Автоматты қоқыс жәшігі: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Бұл қоқыс жәшігінің автоматты ашылуын анықтайтын қозғалыс. Wi -Fi байланысы бар және ол толған кезде мәтіндік хабар жібереді. Бұл Массачусетс университетінде ECE -297DP үшін жасалған - Амхерст. Бұл курстың негізгі мақсаты-электроникамен тәжірибе жинақтау, өйткені мен өз құрбыларымнан артта қалғандай болдым және өз дәрістерімнен алған білімдерімді тәжірибелік жұмыспен ұштастыру маған пайдалы болды.

Қажетті материалдар:

- 1 рет Arduino Uno

- 1x ESP-8266

- 2x Microservos

- 2x ультрадыбыстық HC-SR04 қозғалыс детекторлары

- 1 рет RBG жарық диоды

- 3x 330 дюймдік резисторлар

- 1х 3,3 кернеу реттегіші

- 2x 100 uF электролиттік конденсатор

- 1x 0,1 uF керамикалық конденсатор

- 1x Corona Extra 12 пакеттен тұратын Longneck бөтелке сырасы бар контейнер

1 -қадам: бастапқы жоспарлар мен прогресс

Семестрдің басында мен не істегім келетінін жоспарламадым. Мен бұл сыныпқа ойға келместен секірдім. Сондықтан мен әуесқойлық электроника әлемінде баяу жүрудің қарапайым әдісін ойлап таптым.

Қадамдар:

1. Arduino негіздерін үйреніңіз

- Бұл стартер жинағымен бірге келетін SparkFun өнертапқыштар нұсқаулығын орындау арқылы жасалды. Бұл маған резисторлардың, светодиодтардың, пьезо элементтердің (дыбыстың), сезудің және Arduino көмегімен жалпы кодтаудың негіздерін үйренуге мүмкіндік берді.

2. DIY Arduino онлайн жобаларын қараңыз

- Бұл креативті және пайдалы электрониканы жасауға шабыт табу болды

3. Мен жасағым келген нәрсені табу үшін шабытты қолданыңыз

- Мен жалқау адам болғандықтан және келесі семестрде достарым жақсы тазаламайтындықтан, мен автоматты қоқыс жәшігін жасауды шештім.

Бұл үшін бастапқы жоспар құрдастарымның бірі, компьютерлік инженериядан басқа студент Брайан Таммен сөйлесуден келді. Онымен менің дизайнымды сынға алуды дауыстап талқылау маған дизайн процесін түсінуге көмектесті. Проблеманы шешу және оны шешу қаншалықты мүмкін болмайтынына қарамастан, содан кейін бұл жобаны қалай жасау керектігі туралы пікірталас. Бұл маған инженерлік жобалау үшін атаққұмарлық пен шығармашылық маңызды екенін үйретті.

Бастапқыда мен қоқыс жәшігінің қашан толғанын анықтайтын автоматты түрде қоқыс жәшігін жасағым келді, содан кейін сөмкені жауып немесе орап алғым келді. Мұны жобалаудың мүмкін жолдарын зерттегеннен кейін, бұл менің қолымнан келмейтінін түсіндім. Осылайша мен мақсатты сәл өзгерттім - ол толған кезде мәтінді жіберетін қоқыс жәшігін жасау.

Семестрдің соңында мен мәтінді жіберу үшін WiFi компонентін біріктіруде қиындыққа тап болдым және алаңдадым, сондықтан дабыл жүйесі ретінде басқа баламаларды ойладым. Мен қоқыс шығарылмайынша тоқтамайтын тітіркендіргіш дыбыс шығару үшін пьезо элементтеріне қарадым. Сонымен қатар, мен қоқыс деңгейін көрсету үшін түрлі түсті жарықдиодты жарықдиодты қолдануды қарастырдым.

Мұны істеу үшін екі сенсор қажет: біреуі қолдың үстінде тұрғанын сезуі үшін, ал ішкі жағы қоқыс деңгейін анықтау үшін. Бастапқыда тек WiFi модулі мәтінді дабыл ретінде жібереді, бірақ семестрдің соңына қарай мен мұны қолдау үшін қоқыс жәшігінің жоғарғы жағына жарық қосуды шештім.

Бұл мен тоқтап қалған жобаның соңы.

2 -қадам: Зерттеу

Бұл сынаққа дайындалу үшін мен көп нәрсені зерттедім.

Алдымен мен Arduino кодтаудың жалпы әдісі туралы зерттеймін. SparkFun өнертапқыштар жиынтығымен жаттығу үлкен көмектесті; Мен түйреуіштерді Arduino -ға қосуға және нан тақтасын қолдануға үйрендім.

Содан кейін мен серво пайдалануға ерекше тәжірибе жасадым, себебі мен қақпақты айналдыру үшін оны қалай басқару керектігін білдім. Алдымен, олардың уақытын бақылауды үйренемін, содан кейін оларды шартты түрде біріктіремін, осылайша мен олардың іске қосылғанын басқара аламын.

Содан кейін мен қандай сенсорларды қолдану керектігін зерттедім. Екі түрі болды: ультрадыбыстық сенсор (HC-SR04) және инфрақызыл сенсор (PIR қозғалыс сенсоры). Ультрадыбыстық датчик импульсті жібереді, содан кейін оны кері қайтарады және оны HC-SR04 оқиды, осы аралықтағы уақытты есептеп, оның арасындағы қашықтық пен серпілу орнын анықтайды. Мен ультрадыбыстық сенсорды ішкі сенсор үшін қолдануды шештім, өйткені қашықтықты анықтау пайдалы болар еді, әсіресе қоқыс көп сәуле шығармайды. Содан кейін мен ішкі және сыртқы сенсор үшін HC-SR04 пайдалану оңайырақ деп шештім.

ESP-8266 туралы зерттеулер жүргізе отырып, мен WiFi-дің қалай жұмыс істейтіні туралы көп білдім. Мен кіру нүктелері мен бекеттер туралы білдім. Мен веб -серверлер туралы мүмкін нұсқасы ретінде білдім. Соңында. ESP - бұл Arduino -ға бөлек бағдарламаланатын жеке тақта. Осылайша, бұл жобаны тек оны пайдалану арқылы жасауға болады. ESP -ті бағдарламалау үшін мен оны Arduino -ға қосып, Arduino -дағы GND -ді қалпына келтіру үшін қостым, оны өшіріп, оны ESP пен USB кабелі арасында коммуникатор ретінде қызмет етемін.

Содан кейін мен ESP -ті веб -сайттағы деректерге қол жеткізгісі келетін немесе сұрайтын клиент ретінде жасай алатынымды білдім. Осыны біле отырып, мен IFTTT.com веб -сайтын қолдандым, ол веб -ілмектерді SMS -хабарламалармен байланыстыру үшін апплет жасау үшін, оқиға басталған кезде (клиент белгілі бір URL мекенжайынан деректерді сұрағанда, ол мәтінді жібереді).

Мен зерттеген тағы бір нәрсе - кернеу реттегіштері, диодтар мен резисторлар. Светодиодты Arduino -ға қосу үшін резисторлар қажет болды. Диодтар мен кернеу реттегіштері ESP-8266-ны қуаттандырудың мүмкін болатын шешімдері болды, себебі ол Vcc үшін 3,3 В кернеуді қатаң алады. Кернеу реттегіші ең оңай шешім болды. Arduino -да 3.3В нұсқасы бар болса да, мен оны көбірек білуге мүмкіндік ретінде пайдаландым.

Осыдан кейін мен конденсаторлар туралы білдім, себебі олар кернеу реттегішінің жұмыс істеуі үшін қажет. Конденсаторлар «секіреді» немесе «ысқырады», шамадан тыс кернеуді төмендетуге көмектеседі. 2 электролиттік және 1 керамикалық конденсатор - кернеу реттегіштерінің әдеттегі қондырғысы.

Зерттеудің көп бөлігі менің кодты түзетуге тырысты, себебі мен жасаған кезде көптеген қателіктер болды.

3 -қадам: Қиындықтар мен оларды қалай жеңдім

Семестрдің басындағы қиындықтың көп бөлігі - менің тәжірибемнің аздығы. Мен бұрын -соңды бірдеңе салу туралы ешқашан ойламаған едім, сондықтан мен тым өршіл немесе тым қарапайым болудан қорқатынмын. Сондықтан мен идеяны таңдауды ұзақ уақытқа қалдырдым.

Мұны жеңу үшін тәжірибесі бар қарт адаммен сөйлесу көмектесті. Брайан менің ойымды сынға алып, қайсысы дұрыс бағытта, қайсысы бұрыс бағытта жүргенін айта алды. Ол маған біліктілік деңгейімді, қол жетімді ресурстар мен уақытты басқаруды ескеру керектігін түсінуге көмектесті.

Тайм -менеджмент маған да өте қиын болды. Уақытты басқаруда менің әлсіздігім бар екенін білемін, әсіресе бұл семестр 21 кредитке шамадан тыс жүктелгендіктен керемет болды.

Мен өз жобамды құрбан етуге мәжбүр болған кездер болды, бірақ мен оны жеңу үшін демалыс күндері кем дегенде бір сағат зерттеуді жобамен жұмыс істеуге арнадым, ал әр апта сайын демалыс күндері M5 -ке барып жұмыс істедім.

Тағы бір қиындық менің көп бөліктерді білмеуім болды. Мен олардың қалай жұмыс істейтінін немесе қандай сымдар қайда қосылғанын білмедім. Мұны жеңу үшін мен кернеудің кернеуінің керектігін және VCC, GND және кірістерді қай жерде сымдау керектігін түсінуге көмектесетін мәліметтер кестесін онлайн режимінде іздеудің құнды қасиетін білдім. Серваларды қозғалыс детекторларына қосуға тырысып, серво мүлде жұмыс істемегендіктен көңілі қалғаны есімде.

Бұл мені бірдеңе дұрыс емес деп үміттеніп, әр түрлі серводы көруге итермеледі. Алайда, олар әлі де жұмыс істемеді, бұл менің сым немесе менің коды болуы керек дегенді білдіреді. Мен сервистерді 4 АА батареяларына қосу арқылы сыртқы қуат көзін қолдануға тырыстым, мен оқығанымдай, кейде компьютердегі USB оларды қуаттандыру үшін жеткілікті кернеу бермеуі мүмкін. Ақырында, мен деректер кестесін қарап шығуды шештім және бұл менің сымдарым үнемі дұрыс жұмыс істемегендіктен болғанын түсіндім.

Менің ең қиын кедергіім - WiFi компонентін Arduino -мен біріктіру. Мен интернеттен көптеген оқулықтарды іздедім және бағдарламалауды түсіну маған қиын болды. Дегенмен, бір веб -сайт маған көмектесті және мені IFTTT -мен таныстырды. Мен жеңіске жеттім деп сендім, бірақ мен тақталардың бөлек екенін түсінбедім және тақтаны басқа кодпен бағдарламалауды аяқтадым. Мен бір апта бойы оларды қалай қосуға болатынын білмедім, бірақ интернет көмектеспеді. Бұл кедергіні жеңу үшін мен ақырында доктор Маллохтан көмек сұрадым. Мен өте мақтаншақ адаммын және жалғыз нәрсені істегім келеді. Ол маған бұрын көмектесті, бірақ бұл менің проблемам емес, менің жобамның мүмкін болатын жолдарын талқылау болды. Доктор Маллохтан сұрау менің ESP-8266 қондырғысын бірден шешті.

Бұл жоба мені өз орнына қоюға көмектесті және мен жұмыс істеуім керек екенін түсіндім және адамдардан көмек сұрауым керек, өйткені инженерия - бұл жеке жоба емес, командалық динамика.

4 -қадам: Оқу процесін жеңілдетуге көмектесу үшін M5 -ке өзгерістер

M5 бұл семестрде мен үшін керемет құрал болды. Бұл жаңа зерттеушілер мен тәжірибелі ардагерлер үшін көптеген ресурстармен бірге келеді.

Менің ойымша, M5 әр түрлі тақырыптар бойынша көбірек семинарлар өткізу және оларды жария ету арқылы оқу процесін реттеуге көмектеседі. Мен M5 -те өтіп жатқан семинарлар туралы әрең естідім, мен тек қана дәнекерлеу шеберханалары туралы білдім.

«Дизайнды қалай жүргізу керек» немесе «3D принтерді қалай пайдалану керек» сияқты басқа да семинарлар пайдалы болады. Мүмкін оларда мұндай семинарлар бар шығар, бірақ мен олар туралы ешқашан естімедім.

5 -қадам: Мен соңында не істедім

Мен автоматты қоқыс жәшігін жасай алдым

Ең бастысы, мен уақытты басқарудың маңыздылығын, схемаларды құру мен электронды бөлшектерді қолдануды үйрендім. Мен Arduino, толқындар мен сенсорлар, резисторлар, тақталар, WiFi, ESP-8266, веб-серверлер, кернеу реттегіштері, диодтар және т.б. туралы білдім. Электроника мен схема туралы практикалық деңгей туралы түсінік алу.

Бұл менде шығармашылық отты тудырды, өйткені бұл жобаны құру кейде өте ренжіткенімен, өте қызықты және пайдалы болды. Ақырында, бөліктің қалай жұмыс істейтінін түсіну немесе кодты қалағанымдай жұмыс істеу керек болды, мен бірнеше сағаттық өзгерістер мен өзгертулерге тұрарлық болдым. Бұл маған жасағым келетінін түсінуге көмектесті. Семестрдің басында мен электротехника мен есептеу техникасы туралы ойланбадым, өйткені менде бұл тәжірибе жоқ, маған ұнады ма, жоқ па, білмедім. Біреу спортты, видео ойынды немесе хоббиді ұнатпайтынын білмесе, қалай болмасын.

Менің ең үлкен жетістігім - электротехника мен есептеу техникасын жалғастырғым келетінін сенімді түрде айту.

6 -қадам: Басқалар қалай менің ізіммен жүре алады

Егер біреу мен семестрдің басында болған жағдайға тап болса, мен «Оригинальды жоспарлар мен прогресс» бөлімінде баяндалған қадамдарды орындауды ұсынар едім. Бұл маған нені қызықтыратынымды және не істей алатынымды біртіндеп анықтауға көмектесті.

Атап айтқанда, бұл жоба үшін мен оны қалай жасау керектігін төменде сипаттаймын.

1 -қадам: IFTTT.com сайтына өтіңіз, телефон нөміріңізді тіркеңіз, содан кейін апплет жасаңыз. Webhooks болу үшін «if» және SMS болу үшін «that» таңдаңыз. Ол жасалғаннан кейін іздеу жолағында Maker Webhooks іздеп, құжаттаманы нұқыңыз. Өзіңіздің оқиға атыңызбен ақпаратты толтырыңыз және URL мекенжайын көшіріңіз. Бұл төменгі жағында орналасқан ESP-8266 коды үшін қолданылатын URL.

1-қадам: ESP-8266 жалғаңыз:

RXD -> RX

TXD -> TX

VCC -> VCC

CH_PD VCC

GPIO0 -> GND

GND -> GND

Содан кейін Arduino -дағы GND -ді өшіру үшін оны қалпына келтіруге қосыңыз.

2-қадам: Төменгі жағындағы кодты енгізіңіз және оны ESP-8266-ге жүктеңіз (алдымен esp-8266 тақтасын IDE-ге жүктеңіз). Содан кейін ESP-8266 ажыратыңыз.

3 -қадам: Серверлерді Arduino -дегі 8 және 9 -пинге қосыңыз

4-қадам: Бірінші HC-SR04 датчигін 10 және 13 түйреуіштерге қосыңыз (тиісінше триггер мен жаңғырық үшін). Содан кейін екіншісін 11 және 12 түйреуіштерге қосыңыз (сәйкесінше триг және жаңғырық үшін).

5 -қадам: RGB светодиодын 4 (қызыл), 5 (жасыл) және 6 (көк) түйреуіштерге қосыңыз.

6 -қадам: GPIO2 -ді 2 -істікке қосыңыз

7 -қадам: Төменгі жағындағы кодты енгізіңіз (ECE_297_DP) және оны Arduino -ға жүктеңіз.

8 -қадам: ескі қайта өңделген сыра қорапшасы мен қақпақ үшін картон бөлігін табыңыз. Попсикула ыстық желіммен сервоға жабысады, содан кейін екі жағынан боттың ішкі жағына ыстық желім жабыстырылады. Попицик таяқшаларына қақпақты жабыстырыңыз. Екі сенсорды қақпақшаға жабыстырыңыз (ішкі жағы қоқысты анықтайтын (түйреуіш 11 және 12), ал сырты қозғалысты анықтайтын (түйреуіш 10 және 13). Содан кейін жарық диодты қақпақтың жоғарғы жағына жабыстырыңыз. Жағымсыз сымдарды жасыру үшін қораптың артындағы сымдарды таспамен бекітіңіз.

7 -қадам: Мен әрі қарай не істейтін едім

Жобаны алға жылжыта отырып, менде жарық диодына қосымша дыбыстық дабылды іске асыру туралы бірнеше идеялар болды. Мен жұмысқа ESP-8266 алғандықтан, мен істемеуге шешім қабылдадым. Алайда, егер мен алға жылжитын болсам, біреуін қосып, қоқысты шығаруға адамдарды ренжіту қызықты болар еді.

Сонымен қатар, мен нақтырақ жобада жұмыс жасағым келеді, себебі бұл көбінесе тұжырымдамалық жобаның дәлелі. Егер мен алға жылжитын болсам, мен қоқыс жәшігін немесе үлкен пластикалық ыдысты қолданар едім. Сонымен қатар, мен сыммен жұмыс жасауды тиімдірек жүргізгім келеді, себебі ол өте лас.

Мен ESP-8266-ға баламалы, мен оны біріктіре алмадым деп уайымдаған кезде Bluetooth модулін қолдандым. Менің досым Шон маған бұрын жоба жасағанын айтты, онда ол өз жобасынан телефонға деректерді жіберіп, Bluetooth модулін қолданды. Оның айтуынша, бұл салыстырмалы түрде оңай. Дегенмен, менде детективтік жұмыс жасамас бұрын WiFi модулі жұмыс істеді. Менің ойымша, бұл жол мені қайда апаратынын білу қызықты болар еді.

Бұдан басқа, мен «қоқыс жәшігін автоматты түрде орау» бөлігін енгізуді ұнататын едім, бірақ бұл әлі күнге дейін менің лигамнан тыс. Мүмкін болашақта мен бұл жобаны қайта қарап, оны тиімдірек етуге тырысатын шығармын.