ავტომატური ნაგვის ურნა: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ეს არის მოძრაობის ამოცნობის ავტომატური ნაგვის ურნა. მას აქვს wifi კავშირი და აგზავნის ტექსტურ შეტყობინებას, როდესაც ის სავსეა. ეს დამზადებულია ECE -297DP მასაჩუსეტსის უნივერსიტეტში - ამჰერსტი. ამ კურსის მთავარი მიზანი იყო პრაქტიკული ელექტრონიკის გამოცდილების მოპოვება, რადგან ვგრძნობდი, რომ ჩემი თანატოლების უკან ვიყავი და ისარგებლებდა ჩემი ლექციებიდან ნასწავლის გამოცდილების გამოცდილებასთან შეთავსებით.

საჭირო მასალები:

- 1x Arduino Uno

- 1x ESP-8266

- 2x მიკროსერვო

- 2x ულტრაბგერითი HC-SR04 მოძრაობის დეტექტორები

- 1x RBG LED

- 3x 330 Ω რეზისტორები

- 1x 3.3 ძაბვის რეგულატორი

- 2x 100 uF ელექტროლიტური კონდენსატორი

- 1x 0.1 uF კერამიკული კონდენსატორი

- 1x Corona Extra 12 შეფუთვა Longneck ბოთლის ლუდის კონტეინერი

ნაბიჯი 1: ორიგინალური გეგმები და პროგრესი

სემესტრის დასაწყისში მე არ მქონდა გეგმები, რისი გაკეთება მინდოდა. ამ კლასში შევედი იდეის გარეშე. ასე რომ, დასაწყისისთვის შევიმუშავე მარტივი გზა ჩემთვის ნელ -ნელა გადამეყარა თავი ჰობი ელექტრონიკის სამყაროში.

ნაბიჯები:

1. ისწავლეთ არდუინოს საფუძვლები

- ეს გაკეთდა SparkFun გამომგონებლის სახელმძღვანელოს დაცვით, რომელიც მოდის დამწყებ ნაკრებთან ერთად. მან მომცა საშუალება არდუინოსთან ერთად მესწავლა რეზისტორების, LED- ების, პიეზო ელემენტების (ბგერის), ზონდირებისა და ზოგადი კოდირების საფუძვლები.

2. შეხედეთ DIY Arduino– ს ონლაინ პროექტებს

- ეს იყო რაღაც შთაგონების პოვნა შემოქმედებითი და სასარგებლო ელექტრონიკის შესაქმნელად

3. გამოიყენეთ შთაგონება, რომ იპოვოთ ის, რისი გაკეთებაც მინდოდა

- იმის გამო, რომ მე ზარმაცი ადამიანი ვარ და რადგანაც ჩემი მეგობრები, რომლებთანაც მომავალ სემესტრში ვცხოვრობ, კარგად არ იწმინდება, გადავწყვიტე ავტომატური ნაგვის ურნის გაკეთება.

ამის თავდაპირველი გეგმა მოვიდა ერთ ჩემს თანატოლ მენტორთან, ბრაიან ტამთან, კომპიუტერის ინჟინერიის სხვა სტუდენტთან საუბარში. მასთან ხმამაღლა მსჯელობა ჩემი დიზაინის კრიტიკით დამეხმარა დიზაინის პროცესის გაგებაში. პრობლემის მიღების პროცესი და გამოსავლის მოფიქრება, რაც არ უნდა მიუღწეველი იყოს, შემდეგ კი მსჯელობა იმაზე, თუ როგორ უნდა მოხდეს ეს პროექტი. მან მასწავლა, რომ ამბიცია და კრეატიულობა უმთავრესია საინჟინრო დიზაინში.

თავიდან მინდოდა გამეკეთებინა ნაგვის ურნა, რომელიც ავტომატურად გამოავლენდა, როდესაც ნაგვის ურნა სავსე იყო, შემდეგ კი ჩანთას ვხურავდი ან ვფუთავდი. ამის შემუშავების შესაძლო გზების კვლევის შემდეგ მივხვდი, რომ ეს ჩემი ხელიდან შორს იყო. ამრიგად, მე ოდნავ შევცვლი მიზანს - გავაკეთო ნაგვის ურნა, რომელსაც შეუძლია ტექსტის გაგზავნა, როდესაც ის სავსეა.

სემესტრის ბოლოს მივდიოდი, მე მიჭირდა WiFi კომპონენტის ინტეგრირება ტექსტის გასაგზავნად და შეშფოთებული ვიყავი, ასე რომ მე ვიფიქრე სხვა ალტერნატივებზე, როგორც სიგნალიზაციის სისტემა. მე პიეზო ელემენტებისკენ გავიხედე, რათა გამეღვიძებინა შემაშფოთებელი ხმა, რომელიც არ შეჩერდებოდა ნაგვის გატანამდე. ასევე, მე შევხედე LED- ების გამოყენებას სხვადასხვა ფერის შესაქმნელად ნაგვის დონის მითითების მიზნით.

ამის შესაქმნელად, ორი სენსორი იქნებოდა საჭირო: ერთი გარედან რომ იგრძნოს, როდესაც ხელი მაღლა დგას მის გასახსნელად და ერთი შიგნიდან ნაგვის დონის დასადგენად. თავდაპირველად, მხოლოდ WiFi მოდული აგზავნიდა ტექსტს განგაშის სახით, მაგრამ სემესტრის ბოლოს, მე გადავწყვიტე, რომ ნაგვის ურნის თავზე დავამატო შუქი ამის მხარდასაჭერად.

ეს არის პროექტის დიზაინი, რომელზეც დავრჩი და ბოლომდე გავიარე.

ნაბიჯი 2: კვლევა

ამ განსაცდელის მოსამზადებლად, მე შევისწავლე მრავალი რამ.

ჯერ მე ვიკვლევ არდუინოს კოდირების ზოგად გზას. SparkFun გამომგონებლის ნაკრებთან ერთად ვარჯიშმა დიდად შეუწყო ხელი; შემეჩვია, რომ ქინძისთავები უნდა დავუკავშირო არდუინოს და როგორ გამოვიყენო პურის დაფა.

შემდეგ მე განსაკუთრებით გავვარჯიშე სერვო სერვისების გამოყენებაზე, რადგან ვიცოდი, რომ ასე მჭირდებოდა სახურავის კონტროლი როტაციისთვის. პირველ რიგში, ვვარჯიშობ მათი დროის გაკონტროლებაზე და შემდეგ გამოყენების პირობითებთან შერწყმაზე, ასე რომ მე შემიძლია გავაკონტროლო მათი გააქტიურება.

შემდეგ გამოვიკვლიე რა სენსორები გამოვიყენო. იყო ორი ტიპი: ულტრაბგერითი სენსორი (HC-SR04) და ინფრაწითელი სენსორი (PIR მოძრაობის სენსორი). ულტრაბგერითი სენსორი აგზავნის პულსს, რომელიც უკან იბრუნებს და იკითხება HC-SR04– ით, ითვლის დროს ამ ინტერვალში, რათა დადგინდეს მანძილი მასსა და გადახრის ადგილს შორის. მე გადავწყვიტე გამოვიყენო ულტრაბგერითი სენსორი შიდა სენსორისთვის, რადგან მანძილის გამოვლენა უფრო გამოსადეგი იქნება, მით უმეტეს, რომ ნაგავი არ გამოსცემს დიდ რადიაციას. შემდეგ გადავწყვიტე, რომ უფრო ადვილი იქნებოდა მხოლოდ HC-SR04- ის გამოყენება როგორც შიდა, ასევე გარე სენსორისთვის.

ESP-8266– ის შესახებ შესწავლისას, ბევრი რამ ვისწავლე wifi– ს მუშაობის შესახებ. გავიგე წვდომის წერტილებისა და სადგურის წერტილების შესახებ. მე ვისწავლე ვებ სერვერების შესახებ, როგორც შესაძლო ვარიანტიც. Ბოლოში. ESP არის საკუთარი დაფა, რომლის დაპროგრამება შესაძლებელია ცალკე Arduino– ზე. ამრიგად, შესაძლებელია თუნდაც ამ პროექტის განხორციელება მხოლოდ მისი გამოყენებით. ESP– ის დასაპროგრამებლად, მე დავუკავშირე ის Arduino– ს და Arduino– ში დავუკავშირე GND– ს გადატვირთვა, რომ გამორთო და ვიმოქმედო როგორც კომუნიკატორი ESP– სა და USB კაბელს შორის.

შემდეგ გავიგე, რომ შემიძლია ESP ვიმოქმედო როგორც კლიენტი, რომელსაც სურს ვებგვერდზე მონაცემების წვდომა ან მოთხოვნა. ამის ცოდნით, მე ვიყენებ IFTTT.com ვებსაიტს, რომ შევქმნა აპლეტი, რომ დავუკავშირო ვებგვერდები SMS– ის ტექსტურ ტექსტს მთლიანობაში ისე, რომ როდესაც მოვლენა დაიწყება (როდესაც კლიენტი ითხოვს მონაცემებს კონკრეტული URL– დან, ის გამოაგზავნის ტექსტს).

სხვა რამ, რაც მე გამოვიკვლიე იყო ძაბვის რეგულატორები, დიოდები და რეზისტორები. რეზისტენტებისთვის საჭირო იყო LED, რომ დაეკავშირა LED არდუინოს. დიოდები და ძაბვის რეგულატორები იყო შესაძლო გადაწყვეტილებები ESP-8266– ის გააქტიურებისათვის, რადგან ის მკაცრად იღებს 3.3 V Vcc– ს. ძაბვის რეგულატორი იყო ყველაზე მარტივი გამოსავალი. მიუხედავად იმისა, რომ არდუინოზე არის 3.3 ვ ვარიანტი, მე ის გამოვიყენე იმისთვის, რომ მეტი გამეგო.

ამის შემდეგ გავიგე კონდენსატორების შესახებ, რადგან ისინი აუცილებელია ძაბვის მარეგულირებლის ფუნქციონირებისათვის. კონდენსატორები ხელს უწყობენ ძაბვის გათანაბრებას იმ შემთხვევაში, თუ ის ძალიან „იბრუნებს“ან „იჩხუბებს“. 2 ელექტროლიტური და 1 კერამიკული კონდენსატორი არის ჩვეულებრივი კონფიგურაცია ძაბვის რეგულატორებისთვის.

კვლევის უმეტესი ნაწილი ცდილობდა ჩემი კოდის გამოსწორებას, რადგან მე მას ვაკეთებდი ბევრი შეცდომა.

ნაბიჯი 3: სირთულეები და როგორ გადავლახე ისინი

სემესტრის დასაწყისში სირთულეების დიდი ნაწილი იყო ის ფაქტი, რომ მე გამოუცდელი ვიყავი. მე არასოდეს მიფიქრია იმაზე, რომ რაიმე შემექმნა აქამდე, ასე რომ მეშინოდა არც ძალიან ამბიციური და არც ძალიან უბრალო. ამიტომაც გადავწყვიტე ამდენი ხანი იდეის არჩევა.

ამის დასაძლევად, უფროსთან საუბარი, რომელსაც ჰქონდა გამოცდილება, ნამდვილად დაეხმარა. ბრაიანმა შეძლო ჩემი იდეების კრიტიკა და მითხრა, რომელი სწორი მიმართულებით მიდიოდა და რომელი არასწორი მიმართულებით. ის დამეხმარა გააცნობიეროს, რომ მე უნდა გავითვალისწინო ჩემი უნარ -ჩვევების დონე, რესურსი, რომელზეც შევედი და დროის მენეჯმენტი.

დროის მენეჯმენტიც ძალიან გამიჭირდა. მე უკვე ვიცი, რომ მე მაქვს სისუსტე, როდესაც საქმე ეხება დროის მენეჯმენტს, განსაკუთრებით მას შემდეგ, რაც ეს სემესტრი წარმოუდგენლად დატვირთული იყო, რადგან მე 21 კრედიტით ვიყავი გადატვირთული.

იყო შემთხვევები, როცა ჩემს პროექტზე მუშაობის შეწირვა მიწევდა, მაგრამ ამის დასაძლევად შაბათ -კვირას მინიმუმ ერთი საათი კვლევა დავუთმე პროექტზე სამუშაოს და ყოველ მეორე კვირას შაბათ -კვირას მივდიოდი M5– ში სამუშაოდ.

კიდევ ერთი სირთულე მე მქონდა ცოდნის ნაკლებობა ბევრ ნაწილთან. არ ვიცოდი როგორ მუშაობდნენ ან რა მავთულები აკავშირებდა სად. ამის დასაძლევად, მე ვისწავლე მონაცემთა ცხრილების მოძიების ღირებული აქტივი, რაც დამეხმარა იმის გაგებაში, თუ რა იყო საჭირო ძაბვის შეყვანა და სად იყო საჭირო VCC, GND და შეყვანის დაკავშირება. მახსოვს, კონკრეტულად ვმუშაობდი სერვოების მოძრაობის დეტექტორებთან დაკავშირებაზე და იმედგაცრუებული ვიყავი, რადგან სერვოები საერთოდ არ მუშაობდნენ.

ამან მიბიძგა სხვადასხვა სერვისების გამოსაცდელად, იმ იმედით, რომ მათთან რაღაც არ იყო. თუმცა, ისინი მაინც არ მუშაობდნენ, რაც იმას ნიშნავდა, რომ ეს უნდა ყოფილიყო ჩემი გაყვანილობა, ან კოდი. შემდეგ შევეცადე გამოვიყენო გარე ენერგიის წყარო, სერვეები 4 AA ბატარეასთან დავუკავშირე, რადგან წამიკითხავს, რომ ხანდახან კომპიუტერზე USB- მა შეიძლება არ მისცეს საკმარისი ძაბვა მათ ენერგიაზე. საბოლოოდ, მე გადავწყვიტე უბრალოდ შევხედო მონაცემთა ცხრილს და მივხვდი, რომ ეს მხოლოდ იმიტომ იყო, რომ ჩემი გაყვანილობა არასწორი იყო მთელი დროის განმავლობაში.

ჩემი ყველაზე რთული დაბრკოლება იყო WiFi კომპონენტის Arduino– სთან ინტეგრირება. მე ვეძებდი ბევრ გაკვეთილს ინტერნეტით და უბრალოდ მესმოდა პროგრამირება, რომლის გაგებაც გამიჭირდა. თუმცა, ერთი კონკრეტული ვებ გვერდი დამეხმარა და გამაცნო IFTTT. მე მჯეროდა, რომ მე მივაღწიე გამარჯვებას, მაგრამ მე ვერ მივხვდი, რომ დაფები ცალკე იყო და მე დავამთავრე დაფების დაპროგრამება სხვადასხვა კოდით. ერთი კვირა დავრჩებოდი და ვცდილობდი გამერკვია როგორ შემეერთებინა ისინი მაგრამ ინტერნეტი არ შველოდა. ამ დაბრკოლების დასაძლევად, მე საბოლოოდ უბრალოდ ვითხოვე დოქტორ მალოხის დახმარება. მე ძალიან ამაყი ადამიანი ვარ და მიჩნდება სურვილი, რომ საქმეები მარტო გავაკეთო. მან ადრე დამეხმარა, მაგრამ ეს არ იყო ჩემი პრობლემა, არამედ იყო განხილვა ჩემი პროექტისადმი მიდგომის შესაძლო გზების შესახებ. უბრალოდ დოქტორ მალოხის თხოვნა მაშინვე გადაწყდა ჩემი ESP-8266- ის ინტეგრირება.

ეს პროექტი დამეხმარა ჩემს ადგილას და მესმოდა, რომ მე უნდა ვმუშაობდე და ხალხს მეტი დახმარება ვთხოვო, რადგან ინჟინერია არ არის სოლო პროექტი, არამედ გუნდის დინამიკა.

ნაბიჯი 4: ცვლილებები M5– ში, რაც ხელს შეუწყობს სწავლის პროცესის გამარტივებას

M5 იყო ფანტასტიკური ინსტრუმენტი ჩემთვის ამ სემესტრში. მას უკვე აქვს ბევრი რესურსი ახალი მკვლევარებისთვის და გამოცდილი ვეტერანებისთვის.

მე ვფიქრობ, რომ M5 შეიძლება დაეხმაროს სწავლის პროცესის გამარტივებაში უფრო მეტი ვორქშოფის ჩატარებით უფრო მრავალფეროვანი თემების შესახებ და მათი უფრო გამოცხადებით. მე ძლივს გავიგე სემინარების შესახებ, რომლებიც ტარდებოდა M5– ში და ერთადერთი, რაც მე ვიცოდი, იყო შედუღების სახელოსნოები.

სხვა სემინარები, როგორიცაა "როგორ გავაგრძელოთ დიზაინი" ან "როგორ გამოვიყენოთ 3D პრინტერი" ასევე სასარგებლო იქნება. ალბათ მათ აქვთ ეს სემინარები, მაგრამ მე ვერასდროს მოვისმინე მათ შესახებ.

ნაბიჯი 5: რაც მე მივაღწიე ბოლოს

მე შევძელი ავტომატური ნაგვის ურნის გაკეთება

რაც უფრო მნიშვნელოვანია, მე ვისწავლე დროის მენეჯმენტის მნიშვნელობა, სქემების აგება და ელექტრონული ნაწილების გამოყენება. გავიგე არდუინოს, ტალღების და ზონდირების, რეზისტორების, დაფების, WiFi, ESP-8266, ვებ სერვერების, ძაბვის რეგულატორების, დიოდების და ა.შ. ელექტრონიკისა და მიკროსქემის შესახებ პრაქტიკული დონის გაგების მოსაპოვებლად.

მან ასევე გამოიწვია ჩემში შემოქმედებითი ცეცხლი, რადგან ამ პროექტის შექმნა, თუმცა ზოგჯერ ძალიან იმედგაცრუებული, ძალიან სახალისო და შრომატევადი იყო. საბოლოოდ იმის გაგება, თუ როგორ მუშაობს ნაწილი ან კოდის მუშაობა ისე, როგორც მინდოდა, ღირდა იმ შესწორებებისა და ცვლილებების საათებს, რაც უნდა გამეკეთებინა. ეს დამეხმარა იმის გაგებაში, რომ ეს არის რისი გაკეთებაც მინდოდა. სემესტრის დასაწყისში ვყოყმანობდი ელექტრო და კომპიუტერულ ინჟინერიაზე, რადგან არ მქონდა გამოცდილება, რომ გამეგო მომწონს თუ არა. ისევე როგორც ვიღაცამ არ იცის, მოსწონს თუ არა სპორტი, ვიდეო თამაში ან ჰობი, თუ არ შეეცდება.

ჩემი ყველაზე დიდი მიღწევა იყო ის, რომ შემიძლია დარწმუნებით ვთქვა, რომ მინდა გავაგრძელო ელექტრო და კომპიუტერული ინჟინერია.

ნაბიჯი 6: როგორ შეეძლო სხვას გაჰყოლოდა ჩემს კვალს

თუ ვინმე არის იმავე სიტუაციაში, როგორიც მე ვიყავი სემესტრის დასაწყისში, მე გირჩევთ გააკეთოთ იგივე ნაბიჯები, რომლებიც აღწერილია "ორიგინალური გეგმები და პროგრესი". ეს ნამდვილად დამეხმარა ნელ -ნელა გამოვყო რა მაინტერესებდა და რისი გაკეთებაც შემეძლო.

კერძოდ, ამ პროექტისთვის, მე ქვემოთ განვმარტავ, თუ როგორ უნდა გავაკეთო ერთი.

ნაბიჯი 1: გადადით IFTTT.com– ზე, დაარეგისტრირეთ თქვენი ტელეფონის ნომერი და შემდეგ შექმენით აპლეტი. შეარჩიეთ "თუ" იყოს ვებგვერდები და "რომ" იყოს SMS. მას შემდეგ რაც შეიქმნება, მოძებნეთ Maker Webhooks საძიებო ველში და დააწკაპუნეთ დოკუმენტაციაზე. შეავსეთ ინფორმაცია თქვენი საკუთარი ღონისძიების სახელით და დააკოპირეთ URL. ეს არის URL, რომელსაც თქვენ გამოიყენებთ ESP-8266 კოდისთვის, რომელიც ნაპოვნია ბოლოში.

ნაბიჯი 1: შეაერთეთ ESP-8266 როგორც ასეთი:

RXD -> RX

TXD -> TX

VCC -> VCC

CH_PD VCC

GPIO0 -> GND

GND -> GND

შემდეგ დაუკავშირეთ GND არდუინოზე მის გადატვირთვას, რომ გამორთოთ.

ნაბიჯი 2: შეიყვანეთ კოდი ბოლოში და ატვირთეთ იგი ESP-8266 (პირველად ჩამოტვირთეთ esp-8266 დაფა IDE– ზე). შემდეგ გამორთეთ ESP-8266.

ნაბიჯი 3: შეაერთეთ სერვისები პინ 8 -თან და პინ 9 არდუინოზე

ნაბიჯი 4: შეაერთეთ პირველი HC-SR04 სენსორი ქინძისთავებთან 10 და 13 (შესაბამისად ტრიგისა და ექოსთვის). შემდეგ მეორე დაუკავშირეთ პინებს 11 და 12 (ისევ ტრიგსა და ექოს შესაბამისად).

ნაბიჯი 5: შეაერთეთ RGB LED პინებთან 4 (წითელი), 5 (მწვანე) და 6 (ლურჯი).

ნაბიჯი 6: დააკავშირეთ GPIO2 პინ 2 -თან

ნაბიჯი 7: შეიყვანეთ კოდი ბოლოში (ECE_297_DP) და ატვირთეთ Arduino– ში.

ნაბიჯი 8: იპოვეთ ძველი რეციკლირებული ლუდის ყუთი და მუყაოს ნაჭერი სახურავისთვის. ცხელი წებოთი popsicle ჯოხებით servos და შემდეგ ცხელი წებოს servos შიგნით ბოტის თითოეულ მხარეს. მიამაგრეთ სახურავი ყურძნის ჩხირებზე. მიამაგრეთ ორი სენსორი სახურავზე (შიგნითაა ნაგვის ამოცნობა (ქინძისთავები 11 და 12) და გარედან მოძრაობის გამოვლენა (ქინძისთავები 10 და 13). შემდეგ მიამაგრეთ LED სახურავის თავზე. და ჩაწერეთ ყუთის უკან გაყვანილობა, რომ დაიმალოთ მახინჯი გაყვანილობა.

ნაბიჯი 7: რას გავაკეთებ შემდეგ

პროექტზე წინსვლისას, მე მქონდა რამდენიმე იდეა LED– ის გარდა ხმის განგაშის განსახორციელებლად. იმის გამო, რომ ESP-8266 მივიღე სამუშაოდ, მე გადავწყვიტე არ გამეკეთებინა. თუმცა, მე რომ წინ წავსულიყავი, საინტერესო იქნებოდა ერთის დამატება და ხალხის გაღიზიანება ნაგვის გატანაში.

ასევე, მე ვისურვებდი უფრო კონკრეტულ პროექტზე მუშაობას, რადგან ეს ძირითადად კონცეფციის პროექტის მტკიცებულებაა. მე რომ წინ წავსულიყავი, გამოვიყენებდი ნაგვის ურნას ან უფრო მძიმე პლასტმასის კონტეინერს. გარდა ამისა, მე ვისურვებდი უფრო ეფექტური ყოფილიყო გაყვანილობაში, რადგან ის ძალიან არეულია.

ESP-8266– ის ერთ – ერთი ალტერნატივა, რომელსაც მე ვეძებდი, ხოლო მე ვდარდობდი, რომ მისი ინტეგრირება ვერ მოხერხდა, Bluetooth მოდულის გამოყენებით. ჩემმა მეგობარმა შონმა მითხრა, რომ მან ადრე გააკეთა პროექტი წარსულში, სადაც მას უნდა გაეგზავნა თავისი პროექტის მონაცემები ტელეფონში და გამოიყენა Bluetooth მოდული. მისი თქმით, ეს შედარებით ადვილი იყო. თუმცა, მე გამოვიყენე WiFi მოდული, სანამ რაიმე სერიოზულ დეტექტიურ მუშაობას არ გავაკეთებდი. ვფიქრობ, საინტერესო იქნებოდა იმის ნახვა, თუ სად მიმიყვანდა ეს გზა.

ამის გარდა, მე მომეწონებოდა "ნაგვის ავტომატური შეფუთვა" ნაწილის განხორციელება, მაგრამ ეს ჯერ კიდევ არ არის ჩემი ლიგის გარეთ. ალბათ მომავალში, მე გადავხედავ ამ პროექტს და შევეცდები გავხადო ის უფრო ეფექტური.