Sustav obavijesti o rublju na temelju IoT -a: 18 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

bok

Ova instrukcija daje korak po korak uvod o tome kako izgraditi sustav obavijesti o rublju temeljen na IoT -u.

Uređaj je pričvršćen u vaše ladice i vrećicu za rublje. Radi demonstracije, uzeli smo dvije ladice i jednu vreću za rublje. On osjeća koliko su ladice/vreća za rublje prazne/pune i obavještava korisnika da treba prati rublje. Koristi ultrazvučni senzor koji u osnovi mjeri prazan prostor u kantama. Senzor je spojen na ESP koji je pak spojen na uslugu u oblaku. Usluga u oblaku povezana je s IFTTT -om koji koristi aplete za slanje obavijesti korisniku putem e -pošte, sms -a, google kalendarskog događaja. Oblak dolazi s nadzornom pločom na kojoj se može vidjeti status svih kanti. Kad oblak vidi da vam ponestaje čiste odjeće, upućuje aplete da vas obavijeste. Osim toga, aplet upućuje oblak da redovito svaki dan provjerava podatke. To može biti jednom dnevno ili po satu, ovisno o tome kako korisnik želi. Detaljne upute za izgradnju ovog sustava opisane su u nastavku.

Korak 1: Prikupite potreban materijal

trebat će vam:

1. 3 ultrazvučna senzora HC SR04 (5V)

2. 3 ESP8266 12 (5V)

3. 3 9V baterije

4. 3 5V potenciometra (za napajanje ESP -a i senzora)

5. Gomila konektora ženski na ženski i muški na ženski

6. Kućište baterije

Ove stvari možete jednostavno kupiti na Amazonu. Senzori i ESP -ovi su stvarno jeftini ako kupite paket sa 6 njih u sebi.

Korak 2: Arhitektura sustava

Arhitektura sustava može se razumjeti sa slike. Senzori su spojeni na ESP -ove. ESP šalje podatke (udaljenost) Adafruitu koji se zatim obrađuju kako bi vidjeli koliko su spremnici puni. Ovisno o tome koja je ladica prazna i koliko je vreća za rublje puna, korisnik će primiti obavijest o tome da treba prati rublje sutra. IFTTT pokreće Adafruit i poduzima radnju da li poslati e -poštu putem Gmaija, izraditi događaj u kalendaru ili poslati obavijest putem IFTTT aplikacije. Ovaj uređaj dolazi s nadzornom pločom koja se može otvoriti u bilo kojem pregledniku. Nadzorna ploča povezana je s hardverom pomoću Adafruit okruženja koje prikazuje očitanja sa senzora. Štoviše, s ove razine moguće je uključivati i isključivati ESP -ove s nadzorne ploče.

Korak 3: Konfiguriranje vašeg ESP -a

ESP -om možete jednostavno upravljati povezivanjem na Arduino IDE. Sve što trebate je preuzeti i konfigurirati knjižnice za nju. Možete slijediti korake u nastavku:

1. Preuzmite najnoviju verziju Arduino IDE -a.

2. Otvorite svoj IDE, idite na datoteke <preferences i kopirajte donju vezu u Upravitelju dodatnih ploča i kliknite U redu da biste zatvorili karticu postavki.

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266…

3. Idite na Tools <Board Manager <i potražite ESP8266 te instalirajte verziju 2.4.1. Možete instalirati druge verzije ovisno o volumenu vašeg IDE -a. Ali on najbolje radi.

Nakon svega ovoga, odabrao sam ploču NodeMCU 1.0. Sada ste spremni koristiti svoj ESP baš poput Arduina (ili još bolje).

4. Nakon što završite s povezivanjem i radom vašeg ESP -a s prijenosnim računalom poput Arduina, prijeđite na sljedeću razinu i povežite se sa svojom WiFi mrežom ili mobilnom žarišnom točkom.

Korak 4: Povezivanje vašeg hardvera: Senzor na ESP

Evo kako trebate spojiti senzor i kodirati ga tako da vam daje prazan prostor u kantama.

1. Senzor Vcc spojen je na NodeMCU VUpin. Ako ga spojite na 3,3 V, vaš senzor neće raditi jer mu je radni napon 5 V.

2. Senzor GND spojen je na NodeMCU GND.

3. Pin okidača osjetnika spojen je na NodeMCU digitalni I/O D4.

4. Echo Pin senzora spojen je na NodeMCU Digital I/O D3.

Nakon toga možete napisati donji kod kako biste provjerili radi li vaš ultrazvuk. Nakon što utvrdite da vam senzori, kôd i ESP -ovi rade dobro, možete spojiti svoj ESP na WiFi i provjeriti radi li. No, pritom će se hardverske veze malo promijeniti kao što je dolje navedeno. No prije toga provjerite jeste li svoje 9V baterije priključili na POT -ove i oni su podešeni na 5V izlazni napon. Ne želite spaliti svoje ESP -ove (loše mirišu).

1. ESP Vin i osjetnik Vcc spojeni su na pozitivnu bateriju.

2. ESP GND i osjetnik GND spojeni su na negativ baterije. Ne zaboravite učiniti uzemljenje uobičajenim ili će vaš senzor dati slučajne podatke.

3. Pin okidača osjetnika spojen je na NodeMCU Digital I/O D4.

4. Echo Pin osjetnika spojen je na NodeMCU digitalni I/O D3.

Njezino nešto o tome kako ultrazvučni senzor radi i kako je kodiran.

Senzor u osnovi šalje impuls i mjeri ga sve dok se ne reflektira i ne dođe do senzora. Na temelju vremena i brzine zvuka moramo formulirati udaljenost. To smo u biti i učinili ovdje. Senzor jednostavno drži svoj "ECHO" pin HIGH tijekom vremena koje odgovara vremenu koje je potrebno za primanje refleksije (odjeka) od vala koji je poslao. Modul šalje niz zvučnih valova, istovremeno primjenjuje napon na eho pin. Modul prima refleksiju natrag od zvučnih valova i uklanja napon s eho pina. Na temelju udaljenosti u ultrazvučnom senzoru generira se impuls za slanje podataka ESP -u. Početni impuls je oko 10us, a PWM signal bit će 150 us-25us na bazi udaljenosti. Ako nema prepreka, tada se generira impuls od 38us za ESP kako bi se potvrdilo da nema otkrivenih objekata.

D = 1/2 × T × C; D je udaljenost, T je vrijeme između emisije i prijema, a C je zvučna brzina, vrijednost se pomnoži s 1/2 jer je T vrijeme za prijelaz i povratak udaljenosti.

Spojite ih zajedno kao na gornjoj slici i stavite ih u unutrašnjost kanti na vrhu.

Korak 5: Povezivanje ESP8266 s Adafruit IO: Kreiranje Adafruit IO računa

Za povezivanje ultrazvučnog senzora i ESP8266 s oblakom odabrana je Adafruit IO usluga (koristeći MQTT protokol).

MQTT je jednostavan i iznimno lagan protokol, koji omogućuje uređajima objavljivanje podataka (od uređaja do poslužitelja) i pretplaćivanje podataka (prikupljanje podataka s poslužitelja). Jednostavnost ovog rješenja pruža MQTT posrednik, koji je u ovom slučaju Adafruit. IO. Putem njega uređaji mogu slati i primati poruke.

Za registraciju unesite web stranicu: https://io.adafruit.com/ i kliknite Get Started for Free. Na sljedećoj web stranici korisnik treba staviti osobne podatke i kliknuti gumb Kreiraj račun. Nakon registracije korisnik se premješta u odjeljak Početna na računu. Za daljnje pisanje koda za ultrazvučne senzore važno je provjeriti AIO ključ (gumb View AIO Key) za: Korisničko ime i Aktivni ključ.

Sada smo spremni za izradu feedova (koji sadrže vrijednosti podataka senzora) i nadzornu ploču na kojima će biti moguće nadzirati sustav pranja rublja.

Korak 6: Povezivanje ESP8266 s Adafruit IO: Stvaranje izvora

Za ovaj projekt korišteno je 6 različitih izvora:

• ON/OFF feedovi- izvori koji aktiviraju/deaktiviraju ESP8266 za dobivanje mjerenja. Dodano zbog upravljanja energijom. (Ulaz: ladica-1-Onoff, ladica-2-uključeno-isključeno, vreća za rublje-uključeno-isključeno).
• Feedovi za čitanje-izvori koji dobivaju podatke o trgovini iz ultrazvučnih senzora (ladica-1, ladica-2, vreća za rublje).

Stvaranje feeda

1. Uđite u odjeljak Feeds
2. Pritisnite Radnje i izradite novi feed
3. Ispunite: naziv feeda (ovdje za prvu ladicu- ladicu-1 i kratak opis)

Na isti način stvorite još pet feedova. Upamtite da će se imena koristiti za daljnji razvoj koda ESP8266.

Feedovi su spremni, međutim ne postoji jednostavan način za pokušaj svih očitanja u isto vrijeme. Zato su potrebne nadzorne ploče.

Korak 7: Povezivanje ESP8266 s Adafruit IO: Stvaranje nadzorne ploče

Izrada nadzorne ploče počinje u odjeljku Nadzorne ploče. Pritisnite gumb Akcije (slično kao u odjeljku Feedovi)-> Izradi novu nadzornu ploču-> ime za popunjavanje (u ovom slučaju: Vaš_Pravilo_Sustav) i kratki opis-> Kliknite gumb Izradi. Nakon toga možete ući na nadzornu ploču.

Na nadzornoj ploči kliknite gumb Izradi novi blok. Za ovu aplikaciju potrebne su nam tri vrste blokova:

• 3x Toggle (za uključivanje i isključivanje prepoznavanja)
• 3x mjerač (prikazuje stvarnu razinu u ladici/vreći za rublje)
• 3x linijski grafikon (prikazuje povijesne podatke)

Uključi / isključi

1. Kliknite ikonu Toggle.
2. Odaberite prvi ON/OFF feed, odnosno ladicu-1-Onoff.
3. Dodajte naslov bloka, tj. Očistite majice- Ladica 1. Pritisnite Create block.

Postavite prekidač u gornji kut nadzorne ploče. Na isti način povežite ostale ON/OFF feedove s Tooglom.

Mjerač

1. Pritisnite ikonu mjerača.
2. Odaberite prvi feed za prikupljanje podataka: Ladica-1.
3. U skladu s tim ispunite podatke: za naslov bloka, tj.: Očistite majice- ladica 1, maksimalna vrijednost mjerača (ovisno o dubini ladice- u ovom slučaju 10), niska/visoka upozoravajuća vrijednost (promjena boje mjerača).

Postavite mjerač na armaturnu ploču. Na isti način povežite ostatak izvora za pohranu podataka s mjeračem.

Linijski grafikon

1. Kliknite ikonu Linijski grafikon.
2. Odaberite prste za prikupljanje podataka: ladica-1.
3. Promijenite polje Povijest prikaza u 24 sata, promijenite maksimalno i decimalno mjesto osi Y osi, ovisno o dubini ladice.

Linijski grafikon postavite na nadzornu ploču. Na isti način povežite ostatak feedova za pohranu podataka s linijskim grafikonom.

Konačna nadzorna ploča zatvorena je u odjeljku sa slikama. Upamtite da nadzorne ploče pokazuju koliko je praznog mjesta još u vreći/ladicama za rublje.

Korak 8: Povezivanje ESP8266 s Adafruit IO: Stvaranje koda za ultrazvučne senzore

Prvo, potrebna je Adafruit MQTT knjižnica. Da biste ga instalirali, otvorite Arduino IDE-> Alati-> Upravljaj knjižnicama i upišite u pretraživanje: Adafruit MQTT. Knjižnica bi trebala biti instalirana na vašem računalu.

Nakon toga preuzmite priloženi primjer koda (ovdje je priložen kod za ultrazvučni senzor koji radi u vreći za rublje).

Da biste ga učinili primjenjivim za svoju konfiguraciju, morate promijeniti sljedeće detalje:

• WLAN_SSID- naziv vaše WiFi mreže.
• WLAN_PASS- lozinka za vašu WiFi mrežu.
• AIO_USERNAME- naziv vašeg korisnika u Adafruit IO (od koraka 4).
• AIO_KEY- Adafruit IO ključ (od koraka 4).
• Adafruit_MQTT_Objavi…. "/feeds/Laundry-bag"- ovdje morate unijeti naziv feeda u koji će se objaviti podaci.
• Adafruit_MQTT_Subscribe "/feeds/Laundry-bag-On-off"-ovdje morate unijeti naziv hrane koja aktivira senzor.

Nakon toga program se mora učitati u ESP8266. Potrebno je promijeniti nazive feedova za ladicu 1 i ladicu 2.

Važna napomena: zbog if (poruka == "ON") sustav će mjeriti udaljenost samo jednom i kada je gumb ON/OFF na nadzornoj ploči u položaju ON. Za ponovno mjerenje korisnik mora isključiti i ponovno uključiti senzor na nadzornoj ploči.

Nakon prijenosa programa na svaku nadzornu ploču ESP8266 trebala bi biti prikazana očitanja sa svakog senzora. Senzori se mogu aktivirati s razine nadzorne ploče. Tigriranje sustava također je moguće s razine apleta IFTTT (korak 13).

Korak 9: IFTTT, spojite IFTTT na Adafruit

Upozorenje: IFTTT nije najpouzdanija veza pri pokretanju Google kalendara i e-pošte pomoću tri senzora spojena na Adafruit IO. Idite na korak 14 da biste saznali više o Zapieru

IFTTT je web-usluga koja stvara jednostavan uvjet "Ako ovo onda to". Radi s drugim web uslugama poput Gmaila, Facebooka, Instagrama itd. Jednostavan uvjet sastoji se od "Ovo" koje je zapravo okidač i "Ono" što je radnja koju je potrebno izvršiti. Appleti se moraju stvoriti da bi ovo jednostavno stanje radilo na IFTTT platformi. Ovaj projekt koristi Adafruit.io MQTT kao oblak za prikaz razine odjeće u vreći za rublje, a ladice će tada IFTTT primiti okidač od Adafruit.io za slanje podsjetnika korisniku putem Google kalendara ili Gmaila.

Prvo stvorite IFTTT račun na web stranici IFTTT. Prijavite se na svoj račun. IFTTT zahtijeva povezivanje s Adafruit računom na kojem je napravljena nadzorna ploča. Idite na sljedeću vezu za povezivanje s Adafruit

Zatim kliknite Poveži, bit ćete preusmjereni na web stranicu Adafruit, a zatim kliknite Ovlasti. Za ovaj projekt IFTTT je povezan s Adafruit računom kao što je prikazano na slici. Nakon što se IFTTT poveže s Adafruit računom, Appleti su spremni za izradu.

Korak 10: Izradite Applet u IFTTT -u

Ovaj se projekt pokušao povezati s Gmailom, Google kalendarom i aplikacijom IFTTT. Slijede koraci za stvaranje Appleta na platformi i stvaranje okidača od Adafruit -a.

1. Idite na Moj applet https://ifttt.com/my_applets i kliknite New Applet

2. Bit ćete usmjereni na ako +ovo onda ono i kliknite +ovo ili kliknite izgraditi na platformi.

Korak 11: Napravite okidač od Adafruit -a

Sada možete početi konfigurirati vlastiti Applet.

1. Prvo ako aktivirate, potražite Usluge upišite Adafruit, a zatim odaberite Nadziranje feeda na Adafruit IO

2. Postavite druge parametre Naziv oznake feeda, odnos oznaka feeda i vrijednost oznake feeda. Korisnik je postavio kao prilagodljivu za olakšavanje ako kasnije budu potrebne neke promjene. Ne morate je mijenjati putem platforme.

3. Za ovaj projekt, hrana koja se mora nadzirati je ladica 1, ladica 2 i vreća za rublje. Za ladice 1 i ladice 2 odnos je veći od 5, što znači da je ladica gotovo prazna, dok vreća za rublje ima odnos manji od 5, što znači da je gotovo puna.

Korak 12: Napravite radnju za Gmail, Google kalendar i Obavijest za aplikaciju IFTTT

Konačno, radnje za konfiguriranje IFTTT -a, za ovaj projekt stvorili smo Applet koji šalje e -poštu Gmailu i događaj Google kalendaru kad god su ladica 1 ili ladica 2 prazna ili je vreća za rublje puna. Sljedeći su koraci za stvaranje radnje:

1. Usluge pretraživanja radnji Gmail, Google kalendar i Obavijesti

2. Nakon toga iz izbornika za povlačenje možete odabrati bilo e -poštu ili događaj za brzo dodavanje ili poslati obavijest iz aplikacije IFTTT

3. Tada su aplikacije spremne, svaki dodatni tekst može se dodati prema vašem projektu za e -poštu, događaj ili obavijest iz IFTTT aplikacije

Korak 13: Testiranje

Sada testiramo naš sustav pranja rublja. Kao što je objašnjeno, e -poštu ili događaj u kalendaru, kao i obavijest, korisnik će primiti kad god je jedna ladica gotovo prazna ili je vreća za rublje gotovo puna.

Međutim, nalazimo problem s kašnjenjem u primanju e -pošte ili Google kalendara, a IFTTT šalje samo jednu e -poštu ili čak i ako se aktiviraju ladice 1 i 2, kao i vreća za rublje. Nadalje, nema značajnog kašnjenja u aplikaciji IFTTT u davanju obavijesti. Kao što je prikazano na slici, sve tri obavijesti primljene su otprilike u isto vrijeme. Stoga preporučujemo korištenje aplikacije IFTTT koja će se koristiti za ovu vrstu sustava za ublažavanje kašnjenja.

Korak 14: Korištenje Zapier usluge

Budući da smo se suočili s problemom u IFTTT -u, gdje imamo značajno kašnjenje i primamo samo jednu obavijest (bilo Gmail ili Google kalendar) gdje se sve ladice i vreća za rublje zapravo aktiviraju. Problem su konzultirali Adafruit i predložili su mu korištenje Zapier -a. Da biste mogli koristiti Zapier, morate biti pozvani jer je veza s Adafruit IO -om još u fazi testiranja (trenutno ima manje od 10 aktivnih korisnika). Postavljanjem možemo primiti i e -poštu i Google kalendar u roku od 5 minuta (svakih 5 minuta Zapier provjerava je li se pojavila nova vrijednost u nadziranom feedu, ako je applet pokrenut). Osim toga, postoji povijest zadataka u kojoj možemo pratiti okidač s Adafruit -a na Gmail i Google kalendar.

U osnovi, isti je princip s IFTTT -om, gdje trebate postaviti okidač s Adafruit -a, nakon toga postavite feed s vaše nadzorne ploče u ovom slučaju bilo ladicu1, ladicu2 ili vreću za rublje. Odnos je postavljen u postavkama i uvjetima filtra gdje postavljamo veće od 6 za ladicu i manje od 5 za natrag rublja. Na kraju postavite radnju želite li poslati e -poštu putem Gmaila ili događaj za brzo dodavanje.

Korak 15: Odvajanje sustava od razine IFTTT

Sustav se također može pokrenuti iz IFTTT -a, što korisniku pruža razinu automatizacije. Da bismo to učinili, za svaki senzor stvaramo dva dodatka- jedan koji uključuje senzor i drugi koji ga isključuje.

Uključivanje apleta

Okidač (ako)

1. U prozoru usluge Pretraživanje unesite: Podaci i vrijeme.
2. Odaberite opciju: Svaki dan u.
3. Postavite vrijednost potrebnog sata (u ovom primjeru 21:00 popodne).

Radnja (zatim)

1. U prozoru usluge pretraživanja upišite Adafruit IO.
2. Oznaka polja- naziv ON/OFF feeda.
3. Vrijednost: uključeno

Ispunite polje naslova Applet -a imenom applet -a i dodajte kratak opis Applet -a. Pritisnite Save i uključite applet.

Isključivanje apleta

Klonirajte svoj applet i promijenite:

1. Odjeljak okidača: Vrijednost vremena u 15 minuta kasnije (tj. 21:15).
2. Odjeljak radnje: Vrijednost: OFF.

Pritisnite Spremi i uključite programčić.

Na isti način izradite jabuke za ostale senzore. Upamtite- za dobivanje obavijesti od svakog senzora, ne samo očitanja na nadzornoj ploči, dva se senzora ne smiju aktivirati istovremeno (što znači da se ladica 1 aktivirala- 9: 00-9: 15 PM, ladica 2-9: 15-9: 30PM, Pranje rublja- 9: 30-9: 45 PM).

Korak 16: Budući opseg: Industrijalizacija proizvoda

IoT uređaj izgrađen ovdje može se jednostavno proizvesti u rinfuzi i prodati tvrtkama koje prodaju pametne kuće. To je koristan alat za ljude koji imaju zauzet raspored ili u velikim kućama s puno ljudi i soba. U tom slučaju nadzorna ploča može sadržavati podatke iz svih prostorija svih ljudi i tako im olakšati život. Budući da je ovo potpuno bežično i stoga se lako može prilagoditi bilo kojem broju ladica.

Korak 17: Moguće poteškoće s kojima biste se mogli suočiti

1. svibanj vidjeti vaš ultrazvuk daje slučajne vrijednosti. To je zato što vaša snaga možda nije 5V. Najsigurnije je koristiti 9V baterije i koristiti potenciometre.

2. Provjerite je li uzemljenje isto za senzor i ESP, inače cijeli sustav neće raditi.

Korak 18: Pred kraj…

Ovaj sustav pranja rublja nova je ideja. Ovakvog proizvoda na tržištu još nema. Dakle, ako ga želite u svom domu, morate ga sami izgraditi. Nadamo se da razumijete upute. Bio je to samo srž IoT -a i elektronike.

Ovaj sustav je doista jednostavan za korištenje. Međutim, ima smjernice za uporabu. Odjeću u kantama treba držati presavijenu, inače senzor samo osjeća pogrešnu udaljenost. Ne preporučuje se ovo koristiti za zimsku odjeću u malim ladicama, jer su jakne glomazne i uklanjanje jedne ili dvije jakne značilo bi da je ladica prazna. Što možda i nije jako korisno.

Tijekom našeg rada koristili smo sljedeće izvore koji mogu biti korisni za dublje razumijevanje projekta:

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

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