IoT sistem za obaveštavanje veša: 18 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57

Ćao

Ova instrukcija daje korak po korak uvod o tome kako izgraditi sistem obavještavanja o rublju zasnovan na IoT -u.

Uređaj je pričvršćen u vaše ladice i vreću za rublje. Radi demonstracije, uzeli smo dvije ladice i jednu vreću za rublje. On osjeća koliko su ladice/vreća za pranje 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 zauzvrat spojen na cloud uslugu. Cloud usluga povezana je s IFTTT -om koji koristi aplete za slanje obavijesti korisniku putem e -pošte, sms -a, google kalendarskog događaja. Oblak dolazi sa nadzornom pločom na kojoj se može vidjeti status svih kanti. Kada oblak vidi da vam ponestaje čiste odjeće, upućuje aplete da vas obavijeste. Osim toga, aplet upućuje oblak da svakodnevno provjerava podatke. To može biti jednom dnevno ili po satu, ovisno o tome kako korisnik želi. Detaljna uputstva za izgradnju ovog sistema opisana 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 zaista jeftini ako kupite paket sa 6 njih u sebi.

Korak 2: Arhitektura sistema

Arhitektura sistema može se razumjeti sa slike. Senzori su povezani na ESP. ESP šalje podatke (udaljenost) Adafruit -u koji se zatim obrađuju kako bi vidjeli koliko su kontejneri puni. Ovisno o tome koja je ladica prazna i koliko je puna vreća za rublje, korisnik će primiti obavijest o tome da treba prati rublje sutra. IFTTT pokreće Adafruit i poduzima radnju da li poslati e -poruku putem Gmaija, stvoriti događaj u kalendaru ili poslati obavijest putem IFTTT aplikacije. Ovaj uređaj dolazi s nadzornom pločom koja se može otvoriti u bilo kojem pregledniku. Kontrolna ploča povezana je s hardverom pomoću Adafruit okruženja koje prikazuje očitanja sa senzora. Štaviše, sa ovog nivoa moguće je uključivati i isključivati ESP -ove sa kontrolne table.

Korak 3: Konfiguriranje vašeg ESP -a

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

1. Preuzmite najnoviju verziju Arduino IDE -a.

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

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 najbolje radi.

Nakon svega ovoga, odabrao sam ploču NodeMCU 1.0. Sada ste spremni koristiti svoj ESP kao i Arduino (ili još bolje).

4. Kada završite s povezivanjem i radom na svom ESP -u s prijenosnim računarom poput Arduina, prijeđite na sljedeći nivo i povežite se sa WiFi ili mobilnom pristupnom tačkom.

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

2. Senzor GND je spojen na NodeMCU GND.

3. Pin okidača senzora 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 povezati 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 spojili svoje 9V baterije na POT -ove i one su prilagođene za 5V izlazni napon. Ne želite spaliti svoje ESP -ove (loše mirišu).

1. ESP Vin i senzor Vcc su spojeni na pozitivnu stranu baterije.

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

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

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

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

Senzor u osnovi šalje impuls i mjeri ga dok se ne reflektira i ne dođe do senzora. Na temelju vremena i brzine zvuka moramo formulirati udaljenost. To smo u suštini i uradili ovdje. Senzor jednostavno drži svoj "ECHO" pin HIGH u trajanju koje odgovara vremenu koje je potrebno za prijem refleksije (eha) 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 sa eho pina. Na temelju udaljenosti u ultrazvučnom senzoru generira se impuls za slanje podataka ESP -u. Početni impuls je oko 10us, a PWM signal će biti 150 us-25us na bazi udaljenosti. Ako nema prepreka, tada se generira impuls od 38us za ESP kako bi se potvrdilo da nisu otkriveni objekti.

D = 1/2 × T × C; D je udaljenost, T je vrijeme između emitovanja i prijema, a C je zvučna brzina, vrijednost se množi sa 1/2 jer je T vrijeme za povratnu i povratnu udaljenost.

Spojite ih zajedno kao na gornjoj slici i postavite 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 izuzetno lagan protokol, koji omogućava uređajima da objavljuju podatke (od uređaja do servera) i pretplaćuju se (prikupljaju podatke sa servera). Lakoću ovog rješenja pruža MQTT broker, 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 lične podatke i kliknuti na dugme Kreiraj račun. Nakon registracije korisnik se premješta na početnu stranicu računa. Za daljnje pisanje koda za ultrazvučne senzore važno je provjeriti AIO ključ (dugme View AIO Key) za oba: Korisničko ime i Aktivni ključ.

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

Korak 6: Povezivanje ESP8266 s Adafruit IO: Kreiranje izvora

Za ovaj projekt korišteno je 6 različitih izvora:

• ON/OFF feedovi- izvori koji aktiviraju/deaktiviraju ESP8266 radi dobijanja mjerenja. Dodano zbog upravljanja energijom. (Ulaz: ladica-1-Onoff, ladica-2-uključeno-isključeno, vreća za rublje-uključeno-isključeno).
• Čitanje feedova-izvora koji dobijaju podatke o skladištu iz ultrazvučnih senzora (ladica-1, ladica-2, vreća za rublje).

Kreiranje feeda

1. Uđite u odjeljak Feeds
2. Pritisnite Akcije i kreirajte novi feed
3. Ispuna: Naziv izvora (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.

Feedeovi su spremni, međutim ne postoji jednostavan način da pokušate sva očitanja u isto vrijeme. Zato su potrebne nadzorne ploče.

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

Kreiranje nadzorne ploče počinje u odjeljku Nadzorne ploče. Pritisnite gumb Akcije (slično kao u odjeljku sažeci sadržaja)-> Kreiraj novu nadzornu ploču-> ime za popunjavanje (u ovom slučaju: Vaš_Pravni_sustav) i kratak opis-> Kliknite gumb Kreiraj. Nakon toga možete ući na nadzornu ploču.

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

• 3x Toggle (za uključivanje i isključivanje sensinga)
• 3x mjerač (prikazuje stvarni nivo u ladici/vreći za rublje)
• 3x linijski grafikon (prikazuje povijesne podatke)

Toggle

1. Kliknite na ikonu Toggle.
2. Odaberite prvi ON/OFF feed, tj. Ladicu-1-Onoff.
3. Dodajte naslov bloka, tj. Očistite majice- Ladica 1. Pritisnite Kreiraj blok.

Postavite prekidač u gornji kut nadzorne ploče. Na isti način povežite ostale ON/OFF sažetke sa Google -om.

Mjerilo

1. Kliknite na 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 podataka za pohranu podataka s mjeračem.

Linijski grafikon

1. Kliknite na ikonu Line chart.
2. Odaberite prvi podatak za prikupljanje podataka: Ladica-1.
3. Promijenite polje Prikaži historiju na 24 sata, promijenite maksimalno i decimalno mjesto osi Y ovisno o dubini ladice.

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

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

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

Prvo, potrebna je Adafruit MQTT biblioteka. Da biste ga instalirali, otvorite Arduino IDE-> Alati-> Upravljajte bibliotekama i upišite u pretraživanje: Adafruit MQTT. Biblioteku treba instalirati na vaš računar.

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- ime 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 na kojem će se objavljivati 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") sistem će mjeriti udaljenost samo jednom i kada je tipka na nadzornoj ploči UKLJUČENA/ISKLJUČENA na položaju UKLJUČENO. Za ponovno mjerenje korisnik mora isključiti i ponovo uključiti senzor na nadzornoj ploči.

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

Korak 9: IFTTT, povežite 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 internetska 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. Da bi ovo jednostavno stanje radilo na IFTTT platformi potrebno je stvoriti Applete. Ovaj projekt koristi Adafruit.io MQTT kao oblak za prikaz nivoa 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 kreirana nadzorna ploča. Idite na sljedeću vezu za povezivanje sa Adafruit

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

Korak 10: Kreirajte Applet u IFTTT -u

Ovaj se projekt pokušao povezati s Gmailom, Google kalendarom i IFTTT aplikacijom. Slijede koraci za stvaranje Appleta na platformi i kreiranje 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 s konfiguriranjem vlastitog Appleta.

1. Prvo, ako aktivirate, potražite Usluge upišite Adafruit, a zatim odaberite Monitor feed na Adafruit IO

2. Podesite druge parametre Naziv etikete za feed, Odnos oznaka za feed i Vrednost oznake na feedu. Korisnik je postavio kao prilagodljiv kako bi olakšao ako kasnije budu potrebne neke promjene, ne morate to mijenjati putem platforme.

3. Za ovaj projekat, hrana koja se mora nadzirati je ladica 1, ladica 2 i vreća za rublje. Za ladicu 1 i ladicu 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: Kreirajte 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 ladice 1 ili ladice 2 prazne ili je vreća za rublje puna. Ovo su koraci za kreiranje radnje:

1. Radnje Usluge pretraživanja Gmail, Google kalendar i Obavijesti

2. Nakon toga možete izabrati iz menija za povlačenje, e -poštu ili događaj za brzo dodavanje ili poslati obavijest iz IFTTT aplikacije

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 sistem pranja rublja. Kao što je objašnjeno, e -poštu ili događaj u kalendaru, kao i obavještenje, korisnik će primiti kad god je jedna od ladica gotovo prazna ili je vreća za rublje gotovo puna.

Međutim, nalazimo problem sa kašnjenjem u primanju e -pošte ili Google kalendara, a IFTTT šalje samo jednu poruku e -pošte ili čak i ako se aktiviraju ladice 1 i 2, kao i vreća za rublje. Nadalje, nema značajnog kašnjenja u dostavljanju obavijesti IFTTT aplikaciji. Kao što je prikazano na slici, sve tri obavijesti primljene su otprilike u isto vrijeme. Stoga preporučujemo korištenje IFTTT aplikacije koja će se koristiti za ovu vrstu sistema 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 jedno obavještenje (bilo Gmail ili Google kalendar) gdje se sve ladice i vreća za rublje zapravo aktiviraju. Problem su konsultovali Adafruit i predložili su im da koriste Zapier. Da biste koristili Zapier, morate biti pozvani jer je veza s Adafruit IO -om još u fazi testiranja (trenutno ima manje od 10 aktivnih korisnika). Implementacijom možemo primiti 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 aplikacija aktivna). 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 unos s vaše nadzorne ploče u ovom slučaju, bilo ladicu1, ladicu2 ili vreću za rublje. Odnos je postavljen u podešavanju i stanju filtera gdje postavljamo veće od 6 za ladicu i manje od 5 za nazad rublje. Na kraju postavite radnju da li ćete poslati e -poštu putem Gmaila ili brzo dodati događaj.

Korak 15: Tigriranje sistema sa IFTTT nivoa

Sistem se takođe može pokrenuti iz IFTTT -a, što korisniku pruža nivo automatizacije. Da bismo to učinili, stvaramo dva dodatna apleta za svaki senzor- jedan koji uključuje senzor i drugi koji ga isključuje.

Uključivanje apleta

Okidač (ako)

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

Radnja (tada)

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

Popunite polje naslova apleta imenom apleta i dodajte kratak opis apleta. Kliknite Spremi i uključite aplet.

Isključivanje apleta

Klonirajte svoj applet i promijenite:

1. Odjeljak okidača: Vrijednost vremena za 15 minuta kasnije (tj. 21:15).
2. Odeljak akcije: Vrednost: OFF.

Pritisnite Spremi i uključite aplet.

Na isti način kreirajte aplete za ostale senzore. Zapamtite- da biste dobili obavještenja od svakog senzora, ne samo očitanja na nadzornoj ploči, dva senzora se ne smiju aktivirati istovremeno (što znači da se ladica 1 aktivirala- 21: 00-9: 15 PM, ladica 2-9: 15-9: 30PM, Veš- 9: 30-9: 45 PM).

Korak 16: Budući opseg: Industrijalizacija proizvoda

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

Korak 17: Moguće poteškoće s kojima biste se mogli suočiti

1. možete vidjeti da vaš ultrazvuk daje slučajne vrijednosti. To je zato što vaša snaga možda neće biti 5V. Najsigurnije je koristiti 9V baterije i koristiti potenciometre.

2. Uvjerite se da je uzemljenje isto za senzor i ESP, inače cijeli sistem neće raditi.

Korak 18: Pred kraj…

Ovaj sistem za pranje veša je nova ideja. Na tržištu još nema ovakvog proizvoda. Dakle, ako ga želite u svom domu, morate ga sami izgraditi. Nadamo se da razumijete upute. To je bila samo suština IoT -a i elektronike.

Ovaj sistem je zaista jednostavan za upotrebu. Međutim, ima smjernice za upotrebu. 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 od velike koristi.

Tokom 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…