IOToilet: 7 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

IOToilet on esimene nutikas tualettpaberihoidja, mis jälgib meie igapäevast tualettpaberi kasutamist ja võimaldab koguda statistikat, mis näitab neid näitajaid. Ja miks ma peaksin hoolima oma igapäevasest tualettpaberi kasutamisest, mida võite küsida? Nagu selgub, on meie kõhu tervis, eriti seedimistsükkel, palju seotud nii meie füüsilise kui ka vaimse tervisega. Näiteks siin on üks tore TED -jutt (üks paljudest, muide), mis sellel teemal täpsemalt räägib:

Algselt telliti mul suurettevõtte jaoks mõeldud turunduskampaania jaoks brändiagentuuri jaoks 10 ühikut seda seadet, mille klippi näete ülal (2. asukoht). Alguses lükkasin ma selle idee tagasi, kuna see tuli teiselt liigselt loomingulisest meelest, kes üritas meeleheitlikult kliendikonto võita, kuid tasapisi kasvas see minus, kuni mõistsin selle seadme kaudu kogutud teabe väärtust.

Ehitamine põhines olemasoleval riistvaral, mille minu klient sai EBayst, tualettpaberihoidikusse kapseldatud helisalvestusseadmest. Sellel oli õige vormitegur ja kõik vajalikud välisseadmed, näiteks kõlar, seadme käivitamiseks vajalik liikumisandur, tualettpaberit ennast hoidvad vedrud, akupesa ja sisse-välja lüliti, nii et valisin hea meelega kasutades seda valmis, mitte modelleerides ja trükkides oma.

Samm: tööriistad ja materjalid

Kasutatud materjalid:

Tualettpaberi hoidja

Wemos D1 Mini

Kiip ATTiny85, DIP -pakend

2 x 2n2222 transistor

220 oomi takisti

2 * 1KOhm takisti

MPU6050 kiirendusmõõtur

Valikuline, kui te ei kasuta minu PCB -d:

Wemose prototüüpimise kilp

traat, joodis jne.

Kasutatud tööriistad:

Dremel lõikekettaga

ATTiny dev plaat (püsivara mugavaks üleslaadimiseks)

USB pisike ISP programmeerija

kolmnurkse kruvikeerajaga, kasutasin seda komplekti:

2. toiming: algse seadme demonteerimine

Pärast originaalse tualettpaberi spindli saamist avasin selle korpuse kolmnurkse kruvikeeraja abil ja eemaldasin originaalse trükkplaadi, ühendades kõlari lahti ja jättes sellega võimalikult palju juhtmeid.

Seejärel jootsin LED -i ja kaldeanduri algsest trükkplaadist välja, et need hiljem uude lülitusse lülitada. Pöörake tähelepanu sellele, et kallutuslüliti ei kuumeneks üle, kuna see võib kahjustada. Minu oma oli hall, aga kuna ma ei teinud sellest korralikku pilti, kui eemaldasin selle algsest seadmest, pidin kasutama fotot võrgust (vt eespool), kus see oli roheline. Lihtsalt väike detail.

Pärast korpuse avamist ja elektroonika eemaldamist kasutasin Dremeli abil ka liigset plastikut, mida kasutati algse trükkplaadi, nende väikeste plastikust riiulite ja ühe 4 kruvitoru hoidmiseks. Soovi korral saate selle monteerimisetapile edasi lükata, kuid igal juhul on vaja plastikust korrastamist.

Samm: selgitage vooluringi

Niisiis, siin on natuke ahela loogikast:

Selleks, et patareid kaua vastu peaksid, pidin aktiveerimise vahel magama panema nii MPU6050 kiirendusmõõturi kui ka ESP8266 protsessori Wemos D1 Mini -s. Esimest tehti lihtsalt transistori abil, mis lülitas MPU6050 sisse ja välja.

Märkus: Algselt arvasin, et võin selle programmeerida saatma katkestussignaali, mis äratab põhiprotsessori. Kahjuks ei leidnud ma võimalust seda teha, MPU6050 õigete registrite seadistamine oli keeruline ülesanne, mida ma siiani ei tea, kas see on üldse võimalik …

Minu teine võimalus oli kasutada ESP äratamiseks algse seadmega kaasas olevat kallutuslülitit. Ma sidusin selle kõigepealt otse Wemos RESET -nööpnõelaga, nagu ülaltoodud fotodel kirjeldatud, kasutades mehhanismi aktiveerimiseks/deaktiveerimiseks transistorit. Kui transistori alus oli kõrge, võib GND läbida kallutuslüliti ja põhjustada selle ajutise ühenduse RESET -tihvtiga, põhjustades MCU lähtestamise (ilmselt on see ainus viis ESP -i äratamiseks sügavast unest). Seejärel ühendasin D0 transistori alusega, järgides eeldust, et see jalg on KÕRGE nii kaua, kui MCU magab, ja niipea, kui see ärkab, läheb D0 tagasi madalale, keelates lähtestamismehhanismi. Lõppude lõpuks ei vajanud ma korduvat lähtestamist, just esimest korda, kui tualettpaberihoidik hakkas liikuma.

Kuid avastasin, et pin D0 võtab pärast MCU lähtestamist üsna kaua aega, et naasta madalale, umbes 200 ms. See tähendas seda, et kui ma keerutaksin tualettpaberihoidjat piisavalt kiiresti, kui MCU magab, tekiks see mitu RESET -i, selle asemel, et arvutada ringid, nagu peaks.

Niisiis, proovisin seda uut olukorda lahendada mõne diskreetse komponendiga (kondensaatorid, transistorid jne), kuid mul õnnestus probleemile vaid osaline lahendus leida.

Lõpuks lisasin veel ühe MCU, ATTiny85, mis kaldelüliti abil unest äratatakse, siis äratan ESP8266 üles ja ootan mõnda aega enne magamaminekut. Ma tean, et see pole ilmselt probleemi kõige ökonoomsem lahendus, kuid mul oli tähtaeg…

Üksikasjalikku lahendust näete lisatud skeemis. Pange tähele, et 10K takistid asendati 1K -ga, kuna 10k takistid olid transistoride täielikuks avamiseks liiga kõrged.

4. samm: ATTiny85 ettevalmistamine

Kui te pole kunagi ATTiny85 programmeerinud, ärge kartke! Armastatud Arduino IDE kasutamine võib teid lõpuni viia. Alustage nende juhistega Arduino IDE konfigureerimiseks:

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

Seejärel installige USBTinyISP draiverid siit:

learn.adafruit.com/usbtinyisp/drivers

Nüüd laadige lisatud testkood: WakeOnExternalInterruptTest.ino

ja ühendage (vt ATTiny85 Pinout diagramm):

1. Puudutage nuppu 3 tihvti ja maa vahel

2. Led ja 220 oomi takisti järjestikku, tihvti 2 ja maa vahel

Edasi, Valige programmeerijaks USBTinyISP (jaotises Tööriistad -> Programmeerija) ja laadige testvisand tahvlile üles.

LED peaks vilkuma 5 korda, seejärel peaks kiip magama jääma. Nupu vajutamine ärkab ja kordab seda järjestust.

Kas sai hakkama? suurepärane! Laadige lõplik skeem "Awakener" ATTiny -sse üles, et seda kasutada lõppvooluringis.

Samm: ehitage Wemose kilp

Niisiis, kilbi ehitamiseks on teil 3 võimalust:

1. Kasutage Wemose jaoks standardset protoshieldi ja jootke sellele vooluring.

2. Valmistage trükkplaat lisatud EAGLE -failide põhjal.

3. Küsige minult trükkplaati, mille saaksin teile tigupostiga saata (mul on mõned lebavad, hind on peaaegu olematu).

Igal juhul soovitan enne trükkplaadile pühendumist vooluringi konstrueerida leivaplaadile!

Kui kasutate trükkplaatide valikuid, ühendage kindlasti must traat, nagu fotodel, plaadi esi- või tagaküljel (viimane töötas minu jaoks kõige paremini). See juhe ühendab GND Wemosest ATTiny85 -ga ja ilma selleta ärkamist ei toimu.

Vaadake lihtsalt pilte hästi ja lugege lisatud märkusi, sellest peaks piisama.

6. samm: Wemode ettevalmistamine

Kui te pole kunagi kasutanud Arduino IDE -d Wemose tahvli programmeerimiseks, alustades tahvlihalduri installimisest ja valides tahvli menüüst Tööriistad -> Tahvel, nagu siin kirjeldatud:

github.com/esp8266/Arduino

Alustuseks laadige vilkuv visand oma tahvlile, veendudes, et kood laaditakse õigesti üles.

Samm: pange see kõik kokku

Paigaldage kilp Wemosele. Saate selle jootma panna, kuid soovitan kasutada Wemosile joodetud naissoost päiseid, mis võimaldavad probleemide korral ajutiselt ühendada Wemose ja kilbi vahel. Pidage ainult meeles, et naissoost päis peab kokkupaneku lõppjärgus maha tulema, et seade plastkesta sisse mahuks. Samuti, et asju natuke keerulisemaks muuta, on suur tõenäosus, et kui kilp on Wemosega ühendatud, keelatakse koodi üleslaadimine. Olen selle nähtusega kokku puutunud ebajärjekindlalt ja mul polnud aega seda uurida.

Nõuanne: planeerige ette.

Nüüd, testimine!

Kui olete installinud, laadige kõigepealt üles BlinkAccelerometer'i testvisand Wemosesse ja veenduge, et see lülitab MPU6050 LED -i sisse ja välja. Kui ei, siis kontrollige MPU6050 toite eest vastutava transistori juhtmestikku. Selle alus tuleks ühendada Wemose tihvtiga D5, kollektor ühendada kiirendusmõõturi GND -ga ja Emitter ühendada tavalise GND -ga.

Seejärel laadige TurnCountTest1 visand Wemose tahvlile ja avage jadamonitor. Te peaksite nägema monitoril kuvatavaid kiirendusmõõturi andmeid. Kui see ei tööta, kontrollige kella ja andmete juhtmestikku: CLK tuleks ühendada D1 -ga ja DATA ühendada D2 -ga.

Nüüd jootke kallutuslüliti tahvli ettenähtud aukudesse (vt märkusi), veendudes, et see on pöörlemisteljega risti, nii et spindli pöörlemine sulgeb ja avab ühenduse kahe juhtme vahel.

Seejärel ühendage aku 3V sisend Wemos VCC -ga ja selle miinusklemm Wemos GND -ga. Veenduge, et lüliti sisselülitamine lülitab seadme sisse. Lõpuks ühendage kõlar Wemose GND -ga ja tihvtiga D4.

Laadige lõplik kood Wemosesse - visand nimega SmartWipe. Avage jadamonitor ja veenduge, et seade läheb 3 minuti pärast magama ja äratatakse kallutuslüliti liigutamisega (vastavad teated peaksid ekraanile ilmuma).

Kui soovite Wemode ärkveloleku aega lühendada (peamiselt testimise eesmärgil), vähendage parameetris.h määratletud WIFI_CONFIGURATION_IDLE_TIMEOUT väärtust ja laadige eskiis tahvlile. Veenduge, et pärast seda, kui Wemos läheb magama, põhjustab kallutuslüliti liigutamine ATTiny ärkamise (sellest annab märku LED), mis omakorda Wemose äratab.

Muutke parameetri väärtuseks tagasi 180000L (3 minutit, millisekundites) ja veenduge, et Wemos käivitab leviala nimega IOToilet_XXXXXXXX, kus XXXXXXX saadakse kiibi MAC -aadressilt. Ühendage nutitelefoni abil selle WiFi -võrguga ja teid suunatakse registreerimisvormile (mehhanism nimega Captive Portal). Täitke üksikasjad, eriti oluline on teie kohaliku wifi SSID ja parool ning saatke vorm. Seade peaks seejärel proovima kaasasolevate mandaatide abil võrguga ühendust luua ja edu korral mängima kõlarist 3 tõusvat heli. Kui Wifi -ga ühenduse loomisel oli probleeme, kõlab 3 kahanevat heli. Pärast seda peaksid Wemod minema sügavasse unne, kuni nad liigutustest üles ärkavad.

Lõpuks: lõpuni süsteemi test.

Rullige tualettpaberihoidikut mööda selle pöörlemistelge mõned keerdumised, seejärel asetage see kindlale pinnale (et näidata, et rull on lõppenud ja käivitatakse andmete üleslaadimine). Oodake umbes 10 sekundit, kuni rullide arv pilve saadetakse, seejärel minge aadressile https://smartwipe-iot.appspot.com/ ja klõpsake Query. Te peaksite pilves nägema oma registreerimisandmeid ja hiljutist kasutusrullide arvu! Kirjutage kindlasti üles oma uuid, mis on teie kordumatu ID süsteemis, mis on välja võetud teie Wemose MAC -aadressilt.

Kui soovite välja võtta ainult oma statistika JSON -vormingus, kasutage sarnast URL -i:

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

lihtsalt asenda uuid omaga.

Olen lisanud kõik veebirakenduse allikad, mida hostitakse Google'i rakenduste mootoris, nii et kasutajad, kes soovivad saada andmetele rohkem privaatsust, saaksid neid oma Google'i kasutajale juurutada, autentimist lisada jne.

Kui kõik töötab, paigaldage elektroonika plastkestasse, trimmides plastikut vajadusel dremeliga. Kogu tükk peaks kenasti korpusesse mahtuma.

Häda? Kirjutage mulle!

UNITED WE POOP!