着有些复杂,其实就两个阶段。第一阶段是将拓展模块的模式开关拨到单机模式,用Mind+的实时模式连接TT后,配置WIFI账号密码。

第二阶段是将拓展模块的模式开关拨到组队模式,此时TT已能连接到路由器,和虚谷号、掌控板处在同一个局域网中,可以互相通信了。

看文字不如看图明晰,过程如下:

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将Mind+切换到实时模式后,进行如下操作:

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回到舞台,点击绿旗后,开始搜索单机版TT

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Mind+找到TT后,拖放下图的模块到程序编辑区,填入WIFI账号密码,双击运行该积木块,当提示“OK,done will reboot in 3s”,表示WIFI配置信息修改完毕。

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步骤6 步骤6
编写侦察机控制程序
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这次添加功能模块时,要在Mind+中选择RobotMaster(TT组队)

程序中的TT SN码可以在包装盒上找到,也可以单机模式下用积木块获取。

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步骤7 步骤7
升空侦察,回传气象数据

TT完成开机初始化后,点击Mind+程序中的绿旗,等待搜索到TT

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按下空格,TT起飞执行任务

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按下按键X,SIoT后台即可收到包含高度、温度、湿度、海拔、气压等气象数据的信息。着实比当年用气球的实验先进不少。

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视频演示

步骤8 步骤8
数据分析与项目小结
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Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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