Postino: Je li poštar nešto isporučio?: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

To nije moja ideja: jednog dana me je prijatelj pitao za način da daljinski provjerim je li neka pošta poslana u njegov poštanski sandučić. Poštanski sandučić nije na pješačkoj stazi do njegovih vrata, pa se, budući da je lijen dječak, zapitao bi li ga tehnološki gadget trebao upozoriti na bilo koje pismo u poštanski sandučić. Pogledao sam tržište i nisam mogao pronaći gotov uređaj koji odgovara njegovim potrebama, pa sam sebi postavio izazov: zašto ga ne dizajnirati i izgraditi?

Ograničenja su bila:

• na baterije, s razumnim vijekom trajanja između izmjena baterija;
• WiFi komunikacija;
• samo jednom dnevno provjeravajte je li bilo pošte ili ne;

Glavno pitanje je bilo: koja vrsta senzora može odgovarati mojim zahtjevima? Senzor blizine nije mogao raditi, jer je provjeru trebalo raditi samo jednom dnevno, a ne u stvarnom vremenu; ni senzor težine, jer bi to povećalo složenost i probleme s osjetljivošću (list papira mogao bi biti vrlo lagan). Moj izbor je sletio na senzor Time-of-Flight (mikro laser). Kad ga jednom kalibrirate za veličinu poštanskog sandučića, sve što je položeno u sredini aktiviralo bi senzor! S obzirom na tri ograničenja, odlučio sam upotrijebiti ESP8266 (pokrenut softver i povezivanje na WiFi), VL6180 osjetnik vremena leta za mjerenje i DS3231 sat u stvarnom vremenu za pokretanje svih sklopova jednom dnevno: tako je Postino je rođen!

Korak 1: Dijelovi i komponente

• ESP8266-01 (ili ESP-12E NodeMCU)
• VL6108 Senzor vremena leta
• DS3231 Sat u stvarnom vremenu
• IRLZ44 N-kanalni MosFET
• BC547 Tranzistor
• Otpornici
• CR123 baterija

Korak 2: Senzor

Srce sustava je VL6180 senzor. Ovo je revolucionarna tehnologija koja omogućuje mjerenje apsolutne udaljenosti neovisno o refleksiji cilja. Umjesto procjene udaljenosti mjerenjem količine svjetlosti koja se reflektira od objekta (na što značajno utječu boja i površina), VL6180X precizno mjeri vrijeme potrebno svjetlu da putuje do najbližeg objekta i reflektira se natrag do senzora (vrijeme -flight). Kombinirajući IR odašiljač, osjetnik dometa i senzor ambijentalnog svjetla u pakiranju spremnom za ponovnu uporabu tri u jedan, VL6180X je jednostavno integrirati i proizvođaču krajnjih proizvoda štedi duge i skupe optičke i mehaničke optimizacije dizajna.

Modul je dizajniran za rad male snage. Koristio sam Pololu probojnu ploču koja ima regulatore napona koji joj omogućuju rad u rasponu ulaznog napona od 2,7 V do 5,5 V.

Senzor dopušta 3 valjana faktora skaliranja koji postavljaju maksimalni raspon mjerenja od 20 do 60 cm, s različitom osjetljivošću. Konfiguriranjem faktora skaliranja raspona, potencijalni maksimalni raspon senzora može se povećati po cijenu niže razlučivosti. Postavljanje faktora skaliranja na 2 daje raspon do 40 cm s razlučivošću od 2 mm, dok faktor skaliranja 3 daje raspon do 60 cm s razlučivošću od 3 mm. Morate testirati 3 ljestvice s dimenzijama vašeg poštanskog sandučića. Kako je moj iznosio 25 cm (H), upotrijebio sam faktor razmjera = 1.

Korak 3: Prilagodba sata u stvarnom vremenu

Za RTC sam koristio probojnu ploču DS3231 koja uključuje EEPROM (beskoristan za moju svrhu) i bateriju veličine novčića. Kako sam odlučio napajati RTC preko baterije glavnog uređaja (3v CR123), izvadio sam bateriju u obliku kovanice; radi uštede energije također sam uklonio EEPROM (pažljivim rezanjem njegovih igala) i ugrađenu LED diodu.

Novčanica mi nije bila korisna jer nisam morao držati datum/sat/minutu/sekundu u stvarnom vremenu, već je RTC morao brojati samo 24 sata, a zatim aktivirati alarm za uključivanje uređaja.

Korak 4: Ostalo ostalo na brodu

Uključivanje uređaja postiže se tranzistorskim i MosFET krugom, aktiviranim alarmom RTC. Nakon resetiranja alarma, krug prekida napajanje uređaja za još 24 sata. Kad se dosegne alarm, DS3231 prebacuje pin s visokog na nisko: u normalnim uvjetima tranzistor je zasićen i spaja se na masu vrata MosFET -a. Nakon što alarm dovede bazu tranzistora na masu, otvara se i dopušta MosFET -u da zatvori krug i da napaja ostale komponente.

Osim toga, dodao sam kratkospojnik "test-1M". Svrha ovog prekidača je - ako je aktiviran - promijeniti ciklus s jednom dnevno na jednom u minuti, kako bi se pokrenuli testovi implementacije. Da biste promijenili interval s jednog dana na jednu minutu, najprije morate zatvoriti kratkospojnik “Test-C” na oko 15 sekundi, zaobići razdoblje aktiviranja alarma sata i uključiti uređaj. Kad se ispitivanja završe, otvorite kratkospojnike i resetirajte uređaj (ciklus napajanja).

Korak 5: Shematski prikaz

Korak 6: Softver i logika

Tijekom testova koristio sam (iz praktičnih razloga) NodeMCU kontroler, pa se softver za to brine postavljanjem varijable CHIP na “NodeMCU” ili “esp8266”.

Skica implementira biblioteku WiFiManager kako bi omogućila uređaju da se poveže s važećom WiFi AP -om tijekom prvog pokretanja. U tom slučaju uređaj prelazi u AP način rada, omogućujući vam da se povežete s njim i odaberete odgovarajuću WiFi mrežu za pridruživanje. Nakon toga se mrežna konfiguracija sprema u EPROM za sljedeće cikluse.

Varijabla REST_MSG sadrži http poruku za slanje kada senzor pronađe objekt u poštanskom sandučiću. U mom slučaju, šalje poruku domotičkom REST poslužitelju, ali možete je promijeniti po želji: Telegram BOT poruku, IFTTT WebHook događaj itd.

Ostatak skice nalazi se u funkciji setup () jer se petlja nikada ne doseže. Nakon konfiguracija potrebnih za nekoliko knjižnica, softver postavlja vrijeme sata na 00:00:01 i alarm na jednom dnevno (ili jednom u minuti ako je aktiviran kratkospojnik "test-1M"). Zatim mjeri, šalje obavijest (ako se u poštanskom sandučiću nađe neki objekt) i resetira pin alarma, isključujući uređaj. Na kraju ciklusa uključuje se samo RTC, računajući 24 sata. Kratkospojnik Test-1M spojen je na RX pin ESP8266, koji se koristi kao GPIO-3 pomoću postavke: setMode (PIN, FUNCTION_3). Zbog toga ne možete koristiti serijski monitor tijekom izvođenja ESP8266: redak "#define DEBUG" (koji dopušta sve serijske ispise na skici) koristi se samo ako je NodeMCU instaliran umjesto ESP8266.

ESP8266 upravlja I2C komunikacijom s RTC-om i senzorom preko njegovih pinova GPIO-0 i GPIO-2, inicijaliziranih u knjižnici Wire.

Cijeli kôd možete preuzeti s ove veze.

Drugoplasirani na natječaju za pomoćnu tehniku