Автоматичен кош за боклук: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Това е автоматично отваряне на кошчето за откриване на движение. Той има wifi връзка и изпраща текстово съобщение, когато е пълно. Това е направено за ECE -297DP в Университета на Масачузетс - Амхерст. Основната цел на този курс беше да натрупам опит с практическата електроника, тъй като чувствах, че изоставам от връстниците си и ще ми бъде от полза да комбинирам нещата, които научих от лекциите си с опит.

Необходими материали:

- 1x Arduino Uno

- 1x ESP-8266

- 2x микросерво

- 2x ултразвукови детектори за движение HC-SR04

- 1x RBG LED

- 3x 330 Ω резистора

- 1x 3.3 регулатор на напрежението

- 2x 100 uF електролитен кондензатор

- 1x 0,1 uF керамичен кондензатор

- 1x контейнер за бира Corona Extra с 12 опаковки Longneck

Стъпка 1: Първоначални планове и напредък

В началото на семестъра нямах планове за това, което искам да правя. Скочих в този клас без идея. Така че за начало разработих лесен начин за мен бавно да преминавам в света на електрониката за хоби.

Стъпки:

1. Научете основите на Arduino

- Това беше направено, като следвате ръководството на изобретателя на SparkFun, което се доставя със стартовия комплект. Това ми позволи да науча основите на резисторите, светодиодите, пиезо елементите (звук), усещането и общото кодиране с Arduino.

2. Погледнете онлайн проектите за DIY Arduino

- Това беше, за да се намери някакво вдъхновение за създаване на творческа и полезна електроника

3. Използвайте вдъхновението, за да намерите това, което исках да направя

- Тъй като съм мързелив човек и защото приятелите ми, които настанявам през следващия семестър, не почистват много добре, реших да направя автоматична кофа за боклук.

Първоначалният план за това дойде с разговор с един от моите колеги ментори, Брайън Там, друг студент по компютърно инженерство. Обсъждането на глас с него, критикувайки моите дизайни, ми помогна да разбера процеса на проектиране. Процесът на вземане на проблем и измисляне на решение, колкото и неосъществимо, и след това обсъждане как да се направи споменатия проект. Научи ме, че амбицията и креативността са от първостепенно значение за проектирането в инженерството.

Първоначално исках да направя кофа за боклук, която автоматично да открие кофата за боклук е пълна и след това да затворя или увивам торбата. След като проучих възможните начини за проектиране на това, осъзнах, че това не е в моите ръце. Така леко промених целта - да направя кофа за боклук, която да изпраща текст, когато е пълна.

Приближавайки се към края на семестъра, имах проблеми с интегрирането на WiFi компонента за изпращане на текста и се притесних, затова се сетих за други алтернативи като алармена система. Погледнах към пиезо елементи, за да издам досаден звук, който няма да спре, докато боклукът не бъде изнесен. Също така разгледах използването на светодиоди, за да направя различни цветове, за да посоча нивото на боклука.

За да се създаде това, ще са необходими два сензора: един за външната страна, за да усети, когато една ръка е над нея, за да се отвори, и един от вътрешната, за да открие нивото на боклука. Първоначално само WiFi модулът ще изпраща текста като аларма, но в края на семестъра реших да добавя светлина в горната част на кофата за боклук, за да подкрепя това.

Това е проектът на проекта, с който се придържах и стигнах до края.

Стъпка 2: Изследване

За да се подготвя за това изпитание, проучих множество неща.

Първо проучвам общия начин за кодиране на Arduino. Практикуването с комплекта изобретател на SparkFun помогна изключително много; привикване да се налага да свързвам щифтовете към Arduino и как да използвам макет.

Тогава аз особено практикувах използването на серво, тъй като знаех, че по този начин ще трябва да контролирам капака, за да се върти. Първо, упражнявам се да контролирам времето им и след това комбинирам употребата с условни, за да мога да контролирам кога са активирани.

След това проучих какви сензори да използвам. Имаше два вида: ултразвуков сензор (HC-SR04) и инфрачервен сензор (PIR сензор за движение). Ултразвуковият сензор изпраща импулс, който след това се отскача обратно и се отчита от HC-SR04, изчислявайки времето в този интервал, за да определи разстоянието между него и мястото на отскока. Реших да използвам ултразвуковия сензор за вътрешния сензор, тъй като откриването на разстояние ще бъде по -полезно, особено след като боклукът не излъчва много радиация. Тогава реших, че ще бъде по-лесно просто да използвам HC-SR04 както за вътрешния, така и за външния сензор.

Изследвайки за ESP-8266, научих много за това как работи wifi. Научих за точките за достъп и точките на станциите. Научих и за уеб сървърите като възможен вариант. В края. ESP е собствена платка, която може да бъде програмирана изцяло отделно към Arduino. По този начин дори е възможно да се направи целият този проект само като се използва. За да програмирам ESP, го свързах към Arduino и свързах GND в Arduino, за да го нулирам, за да го деактивирам и да го накарам да действа като комуникатор между ESP и USB кабела.

Тогава научих, че мога да накарам ESP да действа като клиент, който иска да получи достъп или да поиска данни от уебсайт. Знаейки това, използвах уебсайта IFTTT.com, за да създам аплет за свързване на webhooks към SMS като цяло, така че когато се задейства събитие (когато клиент поиска данни от определен URL адрес, той ще изпрати текст).

Друго, което изследвах, бяха регулатори на напрежение, диоди и резистори. Необходими бяха резистори, за да може LED да свърже светодиода към Arduino. Диодите и регулаторите на напрежението бяха възможни решения за захранване на ESP-8266, тъй като той стриктно приема 3.3V за Vcc. Регулаторът на напрежението беше най -лесното решение. Въпреки че има опция 3.3V на Arduino, взех го като възможност да науча повече.

След това научих за кондензаторите, тъй като те са необходими за функциониращ регулатор на напрежението. Кондензаторите помагат за изравняване на напрежението в случай, че то „подскача“или „хълца“твърде много. 2 електролитни и 1 керамичен кондензатор е обичайната настройка за регулатори на напрежението.

Повечето от изследванията се опитваха да отстранят грешките в моя код, тъй като имаше много грешки, докато го правех.

Стъпка 3: Срещащи се трудности и как ги преодолях

Голяма част от трудността в началото на семестъра беше просто фактът, че нямах опит. Досега дори не бях мислил да изграждам нещо, така че се страхувах да не бъда твърде амбициозен или прекалено прост. Ето защо толкова дълго отлагах избора на идея.

За да се преодолее това, разговорът с възрастен, който има опит, определено помогна. Брайън успя да критикува идеите ми и да ми каже кои вървят в правилната посока и кои в грешната. Той ми помогна да осъзная, че трябва да обмисля нивото си на умения, ресурсите, до които имам достъп, и управлението на времето.

Управлението на времето също беше много трудно за мен. Вече знам, че имам слабост по отношение на управлението на времето, особено след като този семестър беше невероятно пълен, тъй като бях претоварен с 21 кредита.

Имаше моменти, в които трябваше да се жертвам, работейки по моя проект, но за да преодолея това, посветих поне един час проучване през почивните дни, за да работя по проекта, и през седмица през уикендите, за да отида в M5, за да работя по него.

Друго затруднение, което имах, беше липсата на познания по голяма част от частите. Не знаех как работят или какви проводници свързват къде. За да преодолея това, научих ценния актив от търсенето на информационните листове онлайн, което ми помогна да разбера какво е необходимото напрежение и къде трябва да се свържат VCC, GND и входовете. Спомням си, че специално се опитвах да свържа сервомоторите с детекторите на движение и бях разочарован, защото сервомоторите изобщо не работеха.

Това ме накара да опитам различни серво, надявайки се, че нещо не е наред с тях. Те обаче все още не работеха, което означаваше, че трябва да е или моето окабеляване, или моят код. След това се опитах да използвам външен източник на захранване, като свързах сервомоторите към 4 батерии AA, тъй като бях чел, че понякога USB на компютър може да не дава достатъчно напрежение, за да ги захранва. Накрая реших просто да разгледам листа с данни и осъзнах, че това е просто защото кабелите ми бяха неправилни през цялото време.

Най -трудното ми препятствие в това беше опитът да интегрирам WiFi компонента към Arduino. Търсих много уроци онлайн и просто разбрах програмирането, защото ми беше трудно да го разбера. Един конкретен уебсайт обаче ми помогна и ме запозна с IFTTT. Вярвах, че съм постигнал победа, но не осъзнавах, че дъските са отделни и в крайна сметка програмирах дъските с различен код. Бях заседнал една седмица, опитвайки се да разбера как да ги свържа, но интернет не помогна. За да преодолея това препятствие, накрая просто поисках помощта на д -р Малок. Аз съм много горд човек и съм склонен да правя нещата сам. Той ми беше помогнал и преди, но не беше кой знае какъв проблем, а по -скоро обсъждане на възможните начини за подход към моя проект. Просто питането на д-р Малок незабавно реши интегрирането на моя ESP-8266.

Този проект ми помогна да стана на моето място и да осъзная, че трябва да работя и да моля повече хората за помощ, тъй като инженерингът не е самостоятелен проект, а динамика на екипа.

Стъпка 4: Промени в M5, за да улесните процеса на обучение

M5 беше фантастичен инструмент за мен през този семестър. Той вече идва с много ресурси за нови изследователи и опитни ветерани.

Мисля, че M5 може да помогне за рационализиране на учебния процес, като проведе повече семинари по по -голямо разнообразие от теми и ги направи по -оповестени. Едва бях чувал за работилниците, които се провеждаха в М5 и единствените, за които знаех, бяха цеховете за запояване.

Други семинари като „Как да се занимаваме с проектиране“или „Как да използваме 3D принтера“също биха били полезни. Може би те имат тези работилници, но така и не успях да чуя за тях.

Стъпка 5: Какво постигнах в крайна сметка

Успях да направя автоматична кофа за боклук

По -важното обаче е, че научих значението на управлението на времето, как да изграждам схеми и да използвам електронни части. Научих за Arduino, вълни и сензори, резистори, платки, WiFi, ESP-8266, уеб сървъри, регулатори на напрежението, диоди и т.н. Успях да постигна точно това, което имах предвид. За да придобиете представа за практическо ниво за електрониката и схемите.

Това също предизвика творчески огън в мен, тъй като създаването на този проект, макар и понякога разочароващо, беше много забавно и възнаграждаващо да се направи. Най -накрая да разбера как работи една част или да накарам кода да работи както исках си струваше часовете на ощипвания и промени, които трябваше да направя. Това ми помогна да разбера, че това е, което искам да направя. В началото на семестъра се колебаех по електротехника и компютърно инженерство, тъй като нямах опит в това, за да знам дали ми харесва или не. Например как някой не знае дали харесва спорт, видео игра или хоби, освен ако не го опита.

Най -голямото ми постижение от това беше да мога да кажа уверено, че искам да продължа с електрическото и компютърното инженерство.

Стъпка 6: Как някой друг би могъл да последва моите стъпки

Ако някой е в същата ситуация, в която бях в началото на семестъра, бих препоръчал да се направят същите стъпки, които описах в „Оригинални планове и напредък“. Това наистина ми помогна бавно да разбера какво ме интересува и какво мога да направя.

По -конкретно, за този проект, ще опиша по -долу как да го направя.

Стъпка 1: Отидете на IFTTT.com, регистрирайте телефонния си номер и след това създайте аплет. Изберете „ако“да бъде уеб куки, а „това“да бъде SMS. След като е създаден, потърсете Maker Webhooks в полето за търсене и кликнете върху документацията. Попълнете информацията със собствено име на събитието и копирайте URL адреса. Това е URL адресът, който ще използвате за кода ESP-8266, намерен в долната част.

Стъпка 1: Свържете ESP-8266 като такъв:

RXD -> RX

TXD -> TX

VCC -> VCC

CH_PD VCC

GPIO0 -> GND

GND -> GND

След това свържете GND на Arduino към нулирането на него, за да го деактивирате.

Стъпка 2: Въведете кода в долната част и го качете в ESP-8266 (първо изтеглете платката esp-8266 в IDE). След това изключете ESP-8266.

Стъпка 3: Свържете сервомоторите към щифт 8 и щифт 9 на Arduino

Стъпка 4: Свържете първия сензор HC-SR04 към пинове 10 и 13 (съответно за триг и ехо). След това свържете втория към щифтове 11 и 12 (отново за триг и ехо съответно).

Стъпка 5: Свържете RGB LED към щифтове 4 (червено), 5 (зелено) и 6 (синьо).

Стъпка 6: Свържете GPIO2 към пин 2

Стъпка 7: Въведете кода в долната част (ECE_297_DP) и го качете в Arduino.

Стъпка 8: Намерете стара рециклирана кутия за бира и парче картон за капака. Горещо лепило лепилото се залепва за сервомоторите и след това горещо залепете сервомоторите от вътрешната страна на бота от всяка страна. Залепете капака с пръчките за сладкиши. Залепете двата сензора към капака (вътрешността е тази, която открива боклука (щифтове 11 и 12), а външната е тази, която открива движение (щифтове 10 и 13). След това залепете светодиода към горната част на капака. И залепете окабеляването зад кутията, за да скриете грозното окабеляване.

Стъпка 7: Какво бих направил по -нататък

Придвижвайки се напред по проекта, имах някои идеи за прилагане на звукова аларма в допълнение към светодиода. Тъй като накарах ESP-8266 да работи, реших да не го правя. Ако обаче продължа напред, би било интересно да добавя едно и да дразня хората да изнасят боклука.

Също така бих искал да работя по по -окончателен проект, тъй като това е предимно доказателство за концептуален проект. Ако трябваше да продължа напред, щях да използвам действителна кофа за боклук или по -тежък пластмасов контейнер. Освен това бих искал да бъда по -ефективен с окабеляването, тъй като е много объркано.

Една алтернатива на ESP-8266, която разглеждах, докато се притеснявах, че не мога да го интегрирам, използва Bluetooth модул. Моят приятел Шон ми спомена, че преди това е правил проект в миналото, където е трябвало да изпраща данни от неговия проект на телефона си и използва Bluetooth модул. Той каза, че е сравнително лесно. Въпреки това накарах WiFi модула да работи, преди да се занимавам с някаква сериозна детективска работа. Мисля, че би било интересно да видя докъде би ме довел този път.

Освен това, бих искал да приложа частта „автоматично опаковане на торби за боклук“, но това все още е извън моята лига. Може би в бъдеще ще преразгледам този проект и ще се опитам да го направя по -ефективен.