Avtomatik axlat qutisi: 7 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Bu avtomatik ochiladigan axlat qutisini aniqlaydigan harakat. U Wi -Fi ulanishiga ega va u to'la bo'lganda matnli xabar yuboradi. Bu Massachusets universiteti - Amxerstdagi ECE -297DP uchun qilingan. Bu kursning asosiy maqsadi elektronika bilan tajriba orttirish edi, chunki men o'zimni tengdoshlarimdan ortda qolganimni his qildim va o'z ma'ruzalarimdan olgan bilimlarimni tajribali ish bilan birlashtirish menga foyda keltirardi.

Kerakli materiallar:

- 1 marta Arduino Uno

- 1x ESP-8266

- 2 marta Microservos

- 2x ultratovushli HC-SR04 harakat detektorlari

- 1x RBG LED

- 3x 330 Ω rezistorlar

- 1x 3.3 kuchlanish regulyatori

- 2x 100 uF elektrolitik kondansatkich

- 1x 0,1 uF seramika kondansatkichi

- 1 ta Corona Extra 12 to'plamli Longneck shisha pivo idishi

1 -qadam: Dastlabki rejalar va taraqqiyot

Semestr boshida men nima qilishni xohlayotganimni rejalashtirmagan edim. Men hech qanday tasavvurga ega bo'lmagan holda bu sinfga kirdim. Shunday qilib, men o'zimni sevimli mashg'ulot elektronika dunyosida asta -sekin aylanib o'tishning oson usulini ishlab chiqdim.

Qadamlar:

1. Arduino asoslarini o'rganing

- Bu boshlang'ich to'plami bilan ta'minlangan SparkFun ixtirochilar qo'llanmasiga amal qilish orqali amalga oshirildi. Bu menga qarshilik, LEDlar, piezo elementlar (tovush), sezish va Arduino bilan umumiy kodlash asoslarini o'rganishga imkon berdi.

2. DIY Arduino onlayn loyihalarini ko'rib chiqing

- Bu ijodiy va foydali elektronika yaratish uchun ilhom topish edi

3. Men qilmoqchi bo'lgan narsani topish uchun ilhomdan foydalaning

- Men dangasa odamman va kelgusi semestrda do'stlarim juda yaxshi tozalamagani uchun men avtomatik axlat qutisi yasashga qaror qildim.

Dastlabki reja, mening tengdosh ustozlarimdan biri, kompyuter muhandisligi bo'yicha boshqa talaba Bryan Tam bilan gaplashishdan iborat edi. Dizaynlarimni tanqid qilib, u bilan baland ovozda muhokama qilish menga dizayn jarayonini tushunishga yordam berdi. Muammoni hal qilish va qanchalik noaniq bo'lishidan qat'i nazar, uning echimini o'ylash jarayoni, so'ngra bu loyihani qanday bajarish haqida bahslashish. Bu menga muhandislik dizaynida ambitsiya va ijodkorlik ustunligini o'rgatdi.

Dastlab, men axlat qutisi to'lganini avtomatik ravishda aniqlaydigan, keyin sumkani yopadigan yoki o'raydigan axlat qutisini yasashni xohlardim. Buni loyihalashning mumkin bo'lgan usullarini o'rganib chiqib, men bu mening qo'limdan uzoq ekanini angladim. Shunday qilib, men maqsadni biroz o'zgartirdim - to'lganida matnni yuboradigan axlat qutisi yasash.

Semestr oxiriga kelib, matnni yuborish uchun WiFi komponentini birlashtirishda muammolarga duch keldim va xavotirda edim, shuning uchun signalizatsiya tizimi sifatida boshqa variantlarni o'ylab topdim. Men axlat chiqmaguncha to'xtamaydigan zerikarli ovoz chiqarish uchun piezo elementlarga qaradim. Bundan tashqari, men axlat sathini ko'rsatish uchun turli xil rangdagi LEDlarni ishlatishni ko'rib chiqdim.

Buni yaratish uchun ikkita datchik kerak bo'ladi: biri qo'li tepada bo'lsa, tashqi tomondan seziladi, ikkinchisi esa axlat darajasini aniqlaydi. Dastlab, faqat WiFi moduli matnni signal sifatida yuboradi, lekin semestr oxiriga kelib, men buni qo'llab -quvvatlash uchun axlat qutisiga chiroq qo'shishga qaror qildim.

Bu men yopishgan va oxirigacha o'tgan loyiha dizayni.

2 -qadam: tadqiqot

Bu sinovga tayyorgarlik ko'rish uchun men ko'p narsalarni o'rganib chiqdim.

Birinchidan, men Arduino -ni kodlashning umumiy usulini o'rganaman. SparkFun ixtirochi to'plami bilan mashq qilish katta yordam berdi; Menga pinlarni Arduino -ga ulashga va non taxtasidan qanday foydalanishga ko'nikishim.

Keyin men, ayniqsa, servolardan foydalanishni mashq qildim, shuning uchun aylanishni qopqog'ini qanday boshqarish kerakligini bilardim. Birinchidan, ularning vaqtini boshqarishni mashq qiling va keyin ularni shartli bilan birlashtiring, shunda men ularni qachon yoqilishini nazorat qila olaman.

Keyin men qanday sensorlardan foydalanish kerakligini aniqladim. Ikkita turi bor edi: ultratovushli sensor (HC-SR04) va infraqizil sensor (PIR harakat sensori). Ultrasonik sensor pulsni yuboradi, keyin orqaga qaytadi va HC-SR04 tomonidan o'qiladi, bu oraliqdagi vaqtni hisoblab, uning orasidagi masofani va sakrash joyini aniqlaydi. Men ultratovushli sensorni ichki sensor uchun ishlatishga qaror qildim, chunki masofani aniqlash yanada foydali bo'lardi, ayniqsa, axlat ko'p radiatsiya chiqarmaydi. Keyin men ichki va tashqi sensor uchun HC-SR04 dan foydalanish osonroq deb qaror qildim.

ESP-8266 haqida tadqiqot olib, wifi qanday ishlashi haqida ko'p narsalarni bilib oldim. Men kirish nuqtalari va bekat punktlari haqida bilib oldim. Men ham mumkin bo'lgan variant sifatida veb -serverlar haqida bilib oldim. So'ngida. ESP - bu Arduino uchun alohida dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan o'z taxtasi. Shunday qilib, hatto undan foydalanib, butun loyihani amalga oshirish mumkin. ESP -ni dasturlash uchun men uni Arduino -ga uladim va Arduino -dagi GND -ni Reset -ga ulab, uni o'chirib qo'ydim va ESP va USB kabeli o'rtasida kommunikator vazifasini o'tadim.

Keyin men ESP -ni veb -saytidan ma'lumotlarga kirishni yoki so'ramoqchi bo'lgan mijoz sifatida ishlashim mumkinligini bilib oldim. Buni bilgan holda, men IFTTT.com veb -saytidan foydalanib, veb -kancalarni SMS -xabarlarga ulash uchun applet yaratdim, shunda voqea sodir bo'lganda (mijoz ma'lum bir URL manzilidan ma'lumot so'raganda, u matn yuboradi).

Men o'rgangan yana bir narsa - voltaj regulyatorlari, diodlar va rezistorlar. LEDni LEDni Arduino -ga ulash uchun rezistorlar kerak edi. Diodlar va voltaj regulyatorlari ESP-8266-ni quvvatlantirishning mumkin bo'lgan echimlari edi, chunki Vcc uchun 3,3V kuchlanish talab qilinadi. Voltaj regulyatori eng oson echim edi. Arduino -da 3.3V variant mavjud bo'lsa -da, men buni ko'proq bilish uchun imkoniyat sifatida qabul qildim.

Shundan so'ng, men kondansatörler haqida bilib oldim, chunki ular voltaj regulyatorining ishlashi uchun kerak. Kondansatkichlar, agar u juda "sakrab" yoki "hiqichoq" qilsa, kuchlanishni tenglashtirishga yordam beradi. 2 elektrolitik va 1 sopol kondansatör voltaj regulyatorlari uchun odatiy hisoblanadi.

Tadqiqotlarning aksariyati mening kodimni tuzatishga harakat qilar edi, chunki men buni qilayotganimda juda ko'p xatolar bo'lgan.

3 -qadam: Qiyinchiliklar va ularni qanday yengdim

Semestr boshidagi qiyinchiliklarning ko'pi men tajribasiz bo'lganligim edi. Men hech qachon biror narsa qurishni o'ylamagan edim, shuning uchun men juda shuhratparast yoki juda oddiy bo'lishdan qo'rqardim. Shuning uchun men g'oyani tanlashni uzoq vaqtga qoldirdim.

Buni bartaraf etish uchun tajribali katta yoshli bilan gaplashish, albatta, yordam berdi. Bryan mening fikrlarimni tanqid qila oldi va qaysi biri to'g'ri, qaysi biri noto'g'ri tomonga ketayotganini aytib bera oldi. U menga o'z mahorat darajamni, menda mavjud bo'lgan resurslarni va vaqtni boshqarishni hisobga olish kerakligini tushunishimga yordam berdi.

Vaqtni boshqarish ham men uchun juda qiyin bo'ldi. Vaqtni boshqarish borasida menda ojizlik borligini bilaman, ayniqsa, bu semestr men uchun 21 kredit bilan ortiqcha yuklanganidan buyon juda ajoyib edi.

Ba'zida men o'z loyiham ustida ishlashni qurbon qilishim kerak edi, lekin buni engish uchun men dam olish kunlari kamida bir soat tadqiqot o'tkazdim va har hafta dam olish kunlari M5 -ga boraman.

Yana bir qiyinchilik, ko'p qismlarni bilmaslikim edi. Ular qanday ishlaganini yoki qaysi simlar qayerga ulanganini bilmasdim. Buni bartaraf etish uchun men ma'lumotlar jadvalini Internetdan qidirishning qimmatli aktivini o'rgandim, bu menga kerakli kuchlanish kiritish nima ekanligini, VCC, GND va kirishni qaerga ulash kerakligini tushunishga yordam berdi. Eslatib o'taman, servolarni harakat detektorlariga ulashga urinish va umidsizlikka tushish, chunki servolar umuman ishlamayapti.

Bu meni turli xil servolarni sinab ko'rishga undadi, chunki ularda biror narsa noto'g'ri bo'lgan. Biroq, ular hali ham ishlamadi, ya'ni bu mening simim yoki mening kodim bo'lishi kerak edi. Men servolarni 4 ta AA batareyaga ulab, tashqi quvvat manbasini ishlatishga harakat qildim, o'qiganimdek, ba'zida kompyuterdagi USB ularni quvvatlantirish uchun etarli kuch bermasligi mumkin. Nihoyat, men ma'lumotlar jadvalini ko'rib chiqishga qaror qildim va buning sababi shundaki, mening simlarim har doim noto'g'ri edi.

Mening eng qiyin to'siqim WiFi komponentini Arduino -ga qo'shishga urinish edi. Men Internetda ko'plab darsliklarni qidirardim va shunchaki dasturlashni tushunish men uchun qiyin edi. Biroq, bitta veb -sayt menga yordam berdi va meni IFTTT bilan tanishtirdi. Men g'alaba qozonganimga ishonardim, lekin men taxtalar alohida ekanligini tushunmadim va men boshqa kodli taxtalarni dasturlashni tugatdim. Men ularni bir -biriga qanday ulashni bilmay bir hafta qotib qoldim, lekin internet yordam bermadi. Bu to'siqni engib o'tish uchun men nihoyat doktor Mallochdan yordam so'radim. Men juda mag'rur odamman va yolg'iz o'zi qilishni xohlayman. U ilgari menga yordam bergan edi, lekin menda bu muammo emas, balki loyihamga yaqinlashishning mumkin bo'lgan yo'llarini muhokama qilish edi. Doktor Mallochdan so'rash, mening ESP-8266-ni birlashtirishni darhol hal qildi.

Bu loyiha meni o'z o'rnimga qo'yishga yordam berdi va men ishlashim va odamlardan ko'proq yordam so'rashim kerakligini angladim, chunki muhandislik yakka loyiha emas, balki jamoaviy dinamikadir.

4 -qadam: O'quv jarayonini soddalashtirish uchun M5 -ga o'zgartirishlar

M5 bu semestr uchun men uchun ajoyib vosita bo'ldi. U allaqachon yangi kashfiyotchilar va tajribali faxriylar uchun juda ko'p manbalarga ega.

O'ylaymanki, M5 har xil mavzular bo'yicha ko'proq seminarlar o'tkazish va ularni e'lon qilish orqali o'quv jarayonini soddalashtirishga yordam berishi mumkin. Men M5 -da bo'lib o'tayotgan ustaxonalar haqida deyarli eshitmaganman va faqat lehim ustaxonalari haqida bilardim.

"Dizaynni qanday bajarish kerak" yoki "3D printerni qanday ishlatish kerak" kabi boshqa seminarlar ham foydali bo'ladi. Balki ularda bunday ustaxonalar bordir, lekin men ular haqida hech qachon eshitmaganman.

5 -qadam: Oxirida nima qildim

Men avtomatik axlat qutisini yasashga muvaffaq bo'ldim

Ammo bundan ham muhimi, men vaqtni boshqarishning muhimligini, sxemalarni tuzish va elektron qismlardan foydalanishni o'rgandim. Men Arduino, to'lqinlar va sezish, rezistorlar, taxtalar, WiFi, ESP-8266, veb-serverlar, voltaj regulyatorlari, diodlar va boshqalar haqida bilib oldim. Elektronika va elektronika haqida amaliy bilimlar olish.

Bu menda ijodiy olovni qo'zg'atdi, chunki bu loyihani yaratish juda achinarli bo'lsa -da, juda qiziqarli va foydali bo'ldi. Nihoyat, qismning qanday ishlashini tushunish yoki kodni men xohlagan tarzda ishlash, men qilishim kerak bo'lgan bir necha soatlik o'zgartirishlar va o'zgarishlarga arziydi. Bu menga nima qilishni xohlayotganimni tushunishga yordam berdi. Semestr boshida men elektrotexnika va kompyuter injeneriyasi haqida ikkilanib turardim, chunki menda bu tajriba yo'q edi, menga yoqadimi yoki yo'qmi. Xuddi, agar kimdir sportni, video o'yinni yoki sevimli mashg'ulotni sinab ko'rmasa, uni yaxshi ko'rishini bilmaydi.

Mening eng katta yutug'im - ishonch bilan aytishim mumkinki, men elektrotexnika va kompyuter texnikasini davom ettirmoqchiman.

6 -qadam: Qanday qilib boshqa odamlar mening izimdan borishi mumkin

Agar kimdir semestr boshida men bilan bir xil ahvolda bo'lsa, men "Oddiy rejalar va taraqqiyot" da aytib o'tilgan qadamlarni bajarishni tavsiya qilaman. Bu menga nima qilishni qiziqtirganimni va nima qila olishimni asta -sekin aniqlashga yordam berdi.

Xususan, ushbu loyiha uchun men uni qanday yasashni quyida tasvirlab beraman.

1 -qadam: IFTTT.com saytiga o'ting, telefon raqamingizni ro'yxatdan o'tkazing va keyin applet yarating. Veb -kanca bo'lish uchun "agar" ni va SMS bo'lish uchun "bu" ni tanlang. U yaratilgandan so'ng, qidiruv maydonida Maker Webhooks -ni toping va hujjatlarni bosing. Ma'lumotni o'zingizning hodisangiz nomi bilan to'ldiring va URL -ni nusxalash. Bu pastda joylashgan ESP-8266 kodi uchun foydalanadigan URL.

1-qadam: ESP-8266-ni quyidagicha ulang:

RXD -> RX

TXD -> TX

VCC -> VCC

CH_PD VCC

GPIO0 -> GND

GND -> GND

Keyin Arduino -dagi GND -ni o'chirib qo'yish uchun Reset -ga ulang.

2-qadam: Pastki qismga kodni kiriting va uni ESP-8266-ga yuklang (birinchi navbatda esp-8266 kartasini IDE-ga yuklab oling). Keyin ESP-8266-ni ajratib oling.

3 -qadam: Servolarni Arduino -dagi 8 va 9 -pinlarga ulang

4-qadam: Birinchi HC-SR04 sensorini 10 va 13-pinlarga ulang (mos ravishda trig va echo uchun). Keyin ikkinchisini 11 va 12 -pinlarga ulang (navbat bilan trig va echo uchun).

5 -qadam: RGB LEDini 4 (qizil), 5 (yashil) va 6 (ko'k) pinlarga ulang.

6 -qadam: GPIO2 -ni 2 -pinga ulang

7 -qadam: Kodni pastki qismiga kiriting (ECE_297_DP) va uni Arduino -ga yuklang.

8 -qadam: Eski qayta ishlangan pivo qutisini va qopqoq uchun karton bo'lagini toping. Issiq elim popsiklani servolarga yopishadi, so'ngra har tomondan botning ichki qismiga servolarni issiq yopishtiradi. Qopqoqni tayoqchalarga yopishtiring. Ikkita datchikni qopqog'iga mahkamlang (ichki qismi axlatni (11 va 12 -pimlarni), tashqi tomondan esa harakatni (10 va 13 -pinlarni) aniqlang. Keyin LEDni qopqoqning yuqori qismiga yopishtiring. Va chirkin simlarni yashirish uchun qutining orqasidagi simlarni lenta bilan bog'lang.

7 -qadam: Men bundan keyin nima qilardim

Loyihani davom ettirishda menda LEDga qo'shimcha ravishda ovozli signalni amalga oshirish bo'yicha ba'zi fikrlar bor edi. Men ESP-8266-ni ishga olganim uchun, men ishlamaslikka qaror qildim. Ammo, agar men oldinga siljiyotgan bo'lsam, bitta qo'shib, odamlarni chiqindini olib tashlashdan bezovta qilish qiziq bo'lardi.

Bundan tashqari, men aniqroq loyihada ishlashni xohlardim, chunki bu asosan kontseptual loyihaning isboti. Agar men oldinga siljigan bo'lsam, men axlat qutisi yoki og'irroq plastik idishni ishlatgan bo'lardim. Bundan tashqari, men simlar bilan ishlashda yanada samaraliroq bo'lishni xohlardim, chunki bu juda tartibsiz.

ESP-8266 ga alternativa, men uni birlashtira olmasligimdan xavotirlanib, Bluetooth modulidan foydalanganman. Do'stim Shon menga ilgari loyiha qilganini, u erda o'z loyihasidan ma'lumotlarni telefoniga yuborishi va Bluetooth modulidan foydalanishi kerakligini aytgan edi. Uning aytishicha, bu nisbatan oson. Biroq, men WiFi modulini jiddiy detektivlik bilan shug'ullanishdan oldin ishlashga majbur qildim. O'ylaymanki, bu yo'l meni qaerga olib borishini ko'rish qiziq bo'lardi.

Bundan tashqari, men "axlat qutisini avtomatik o'rash" qismini amalga oshirishni xohlar edim, lekin bu mening ligamdan tashqarida. Ehtimol, yaqin kelajakda men ushbu loyihani qayta ko'rib chiqaman va uni yanada samaraliroq qilishga harakat qilaman.