Aparat za kavo IOT (UFEE): 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Kot dokaz znanja smo morali ustvariti napravo IOT, ki bi jo lahko upravljali prek lastnega spletnega vmesnika. Ker obožujem kavo in jo dnevno uživam veliko, sem se odločil, da si naredim svoj aparat za kavo IOT.

Aparat za kavo UFEE: "aparat za kavo v mislih"

Da bi bila naprava popolnoma samodejna, uporabljam instant kavo.

Korak: Kaj boste potrebovali

- Raspberry Pi model 3

- servo motor (ARD-T010051)

- RTC DS3231

-CJMCU-832 PAM8302 2,5 W mono ojačevalnik razreda D.

- Reed senzor

- 5V RELE (10A)

- Polprevodniški rele (5V)

- Aux kabel

- cev za krčenje

- 2x bakrena šoba

- Bikonski kos

- Silikonska cev

- Kotel Senseo 1400W

- Senseo črpalka 22W

- rezervoar za vodo Senseo

- Reed stikalo (normalno odprto)

- bakrena žica

- MCP3008

- 2x LDR

- 4 ohmski zvočnik (ali druge vrste)

- 2x 10KΩ upor

- 5KΩ upor

- dioda 1N4007

Za primer sem se odločil za precej industrijski videz, vendar obstaja veliko načinov za namestitev komponent, ki bi lahko bile videti bolj privlačne, če jih želite postaviti v svoj dom.

2. korak: Začnite

Začel sem z odpiranjem aparata za kavo Senseo in raziskovanjem komponent v notranjosti. Če ga želite odpreti, odstranite 2 vijaka s hrbtne strani z izvijačem torx, nato pa ga lahko odprete na držalih.

Ko je odprt, potrebujete le črpalko, kotel in žice in cevi, ki držijo vse skupaj.

Naslednji korak je namestitev kotla in črpalke v želeno ohišje, saj morata kotel in rezervoar za vodo pravilno sedeti. Poskrbite, da bo okov za posodo za vodo pravilno, tesno in lahko dostopen.

Ko je to končano, lahko začnete povezovati komponente v skladu s shemo.

3. korak: šoba (industrijski videz)

Za šobo sem uporabil majhno kovinsko posodo, v kateri sem izvrtal luknjo, ki je dovolj velika, da se prilega bikonskemu kosu. Cev namestite na eno od šob in privijte en šobe na bikonski kos. Nato v kovinski posodi in ohišju izvrtajte ustrezne luknje in jih z vijaki in maticami privijte na ohišje.

4. korak: Točilnik za kavo (industrijski videz)

Za držanje kave potrebujete posodo s prozornim pokrovom, ki jo lahko pritrdite na telo.

Na dnu izvrtajte 2 luknji Ø5 mm:- eno na sredini posode- eno na sredini med prvo luknjo in stransko stranjo

prestavite servo pogon skozi luknjo bližje strani in privijte kos (priložen servo) s 6 nogami. (glej sliko 1)

Nato vzemite kovinski kos in ga upognite v obliki majhne tirnice ter upognite vogale in konec enega kosa, tako da ga lahko pritrdite na dno pločevinke čez luknjo na sredini. (glej sliko 2)

Za pritrditev servomotorja na telo posode uporabite ustrezen nosilec. (glej sliko 3)

Na koncu izvrtajte luknjo Ø5 mm v spodnjem delu posode, da se prilega LDR, in še nekaj za namestitev posode na ohišje stroja. (glej sliko 4)

5. korak: Priprava in namestitev senzorjev

V kotel je vgrajen NTC, ki ga lahko priključite na MCP tako, da naredite razdelilnik napetosti z izvlečnim uporom 5KΩ.

Najprej je treba pripraviti LDR za preverjanje kave in skodelice. Ker uporabljam kovinsko ohišje, ga je treba dobro izolirati, da ga ne skrajšam z ohišjem. Če uporabljate tudi kovinsko ohišje: (glej sliko 1)

- nato spajkajte žice na vsako od nog in pokrijte tudi povezave s skrčljivo cevjo, tako da so vsi priključki popolnoma pokriti. (glej sliki 2 in 3)

- ponovite te korake za drugo LDR

- glavo enega od LDR vstavite skozi luknjo, ki ste jo zanj izvrtali, v posodi za kavo in upognite noge. (glej sliko 4)

- pokrijte z izolacijskim trakom, tako da od zadaj ne more priti svetloba.

- drugi LDR namestite na dno ohišja s kosom cevi, ki se pokrije, ko postavite skodelico, ali neposredno v dno, kamor postavite skodelico. (Pri izbiri druge možnosti se prepričajte, da je senzor dobro prekrit s prozornim materialom, ki je vodoodporen!)

Če želite senzor trstike namestiti v rezervoar za vodo, ga napolnite z vodo tako, da bo magnet na najvišji točki (voda mora biti nad najmanjšo črto). Nato lahko poslušate, ko se element preklopi, ali pa ga povežete z rpi ali arduinom in neprekinjeno natisnete vrednost.

Ko ste prepričani, da poznate točno mesto za senzor, ga zelo trdno pritrdite na rezervoar za vodo in dodajte veliko vročega lepila, da se prepričate, da se steklena cev ne zlomi (to je zelo občutljivo). (glej sliko 5)

6. korak: Ožičenje in kalibracija

Raspberry pi in večje komponente namestite v leseno škatlo z desko, nameščeno na vrhu (podnožje, kjer sta stroj in skodelica). Za pritrditev pi in komponent v škatlo sem uporabil velcro. Potem lahko vse montirate neposredno na ge GPIO zatiče ali uporabite želeno ploščo ali vezje, če želite.

Za umerjanje senzorjev preverite vrednosti, ki jih dobite v obeh stanjih in pri različnih osvetlitvah, ter jih prilagodite v kodi. (moja bi lahko delovala ali pa tudi ne). Enako velja za NTC.

OBVESTILO: Način spreminjanja vrednosti je odvisen od tega, ali ste najprej postavili spustni rezitor ali LDR/NTC. Ko prvič dodate upor z LDR, boste za nižjo izpostavljenost svetlobi dobili višjo vrednost. (1023 je popolnoma temno).

Če želite uporabiti alarmni sistem iz projekta, morate spajati pomožni kabel na + - in GND ojačevalnika, zvočnik pa na izhodne zatiče ojačevalnika. Nato na ploščo dodajte tudi 5V. (To se uporablja kot referenčna napetost za ojačanje zvoka). Glasnost lahko nato še vedno prilagodite s potenciometrom na plošči.

7. korak: Razmestitev sistema

Prepričajte se, da imate Raspberry Pi model 3 z nameščenim Raspbian in nastavljen zeroconf, tako da ga lahko konfigurirate brez glave po cevovodu SSH.

Če ne veste, kako to storiti, sledite tem navodilom, da Raspbian prenesete na kartico SD. Če želite konfigurirati zeroconf, odprite kartico SD v računalniku in uredite datoteko cmdline ter na konec datoteke dodajte naslednje (mora biti ena vrstica)

ip = 169.254.10.1

Če se želite povezati s svojim pi s pomočjo ssh, ga morate omogočiti. To lahko storite tako, da v zagonski imenik brez razširitve dodate datoteko z imenom SSH (št. Txt).

ko je to konfigurirano, lahko naredite cev SSH v svoj Raspberry Pi z ukazom ssh v terminalu UNIX ali z uporabo Putty na računalniku z operacijskim sistemom Windows.

Ko se prvič prijavite v pi, so poverilnice naslednje:

uporabniško ime: geslo: malina

Če želite zagotoviti, da je vaš malinov pi popolnoma posodobljen, v terminalu izdajte naslednji ukaz:

sudo apt update && sudo apt upgrade

Zdaj lahko namestite potrebne pakete z naslednjim ukazom:

sudo apt install -y python3-venv python3-pip python3-mysqldb mariadb-server uwsgi nginx uwsgi-plugin-python3

Nato v svoj domači imenik dodajte nov imenik z ustreznim imenom (npr. Ufee) in pojdite vanj:

mkdir projekt1 && cd projekt1

Nato želite namestiti virtualno okolje, v katerem se bo aplikacija izvajala. To lahko storite z naslednjimi ukazi:

python3 -m venv --system-site-packages env

vir env/bin/aktiviraj

python -m pip install mysql-connector-python argon2-cffi Flask Flask-HTTPAuth Flask-MySQL mysql-connector-python passlib

Zdaj je vaše virtualno okolje pripravljeno. Zdaj lahko kopirate kodo iz mojega github -a. Najdete ga tukaj. Lahko ga tudi takoj klonirate z naslednjim ukazom:

git clone

Nato bomo konfigurirali bazo podatkov:

sudo mariadb <ufee/sql/init_db.sql && sudo mariadb <ufee/sql/ufeedump.sql

Konfiguracija NGINX in UWSGI:

Spremenite 'Joshy' v konfiguracijskih datotekah z lastnim uporabniškim imenom z naslednjim ukazom:

sed -i s/joshy/$ USER/g conf/*

dodajte in aktivirajte storitve:

sudo cp conf/project1-flask.service/etc/systemd/system/

sudo systemctl daemon-reload

sudo systemctl začni project1-flask.service

In končno konfigurirajte NGINX:

sudo cp conf/nginx/etc/nginx/sites-available/ufee

sudo rm/etc/nginx/sites-enabled/default

sudo ln -s/etc/nginx/sites-available/ufee/etc/nginx/sites-enabled/ufee

sudo systemctl znova zaženite nginx.service

sudo systemctl omogoči project1-flask.service

Zdaj bi moral sistem delovati! Uživajte v kavi;)