Postino: Ali je poštar kaj dostavil?: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Ne moja ideja: nekega dne me je prijatelj prosil za način, da na daljavo preverim, ali je kakšna poštna pošta ležala v njegovem nabiralniku. Nabiralnik ni na poti do njegovih vrat, zato se je, ker je len fant, vprašal, ali bi ga moral tehnološki pripomoček opozoriti na kakršno koli črko v nabiralniku. Ogledal sem si trg in nisem našel nobene že pripravljene naprave, ki bi ustrezala njegovim potrebam, zato sem si postavil izziv: zakaj ga ne bi oblikoval in zgradil?

Omejitve so bile:

• na baterije, z razumno življenjsko dobo med menjavo baterije;
• WiFi komunikacija;
• enkrat na dan preverite, ali je bila pošta ali ne;

Glavno vprašanje je bilo: kakšen senzor bi ustrezal mojim zahtevam? Senzor bližine ni mogel delovati, saj je bilo treba pregled opraviti le enkrat na dan in ne v realnem času; senzorja teže tudi, saj bi to povečalo zapletenost in težave z občutljivostjo (list papirja je lahko zelo lahek). Moja izbira je pristala na senzorju časa letenja (mikro laser). Ko bi ga umeril za velikost nabiralnika, bi senzor sprožil vse, kar je na sredini! Glede na 3 omejitve sem se odločil za uporabo ESP8266 (za zagon programske opreme in povezovanje z WiFi), senzorja časa letenja VL6180 za merjenje in ure za realni čas DS3231, ki sproži vsa vezja enkrat na dan: tako je bilo Postino se je rodil!

Korak: Deli in komponente

• ESP8266-01 (ali vozlišče ESP-12E MCU)
• VL6108 Senzor časa letenja
• Ura za realni čas DS3231
• IRLZ44 N-kanalni MosFET
• Tranzistor BC547
• Upori
• Baterija CR123

2. korak: Senzor

Srce sistema je senzor VL6180. To je revolucionarna tehnologija, ki omogoča merjenje absolutne razdalje neodvisno od odbojnosti cilja. Namesto da bi ocenil razdaljo z merjenjem količine svetlobe, ki se odbije nazaj od predmeta (na kar pomembno vplivata barva in površina), VL6180X natančno izmeri čas, ki ga svetloba potrebuje za pot do najbližjega predmeta in odboj nazaj do senzorja (čas -flight). VL6180X, ki združuje infrardeči oddajnik, senzor dosega in senzor zunanje svetlobe v paketu tri v enem, pripravljenem za ponovno uporabo, je enostaven za integracijo in proizvajalcu končnih izdelkov prihrani dolge in drage optične in mehanske optimizacije zasnove.

Modul je zasnovan za delovanje z nizko porabo energije. Uporabil sem pololu ploščo Pololu, ki ima vgrajene regulatorje napetosti, ki omogočajo delovanje v območju vhodne napetosti od 2,7 V do 5,5 V.

Senzor omogoča 3 veljavne faktorje skaliranja, ki določajo največji razpon merjenja od 20 do 60 cm z različno občutljivostjo. Z nastavitvijo faktorja obsega obsega se lahko potencialno največje območje tipala poveča na ceno nižje ločljivosti. Če nastavite faktor povečanja na 2, je območje do 40 cm z ločljivostjo 2 mm, faktor povečanja 3 pa do 60 cm z ločljivostjo 3 mm. Tri lestvice morate preizkusiti z dimenzijami nabiralnika. Ker je bil moj 25 cm (H), sem uporabil faktor lestvice = 1.

3. korak: prilagajanje ure v realnem času

Za RTC sem uporabil odklopno ploščo DS3231, ki vključuje EEPROM (za moj namen neuporaben) in baterijo velikosti kovanca. Ko sem se odločil za napajanje RTC prek baterije glavne naprave (3v CR123), sem odstranil baterijo za kovance; zaradi varčevanja z energijo sem odstranil tudi EEPROM (s previdnim rezanjem zatičev) in vgrajeno vodilo.

Kovanec mi ni bil uporaben, ker mi ni bilo treba držati datuma/ure/minute/sekunde v realnem času, vendar je RTC moral šteti le 24 ur in nato sprožiti alarm za vklop naprave.

4. korak: Drugo na vozilu

Vklop naprave se izvede s tranzistorjem in vezjem MosFET, ki ga sproži alarm RTC. Ko je alarm ponastavljen, vezje prekine napajanje naprave za nadaljnji 24 -urni cikel. Ko je alarm dosežen, DS3231 preklopi pin z visokega na nizko: v normalnih pogojih je tranzistor nasičen in se zatakne na ozemljitvena vrata MosFET. Ko alarm pripelje bazo tranzistorja na tla, se odpre in MosFET -u omogoči, da zapre vezje in napaja ostale komponente.

Poleg tega sem dodal skakalec "test-1M". Namen tega stikala je - če je aktiviran - spremeniti cikel z enkrat na dan na enkrat na minuto, da se izvedejo preskusi uvajanja. Če želite spremeniti interval iz enega dneva v eno minuto, morate najprej zapreti mostiček "Test-C" za približno 15 sekund, zaobiti obdobje aktiviranja alarma ure in vklopiti napravo. Ko so testi opravljeni, odprite mostičke in ponastavite napravo (ciklična moč).

5. korak: Shema

6. korak: Programska oprema in logika

Med preskusi sem uporabil (iz praktičnih razlogov) krmilnik NodeMCU, zato programska oprema poskrbi za to tako, da spremenljivko CHIP nastavi na »NodeMCU« ali »esp8266«.

Skica uporablja knjižnico WiFiManager, ki omogoča, da se naprava med prvim zagonom poveže z veljavno točko dostopa WiFi. V tem primeru naprava preide v način dostopa, kar vam omogoča, da se povežete z njo in izberete pravo omrežje WiFi, ki se ji želite pridružiti. Po tem se omrežna konfiguracija shrani v EPROM za naslednje cikle.

Spremenljivka REST_MSG vsebuje sporočilo http, ki ga je treba poslati, ko senzor najde predmet v nabiralniku. V mojem primeru pošlje sporočilo domotičnemu strežniku REST, vendar ga lahko po želji spremenite: sporočilo Telegram BOT, dogodek IFTTT WebHook itd.

Preostali del skice je v funkciji setup (), saj zanka ni nikoli dosežena. Po konfiguracijah, potrebnih za več knjižnic, programska oprema nastavi uro na 00:00:01 in alarm na enkrat na dan (ali enkrat na minuto, če je aktiviran mostiček "test-1M"). Nato izvede meritev, pošlje obvestilo (če je v poštnem nabiralniku kakšen predmet) in ponastavi pin alarma ter izklopi napravo. Na koncu cikla se vklopi samo RTC, ki šteje 24 ur. Mostiček Test-1M je povezan z RX pin ESP8266, ki se uporablja kot GPIO-3 z nastavitvijo: setMode (PIN, FUNCTION_3). Zaradi tega med izvajanjem ESP8266 ne morete uporabljati serijskega monitorja: vrstica »#define DEBUG« (ki omogoča vse serijske natise na skici) se uporablja le, če je namesto ESP8266 nameščen NodeMCU.

ESP8266 upravlja komunikacijo I2C z RTC in senzorjem prek njegovih zatičev GPIO-0 in GPIO-2, inicializiranih v knjižnici Wire.

Celotno kodo lahko prenesete s te povezave.

Drugouvrščeni na tekmovanju v pomožni tehniki