Sistem obveščanja o pralnici na osnovi IoT: 18 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Živjo

Ta navodila podajajo korak za korakom predstavitev, kako zgraditi sistem obveščanja o perilu na osnovi IoT.

Naprava je pritrjena v predale in vrečo za perilo. Zaradi predstavitve smo vzeli dva predala in eno vrečo za perilo. Zazna, kako prazni/polni so predali/vreča za perilo in uporabnika obvesti, da je treba perilo oprati. Uporablja ultrazvočni senzor, ki v osnovi meri prazen prostor v posodah. Tipalo je priključeno na ESP, ki je nato povezan s storitvijo v oblaku. Storitev v oblaku je povezana z IFTTT, ki uporablja programčke za pošiljanje obvestil uporabnikom po e -pošti, sms -u, dogodku v koledarju Google. Oblak ima nadzorno ploščo, na kateri je mogoče videti stanje vseh košev. Ko oblak vidi, da vam zmanjkuje čistih oblačil, programčkom naroči, naj vas o tem obvestijo. Poleg tega programček oblaku naroči, da vsak dan redno preverja podatke. Lahko je enkrat na dan ali na uro, odvisno od tega, kako si uporabnik želi. Podrobna navodila za izgradnjo tega sistema so opisana spodaj.

Korak: Zberite material, ki ga potrebujete

potrebovali boste:

1. 3 ultrazvočni senzorji HC SR04 (5V)

2. 3 ESP8266 12 (5V)

3. 3 9V baterije

4. 3 5V potenciometri (za napajanje ESP in senzorjev)

5. Kup priključkov ženski na ženski in moški na ženski

6. Ohišje baterije

Te stvari lahko preprosto kupite na Amazonu. Senzorji in ESP so zelo poceni, če kupite paket, v katerem jih je 6.

2. korak: Arhitektura sistema

Arhitekturo sistema je mogoče razumeti iz slike. Tipala so priključena na ESP. ESP pošlje podatke (razdaljo) v Adafruit, ki jih nato obdela, da preveri, kako polni so zabojniki. Odvisno od tega, kateri predal je prazen in koliko je polna vreča za perilo, bo uporabnik prejel obvestilo, da mora jutri oprati perilo. IFTTT sproži Adafruit in ukrepa, ali naj pošlje e -poštno sporočilo prek Gmaija, ustvari dogodek v koledarju ali pošlje obvestilo prek aplikacije IFTTT. Ta naprava ima nadzorno ploščo, ki jo lahko odprete v katerem koli brskalniku. Armaturna plošča je povezana s strojno opremo z okoljem Adafruit, ki prikazuje odčitke senzorjev. Poleg tega je s te ravni mogoče vklopiti in izklopiti ESP -je z armaturne plošče.

3. korak: Konfigurirajte svoj ESP

ESP lahko preprosto upravljate tako, da ga povežete z Arduino IDE. Vse, kar potrebujete, je, da prenesete in konfigurirate knjižnice zanj. Sledite spodnjim korakom:

1. Prenesite najnovejšo različico Arduino IDE.

2. Odprite IDE, pojdite na datoteke <preferences in kopirajte spodnjo povezavo v upravitelju dodatnih plošč in kliknite V redu, da zaprete zavihek z nastavitvami.

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266…

3. Pojdite v Orodja <Upravitelj plošč <in poiščite ESP8266 ter namestite različico 2.4.1. Odvisno od obsega vašega IDE lahko namestite druge različice. Ampak najbolje deluje.

Po vsem tem smo izbrali ploščo NodeMCU 1.0. Zdaj ste pripravljeni uporabljati svoj ESP tako kot Arduino (ali še bolje).

4. Ko povežete in delate vaš ESP s prenosnikom, kot je Arduino, pojdite na naslednjo stopnjo in se povežite z WiFi ali mobilno dostopno točko.

4. korak: Priključitev vaše strojne opreme: Senzor na ESP

Tako morate priključiti senzor in ga kodirati, tako da bo imel prazen prostor v posodah.

1. Tipalo Vcc je priključeno na Vode NodeMCU VUpin. Če ga priključite na 3.3V, vaš senzor ne bo deloval, saj je njegova delovna napetost 5V.

2. Senzor GND je povezan z NodeMCU GND.

3. Sprožilni zatič senzorja je povezan z digitalnim V/I D4 NodeMCU.

4. Echo Pin senzorja je priključen na NodeMCU Digital I/O D3.

Po tem lahko napišete spodnjo kodo in preverite, ali vaš ultrazvok deluje. Ko ugotovite, da senzorji, koda in ESP delujejo, lahko svoj ESP povežete z WiFi in preverite, ali deluje. Toda pri tem se bodo povezave strojne opreme nekoliko spremenile, kot je opisano spodaj. Pred tem pa obvezno priključite svoje 9V baterije na POT -je in so prilagojene za 5V izhodno napetost. Nočete zažgati svojih ESP -jev (neprijetno dišijo).

1. ESP Vin in senzor Vcc sta priključena na pozitivni del akumulatorja.

2. ESP GND in senzor GND sta priključena na minus akumulatorja. Ne pozabite narediti tal skupne, sicer bo vaš senzor dal naključne podatke.

3. Sprožilni zatič senzorja je priključen na digitalni V/I D4 NodeMCU D4.

4. Echo Pin senzorja je priključen na NodeMCU Digital I/O D3.

Nekaj o tem, kako deluje ultrazvočni senzor in kako je kodiran.

Senzor v bistvu pošilja impulz in ga meri, dokler se ne odbije in seže nazaj do senzorja. Na podlagi časa in hitrosti zvoka moramo določiti razdaljo. To smo v bistvu tukaj storili. Senzor preprosto drži svoj "ECHO" pin HIGH za čas, ki ustreza času, ki je potreben za sprejem odboja (odmeva) od vala, ki ga je poslal. Modul pošilja izbruh zvočnih valov, hkrati pa napenja na odmevni pin. Modul sprejme odsev nazaj od zvočnih valov in odstrani napetost z odmevnega zatiča. Na podlagi razdalje se v ultrazvočnem senzorju ustvari impulz za pošiljanje podatkov v ESP. Začetni impulz je približno 10us in signal PWM bo 150 us-25us na osnovi razdalje. Če ni ovir, se za ESP ustvari impulz 38us, ki potrdi, da ni zaznanih predmetov.

D = 1/2 × T × C; D je razdalja, T je čas med oddajo in sprejemom, C pa zvočna hitrost, vrednost se pomnoži z 1/2, ker je T čas razdalje odhoda in povratka.

Povežite jih skupaj, kot je na zgornji sliki, in jih položite v notranjost zabojev na vrhu.

5. korak: Povezovanje ESP8266 z Adafruit IO: Ustvarjanje računa Adafruit IO

Za povezavo ultrazvočnega senzorja in ESP8266 s storitvijo Adafruit IO v oblaku (po protokolu MQTT) je bil izbran.

MQTT je preprost in izredno lahek protokol, ki omogoča napravam objavo podatkov (od naprave do strežnika) in naročanje podatkov (zbiranje podatkov s strežnika). Enostavnost te rešitve zagotavlja posrednik MQTT, ki je v tem primeru Adafruit. IO. Naprave prek njega lahko pošiljajo in prejemajo sporočila.

Za registracijo vnesite spletno mesto: https://io.adafruit.com/ in kliknite Začni brezplačno. Na naslednjem spletnem mestu mora uporabnik vnesti osebne podatke in klikniti gumb Ustvari račun. Po registraciji se uporabnik premakne v razdelek Domača stran računa. Za nadaljnje pisanje kode za ultrazvočne senzorje je pomembno, da preverite ključ AIO (gumb Ogled ključa AIO) za: uporabniško ime in aktivni ključ.

Zdaj smo pripravljeni na ustvarjanje virov (ki vsebujejo vrednosti podatkov senzorjev) in nadzorne plošče, na kateri bo mogoče spremljati sistem pralnice.

6. korak: Povezovanje ESP8266 z Adafruit IO: Ustvarjanje virov

Za ta projekt je bilo uporabljenih 6 različnih virov:

• VKLOP/IZKLOP viri- viri, ki aktivirajo/deaktivirajo ESP8266 za pridobitev meritev. Dodano zaradi upravljanja z energijo. (Vir: predal-1-Onoff, predal-2-vklop-izklop, vreča za perilo-vklop-izklop).
• Branje virov-viri, ki pridobivajo podatke o shranjevanju iz ultrazvočnih senzorjev (predal-1, predal-2, vreča za perilo).

Ustvarjanje vira

1. Vstopite v razdelek Viri
2. Kliknite Dejanja in ustvarite nov vir
3. Izpolnite: ime vira (tukaj za prvi predal- predal-1 in kratek opis)

Na enak način ustvarite še pet virov. Ne pozabite, da bodo imena uporabljena za nadaljnji razvoj kode ESP8266.

Viri so pripravljeni, vendar ni enostavnega načina, da poskusite vse odčitke hkrati. Zato so potrebne nadzorne plošče.

7. korak: Povezovanje ESP8266 z Adafruit IO: Ustvarjanje nadzorne plošče

Ustvarjanje nadzorne plošče se začne v razdelku Nadzorne plošče. Kliknite gumb Dejanja (podobno kot v razdelku Viri)-> Ustvari novo nadzorno ploščo-> ime izpolnitve (v tem primeru: Vaš_Pravilni_sistem) in kratek opis-> Kliknite gumb Ustvari. Po tem lahko vstopite na nadzorno ploščo.

Na nadzorni plošči kliknite gumb Ustvari nov blok. Za to aplikacijo potrebujemo tri vrste blokov:

• 3x preklop (za vklop in izklop zaznavanja)
• 3x merilnik (prikazuje dejansko raven v predalu/vreči za perilo)
• 3x črtni grafikon (prikazuje zgodovinske podatke)

Preklopi

1. Kliknite ikono Preklop.
2. Izberite prvi vir za vklop/izklop, to je predal-1-Onoff.
3. Dodajte naslov bloka, tj. Očistite majice- Predal 1. Kliknite Ustvari blok.

Stikalo postavite v zgornji kot armaturne plošče. Na enak način povežite preostale vire za vklop/izklop z Googlom.

Merilec

1. Kliknite ikono merilnika.
2. Izberite prvi vir za zbiranje podatkov: Predal-1.
3. Skladno s tem izpolnite podatke: za naslov bloka, to je: čiste majice- predal 1, največja vrednost merilnika (odvisno od globine predala- v tem primeru 10), nizka/visoka opozorilna vrednost (sprememba barve merilnika).

Merilnik postavite na armaturno ploščo. Na enak način povežite preostale vire za shranjevanje podatkov z merilnikom.

Linijski grafikon

1. Kliknite ikono črtnega grafikona.
2. Izberite vir podatkov za zbiranje podatkov: Predal-1.
3. Spremenite polje Zgodovina prikaza na 24 ur, spremenite največje in decimalno mesto osi Y glede na globino predala.

Črtni grafikon postavite na nadzorno ploščo. Na enak način povežite preostale vire za shranjevanje podatkov s črtnim grafikonom.

Zadnja nadzorna plošča je zaprta v razdelku s slikami. Ne pozabite, da armaturne plošče prikazujejo, koliko praznega mesta je še v vreči/predalih za perilo.

8. korak: Povezovanje ESP8266 z Adafruit IO: Ustvarjanje kode za ultrazvočne senzorje

Najprej je potrebna knjižnica Adafruit MQTT. Če ga želite namestiti, odprite Arduino IDE-> Orodja-> Upravljaj knjižnice in v iskalno polje vnesite: Adafruit MQTT. Knjižnico morate namestiti v računalnik.

Po tem prenesite priložen primer kode (tukaj je priložena koda za ultrazvočni senzor, ki deluje v vreči za perilo).

Če želite, da se uporablja za vašo konfiguracijo, morate spremeniti naslednje podrobnosti:

• WLAN_SSID- ime vašega omrežja WiFi.
• WLAN_PASS- geslo za vaše omrežje WiFi.
• AIO_USERNAME- ime vašega uporabnika v Adafruit IO (od koraka 4).
• AIO_KEY- Adafruit IO ključ (od koraka 4).
• Adafruit_MQTT_Objavi…. "/feeds/Laundry-bag"- tukaj morate vnesti ime vira, v katerem bodo objavljeni podatki.
• Adafruit_MQTT_Naročite se "/feeds/Laundry-bag-On-off"-tukaj morate vnesti ime vira, ki sproži senzor.

Po tem je treba program naložiti v ESP8266. Potrebno je spremeniti imena virov za predal 1 in predal 2.

Pomembno opozorilo: zaradi if (sporočilo == "ON") bo sistem meril razdaljo le enkrat in ko je gumb VKLOP/IZKLOP na armaturni plošči v položaju ON. Uporabnik mora za ponovno merjenje izklopiti in znova vklopiti senzor na armaturni plošči.

Po nalaganju programa na vsako nadzorno ploščo ESP8266 mora biti prikazano branje z vsakega senzorja. Senzorje lahko sprožite z ravni armaturne plošče. Tigriranje sistema je možno tudi na ravni programčka IFTTT (korak 13).

9. korak: IFTTT, povežite IFTTT z Adafruit

Opozorilo: IFTTT ni najbolj zanesljiva povezava pri sprožitvi Google Koledarja in e-pošte s tremi senzorji, povezanimi z Adafruit IO. Pojdite na 14. korak, če želite izvedeti več o Zapierju

IFTTT je spletna storitev, ki ustvarja preprost pogoj "Če je to potem tisto". Deluje z drugimi spletnimi storitvami, kot so Gmail, Facebook, Instagram itd. Preprost pogoj je sestavljen iz "To", ki je pravzaprav sprožilec, in "To", ki je dejanje, ki ga je treba izvesti. Če želite, da ta preprost pogoj deluje na platformi IFTTT, je treba ustvariti applete. Ta projekt uporablja Adafruit.io MQTT kot oblak za prikaz ravni oblačil v vreči za perilo in predale, nato pa IFTTT prejme sprožilec od Adafruit.io za pošiljanje opomina uporabniku prek google koledarja ali Gmaila.

Najprej ustvarite račun IFTTT na spletnem mestu IFTTT. Prijavite se v svoj račun. IFTTT mora biti povezan z računom Adafruit, kjer je bila ustvarjena nadzorna plošča. Pojdite na naslednjo povezavo, če se želite povezati z Adafruit

Nato kliknite Poveži, preusmerjeni boste na spletno stran Adafruit in kliknite Pooblasti. Za ta projekt je bil IFTTT povezan z računom Adafruit, kot je prikazano na sliki. Ko je IFTTT povezan z računom Adafruit, so Appleti pripravljeni za ustvarjanje.

10. korak: Ustvarite programček v IFTTT

Ta projekt se je poskušal povezati z Gmailom, Google Koledarjem in aplikacijo IFTTT. Sledijo koraki za ustvarjanje Applet -a v platformi in ustvarjanje sprožilca iz Adafruit -a.

1. Pojdite na Moj programček https://ifttt.com/my_applets in kliknite Nov programček

2. Preusmerjeni boste na if +this then that in kliknite +this ali kliknite build on the platform.

11. korak: Ustvarite sprožilec iz Adafruit -a

Zdaj lahko začnete konfigurirati lasten programček.

1. Najprej, če je Sprožilec, poiščite Storitve vnesite Adafruit, nato izberite Nadzor vira na Adafruit IO

2. Nastavite druge parametre Ime oznake vira, razmerje oznak vira in vrednost oznake vira. Uporabnik nastavi, da ga lahko prilagodite, da olajša, če bodo pozneje potrebne kakršne koli spremembe, zato vam ga ni treba spreminjati prek platforme.

3. Za ta projekt je treba krmo, ki jo je treba spremljati, predal 1, predal 2 in vreča za perilo. Za predal 1 in predal 2 je razmerje večje od 5, kar pomeni, da je predal skoraj prazen, medtem ko ima vreča za perilo razmerje manj kot 5, kar pomeni, da je skoraj poln.

12. korak: Ustvarite dejanje za Gmail, Google Koledar in Obvestilo za aplikacijo IFTTT

Končno je treba konfigurirati dejanja za IFTTT, za ta projekt smo ustvarili programček, ki pošilja e -pošto v Gmail in dogodek v Google Koledar, kadar sta predal 1 ali predal 2 prazen ali je vreča za perilo polna. Za ustvarjanje dejanja so naslednji koraki:

1. Storitve iskanja dejanj Gmail, Google Koledar in Obvestila

2. Po tem lahko iz vlečnega menija izberete e -poštno sporočilo ali dogodek za hitro dodajanje ali pošljete obvestilo iz aplikacije IFTTT

3. Potem so Aplleti pripravljeni, po e -pošti se lahko doda kakršno koli dodatno besedilo glede na vaš projekt, dogodek obvestila iz aplikacije IFTTT

13. korak: Testiranje

Zdaj preizkušamo naš sistem pranja perila. Kot je razloženo, bo uporabnik prejel e -poštno sporočilo ali dogodek v koledarju ter obvestilo, kadar je kateri od predalov skoraj prazen ali je vreča za perilo skoraj polna.

Vendar ugotovimo, da je težava v zamudi pri prejemanju e -pošte ali Google koledarja, IFTTT pa pošlje samo eno e -pošto ali čeprav se sprožita predal 1 in 2 ter vreča za perilo. Poleg tega aplikacija IFTTT pri priglasitvi ne zamuja. Kot je prikazano na sliki, so vsa tri obvestila prejeta približno ob istem času. Zato priporočamo uporabo aplikacije IFTTT za tovrstne sisteme za ublažitev zamude.

14. korak: Uporaba storitve Zapier

Ker smo se soočili s težavo v IFTTT, kjer imamo veliko zamudo in prejmemo samo eno obvestilo (Gmail ali Google koledar), kjer se sprožijo vsi predali in vreča za perilo. O težavi so se posvetovali z družbo Adafruit in predlagali uporabo Zapierja. Če želite uporabljati Zapier, morate biti povabljeni, saj je povezava z Adafruit IO še v fazi testiranja (trenutno je aktivnih manj kot 10 uporabnikov). Z uvedbo lahko v 5 minutah prejmemo e -pošto in Googlov koledar (vsakih 5 minut Zapier preveri, ali se je v nadzorovanem viru pojavila nova vrednost, če je program zagnan). Poleg tega obstaja zgodovina opravil, kjer lahko spremljamo sprožilec od Adafruit do Gmaila in Google koledarja.

V bistvu je isto načelo pri IFTTT, kjer morate nastaviti sprožilec iz Adafruit -a, potem pa nastaviti krmo z armaturne plošče, v tem primeru bodisi predal1, predal2 ali vrečo za perilo. Odnos je nastavljen v nastavitvi in stanju filtra, kjer nastavimo več kot 6 za predal in manj kot 5 za nazaj. Končno nastavite dejanje, ali želite poslati e -poštno sporočilo prek Gmaila ali dogodek za hitro dodajanje.

Korak 15: Tigriranje sistema z ravni IFTTT

Sistem se lahko sproži tudi iz IFTTT, kar uporabniku zagotavlja raven avtomatizacije. V ta namen ustvarjamo dva dodatka za vsak senzor- enega, ki vklopi senzor, in drugega, ki ga izklopi.

Vklop appleta

Sprožilec (če)

1. V oknu storitve Iskanje vnesite: Podatki in čas.
2. Izberite možnost: Vsak dan ob.
3. Nastavite vrednost za potrebno uro (v tem primeru 21.00).

Dejanje (potem)

1. V okno iskalnih storitev vnesite Adafruit IO.
2. Oznaka polja- ime vira za vklop/izklop.
3. Vrednost: Vklopljeno

Polje naslova programčka napolnite z imenom programčka in dodajte kratek opis programa. Kliknite Shrani in vklopite programček.

Izklop appleta

Klonirajte svoj programček in spremenite:

1. Sprožilni odsek: Časovna vrednost v 15 minutah pozneje (tj. 21:15).
2. Oddelek ukrepanja: Vrednost: OFF.

Kliknite Shrani in vklopite programček.

Na enak način ustvarite programčke za ostale senzorje. Ne pozabite- če želite prejemati obvestila od vsakega senzorja, ne samo odčitka armaturne plošče, se dva senzorja ne smeta sprožiti hkrati (kar pomeni, da se sproži Predal 1- 9: 00-9: 15 PM, Predal 2-9: 15-9: 30PM, Pranje perila- 9: 30–9: 45 PM).

Korak 16: Prihodnji obseg: Industrilizacija izdelka

Napravo IoT, zgrajeno tukaj, je mogoče enostavno izdelati v razsutem stanju in prodati podjetjem, ki prodajajo pametne domove. To je koristno orodje za ljudi s prometnimi urniki ali v velikih domovih z veliko ljudmi in sobami. V tem primeru lahko nadzorna plošča vsebuje podatke iz vseh prostorov vseh ljudi in jim tako olajša življenje. Ker je ta popolnoma brezžičen in ga je mogoče enostavno prilagoditi na poljubno število predalov.

17. korak: Možne težave, s katerimi se lahko soočite

1. lahko vidite, da vaš ultrazvok daje naključne vrednosti. Ker vaša moč morda ni 5V. Najvarnejša stvar je uporaba 9V baterij in uporaba potenciometrov.

2. Prepričajte se, da je tla enaka za senzor in ESP, sicer vaš sistem ne bo deloval.

18. korak: proti koncu…

Ta pralni sistem je nova ideja. Takšnega izdelka na trgu še ni. Če ga torej želite v svojem domu, ga morate zgraditi sami. Upamo, da razumete navodila. To je bil le bistvo interneta stvari in elektronike.

Ta sistem je zelo enostaven za uporabo. Vendar pa ima smernice za uporabo. Oblačila v zabojnikih naj bodo zložena, sicer senzor zazna le napačno razdaljo. Tega ni priporočljivo uporabljati za zimska oblačila v majhnih predalih, saj so jakne zajetno in odstranitev enega ali dveh jopičev pomeni, da je predal prazen. Kar morda ni zelo koristno.

Pri svojem delu smo uporabili naslednje vire, ki so lahko koristni za globlje razumevanje projekta:

learn.adafruit.com/mqtt-adafruit-io-and-yo…

www.instructables.com/id/Distance-Measurem…