Kutia e plehrave automatike: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:11

Ky është një lëvizje që zbulon hapjen automatike të koshit të plehrave. Ka lidhje wifi dhe dërgon një mesazh me tekst kur të jetë i plotë. Kjo është bërë për ECE -297DP në Universitetin e Massachusetts - Amherst. Objektivi kryesor i këtij kursi ishte të fitoja përvojë me elektronikën praktike pasi ndjeva se isha prapa bashkëmoshatarëve të mi dhe do të më përfitonte për të kombinuar gjërat që mësova nga ligjëratat e mia me punën eksperimentale.

Materialet e nevojshme:

- 1x Arduino Uno

- 1x ESP-8266

- 2x Mikroervos

- 2x Detektorë me lëvizje tejzanor HC-SR04

- 1x LED RBG

- 3x 330 Ω rezistorë

- 1x 3.3 Rregullatori i Tensionit

- 2x 100 uF Kondensator elektrolitik

- 1x 0.1 uF Kondensator qeramik

- 1x Kontejner Birre Shishe Longneck me 12 pako Corona Extra

Hapi 1: Planet dhe Progresi Origjinal

Në fillim të semestrit, nuk kisha plane për atë që doja të bëja. Unë hyra në këtë klasë pa një ide në mendje. Kështu që për të filluar, unë zhvillova një mënyrë të lehtë për mua që ta kaloj ngadalë veten në botën e elektronikës së hobi.

Hapat:

1. Mësoni bazat e Arduino

- Kjo u bë duke ndjekur udhëzuesin e shpikësit SparkFun që vjen me çantën e starterit. Më lejoi të mësoja bazat e rezistencave, LED -ve, elementeve piezo (tingulli), ndijimit dhe kodimit të përgjithshëm me Arduino.

2. Shikoni projektet në internet DIY Arduino

- Kjo ishte për të gjetur një frymëzim për të bërë elektronikë krijuese dhe të dobishme

3. Përdorni frymëzimin për të gjetur atë që doja të bëja

- Për shkak se unë jam një person dembel, dhe për shkak se miqtë e mi me të cilët po fshihem në semestrin e ardhshëm nuk pastrohen shumë mirë, vendosa të bëj një kosh plehrash automatik.

Plani origjinal për këtë erdhi me bisedën me një nga mentorët e mi të bashkëmoshatarëve, Bryan Tam, një tjetër student i Inxhinierisë Kompjuterike. Diskutimi me zë i lartë për të kritikuar modelet e mia më ndihmoi të kuptoja procesin e projektimit. Procesi i marrjes së një problemi dhe të menduarit për një zgjidhje pa marrë parasysh sa i parealizueshëm, dhe pastaj debatimi se si të bëhet projekti në fjalë. Më mësoi se ambicia dhe krijimtaria janë parësore për dizajnimin në inxhinieri.

Fillimisht, doja të bëja një kosh plehrash që do të zbulonte automatikisht, kur koshi i plehrave ishte i mbushur dhe pastaj ta mbyllja ose ta mbështillja çantën. Pasi hulumtova në mënyrat e mundshme për ta hartuar këtë, kuptova se kjo ishte shumë larg nga duart e mia. Kështu, unë pak ndryshova qëllimin - të bëja një kosh plehrash që mund të dërgonte një tekst kur të jetë i plotë.

Duke ardhur afër fundit të semestrit, kisha probleme me integrimin e komponentit WiFi për të dërguar tekstin dhe u shqetësova kështu që mendova për alternativa të tjera si një sistem alarmi. Shikova drejt elementeve piezo për të bërë ndoshta një tingull të bezdisshëm që nuk do të ndalej derisa të hiqen plehrat. Gjithashtu, shikova përdorimin e LED -ve për të bërë ngjyra të ndryshme për të treguar nivelin e plehrave.

Për të krijuar këtë, do të duheshin dy sensorë: Një për të kuptuar nga jashtë kur dora është mbi të për tu hapur, dhe një nga brenda për të zbuluar nivelin e plehrave. Fillimisht, vetëm moduli WiFi do të dërgonte tekstin si një alarm, por afër fundit të semestrit, vendosa të shtoj një dritë në krye të koshit të plehrave për ta mbështetur këtë.

Ky është modeli i projektit me të cilin kam qëndruar dhe e kam kaluar deri në fund.

Hapi 2: Hulumtim

Për t'u përgatitur për këtë sprovë, unë hulumtova shumë gjëra.

Së pari unë kërkoj në lidhje me mënyrën e përgjithshme për të koduar Arduino. Praktika me kompletin e shpikësit SparkFun ndihmoi jashtëzakonisht; duke u mësuar me nevojën për të lidhur kunjat me Arduino dhe si të përdor një dërrasë buke.

Pastaj praktikova veçanërisht përdorimin e servos pasi e dija se kështu do të më duhej të kontrolloja kapakun për t'u rrotulluar. Së pari, duke praktikuar kontrollimin e kohës së tyre dhe më pas kombinimin e përdorimit me kushtet, kështu që unë mund të kontrolloj kur ato aktivizohen.

Pastaj hulumtova se çfarë sensorë të përdorim. Kishte dy lloje: Një sensor tejzanor (HC-SR04) dhe një sensor infra të kuqe (PIR Motion Sensor). Sensori tejzanor dërgon një impuls që kthehet më pas dhe lexohet nga HC-SR04, duke llogaritur kohën në këtë interval, për të përcaktuar distancën midis tij dhe vendndodhjes së kërcimit. Vendosa të përdor sensorin tejzanor për sensorin e brendshëm pasi zbulimi i distancës do të ishte më i dobishëm, veçanërisht pasi plehrat nuk lëshojnë shumë rrezatim. Pastaj vendosa se do të ishte më e lehtë të përdorja vetëm një HC-SR04 si për sensorin e brendshëm ashtu edhe për atë të jashtëm.

Duke studiuar në lidhje me ESP-8266, mësova shumë për mënyrën se si funksionon wifi. Mësova për pikat e hyrjes dhe pikat e stacionit. Mësova për serverët në internet si një opsion i mundshëm gjithashtu. Në fund. ESP është bordi i tij që mund të programohet tërësisht veçmas në Arduino. Kështu, madje është e mundur të bëhet i gjithë ky projekt vetëm duke e përdorur atë. Për të programuar ESP, e lidha me Arduino dhe lidhja GND në Arduino me Reset për ta çaktivizuar dhe për të vepruar si komunikues midis ESP dhe kabllit USB.

Më pas mësova se mund ta bëj ESP të veprojë si një klient që dëshiron të ketë qasje ose të kërkojë të dhëna nga një faqe në internet. Duke e ditur këtë, unë përdor faqen e internetit të IFTTT.com për të krijuar një aplet për të lidhur lidhëset e uebit me mesazhet SMS në tërësi, në mënyrë që kur të shkaktohet një ngjarje (kur një klient kërkon të dhëna nga një URL e veçantë, do të dërgonte një tekst).

Një gjë tjetër që hulumtova ishin rregullatorët e tensionit, diodat dhe rezistorët. Rezistentët ishin të nevojshëm që LED të lidhte LED me Arduino. Diodat dhe rregullatorët e tensionit ishin zgjidhjet e mundshme për fuqizimin e ESP-8266 pasi kërkon rreptësisht një 3.3V për Vcc. Rregullatori i tensionit ishte zgjidhja më e lehtë. Edhe pse ekziston një opsion 3.3V në Arduino, e mora atë si një mundësi për të mësuar më shumë.

Pas kësaj, mësova për kondensatorët pasi ato janë të nevojshme për një rregullator funksionimi të tensionit. Kondensatorët ndihmojnë në nivelimin e tensionit në rast se "kërcen" ose "lemzë" shumë. 2 kondensator elektrolitik dhe 1 qeramik është instalimi i zakonshëm për rregullatorët e tensionit.

Shumica e hulumtimit po përpiqej të korrigjoja kodin tim pasi kishte shumë gabime ndërsa po e bëja atë.

Hapi 3: Vështirësitë e hasura dhe si i kapërceva ato

Pjesa më e madhe e vështirësisë në fillim të semestrit ishte thjesht fakti që isha i papërvojë. As që kisha menduar ndonjëherë për të ndërtuar diçka më parë, kështu që kisha frikë të mos isha shumë ambicioze ose shumë e thjeshtë. Kjo është arsyeja pse e shtyva zgjedhjen e një ideje për kaq gjatë.

Për ta kapërcyer këtë, biseda me një të moshuar që kishte përvojë ndihmoi patjetër. Bryan ishte në gjendje të kritikonte idetë e mia dhe të më tregonte se cilat po shkonin në drejtimin e duhur dhe cilat po shkonin në drejtimin e gabuar. Ai më ndihmoi të kuptoja se duhej të merrja parasysh nivelin e aftësive të mia, burimet në të cilat kisha akses dhe menaxhimin e kohës.

Menaxhimi i kohës ishte gjithashtu shumë i vështirë për mua. Unë tashmë e di se kam një dobësi kur është fjala për menaxhimin e kohës, veçanërisht pasi ky semestër ishte tepër i mbushur pasi isha i mbingarkuar me 21 kredite.

Kishte raste kur më duhej të sakrifikoja duke punuar në projektin tim, por për ta kapërcyer këtë, i kushtova të paktën një orë kërkime gjatë fundjavave për të punuar në projekt, dhe çdo javë tjetër gjatë fundjavave për të shkuar në M5 për të punuar në të.

Një vështirësi tjetër që kisha ishte me mungesën e njohurive të mia me shumicën e pjesëve. Nuk e dija se si funksiononin apo cilat tela lidheshin ku. Për të kapërcyer këtë, mësova pasurinë e vlefshme të kërkimit të fletëve të të dhënave në internet, gjë që më ndihmoi të kuptoj se cila ishte inputi i nevojshëm i tensionit, dhe ku VCC, GND dhe inputet duhej të lidheshin. Mbaj mend që kam punuar në mënyrë specifike duke u përpjekur për të lidhur servot me detektorët e lëvizjes dhe kam qenë i frustruar sepse servos nuk funksiononin fare.

Kjo më bëri të provoja servos të ndryshëm, duke shpresuar se diçka nuk ishte në rregull me ta. Sidoqoftë, ata ende nuk funksionuan, që do të thoshte se duhej të ishte instalimi im ose kodi im. Pastaj u përpoqa të përdor një burim të jashtëm të energjisë duke i lidhur servoset me 4 bateri AA pasi kisha lexuar se ndonjëherë, USB -ja në një PC mund të mos japë tension të mjaftueshëm për t'i fuqizuar ato. Më në fund, vendosa të shikoja thjesht fletën e të dhënave dhe kuptova se ishte vetëm sepse instalimet e mia ishin të pasakta gjatë gjithë kohës.

Pengesa ime më e vështirë në këtë ishte përpjekja për të integruar komponentin WiFi në Arduino. Po shikoja shumë mësime në internet dhe thjesht kuptoja programimin sepse ishte e vështirë për mua të kuptoja. Sidoqoftë, një uebfaqe e veçantë më ndihmoi dhe më prezantoi me IFTTT. Unë besova se kisha arritur një fitore megjithatë, nuk e kuptova që bordet ishin të ndara dhe unë kisha përfunduar duke programuar bordet me kod të ndryshëm. Isha i mbërthyer për një javë duke u përpjekur të kuptoja se si t'i lidhja ato, por interneti nuk më ndihmoi. Për të kapërcyer këtë pengesë, më në fund thjesht kërkova ndihmën e Dr. Malloch. Unë jam një person shumë krenar dhe kam tendencë të dëshiroj të bëj gjëra vetëm. Ai më kishte ndihmuar më parë, megjithatë, nuk ishte një problem që kisha, por një diskutim i mënyrave të mundshme për t'iu qasur projektit tim. Thjesht duke pyetur Dr. Malloch zgjidhet menjëherë integrimi i ESP-8266 tim.

Ky projekt më ndihmoi të vendosja në vendin tim dhe të kuptoja se duhet të punoja dhe të kërkoja ndihmë nga njerëzit më shumë pasi inxhinieria nuk është një projekt solo, por një dinamikë e ekipit.

Hapi 4: Ndryshimet në M5 për të ndihmuar në thjeshtimin e procesit të të mësuarit

M5 ishte një mjet fantastik për mua këtë semestër. Ajo tashmë vjen me shumë burime për eksploruesit e rinj dhe veteranët me përvojë.

Unë mendoj se M5 mund të ndihmojë në thjeshtimin e procesit mësimor duke pasur më shumë punëtori për një larmi më të gjerë temash dhe duke i bërë ato më të shpallura. Mezi kisha dëgjuar për punëtoritë që po zhvilloheshin në M5, dhe të vetmet që dija ishin punëtoritë e saldimit.

Punëtori të tjera të tilla si "Si të punoni për të hartuar" ose "Si të përdorni printerin 3D" do të ishin gjithashtu të dobishme. Ndoshta ata i kanë këto punëtori, por unë kurrë nuk kam qenë në gjendje të dëgjoj për to.

Hapi 5: Ajo që arrita në fund

Unë kam qenë në gjendje të bëj një kosh plehrash automatik

Më e rëndësishmja, megjithatë, mësova rëndësinë e menaxhimit të kohës, si të ndërtoj qarqe dhe të përdor pjesë elektronike. Mësova për Arduino-n, valët dhe ndijimin, rezistorët, panelet, WiFi, ESP-8266, serverët në internet, rregullatorët e tensionit, diodat, etj. Isha në gjendje të arrija pikërisht atë që kisha në mendje. Për të fituar një kuptim të një niveli praktik në lidhje me elektronikën dhe qarkun.

Ai gjithashtu ndezi një zjarr krijues tek unë pasi krijimi i këtij projekti, megjithëse ndonjëherë jashtëzakonisht zhgënjyes, ishte shumë argëtues dhe shpërblyes për tu bërë. Së fundi, të kuptosh se si funksionon një pjesë ose të funksionosh kodin ashtu siç doja, ia vlente orët e ndryshimeve dhe ndryshimeve që duhej të bëja. Më ndihmoi të kuptoja se kjo është ajo që doja të bëja. Në fillim të semestrit, isha në mëdyshje për Inxhinierinë Elektrike dhe Kompjuterike pasi nuk kisha përvojë në të për të ditur nëse më pëlqente apo jo. Ashtu si dikush nuk e di nëse i pëlqen një sport, lojë video ose hobi nëse nuk e provon.

Arritja ime më e madhe nga kjo ishte të jesh në gjendje të them me besim se dua të vazhdoj me Inxhinieri Elektrike dhe Kompjuterike.

Hapi 6: Si mund të ndiqte dikush tjetër në gjurmët e mia

Nëse dikush është në të njëjtën situatë me të cilën isha në fillim të semestrit, unë do të rekomandoja të bëja të njëjtat hapa që i përshkrova në "Planet Origjinale dhe Progresi". Kjo me të vërtetë më ndihmoi të veçoja ngadalë se çfarë isha i interesuar të bëja dhe çfarë mund të bëja.

Konkretisht, për këtë projekt, unë do të përshkruaj më poshtë se si ta bëj një të tillë.

Hapi 1: Shkoni në IFTTT.com, regjistroni numrin tuaj të telefonit dhe më pas krijoni një aplet. Zgjidhni "nëse" të jenë bashkues uebi dhe "që" të jenë SMS. Pasi të jetë krijuar, kërkoni për Maker Webhooks në kutinë e kërkimit dhe klikoni në dokumentacion. Plotësoni informacionin me emrin tuaj të ngjarjes dhe kopjoni URL -në. Kjo është URL-ja që do të përdorni për kodin ESP-8266 që gjendet në fund.

Hapi 1: Lidhni ESP-8266 si të tillë:

RXD -> RX

TXD -> TX

KQV -> KQV

CH_PD KQV

GPIO0 -> GND

GND -> GND

Pastaj lidhni GND në Arduino me Reset në të për ta çaktivizuar atë.

Hapi 2: Shkruani kodin në fund dhe ngarkojeni në ESP-8266 (së pari shkarkoni tabelën esp-8266 në IDE). Pastaj shkëputeni ESP-8266.

Hapi 3: Lidhni servos me pin 8 dhe pin 9 në Arduino

Hapi 4: Lidhni sensorin e parë HC-SR04 me kunjat 10 dhe 13 (për trig dhe jehonë respektivisht). Pastaj lidhni të dytën me kunjat 11 dhe 12 (përsëri për trig dhe jehonë respektivisht).

Hapi 5: Lidhni LED RGB me kunjat 4 (e kuqe), 5 (jeshile) dhe 6 (blu).

Hapi 6: Lidhni GPIO2 me pin 2

Hapi 7: Shkruani kodin në fund (ECE_297_DP) dhe ngarkojeni atë në Arduino.

Hapi 8: Gjeni një kuti birre të vjetër të ricikluar dhe një copë kartoni për kapakun. Ngjitës i nxehtë popsicle ngjitet në servos dhe më pas ngjitni nxehtë servos në pjesën e brendshme të botit në secilën anë. Ngjiteni kapakun me shkopinj të salcës. Ngjitini dy sensorët në kapak (pjesa e brendshme është ajo që zbulon plehrat (kunjat 11 dhe 12) dhe pjesa e jashtme është ajo që zbulon lëvizjen (kunjat 10 dhe 13). Pastaj ngjiteni LED -in në krye të kapakut. Dhe ngjitni telat pas kutisë për të fshehur telat e shëmtuar.

Hapi 7: Çfarë do të bëja më pas

Duke ecur përpara në projekt, kisha disa ide për të zbatuar një alarm të shëndoshë përveç LED. Për shkak se kam marrë ESP-8266 për të punuar, vendosa të mos punoja. Sidoqoftë, nëse do të ecja përpara, do të ishte interesante të shtoja një të tillë dhe të mërzisja njerëzit që të hiqnin plehrat.

Gjithashtu, do të më pëlqente të punoja në një projekt më definitiv, pasi kjo është kryesisht një dëshmi e projektit të konceptit. Nëse do të ecja përpara, do të kisha përdorur një kosh plehrash ose një enë plastike më të rëndë. Për më tepër, do të më pëlqente të isha më efikas me instalimet elektrike pasi është shumë e çrregullt.

Një alternativë për ESP-8266 që po shikoja ndërsa isha e shqetësuar se nuk do të isha në gjendje ta integroja atë ishte duke përdorur një modul Bluetooth. Miku im Sean më kishte përmendur se ai kishte bërë më parë një projekt në të kaluarën ku duhej të dërgonte të dhëna nga projekti i tij në telefonin e tij dhe përdorte një modul Bluetooth. Ai tha se ishte relativisht e lehtë. Sidoqoftë, unë e punova modulin WiFi para se të bëja ndonjë punë serioze detektive në të. Unë mendoj se do të ishte interesante të shihja se ku do të më kishte çuar ajo rrugë.

Për më tepër, do të kisha dashur të zbatoja pjesën e "mbështjelljes automatike të qeseve të plehrave", por kjo është ende jashtë ligës sime për momentin. Ndoshta në një kohë të ardhshme, unë do ta rishqyrtoj këtë projekt dhe do të përpiqem ta bëj atë më efikas.