Ավտոմատ աղբարկղ ՝ 7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Սա ավտոմատ բացվող աղբարկղը հայտնաբերող շարժում է: Այն ունի wifi կապ և ուղարկում է տեքստային հաղորդագրություն, երբ այն լիքն է: Սա պատրաստված է ECE -297DP- ի համար Մասաչուսեթսի համալսարան - Ամհերստ: Այս դասընթացի հիմնական նպատակն էր ձեռք բերել էլեկտրոնիկայի փորձ, քանի որ զգում էի, որ հետ եմ իմ հասակակիցներից և ինձ օգուտ կբերի դասախոսություններից սովորածս համատեղել փորձառական աշխատանքի հետ:

Անհրաժեշտ նյութեր.

- 1x Arduino Uno

- 1x ESP-8266

- 2 անգամ միկրոսերվոս

- 2 անգամ ուլտրաձայնային HC-SR04 շարժման դետեկտորներ

- 1x RBG LED

- 3x 330 Ω դիմադրիչներ

- 1x 3.3 լարման կարգավորիչ

- 2x 100 uF էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր

- 1x 0.1 uF կերամիկական կոնդենսատոր

- 1x Corona Extra 12 տուփ Longneck շշի գարեջրի տարա

Քայլ 1. Սկզբնական ծրագրեր և առաջընթաց

Կիսամյակի սկզբում ես ծրագրեր չունեի այն մասին, թե ինչ եմ ուզում անել: Ես ցատկեցի այս դասարան ՝ առանց միտք ունենալու: Այսպիսով, սկսելու համար ես հեշտ ճանապարհ ստեղծեցի ինձ համար դանդաղորեն անցնելու հոբբիների էլեկտրոնիկայի աշխարհում:

Քայլեր.

1. Իմացեք Arduino- ի հիմունքները

- Դա արվեց ՝ հետևելով SparkFun գյուտարարի ուղեցույցին, որը գալիս է մեկնարկային հավաքածուի հետ: Այն թույլ տվեց սովորել դիմադրիչների, LED- ների, պիեզո տարրերի (ձայնի), զգայարանների և ընդհանուր կոդավորման հիմունքները Arduino- ի հետ:

2. Դիտեք առցանց DIY Arduino նախագծերը

- Սա ինչ -որ ոգեշնչում էր ստեղծագործական և օգտակար էլեկտրոնիկա պատրաստելու համար

3. Օգտագործեք ոգեշնչումը `գտնելու այն, ինչ ցանկանում էի ստեղծել

- Քանի որ ես ծույլ մարդ եմ, և քանի որ իմ ընկերները, որոնց հետ ես կիսվում եմ հաջորդ կիսամյակում, այնքան էլ լավ չեն մաքրվում, որոշեցի ավտոմատ աղբարկղ պատրաստել:

Դրա սկզբնական պլանը կազմեց իմ հասակակից մենթորներից մեկի ՝ Բրայան Թեմի, համակարգչային ճարտարագիտության մեկ այլ ուսանողի հետ զրուցելը: Նրա հետ բարձրաձայն քննարկելը ՝ քննադատելով իմ նախագծերը, օգնեց ինձ հասկանալ նախագծման գործընթացը: Խնդիրը լուծելու և լուծում գտնելու գործընթացը որքան էլ անիրագործելի է, այնուհետև բանավիճել, թե ինչպես անել նշված նախագիծը: Դա ինձ սովորեցրեց, որ ամբիցիաներն ու ստեղծագործական ունակություններն ամենակարևորն են ճարտարագիտության մեջ նախագծման համար:

Սկզբում ես ուզում էի պատրաստել աղբաման, որն ինքնաբերաբար կբացահայտեր, երբ աղբամանը լիքն էր, այնուհետև կփակեի կամ կփաթեթավորեի տոպրակը: Հետազոտելով դրա ձևավորման հնարավոր ուղիները, ես հասկացա, որ դա իմ ձեռքից հեռու է: Այսպիսով, ես մի փոքր փոխեցի նպատակը `պատրաստել աղբաման, որը կարող է տեքստ ուղարկել, երբ այն լիքն է:

Մոտենալով կիսամյակի ավարտին ՝ ես դժվարանում էի WiFi բաղադրիչը ինտեգրել տեքստը ուղարկելու համար և անհանգստացա, ուստի մտածեցի այլընտրանքների մասին ՝ որպես ահազանգման համակարգ: Ես նայեցի դեպի պիեզո տարրեր, որպեսզի գուցե մի տհաճ ձայն լսեմ, որը չի դադարի մինչև աղբը հանվի: Բացի այդ, ես նայեցի LED- ների օգտագործմանը `տարբեր գույներ պատրաստելու համար` աղբի մակարդակը նշելու համար:

Դա ստեղծելու համար անհրաժեշտ կլիներ երկու տվիչ. Մեկը ՝ դրսից զգալու համար, թե երբ է ձեռքը վերևում բացվում, և մեկը ՝ ներսից ՝ աղբի մակարդակը հայտնաբերելու համար: Ի սկզբանե, միայն WiFi մոդուլը կուղարկեր տեքստը որպես ահազանգ, սակայն կիսամյակի ավարտին ես որոշեցի լույսը ավելացնել աղբարկղի վերևում ՝ դրան աջակցելու համար:

Սա նախագծի նախագիծն է, որի հետ ես մնացի և անցա մինչև վերջ:

Քայլ 2: Հետազոտություն

Այս փորձությանը պատրաստվելու համար ես ուսումնասիրեցի բազմաթիվ բաներ:

Սկզբում ես ուսումնասիրում եմ Arduino- ի ծածկագրման ընդհանուր եղանակը: SparkFun գյուտարարի հանդերձանքով զբաղվելը անչափ օգնեց. սովորեցնելով ինձ, որ պետք է կապել Arduino- ին և ինչպես օգտագործել հացահատիկ:

Հետո ես հատկապես կիրառեցի սերվերի օգտագործումը, քանի որ գիտեի, որ դա այն է, թե ինչպես պետք է վերահսկեմ կափարիչը պտտվելու համար: Նախ ՝ զբաղվել դրանց ժամանակը վերահսկելով, այնուհետև օգտագործումը պայմանական պայմանների հետ համատեղելով, որպեսզի կարողանամ վերահսկել, երբ դրանք ակտիվանում են:

Հետո ես ուսումնասիրեցի, թե ինչ սենսորներ օգտագործել: Կային երկու տեսակ ՝ ուլտրաձայնային տվիչ (HC-SR04) և ինֆրակարմիր տվիչ (PIR շարժման տվիչ): Ուլտրաձայնային սենսորը ուղարկում է զարկերակ, որն այնուհետև հետ է վերադարձվում և կարդացվում է HC-SR04- ի կողմից ՝ հաշվարկելով ժամանակը այս միջակայքում, որոշելու դրա և ցատկման տեղի միջև հեռավորությունը: Որոշեցի ներքին սենսորի համար օգտագործել ուլտրաձայնային տվիչը, քանի որ հեռավորությունը հայտնաբերելն ավելի օգտակար կլիներ, մանավանդ որ աղբը մեծ ճառագայթում չի արձակում: Հետո որոշեցի, որ ավելի հեշտ կլինի ուղղակի օգտագործել HC-SR04- ը ինչպես ներքին, այնպես էլ արտաքին սենսորի համար:

ESP-8266- ի մասին ուսումնասիրելով ՝ ես շատ բան իմացա, թե ինչպես է աշխատում wifi- ն: Ես սովորեցի մուտքի կետերի և կայանի կետերի մասին: Ես սովորեցի վեբ սերվերների մասին, ինչպես նաև հնարավոր տարբերակ: Վերջում. ESP- ն իր սեփական տախտակն է, որը կարող է ամբողջությամբ ծրագրավորվել Arduino- ի միջոցով: Այսպիսով, նույնիսկ հնարավոր է դարձնել այս ամբողջ նախագիծը պարզապես օգտագործելով այն: ESP- ը ծրագրավորելու համար ես այն միացրեցի Arduino- ին և Arduino- ում GND- ը միացրեցի Reset- ին `անջատելու համար և այն որպես հաղորդակցիչ գործելու ESP- ի և USB մալուխի միջև:

Հետո ես իմացա, որ կարող եմ ստիպել ESP- ին հանդես գալ որպես հաճախորդ, որը ցանկանում է մուտք գործել կամ պահանջել տվյալներ վեբ կայքից: Իմանալով դա, ես օգտագործեցի IFTTT.com կայքը ՝ ստեղծելու համար մի հավելված, որը միացնում է վեբ -կեռիկներն ամբողջությամբ SMS հաղորդագրություններին ՝ այնպես, որ երբ իրադարձությունը սկսվի (երբ հաճախորդը տվյալ URL- ից տվյալներ է պահանջում, այն տեքստ կուղարկի):

Մեկ այլ բան, որը ես ուսումնասիրեցի, լարման կարգավորիչներն էին, դիոդները և դիմադրողները: LED- ի համար LED- ն Arduino- ին միացնելու համար անհրաժեշտ էին ռեզիստորներ: Դիոդները և լարման կարգավորիչները ESP-8266- ի սնուցման հնարավոր լուծումներն էին, քանի որ Vcc- ի համար խստորեն պահանջվում է 3.3 Վ: Լարման կարգավորիչը ամենահեշտ լուծումն էր: Չնայած Arduino- ում կա 3.3 Վ տարբերակ, ես այն օգտագործեցի որպես ավելին իմանալու հնարավորություն:

Դրանից հետո ես իմացա կոնդենսատորների մասին, քանի որ դրանք անհրաժեշտ են գործող լարման կարգավորիչի համար: Կոնդենսատորները օգնում են հարթեցնել լարումը այն դեպքում, երբ այն չափազանց «ցատկում» կամ «խարխափում է»: 2 էլեկտրոլիտիկ և 1 կերամիկական կոնդենսատորը սովորական տեղադրված է լարման կարգավորիչների համար:

Հետազոտության մեծ մասը փորձում էր կարգաբերել իմ կոդը, քանի որ այն կատարելիս շատ սխալներ կային:

Քայլ 3. Հանդիպված դժվարությունները և ինչպես դրանք հաղթահարեցի

Կիսամյակի սկզբում առկա դժվարությունների մեծ մասը պարզապես այն էր, որ ես անփորձ էի: Նախկինում ես նույնիսկ մտք չէի դնում ինչ -որ բան կառուցելու վրա, ուստի վախենում էի լինել չափազանց հավակնոտ կամ չափազանց պարզ լինելուց: Ահա թե ինչու ես երկար ժամանակ հետաձգում էի գաղափարի ընտրությունը:

Դա հաղթահարելու համար փորձառություն ունեցող ավագի հետ խոսելը միանշանակ օգնեց: Բրայանը կարողացավ քննադատել իմ գաղափարները և ինձ ասել, թե որոնք են ճիշտ ուղղությամբ, իսկ որոնք ՝ սխալ: Նա օգնեց ինձ հասկանալ, որ ես պետք է հաշվի առնեմ իմ հմտությունների մակարդակը, այն ռեսուրսները, որոնց ես հասանելի էի և ժամանակի կառավարումը:

Timeամանակի կառավարումը նույնպես շատ դժվար էր ինձ համար: Ես արդեն գիտեմ, որ թուլություն ունեմ ժամանակի կառավարման հարցում, մանավանդ որ այս կիսամյակն աներևակայելի հագեցած էր, քանի որ ես ծանրաբեռնված էի 21 կրեդիտով:

Եղել են ժամանակներ, երբ ես ստիպված էի զոհաբերել իմ նախագծի վրա աշխատելը, բայց դա հաղթահարելու համար ես հանգստյան օրերին առնվազն մեկ ժամ հետազոտություն էի նվիրում նախագծի վրա աշխատելու համար, և ամեն երկրորդ շաբաթ հանգստյան օրերին մեկնում էի M5 ՝ դրա վրա աշխատելու համար:

Մեկ այլ դժվարություն ես իմ մասերի մեծ մասի իմացության բացակայությունն էր: Ես չգիտեի, թե ինչպես են նրանք աշխատում կամ ինչ լարեր են միանում: Դա հաղթահարելու համար ես սովորեցի տվյալների թերթերը առցանց փնտրելու արժեքավոր առավելությունը, որն ինձ օգնեց հասկանալ, թե որն է անհրաժեշտ լարման մուտքը, և որտեղ պետք է միացվեն VCC, GND և մուտքերը: Ես հիշում եմ, որ հատուկ աշխատում էի սերվերը շարժման դետեկտորներին միացնելու փորձերի վրա և հիասթափված էի, քանի որ սերվոներն ընդհանրապես չէին գործում:

Սա ինձ ստիպեց փորձել տարբեր սերվերներ ՝ հույս ունենալով, որ ինչ -որ բան այն չէ: Այնուամենայնիվ, նրանք դեռ չէին աշխատում, ինչը նշանակում էր, որ դա կամ պետք է լիներ իմ լարերը, կամ իմ կոդը: Այնուհետև ես փորձեցի օգտագործել արտաքին էներգիայի աղբյուր ՝ սերվերը միացնելով 4 AA մարտկոցների, քանի որ կարդացել էի, որ երբեմն համակարգչի USB- ը գուցե բավարար լարում չի տալիս դրանք սնուցելու համար: Ի վերջո, ես որոշեցի պարզապես նայել տվյալների թերթիկին և հասկացա, որ դա միայն այն պատճառով էր, որ իմ էլեկտրագծերը ամբողջ ժամանակ սխալ էին:

Իմ ամենադժվար խոչընդոտը WiFi- ի բաղադրիչի Arduino- ին ինտեգրումն էր: Ես փնտրում էի բազմաթիվ ձեռնարկներ առցանց և պարզապես հասկանում էի դրա համար նախատեսված ծրագրավորումը: Այնուամենայնիվ, մեկ հատուկ կայքէջ օգնեց ինձ և ծանոթացրեց IFTTT- ի հետ: Ես հավատում էի, որ հաղթանակի եմ հասել, այնուամենայնիվ, ես չէի գիտակցում, որ տախտակները առանձին են, և ես ավարտել էի տարբեր ծածկագրերով տախտակների ծրագրավորումը: Ես մեկ շաբաթ խրված էի, փորձելով պարզել, թե ինչպես միացնել դրանք, բայց ինտերնետը չօգնեց: Այս խոչընդոտը հաղթահարելու համար ես վերջապես պարզապես օգնություն խնդրեցի բժիշկ Մալլոխից: Ես շատ հպարտ մարդ եմ և հակված եմ միայնակ բաներ անել: Նա նախկինում ինձ օգնել էր, սակայն դա իմ խնդիրը չէր, այլ իմ նախագծին մոտենալու հնարավոր ուղիների քննարկումն էր: Պարզապես բժիշկ Մալլոխին հարցնելը անմիջապես լուծեց իմ ESP-8266- ի ինտեգրումը:

Այս նախագիծն ինձ օգնեց իմ տեղը դնել և հասկանալ, որ ես պետք է աշխատեմ և մարդկանցից ավելի շատ օգնություն խնդրեմ, քանի որ ճարտարագիտությունը ոչ թե սոլո նախագիծ է, այլ թիմային դինամիկա:

Քայլ 4. Փոփոխություններ M5- ում, որոնք կօգնեն բարելավել ուսուցման գործընթացը

M5- ը այս կիսամյակում ինձ համար ֆանտաստիկ գործիք էր: Այն արդեն ունի բազմաթիվ ռեսուրսներ նոր հետազոտողների և փորձառու վետերանների համար:

Կարծում եմ, որ M5- ը կարող է նպաստել ուսուցման գործընթացի պարզեցմանը `ունենալով ավելի շատ սեմինարներ ավելի լայն թեմաների շուրջ և դրանք ավելի հայտարարված դարձնելով: Ես հազիվ էի լսել M5- ում տեղի ունեցող արհեստանոցների մասին, և միակները, որոնց մասին ես գիտեի, զոդման արհեստանոցներն էին:

Այլ սեմինարներ, ինչպիսիք են «Ինչպես զբաղվել դիզայնով» կամ «Ինչպես օգտագործել 3D տպիչը», նույնպես օգտակար կլինեն: Թերևս նրանք ունեն այս սեմինարները, բայց ես երբեք չկարողացա լսել դրանց մասին:

Քայլ 5. Այն, ինչ ես վերջում կատարեցի

Ես կարողացա ավտոմատ աղբարկղ պատրաստել

Ամենակարևորը, սակայն, ես սովորեցի ժամանակի կառավարման կարևորությունը, ինչպես կառուցել սխեմաներ և օգտագործել էլեկտրոնային մասեր: Ես սովորեցի Arduino- ի, ալիքների և զգայարանների, դիմադրիչների, տախտակների, WiFi- ի, ESP-8266- ի, վեբ սերվերների, լարման կարգավորիչների, դիոդների և այլնի մասին: Ես կարողացա իրականացնել այն, ինչ մտքումս կար: Էլեկտրոնիկայի և սխեմաների գործնական մակարդակի մասին պատկերացում ձեռք բերելու համար:

Նաև ստեղծագործական կրակ բորբոքեց իմ մեջ, քանի որ այս նախագիծը ստեղծելը, չնայած երբեմն չափազանց վրդովեցուցիչ էր, բայց շատ զվարճալի և վարձատրելի էր: Վերջապես հասկանալը, թե ինչպես է աշխատում մի հատվածը կամ կոդն այնպես աշխատել, ինչպես ուզում էի, արժեր այն փոփոխությունները և փոփոխությունները, որոնք ես պետք է անեի: Դա ինձ օգնեց հասկանալ, որ սա այն է, ինչ ուզում էի անել: Կիսամյակի սկզբին ես տատանվում էի էլեկտրատեխնիկայի և համակարգչային տեխնիկայի ոլորտում, քանի որ դրա մեջ փորձ չունեի իմանալու ՝ ինձ դուր է գալիս այն, թե ոչ: Ինչպես ինչ -որ մեկը չգիտի, արդյոք նա սիրում է սպորտ, տեսախաղ կամ հոբբի, եթե չփորձի դա:

Իմ ամենամեծ ձեռքբերումն այն էր, որ կարողացա վստահ ասել, որ ես ցանկանում եմ շարունակել Էլեկտրամեխանիկական ճարտարագիտությունը:

Քայլ 6: Ինչպե՞ս կարող էր ինչ -որ մեկը հետևել իմ հետքերին

Եթե ինչ -որ մեկը նույն իրավիճակում է, ինչ ես կիսամյակի սկզբին, խորհուրդ կտայի անել նույն քայլերը, որոնք նախանշել էի «Նախնական ծրագրեր և առաջընթաց» բաժնում: Դա ինձ իսկապես օգնեց դանդաղ առանձնացնել, թե ինչն էր ինձ հետաքրքրում և ինչ կարող էի անել:

Մասնավորապես, այս նախագծի համար ես ստորև կներկայացնեմ, թե ինչպես պատրաստել մեկը:

Քայլ 1. Գնացեք IFTTT.com, գրանցեք ձեր հեռախոսահամարը և այնուհետև ստեղծեք հավելված: Ընտրեք «եթե» -ը վեբհուքեր և «որ» -ն ՝ SMS հաղորդագրություններ: Ստեղծվելուց հետո որոնման դաշտում փնտրեք Maker Webhooks և կտտացրեք փաստաթղթերի վրա: Լրացրեք տեղեկատվությունը ձեր սեփական իրադարձության անունով և պատճենեք URL- ը: Սա այն URL- ն է, որը դուք կօգտագործեք ներքևում գտնվող ESP-8266 ծածկագրի համար:

Քայլ 1: Միացրեք ESP-8266- ը որպես այդպիսին.

RXD -> RX

TXD -> TX

VCC -> VCC

CH_PD VCC

GPIO0 -> GND

GND -> GND

Այնուհետև Arduino- ի GND- ը միացրեք դրա վրա Reset- ին `այն անջատելու համար:

Քայլ 2: Մուտքագրեք ծածկագիրը ներքևում և վերբեռնեք այն ESP-8266 (նախ ներբեռնեք esp-8266 տախտակը IDE- ում): Ապա անջատեք ESP-8266 վարդակից:

Քայլ 3. Միացրեք սերվերը Arduino- ի 8 -րդ և 9 -րդ կապին

Քայլ 4. Միացրեք առաջին HC-SR04 սենսորը 10 և 13 կապումներին (համապատասխանաբար ՝ տրիգոյի և արձագանքի համար): Այնուհետև երկրորդը միացրեք 11 և 12 կապումներին (կրկին համապատասխանաբար տրիգ և էխո):

Քայլ 5. RGB LED- ը միացրեք 4 (կարմիր), 5 (կանաչ) և 6 (կապույտ) կապումներին:

Քայլ 6. Միացրեք GPIO2- ը 2 կապին

Քայլ 7: Մուտքագրեք ծածկագիրը ներքևում (ECE_297_DP) և վերբեռնեք այն Arduino- ում:

Քայլ 8. Գտեք հին վերամշակված գարեջրի տուփ և կափարիչի համար ստվարաթուղթ: Տաք սոսնձով սոսինձը կպչում է սերվոներին, այնուհետև տաք սոսնձում սերվոները յուրաքանչյուր կողմի բոտի ներսում: Կպչեք կափարիչը սոճու ձողիկներին: Կպչեք երկու սենսորներով (ներսում այն աղբը հայտնաբերողն է (11 -րդ և 12 -րդ կապում), իսկ դրսինը ՝ շարժումը հայտնաբերելու համար (կապում է 10 -րդ և 13 -րդը): Այնուհետև LED- ն կպցրեք կափարիչի վերևին: Եվ կպցրեք տուփի հետևի էլեկտրագծերը, որպեսզի թաքցնեն տգեղ լարերը:

Քայլ 7: Ինչ կանեի հաջորդը

Forwardրագրի առաջ շարժվելով ՝ ես որոշ գաղափարներ ունեի ՝ LED- ից բացի ձայնային ահազանգ իրականացնելու համար: Քանի որ աշխատանքի բերեցի ESP-8266- ը, որոշեցի չաշխատել: Այնուամենայնիվ, եթե ես առաջ շարժվեի, հետաքրքիր կլիներ ավելացնել մեկը և նյարդայնացնել մարդկանց աղբը հանելու համար:

Բացի այդ, ես կցանկանայի ավելի հստակ նախագծի վրա աշխատել, քանի որ սա հիմնականում հայեցակարգային նախագծի ապացույց է: Եթե ես առաջ շարժվեի, ես կօգտագործեի իսկական աղբաման կամ ավելի ծանր պլաստիկե տարա: Բացի այդ, ես կցանկանայի ավելի արդյունավետ լինել էլեկտրագծերի հետ կապված, քանի որ այն շատ խառնաշփոթ է:

ESP-8266- ի մեկ այլընտրանք, որը ես փնտրում էի, մինչդեռ անհանգստանում էի, որ այն չկարողանալով ինտեգրվել ՝ օգտագործելով Bluetooth մոդուլ: Իմ ընկերը ՝ Շոնը, ինձ նշել էր, որ նա նախկինում կատարել էր նախագիծ, որտեղ նա պետք է իր նախագծից տվյալներ ուղարկեր իր հեռախոսին և օգտագործեր Bluetooth մոդուլ: Նա ասաց, որ դա համեմատաբար հեշտ էր: Այնուամենայնիվ, ես գործի դրեցի WiFi մոդուլը, նախքան դրա մեջ լուրջ դետեկտիվ աշխատանք կատարելը: Կարծում եմ, հետաքրքիր կլիներ տեսնել, թե ուր կտաներ ինձ այդ ճանապարհը:

Բացի դրանից, ես շատ կուզենայի իրականացնել «աղբի տոպրակի փաթաթման ավտոմատ» մասը, բայց դա դեռ ընթացիկից դուրս է իմ լիգայից: Միգուցե ապագայում ես նորից կանդրադառնամ այս նախագծին և կփորձեմ այն ավելի արդյունավետ դարձնել: