IOToilet: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

IOToilet اولین نگهدارنده کاغذ توالت هوشمند است که میزان استفاده روزانه ما از کاغذ توالت را پیگیری می کند و به شما امکان می دهد آمارهایی را که این معیارها را نشان می دهد جمع آوری کنید. و چرا باید به استفاده روزانه از دستمال توالت اهمیت دهم؟ خوب ، همانطور که پیداست ، سلامت شکم ما ، به ویژه چرخه هضم ، هم با سلامت جسمی و هم با سلامت روانی ما ارتباط دارد. به عنوان مثال ، در اینجا یک سخنرانی TED زیبا (به هر حال یکی از چند مورد) است که در مورد این موضوع توضیح می دهد:

در ابتدا به من سفارش داده شد که 10 واحد از این دستگاه را برای یک آژانس تجاری ، که می توانید کلیپ آن را در بالا (مکان دوم) مشاهده کنید ، برای یک کمپین بازاریابی هدفمند برای یک شرکت بزرگ ، بسازید. در ابتدا ، من این ایده را رد کردم که از یک ذهن خلاق دیگر سرچشمه می گرفت و ناامیدانه در تلاش برای به دست آوردن حساب مشتری بود ، اما به تدریج بر من تأثیر گذاشت ، تا اینکه به ارزش اطلاعات جمع آوری شده از طریق این دستگاه پی بردم.

ساخت این دستگاه بر اساس یک قطعه سخت افزاری موجود بود که مشتری من از EBay دریافت کرد ، یک دستگاه ضبط صدا که در جای دستمال توالت قرار گرفته است. دارای فاکتور فرم مناسب و کلیه لوازم جانبی مورد نیاز از قبل مانند بلندگو ، سنسور حرکت برای فعال کردن دستگاه ، فنرهایی برای نگهداری کاغذ توالت ، محفظه باتری و کلید خاموش ، بنابراین من با خوشحالی انتخاب کردم با استفاده از این آماده به جای مدل سازی و چاپ خود من.

مرحله 1: ابزار و مواد

مواد استفاده شده:

نگهدارنده دستمال توالت

Wemos D1 Mini

تراشه ATTiny85 ، بسته بندی DIP

2 ترانزیستور 2n2222

مقاومت 220 اهم

مقاومت 2 * 1 کیلو اهم

شتاب سنج MPU6050

در صورت عدم استفاده از PCB من اختیاری است:

سپر نمونه اولیه Wemos

سیم ، لحیم کاری و غیره

ابزارهای مورد استفاده:

درمل با دیسک برش

برد ATTiny dev (برای بارگیری راحت سیستم عامل)

برنامه نویس USB Tiny ISP

پیچ گوشتی مثلثی ، من از این کیت استفاده کردم:

مرحله 2: جدا کردن واحد اصلی

پس از به دست آوردن دوک اصلی دستمال توالت ، با استفاده از یک پیچ گوشتی مثلثی ، محفظه آن را باز کردم و مدار چاپی اصلی را برداشته ، اسپیکر را جدا کرده و تا آنجا که ممکن بود سیم به آن متصل شد.

سپس LED و سنسور شیب را از PCB اصلی لحیم کردم تا بعداً در مدار جدید جاسازی شود. توجه داشته باشید که سوئیچ شیب بیش از حد گرم نشود ، زیرا ممکن است آسیب ببیند. رنگ من خاکستری بود ، اما از آنجا که هنگام برداشتن از دستگاه اصلی عکس خوبی از آن نگرفتم ، مجبور شدم از یک عکس از شبکه استفاده کنم (در بالا ببینید) ، جایی که سبز بود. فقط یک جزئیات جزئی.

پس از باز کردن کیس و برداشتن وسایل برقی ، من همچنین از Dremel برای حذف پلاستیک اضافی که برای نگه داشتن PCB اصلی در محل استفاده می شد ، این قفسه های پلاستیکی کوچک و یکی از 4 لوله پیچ استفاده کردم. در صورت تمایل می توانید این کار را به مرحله مونتاژ موکول کنید ، اما در هر صورت به تعدادی پلاستیک نیاز است.

مرحله 3: مدار توضیح داده شده است

بنابراین ، در اینجا کمی در مورد منطق پشت مدار صحبت می کنیم:

برای اینکه باتری ها مدت زیادی دوام بیاورند ، مجبور شدم هر دو شتاب سنج MPU6050 و پردازنده ESP8266 را در Wemos D1 Mini در Wemos D1 Mini قرار دهم تا بین فعالسازی ها بخوابند. اولین مورد به راحتی با استفاده از ترانزیستور انجام شد که MPU6050 را روشن و خاموش می کرد.

توجه: من در ابتدا فکر کردم که می توانم آن را برای ارسال سیگنال وقفه ای که پردازنده اصلی را بیدار می کند برنامه ریزی کنم. افسوس ، من نتوانستم راهی برای تحقق آن بیابم ، پیکربندی رجیسترهای مناسب MPU6050 یک کار دشوار بود که من هنوز در صورت امکان اصلا نمی دانم…

گزینه دوم من استفاده از سوئیچ شیب ارائه شده با واحد اصلی برای بیدار کردن ESP بود. من ابتدا آن را مستقیماً به پین Wemos RESET همانطور که در عکسهای بالا توضیح داده شد ، با استفاده از ترانزیستور برای فعال کردن/غیرفعال کردن مکانیسم ، وصل کردم. هنگامی که پایه ترانزیستور بالا بود ، GND می تواند از سوئیچ شیب عبور کرده و باعث اتصال موقت آن به پین RESET شود و باعث بازنشانی MCU شود (ظاهراً این تنها راهی است که می توان ESP را از خواب عمیق بیدار کرد). سپس D0 را به پایه ترانزیستور متصل کردم و این فرض را داشتم که این پایه تا زمانی که MCU خوابیده است ، بالا است و به محض بیدار شدن ، D0 به LOW باز می گردد و مکانیزم تنظیم مجدد را غیر فعال می کند. از این گذشته ، من نیازی به تنظیم مجدد مجدد نداشتم ، فقط برای اولین بار هنگامی که نگهدارنده دستمال توالت شروع به حرکت کرد.

با این حال ، چیزی که من کشف کردم این بود که پین D0 پس از تنظیم مجدد MCU مدت زمان زیادی طول می کشد تا به LOW بازگردد ، حدود 200 میلی ثانیه. این بدان معناست که اگر من نگهدارنده دستمال توالت را به اندازه کافی سریع در هنگام خواب MCU بچرخانم ، به جای شمارش دورها ، آنطور که باید ، چندین RESET رخ می دهد.

بنابراین ، من سعی کردم این وضعیت جدید را با برخی از اجزای مجزا (خازن ها ، ترانزیستورها و غیره) حل کنم ، اما فقط موفق به حل جزئی این مشکل شدم.

در نهایت یک MCU دیگر ، ATTiny85 اضافه کردم ، که با استفاده از سوئیچ شیب از خواب بیدار می شد ، سپس ESP8266 را بیدار کرده و قبل از خواب دوباره مدتی منتظر می ماند. من می دانم که این احتمالاً مقرون به صرفه ترین راه حل مشکل نیست ، اما من یک مهلت داشتم…

شما می توانید راه حل دقیق را در طرح مورد نظر من مشاهده کنید. لطفاً توجه داشته باشید که مقاومتهای 10K با 1K جایگزین شدند زیرا مقاومتهای 10k برای باز شدن کامل ترانزیستورها بسیار بالا بودند.

مرحله 4: آماده سازی ATTiny85

اگر هرگز ATTiny85 را برنامه ریزی نکرده اید ، نترسید! استفاده از Arduino IDE دوست داشتنی می تواند شما را به تمام راه برساند. در مورد نحوه پیکربندی Arduino IDE با این دستورالعمل ها شروع کنید:

github.com/SpenceKonde/ATTinyCore/blob/mas…

بعد ، درایورهای USBTinyISP را از اینجا نصب کنید:

learn.adafruit.com/usbtinyisp/drivers

اکنون کد تست پیوست شده را بارگذاری کنید: WakeOnExternalInterruptTest.ino

و اتصال دهید (نمودار ATTiny85 Pinout را ببینید):

1. دکمه تاک بین پین 3 و زمین

2. یک سری led و یک مقاومت 220 اهم به صورت سری ، بین پین 2 و زمین

بعد،

USBTinyISP را به عنوان برنامه نویس انتخاب کنید (در قسمت Tools -> Programmer) و طرح آزمایشی را روی برد بارگذاری کنید.

LED باید 5 بار چشمک بزند ، سپس تراشه باید بخوابد. با فشردن دکمه بیدار می شود و آن دنباله را تکرار می کند.

کار کرد؟ عالی! طرح نهایی "Awakener" را در ATTiny بارگذاری کنید تا در مدار نهایی مورد استفاده قرار گیرد.

مرحله 5: ساخت سپر Wemos

بنابراین ، برای ساخت سپر ، شما می توانید 3 گزینه را انتخاب کنید:

1. از یک پروتوشیلد استاندارد برای Wemos استفاده کنید و مدار را روی آن لحیم کنید.

2. بر اساس فایلهای EAGLE پیوست ، یک PCB بسازید.

3. از من یک PCB بخواهید که بتوانم آن را با نامه حلزون برای شما ارسال کنم (من چند تا دروغ گفته ام ، هزینه تقریباً هیچ است).

در هر صورت ، توصیه می کنم قبل از اتصال به PCB ، مدار را روی تخته نان بسازید!

در صورت استفاده از گزینه های PCB ، مطمئن شوید که سیم سیاه را همانطور که در عکس ها است ، در دو طرف جلو یا پشت تخته وصل کنید (مورد دوم برای من بهترین کار را کرد). این سیم GND را از Wemos به ATTiny85 متصل می کند و بدون آن ، بیدار شدن انجام نمی شود.

فقط به تصاویر خوب نگاه کنید و حاشیه نویسی هایی را که اضافه کرده ام بخوانید ، این کافی است.

مرحله 6: آماده سازی Wemos

اگر هرگز از Arduino IDE برای برنامه ریزی برد Wemos استفاده نکرده اید ، با نصب مدیر برد و انتخاب برد در منوی Tools -> Board ، همانطور که در اینجا توضیح داده شده است ، شروع کنید:

github.com/esp8266/Arduino

با بارگذاری طرح چشمک زدن روی صفحه شروع کنید ، مطمئن شوید که کد به درستی بارگذاری شده است.

مرحله 7: همه چیز را با هم ترکیب کنید

سپر را روی Wemos نصب کنید. شما می توانید آن را لحیم کنید ، اما من توصیه می کنم از سرصفحه های زن لحیم شده به Wemos استفاده کنید که در صورت بروز هرگونه مشکلی امکان اتصال موقت بین Wemos و سپر را فراهم می کند. فقط به خاطر داشته باشید که هدر زن باید در آخرین مرحله مونتاژ پیاده شود تا دستگاه در پوسته پلاستیکی قرار گیرد. همچنین ، برای پیچیده تر شدن اوضاع ، احتمال خوبی وجود دارد که وقتی Shield به Wemos متصل می شود ، بارگذاری کد غیرفعال شود. من با آن پدیده به طور نامنظم روبرو شده ام ، و زمانی برای تحقیق درباره آن نداشتم.

توصیه: از قبل برنامه ریزی کنید.

حالا ، آزمایش!

پس از نصب ، بارگذاری طرح آزمایشی BlinkAccelerometer را در Wemos شروع کرده و مطمئن شوید که LED MPU6050 را روشن و خاموش می کند. در غیر این صورت ، سیم کشی ترانزیستور را که مسئول تغذیه MPU6050 است ، بررسی کنید. پایه آن باید به پین D5 Wemos ، جمع کننده باید به GND شتاب سنج و Emitter به GND متصل شود.

در مرحله بعد ، طرح TurnCountTest1 را روی برد Wemos بارگذاری کرده و Serial Monitor را باز کنید. شما باید داده های حاصل از شتاب سنج ارائه شده بر روی مانیتور را مشاهده کنید. اگر کار نمی کند ، ساعت و سیم کشی داده ها را بررسی کنید: CLK باید به D1 و DATA باید به D2 متصل شود.

اکنون ، سوئیچ شیب را به سوراخ های تعیین شده در صفحه بچسبانید (به حاشیه نویسی مراجعه کنید) ، مطمئن شوید که عمود بر محور چرخش است تا با چرخاندن دوک ، اتصال بین دو سیم آن بسته شود و باز شود.

در مرحله بعد ، ورودی Battery 3V را به Wemos VCC و پایانه منفی آن را به Wemos GND وصل کنید. اطمینان حاصل کنید که با روشن کردن کلید ، دستگاه روشن می شود. در نهایت ، بلندگو را به GND و پین D4 Wemos وصل کنید.

کد نهایی را در Wemos بارگذاری کنید - یک طرح به نام SmartWipe. یک مانیتور سریال باز کنید و مطمئن شوید که دستگاه بعد از 3 دقیقه به خواب رفته و با حرکت دادن کلید شیب بیدار می شود (پیام های مربوطه باید روی مانیتور ظاهر شود).

اگر می خواهید زمان بیدار شدن Wemos را کاهش دهید (عمدتا برای آزمایش) ، مقدار WIFI_CONFIGURATION_IDLE_TIMEOUT تعریف شده در params.h را کم کنید و طرح را روی تخته بارگذاری کنید. اطمینان حاصل کنید که بعد از اینکه Wemos به خواب عمیق رفت ، حرکت دادن سوئیچ شیب باعث می شود ATTiny بیدار شود (که توسط LED نشان داده شده است) ، که به نوبه خود Wemos را بیدار می کند.

مقدار پارامتر را به 180000L (3 دقیقه ، بر حسب میلی ثانیه) برگردانید و مطمئن شوید که Wemos یک Hotspot به نام IOToilet_XXXXXXXX ایجاد می کند که در آن XXXXXXX از آدرس MAC تراشه بازیابی می شود. با استفاده از یک تلفن هوشمند به این Wifi متصل شوید و باید به یک فرم ثبت نام (مکانیزمی به نام Captive Portal) هدایت شوید. جزئیات را پر کنید ، مخصوصاً SSID و رمز وای فای محلی شما مهم است و فرم را ارسال کنید. سپس واحد باید سعی کند با استفاده از اطلاعات ارائه شده به شبکه متصل شود و در صورت موفقیت ، 3 صدای صعودی را روی بلندگو پخش کند. اگر مشکلی در اتصال به Wifi وجود داشته باشد ، 3 صدای نزولی پخش می شود. پس از آن ، Wemos باید به خواب عمیق برود ، تا زمانی که با حرکت بیدار شود.

سرانجام: تست سیستم به پایان

نگهدارنده کاغذ توالت را در امتداد محور چرخش خود چند بار بچرخانید ، سپس آن را روی یک سطح ثابت قرار دهید (سیگنال استفاده از رول به پایان رسیده و بارگذاری داده ها را آغاز می کند). حدود 10 ثانیه صبر کنید تا تعداد رول ها به ابر ارسال شود ، سپس به https://smartwipe-iot.appspot.com/ بروید و Query را کلیک کنید. شما باید جزئیات ثبت نام و تعداد رول استفاده اخیر خود را در ابر مشاهده کنید! حتماً uuid خود را که شناسه منحصر به فرد شما در سیستم است ، از آدرس مک Wemos خود استخراج کنید.

اگر می خواهید فقط آمار خود را با فرمت JSON استخراج کنید ، از URL مشابه این استفاده کنید:

smartwipe-iot.appspot.com/api؟action=query&uuid=1234567890

فقط uuid را با خود جایگزین کنید

من همه منابع برنامه وب را که در موتور Google App میزبانی می شود ، قرار داده ام تا کاربرانی که مایل به حفظ حریم خصوصی بیشتر داده ها هستند ، بتوانند آن را در کاربر Google خود مستقر کرده ، احراز هویت و غیره را اضافه کنند.

هنگامی که همه چیز در حال کار است ، وسایل برقی را در پوسته پلاستیکی قرار دهید و در صورت نیاز پلاستیک را با قرص برش بزنید. کل قطعه باید به خوبی در محفظه قرار گیرد.

مشکل؟ برایم بنویس!

UNITED WE POOP!