Sistem de notificare spălătorie bazat pe IoT: 18 pași

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-13 06:58

Salut

Această instrucțiune oferă o introducere pas cu pas despre cum să construiți un sistem de notificare a rufelor bazat pe IoT.

Dispozitivul este atașat în sertarele și geanta de rufe. De dragul demonstrației de aici, am luat două sertare și o geantă de rufe. Simte cât de goale / pline sunt sertarele / punga de rufe și anunță utilizatorul spunând că trebuie făcută rufele. Folosește un senzor cu ultrasunete care măsoară practic spațiul gol din coșuri. Senzorul este conectat la un ESP care la rândul său este conectat la un serviciu cloud. Serviciul cloud este conectat la IFTTT care folosește applet-uri pentru a trimite notificări către utilizator prin e-mail, sms, eveniment calendar Google. Norul vine cu un tablou de bord pe care se poate vedea starea tuturor coșurilor. Când norul vede că rămâneți fără haine curate, acesta instruiește appleturile să vă anunțe. În afară de aceasta, applet-ul instruiește norul să verifice datele în mod regulat în fiecare zi. Poate fi o dată în fiecare zi sau orar, în funcție de modul în care utilizatorul dorește să fie. Instrucțiunile detaliate pentru construirea acestui sistem sunt descrise mai jos.

Pasul 1: Adunarea materialului de care aveți nevoie

vei avea nevoie de:

1. 3 senzori cu ultrasunete HC SR04 (5V)

2. 3 ESP8266 12 (5V)

3. 3 baterii de 9V

4. 3 potențiometre de 5V (pentru alimentarea ESP-urilor și senzorilor)

5. O grămadă de conectori de la feminin la feminin și de la masculin la feminin

6. Carcasa bateriei

Puteți cumpăra aceste lucruri cu ușurință pe Amazon. Senzorii și ESP-urile sunt foarte ieftine dacă cumpărați un pachet cu 6 dintre ele.

Pasul 2: Arhitectura sistemului

Arhitectura sistemului poate fi înțeleasă din imagine. Senzorii sunt conectați la ESP-uri. ESP trimite datele (distanța) către Adafruit, care este apoi procesată pentru a vedea cât de pline sunt containerele. În funcție de care sertar este cât de gol și cât de plin este sacul de rufe, utilizatorul va primi o notificare care va spune și va trebui să spele rufe mâine. IFTTT este declanșat de la Adafruit și luați măsurile indiferent dacă trimiteți un e-mail prin Gmai, creați un eveniment în calendar sau trimiteți o notificare prin aplicația IFTTT. Acest dispozitiv vine cu un tablou de bord care poate fi deschis în orice browser. Tabloul de bord este conectat la hardware folosind mediul Adafruit care afișează citirile de la senzori. Mai mult, este posibil, de la acest nivel, să activați și să dezactivați ESP-urile de pe tabloul de bord.

Pasul 3: Configurarea ESP-ului dvs

Vă puteți opera cu ușurință ESP-ul conectându-l la Arduino IDE. Tot ce aveți nevoie este să descărcați și să configurați bibliotecile pentru aceasta. Puteți urma pașii de mai jos:

1. Descărcați cea mai recentă versiune a Arduino IDE.

2. Deschideți IDE-ul, mergeți la fișiere <preferințe și copiați linkul de mai jos în Managerul de plăci suplimentare și faceți clic pe OK pentru a închide fila preferințe.

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266…

3. Accesați Instrumente <Board Manager <și căutați ESP8266 și instalați versiunea 2.4.1. Puteți instala alte versiuni în funcție de volumul IDE-ului dvs. Dar funcționează cel mai bine.

După toate acestea, am ales placa NodeMCU 1.0. Acum sunteți gata să vă folosiți ESP-ul la fel ca un Arduino (sau chiar mai bun).

4. După ce ați terminat conectarea și lucrul ESP-ului cu laptopul ca un Arduino, treceți la nivelul următor și conectați-vă fie cu WiFi-ul, fie cu hotspotul mobil.

Pasul 4: Conectarea hardware-ului dvs.: senzor la ESP

Iată cum trebuie să conectați senzorul și să îl codificați astfel încât să vă ofere spațiul gol din coșuri.

1. Senzorul Vcc este conectat la NodeMCU VUpin. Dacă îl conectați la 3,3V, senzorul dvs. nu va funcționa, deoarece tensiunea sa de funcționare este de 5V.

2. Senzorul GND este conectat la NodeMCU GND.

3. Pinul de declanșare al senzorului este conectat la NodeMCU Digital I / O D4.

4. Senzorul Echo Pin este conectat la NodeMCU Digital I / O D3.

După aceasta puteți scrie codul de mai jos pentru a vedea dacă ultrasunetele dvs. funcționează. După ce ați stabilit că senzorii, codul și ESP-urile funcționează bine, vă puteți conecta ESP-ul la WiFi și puteți verifica dacă funcționează. Dar, făcând acest lucru, conexiunile hardware se vor schimba puțin așa cum este detaliat mai jos. Dar înainte de asta, asigurați-vă că vă conectați bateriile de 9V la POT și acestea au fost ajustate pentru tensiunea de ieșire de 5V. Nu vrei să-ți arzi ESP-urile (miros urât).

1. ESP Vin și senzorul Vcc sunt conectate la pozitivul bateriei.

2. ESP GND și senzorul GND sunt conectate la negativul bateriei. Nu uitați să faceți terenul comun sau altfel senzorul dvs. va oferi date aleatorii.

3. Pinul de declanșare al senzorului este conectat la NodeMCU Digital I / O D4.

4. Senzorul Echo Pin este conectat la NodeMCU Digital I / O D3.

Al ei este puțin despre modul în care funcționează senzorul cu ultrasunete și cum este codat.

Senzorul trimite practic un impuls și îl cronometrează până când se reflectă și ajunge înapoi la senzor. Pe baza timpului și a vitezei sunetului, trebuie să formulăm distanța. Aceasta este în esență ceea ce am făcut aici. Senzorul în sine ține pur și simplu pinul "ECHO" HIGH pentru o durată de timp corespunzătoare timpului necesar pentru a primi reflexia (ecoul) de la o undă pe care a trimis-o. Modulul trimite o explozie de unde sonore, în același timp aplică tensiune pinului de ecou. Modulul primește reflexia înapoi de la undele sonore și elimină tensiunea de la pinul de ecou. Pe baza distanței se generează un impuls în senzorul cu ultrasunete pentru a trimite datele către ESP. Pulsul de pornire este de aproximativ 10us și semnalul PWM va fi de 150 us-25us pe baza distanței. Dacă nu există nici un obstacol, atunci se generează un impuls de 38us pentru ESP pentru a confirma că nu există obiecte detectate.

D = 1/2 × T × C; D este distanța, T este timpul dintre emisie și recepție și C este viteza sonică, valoarea este înmulțită cu 1/2 deoarece T este timpul pentru distanța de întoarcere.

Conectați-le împreună ca în figura de mai sus și așezați-le în interiorul coșurilor de deasupra.

Pasul 5: Conectarea ESP8266 cu Adafruit IO: Crearea contului Adafruit IO

Pentru a conecta senzorul ultrasonic și ESP8266 la serviciul cloud Adafruit IO (folosind protocolul MQTT) a fost ales.

MQTT este un protocol simplu și extrem de ușor, care permite dispozitivelor să publice date (de la dispozitiv la server) și să se aboneze (să colecteze date de la server). Ușurința acestei soluții este furnizată de brokerul MQTT, care în acest caz este Adafruit. IO. Prin intermediul acestuia dispozitivele pot trimite și primi mesaje.

Pentru a vă înregistra, accesați site-ul: https://io.adafruit.com/ și faceți clic pe Începeți gratuit. La următorul site, utilizatorul ar trebui să pună detalii personale și să facă clic pe butonul Creare cont. După înregistrare, utilizatorul este mutat în secțiunea Acasă a unui cont. Pentru scrierea ulterioară a unui cod pentru senzorii cu ultrasunete, este important să verificați cheia AIO (butonul Vizualizați cheia AIO) pentru ambele: numele de utilizator și cheia activă.

Acum suntem gata să creăm Feed-uri (care conțin valorile datelor senzorilor) și Tablou de bord, pe care va fi posibil să monitorizăm un sistem de spălare.

Pasul 6: Conectarea ESP8266 cu Adafruit IO: Crearea fluxurilor

Pentru acest proiect au fost utilizate 6 fluxuri diferite:

• ON / OFF feed-uri care activează / dezactivează ESP8266 pentru a obține măsurători. Adăugat din cauza gestionării energiei. (Feed: Drawer-1-Onoff, Drawer-2-On-off, Laundry-bag-On-off).
• Citirea fluxurilor - fluxuri care primesc date de la senzori cu ultrasunete (Drawer-1, Drawer-2, Spălătorie-sac).

Crearea unui feed

1. Intrați în secțiunea Fluxuri
2. Faceți clic pe Acțiuni și creați un flux nou
3. Completare: Numele fluxului (aici pentru primul sertar-sertar-1 și scurtă descriere)

În același mod, creați încă cinci fluxuri. Amintiți-vă că numele vor fi utilizate pentru dezvoltarea ulterioară a codului ESP8266.

Feeeds sunt gata, totuși nu există o modalitate ușoară de a încerca toate citirile în același timp. De aceea sunt necesare tablouri de bord.

Pasul 7: Conectarea ESP8266 cu Adafruit IO: Crearea tabloului de bord

Crearea tabloului de bord începe în secțiunea Tablouri de bord. Faceți clic pe butonul Acțiuni (în mod similar ca în secțiunea Fluxuri) -> Creați un tablou de bord nou-> completați numele (în acest caz: Sistemul_laveiere) și descrierea scurtă-> Faceți clic pe butonul Creare. După aceea, puteți intra în tabloul de bord.

În tabloul de bord, faceți clic pe butonul Creați un bloc nou. Pentru această aplicație avem nevoie de trei tipuri de blocuri:

• 3x Comutare (pentru activarea și dezactivarea detectării)
• 3x Calibru (care arată nivelul real într-un sertar / sac de rufe)
• 3x diagramă liniară (care arată datele istorice)

Comutare

1. Faceți clic pe pictograma Toggle.
2. Alegeți prima alimentare ON / OFF, adică Drawer-1-Onoff.
3. Adăugați un titlu de bloc, adică curățați tricourile - sertar 1. Faceți clic pe Creați bloc.

Plasați comutatorul în colțul superior al tabloului de bord. În același mod, conectați restul feedurilor ON / OFF cu Toogle.

Ecartament

1. Faceți clic pe pictograma Gauge.
2. Alegeți primul feed de colectare a datelor: Drawer-1.
3. Completați datele în mod corespunzător: pentru titlul de bloc, adică: tricouri curate- Sertar 1, Valoare maximă gabarit (în funcție de adâncimea sertarului - în acest caz 10), Valoare de avertizare scăzută / înaltă (schimbarea culorii gabaritului).

Așezați indicatorul pe tabloul de bord. În același mod, conectați restul de fluxuri de stocare a datelor cu Gauge.

Diagramă liniară

1. Faceți clic pe pictograma Diagramă liniară.
2. Alegeți feed-ul de primire a datelor: Drawer-1.
3. Schimbați câmpul Afișați istoricul în 24 de ore, schimbați locurile maxime și decimale ale axei Y în funcție de adâncimea sertarului.

Așezați diagrama liniară pe tabloul de bord. În același mod, conectați restul fluxurilor de stocare a datelor cu graficul liniar.

Tabloul de bord final este inclus în secțiunea de imagini. Amintiți-vă că tablourile de bord arată cât de mult loc gol mai este în punga / sertarele de rufe.

Pasul 8: Conectarea ESP8266 cu Adafruit IO: Crearea codului pentru senzorii cu ultrasunete

În primul rând, este nevoie de biblioteca Adafruit MQTT. În scopul instalării, deschideți Arduino IDE-> Instrumente-> Gestionați bibliotecile și tastați în căutare: Adafruit MQTT. Biblioteca ar trebui să fie instalată în computer.

După aceea, descărcați un exemplu de cod (aici este inclus un cod pentru senzorul cu ultrasunete care funcționează în punga de rufe).

Pentru a face aplicabilă configurația dvs., trebuie să modificați următoarele detalii:

• WLAN_SSID- numele rețelei WiFi.
• WLAN_PASS- parola rețelei WiFi.
• AIO_USERNAME- numele utilizatorului dvs. în Adafruit IO (de la pasul 4).
• AIO_KEY- Cheia IO Adafruit (de la pasul 4).
• Adafruit_MQTT_Publish…. "/ feeds / Laundry-bag" - aici trebuie să puneți numele feedului la care vor fi publicate datele.
• Adafruit_MQTT_Subscribe "/ feeds / Laundry-bag-On-off" - aici trebuie să puneți numele feedului, care declanșează senzorul.

După ce programul trebuie încărcat în ESP8266. Este necesar să schimbați numele fluxurilor pentru Drawer 1 și Drawer 2.

Observație importantă: din cauza dacă (mesaj == "PORNIT") sistemul va măsura distanța o singură dată și când butonul tabloului de bord PORNIT / OPRIT este pe poziția PORNIT. Pentru a măsura din nou, utilizatorul trebuie să oprească și să oprească din nou senzorul de pe tabloul de bord.

După încărcarea programului pe fiecare tablou de bord ESP8266, ar trebui să se afișeze citirea de la fiecare senzor. Senzorii pot fi declanșați de la nivelul tabloului de bord. Tiggerea sistemului este posibilă și de la nivelul applet-ului IFTTT (pasul 13).

Pasul 9: IFTTT, conectați IFTTT la Adafruit

Atenție: IFTTT nu este cea mai fiabilă conexiune atunci când declanșează Google Calendar și e-mail folosind trei senzori conectați la Adafruit IO. Continuați cu Pasul 14 pentru a afla mai multe despre Zapier

IFTTT este un serviciu bazat pe web care creează o condiție simplă „If This Then That”. Funcționează cu alte servicii bazate pe web, cum ar fi Gmail, Facebook, Instagram etc. Condiția simplă constă în „Aceasta”, care este de fapt declanșatorul și „Acela”, care este acțiunea necesară pentru a fi efectuată. Aplicațiile trebuie să fie create pentru ca această condiție simplă să funcționeze în platforma IFTTT. Acest proiect utilizează Adafruit.io MQTT ca un nor pentru a arăta nivelul de haine din geantă de rufe și sertare, apoi IFTTT va primi declanșatorul de la Adafruit.io pentru a trimite memento utilizatorului prin google calendar sau Gmail.

Mai întâi Creați un cont IFTTT pe site-ul web IFTTT. Logheaza-te în contul tau. IFTTT necesită conectarea la contul Adafruit unde a fost creat tabloul de bord. Accesați următorul link pentru a vă conecta la Adafruit

Apoi Faceți clic pe Conectare, veți fi direcționat către pagina web Adafruit și faceți clic pe Autorizare. Pentru acest proiect IFTTT a fost conectat la contul Adafruit așa cum se arată în imagine. După ce IFTTT s-a conectat la contul Adafruit, applet-urile sunt gata să fie create.

Pasul 10: Creați applet în IFTTT

Acest proiect a încercat să se conecteze la aplicațiile Gmail, Google Calender și IFTTT. Următorii pași sunt de a crea Applet în platformă și de a crea declanșatorul de la Adafruit.

1. Accesați applet-ul meu https://ifttt.com/my_applets și faceți clic pe Applet nou

2. Veți fi direcționat către if + this apoi that și faceți clic pe + this sau faceți clic pe build pe platformă.

Pasul 11: Creați Trigger din Adafruit

Acum, puteți începe să vă configurați propriul applet.

1. Mai întâi Dacă Trigger, căutați Servicii de tip Adafruit, apoi selectați Monitorizarea unui flux pe Adafruit IO

2. Setați alți parametri Nume etichetă feed, relație etichetă feed și valoare etichetă feed. Setați ca personalizabil de către utilizator pentru a ușura dacă există modificări necesare ulterior, nu trebuie să o modificați prin platformă.

3. Pentru acest proiect, alimentarea necesară monitorizării este sertarul 1, sertarul 2 și sacul de rufe. Pentru sertarul 1 și sertarul 2 are relația mai mare de 5, ceea ce indică faptul că sertarul este aproape gol, în timp ce punga de rufe are relația mai mică de 5, ceea ce indică faptul că este aproape plin.

Pasul 12: Creați acțiune în Gmail, Google Calender și Notificare în aplicația IFTTT

În cele din urmă, acțiunile pentru configurarea IFTTT, pentru acest proiect, am creat un applet care trimite e-mailuri către Gmail și un eveniment către Google Calendar ori de câte ori Sertarul 1 sau Sertarul 2 sunt goale sau Geanta pentru rufe este plină. Următorii sunt pasul pentru crearea acțiunii:

1. Servicii de căutare de acțiuni Gmail, Google Calender și Notification

2. După aceea, puteți selecta din meniul extragere, fie un e-mail, fie un eveniment de adăugare rapidă sau puteți trimite notificări din aplicația IFTTT

3. Apoi Aplleturile sunt gata, orice text suplimentar poate fi adăugat în funcție de proiectul dvs. pentru e-mail, eveniment sau notificare de la aplicația IFTTT

Pasul 13: Testarea

Acum testăm sistemul nostru de spălătorie. După cum sa explicat, e-mailul sau evenimentul din calendar, precum și notificarea vor fi primite de utilizator ori de câte ori unul dintre sertare este aproape gol sau Geanta de rufe este aproape plină.

Cu toate acestea, găsim problema întârzierii în primirea e-mailului sau a calendarului Google și IFTTT trimite doar un e-mail sau chiar dacă sunt declanșate atât sertarul 1 și 2, cât și geanta de rufe. În plus, nu există o întârziere semnificativă în aplicația IFTTT în transmiterea notificării. După cum se arată în imagine, toate cele trei notificări primite în același timp. Prin urmare, vă recomandăm să utilizați aplicația IFTTT pentru a fi utilizată pentru acest tip de sistem pentru a atenua întârzierea.

Pasul 14: Utilizarea serviciului Zapier

De când ne-am confruntat cu problema în IFTTT, unde avem întârzieri semnificative și primim o singură notificare (fie Gmail, fie calendarul Google) în care toate sertarele și geanta de rufe sunt declanșate. Problema a fost consultată Adafruit și au sugerat să folosească Zapier. Pentru a utiliza Zapier trebuie să fiți invitat, deoarece conexiunea cu Adafruit IO este încă în faza de testare (în prezent există mai puțin de 10 utilizatori activi). Prin implementare putem primi atât e-mail, cât și calendarul Google în 5 minute (la fiecare 5 minute, Zapier verifică dacă a apărut o nouă valoare într-un flux monitorizat, dacă da, rulează applet-ul). În plus, există istoricul sarcinilor în care putem monitoriza declanșatorul de la Adafruit la Gmail și calendarul Google.

Practic este același principiu cu IFTTT, unde trebuie să setați declanșatorul de la Adafruit, după care setați alimentarea de pe tabloul de bord, în acest caz, fie drawer1, drawer2 sau sac de rufe. Relația este setată în configurarea și starea filtrului în care setăm ca mai mare de 6 pentru sertar și mai puțin de 5 pentru spălătorie. În cele din urmă, setați acțiunea dacă doriți să trimiteți un e-mail prin Gmail sau să adăugați un eveniment rapid.

Pasul 15: Dezactivarea sistemului de la nivelul IFTTT

Sistemul poate fi declanșat și din IFTTT, ceea ce oferă utilizatorului un nivel de automatizare. Pentru a face acest lucru, creăm două applet-uri suplimentare pentru fiecare senzor - unul care pornește senzorul și al doilea care îl oprește.

Pornirea appletului

Declanșator (Dacă)

1. În fereastra Serviciului de căutare, tastați: Date și oră.
2. Alegeți opțiunea: În fiecare zi la.
3. Setați valoarea pentru ora necesară (în acest exemplu 21:00).

Acțiune (Apoi)

1. În fereastra Căutare servicii tastați Adafruit IO.
2. Etichetă de câmp - numele fluxului PORNIT / OPRIT.
3. Valoare: Activată

Completați câmpul de titlu al appletului cu numele appletului și adăugați o descriere scurtă a appletului. Faceți clic pe Salvare și porniți applet-ul.

Dezactivarea appletului

Clonați-vă pe applet și schimbați:

1. Secțiunea declanșator: valoarea timpului în 15 minute mai târziu (adică 21:15).
2. Secțiunea de acțiune: Valoare: OPRIT.

Faceți clic pe Salvare și porniți applet-ul.

În același mod, creați applet-uri pentru restul senzorilor. Amintiți-vă - pentru a primi notificări de la fiecare senzor, nu numai de la citirea tabloului de bord, doi senzori nu trebuie declanșați în același timp (adică sertarul 1 este declanșat - 9: 00-9: 15 PM, Sertarul 2: 9: 15-9: 30PM, Spălătorie baf- 9: 30-9: 45 PM).

Pasul 16: Domeniul viitor: Industrilizarea produsului

Dispozitivul IoT construit aici poate fi ușor produs în vrac și vândut companiilor care vând case inteligente. Este un instrument util pentru persoanele cu programe aglomerate sau în case mari cu mulți oameni și camere. În acest caz, tabloul de bord poate include date din toate camerele tuturor oamenilor și astfel le poate ușura viața. Deoarece acesta este complet wireless și, astfel, poate fi ușor scalat la orice număr de sertare necesare.

Pasul 17: Posibile probleme pe care le-ai putea confrunta

1. s-ar putea să vă vedeți ultrasunetele oferind valori aleatorii. Este pentru că puterea ta ar putea să nu fie de 5V. Cel mai sigur lucru este să folosești baterii de 9V și să folosești potentiometre.

2. Asigurați-vă că solul este același pentru senzor și ESP, altfel întregul sistem nu va funcționa.

Pasul 18: Către sfârșit …

Acest sistem de spălătorie este o idee nouă. Nu există încă un astfel de produs pe piață. Deci, dacă îl vrei în casa ta, trebuie să-l construiești singur. Sperăm să înțelegeți instrucțiunile. A fost doar o esență de IoT și electronică.

Acest sistem este foarte ușor de utilizat. Cu toate acestea, are linii directoare de utilizare. Hainele din coșuri trebuie păstrate îndoite, altfel senzorul simte doar distanța greșită. Nu este recomandabil să folosiți acest lucru pentru haine de iarnă în sertare mici, deoarece jaketele sunt voluminoase și îndepărtarea uneia sau a două jachete ar însemna că sertarul este gol. Ceea ce s-ar putea să nu fie foarte util.

În timpul lucrului nostru am folosit următoarele surse, care pot fi utile pentru o mai bună înțelegere a proiectului:

learn.adafruit.com/mqtt-adafruit-io-and-yo…

www.instructables.com/id/Distance-Measurem…