Автомат хогийн сав: 7 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Энэ бол хогийн савыг онгойлгох хөдөлгөөн юм. Энэ нь wifi холболттой бөгөөд дүүрсэн үед мессеж илгээдэг. Үүнийг Массачусетсийн их сургууль - Амхерст ECE -297DP -д зориулж хийсэн болно. Энэхүү сургалтын гол зорилго нь үе тэнгийнхнийхээ ард хоцорч байгаагаа мэдэрч, электроникийн талаар туршлага хуримтлуулах явдал байв.

Шаардлагатай материал:

- 1 удаа Arduino Uno

- 1х ESP-8266

- 2 удаа Microservos

- 2х хэт авианы HC-SR04 хөдөлгөөн мэдрэгч

- 1х RBG LED

- 3x 330 Ω эсэргүүцэл

- 1х 3.3 хүчдэлийн зохицуулагч

- 2x 100 uF электролитик конденсатор

- 1x 0.1 uF керамик конденсатор

- 1 ширхэг Corona Extra 12 багц бүхий Longneck лонхны шар айрагны сав

Алхам 1: Анхны төлөвлөгөө ба дэвшил

Хичээлийн эхэн үед би юу хийхийг хүсч байгаагаа төлөвлөөгүй байсан. Би ямар ч бодолгүй энэ ангид орлоо. Эхлэхийн тулд би хобби электроникийн ертөнцөд аажмаар аялах хялбар аргыг боловсруулсан.

Алхам:

1. Arduino -ийн анхан шатны мэдлэгтэй болох

- Үүнийг гарааны иж бүрдэл дагалддаг SparkFun зохион бүтээгчийн гарын авлагыг дагаж хийжээ. Энэ нь резистор, LED, пьезо элементүүд (дуу чимээ), мэдрэх, ерөнхий кодчиллын үндсийг Ардуиногоор сурах боломжийг надад олгосон юм.

2. Онлайн DIY Arduino төслүүдийг үзээрэй

- Энэ бол бүтээлч, хэрэгцээтэй электрон бараа бүтээх урам зоригийг олж авах явдал байв

3. Урам зоригийг ашиглан миний хийхийг хүссэн зүйлээ олоорой

- Би залхуу хүн учраас, дараагийн семестрээр байрлаж байгаа найз нөхөд маань тийм ч сайн цэвэрлэдэггүй болохоор би автомат хогийн сав хийхээр шийдсэн.

Үүний анхны төлөвлөгөө бол миний үе тэнгийн багш нарын нэг, Компьютерийн инженерийн өөр нэг оюутан Брайан Тамтай ярилцах явдал байв. Миний загварыг шүүмжилж түүнтэй чангаар ярилцсан нь дизайны явцыг ойлгоход тусалсан. Асуудлыг хүлээж авах, хичнээн бүтэшгүй байсан ч шийдэл бодох, дараа нь энэ төслийг хэрхэн хийх талаар маргах үйл явц. Инженерийн чиглэлээр дизайн хийхэд амбиц, бүтээлч байдал хамгийн чухал гэдгийг надад зааж өгсөн.

Эхэндээ би автоматаар хогийн сав хийж, хогийн сав хэзээ дүүрсэнийг олж, дараа нь уутыг хаах эсвэл боохыг хүсч байсан. Үүнийг зохион бүтээх боломжит аргуудыг судалсны дараа энэ нь миний гараас хол байгааг ойлгосон. Тиймээс би зорилгоо бага зэрэг өөрчилсөн - дүүрсэн үед текст илгээх боломжтой хогийн сав хийх.

Семестр дуусах дөхөж байхад би текстийг илгээх WiFi бүрэлдэхүүн хэсгийг нэгтгэхэд асуудалтай байсан бөгөөд санаа зовж байсан тул бусад хувилбаруудыг дохиоллын систем гэж бодсон. Хог хаях хүртэл зогсдоггүй ядаргаатай дуу гаргахын тулд би пьезо элементүүдийг харлаа. Түүнчлэн, хогны түвшинг харуулахын тулд өөр өөр өнгө гаргахын тулд LED ашиглах талаар судалж үзсэн.

Үүнийг бий болгохын тулд хоёр мэдрэгч хэрэгтэй болно: Нэг нь гар нь дээшээ гарахад нээгдэж байгааг мэдэрч, нөгөө нь хогны түвшинг илрүүлэхийн тулд. Эхэндээ зөвхөн WiFi модуль нь текстийг дохиолол болгон илгээдэг байсан ч семестрийн төгсгөлд би үүнийг дэмжихийн тулд хогийн савны дээд хэсэгт гэрэл нэмж оруулахаар шийдсэн.

Энэ бол миний гацаж дууссан төслийн загвар юм.

Алхам 2: Судалгаа

Энэ хүнд хэцүү байдалд бэлтгэхийн тулд би олон зүйлийг судалсан.

Эхлээд би Arduino -г кодлох ерөнхий аргыг судалж үзсэн. SparkFun зохион бүтээгчийн иж бүрдэлтэй дадлага хийх нь асар их тус болсон; Зүүг Arduino -тэй холбох, талхны хавтанг хэрхэн ашиглах талаар надад дасгах.

Дараа нь би эргүүлэхийн тулд тагийг хэрхэн яаж хянах хэрэгтэйг мэддэг байсан тул servo ашиглах талаар маш их дадлага хийсэн. Нэгдүгээрт, тэдний цагийг хянах дадлага хийж, дараа нь ашиглалтыг нөхцөлт нөхцлүүдтэй хослуулахын тулд би тэдгээрийг идэвхжүүлэлтийг хянах боломжтой болно.

Дараа нь ямар мэдрэгч ашиглахыг судалсан. Хэт авианы мэдрэгч (HC-SR04) ба хэт улаан туяаны мэдрэгч (PIR хөдөлгөөн мэдрэгч) гэсэн хоёр төрөл байсан. Хэт авианы мэдрэгч нь судасны цохилтыг гаргадаг бөгөөд үүнийг HC-SR04 уншдаг бөгөөд энэ интервал дахь цагийг тооцоолж, хоорондох зай ба үсрэлтийн байршлыг тодорхойлдог. Хэт авианы мэдрэгчийг дотоод мэдрэгчид ашиглахаар шийдсэн тул зайг илрүүлэх нь илүү тустай байх болно, ялангуяа хог нь цацраг туяа их ялгаруулдаггүй. Дараа нь HC-SR04-ийг дотоод болон гадаад мэдрэгчийн аль алинд нь ашиглах нь илүү хялбар байх болно гэж би шийдсэн.

ESP-8266-ийн талаар судалж байхдаа wifi хэрхэн ажилладаг талаар маш их зүйлийг олж мэдсэн. Би нэвтрэх цэгүүд болон өртөөний цэгүүдийн талаар олж мэдсэн. Би вэб серверүүдийн талаар бас нэг боломжит хувилбарыг олж мэдсэн. Төгсгөлд нь. ESP бол Arduino дээр тусад нь програмчлах боломжтой өөрийн гэсэн самбар юм. Тиймээс энэ төслийг бүхэлд нь ашиглахад л боломжтой юм. ESP -ийг програмчлахын тулд би үүнийг Arduino -д холбож, Arduino дахь GND -ийг дахин тохируулахын тулд идэвхгүй болгож, ESP болон USB кабелийн хооронд харилцагчийн үүргийг гүйцэтгэсэн.

Дараа нь би ESP -ийг вэбсайтаас мэдээлэл авах эсвэл хүсэх үйлчлүүлэгчийн үүргийг гүйцэтгэж чадна гэдгийг олж мэдсэн. Үүнийг мэдээд би IFTTT.com вэбсайтыг ашиглан аппликэйшн ашиглан вэб мессежийг бүхэлд нь SMS мессежээр холбох боломжтой болсон бөгөөд ингэснээр үйл явдал эхлэхэд (үйлчлүүлэгч тодорхой URL -аас өгөгдөл хүссэн тохиолдолд текст илгээх болно).

Миний судалсан өөр нэг зүйл бол хүчдэлийн зохицуулагч, диод, резистор юм. LED нь LED -ийг Arduino руу холбохын тулд резистор шаардлагатай байв. Диод ба хүчдэлийн зохицуулагч нь ESP-8266-ийг тэжээх боломжтой шийдэл байсан тул Vcc-ийн хувьд 3.3V хүчдэл шаардагддаг. Хүчдэл зохицуулагч нь хамгийн хялбар шийдэл байсан. Хэдийгээр Arduino дээр 3.3V -ийн сонголт байдаг ч би үүнийг илүү ихийг мэдэх боломж болгон ашигласан.

Үүний дараа би хүчдэлийн зохицуулагч ажиллахад шаардлагатай конденсаторуудын талаар олж мэдсэн. Конденсатор нь хэт их "үсрэх" эсвэл "бөглөрөх" тохиолдолд хүчдэлийг тэнцвэржүүлэхэд тусалдаг. 2 электролит, 1 керамик конденсатор нь хүчдэлийн зохицуулагчийн ердийн тохиргоо юм.

Судалгааны ихэнх хэсэг нь миний кодыг гаргах гэж оролдож байсан бөгөөд алдаа гаргахад маш их алдаа гарсан байсан.

Алхам 3: Хүнд бэрхшээлүүд тулгарч, тэдгээрийг хэрхэн даван туулсан тухай

Хичээлийн эхэн үеийн ихэнх бэрхшээл бол миний туршлагагүй байсан явдал юм. Би өмнө нь ямар нэгэн зүйл бүтээх талаар огт бодож байгаагүй, тиймээс хэтэрхий амбицтай эсвэл хэт энгийн байхаас айж байсан. Ийм учраас би санаа сонгохоо удаан хугацаагаар хойшлуулсан.

Үүнийг даван туулахын тулд туршлагатай ахмад настай хүнтэй ярилцах нь мэдээж тусалсан. Брайан миний санааг шүүмжилж, аль нь зөв чиглэлд, аль нь буруу замаар явж байгааг надад хэлж чадсан юм. Тэр надад ур чадварын түвшин, надад байгаа нөөц бололцоо, цагийн менежментийг анхаарч үзэх хэрэгтэйг ойлгоход тусалсан.

Цагийн менежмент бас надад маш хэцүү байсан. Цагийн менежментийн хувьд сул талтай гэдгээ би аль хэдийн мэдэж байгаа, ялангуяа энэ семестр намайг 21 кредитээр хэт ачаалснаас хойш үнэхээр гайхалтай байсан.

Төсөл дээрээ ажиллахдаа өөрийгөө золиослох шаардлагатай байсан боловч үүнийг даван туулахын тулд би амралтын өдрүүдэд дор хаяж нэг цаг судалгаа хийж, амралтын өдрүүдэд М5 дээр очиж ажиллав.

Надад тулгарч байсан бас нэг бэрхшээл бол ихэнх хэсгүүдийн талаар мэдлэг дутмаг байсан явдал юм. Тэд хэрхэн ажилладаг, ямар утас хаана холбогдсоныг би мэдэхгүй. Үүнийг даван туулахын тулд би өгөгдлийн хүснэгтийг онлайнаар хайж олох үнэ цэнэтэй хөрөнгийг олж мэдсэн бөгөөд энэ нь шаардлагатай хүчдэлийн оролт гэж юу болох, VCC, GND, оролтыг хаана холбохыг ойлгоход тусалсан юм. Би тусгайлан servos -ийг хөдөлгөөн мэдрэгчтэй холбохыг оролдож, servos огт ажиллаагүйгээс болж бухимдаж байснаа санаж байна.

Энэ нь надад ямар нэгэн зүйл буруу байна гэж найдаж өөр өөр серво туршиж үзэхэд хүргэсэн юм. Гэсэн хэдий ч тэд ажиллаагүй хэвээр байгаа нь энэ нь миний утас эсвэл миний код байх ёстой гэсэн үг юм. Дараа нь би servo -ийг 4 АА батерейнд холбож гадаад тэжээлийн эх үүсвэрийг ашиглахыг оролдсон бөгөөд заримдаа компьютер дээрх USB нь тэжээл өгөх хангалттай хүчдэл өгөхгүй байж магадгүй юм. Эцэст нь би өгөгдлийн хүснэгтийг харахаар шийдсэн бөгөөд энэ нь миний утас бүхэлдээ буруу байснаас болсон гэдгийг ойлгосон.

Үүнд миний хамгийн хэцүү саад бэрхшээл бол WiFi -ийн бүрэлдэхүүн хэсгийг Arduino -той нэгтгэхийг оролдсон явдал юм. Би онлайнаар олон хичээл хайж байсан бөгөөд програмчлалыг ойлгох нь надад хэцүү байсан. Гэсэн хэдий ч нэг вэбсайт надад тусалж, IFTTT -тэй танилцуулсан. Би ялалт байгуулсан гэж итгэж байсан ч самбарууд тусдаа байсныг би мэдээгүй бөгөөд өөр кодоор самбаруудыг програмчилж дуусгасан. Би тэднийг хэрхэн холбохыг хайж олох гэж долоо хоног гацсан боловч интернет тус болсонгүй. Энэ саадыг даван туулахын тулд би эцэст нь эмч Маллохоос тусламж хүссэн юм. Би их бардам хүн бөгөөд ганцаараа юм хийхийг хүсдэг. Тэр надад өмнө нь тусалж байсан, гэхдээ энэ нь надад тулгараад байсан асуудал биш, харин төсөлдөө хандах боломжит аргуудын талаар ярилцсан юм. Зүгээр л доктор Маллохоос асуухад миний ESP-8266-ийг нэгтгэх ажлыг даруй шийдсэн.

Энэхүү төсөл нь намайг оронд минь тавьж, инженерчлэл нь бие даасан төсөл биш харин багийн динамик тул би ажиллаж, хүмүүсээс илүү их тусламж хүсэх ёстойгоо ухаарсан.

Алхам 4: M5 -ийн өөрчлөлт нь сургалтын үйл явцыг хялбарчлахад тусална

M5 энэ семестрт миний хувьд гайхалтай хэрэгсэл болсон. Энэ нь шинэ хайгуулчид, туршлагатай ахмад дайчдад зориулсан маш их нөөц баялагтай болжээ.

M5 нь илүү өргөн хүрээний сэдвээр илүү олон семинар зохион байгуулж, илүү их зар сурталчилгаа хийх замаар сургалтын үйл явцыг оновчтой болгоход тусална гэж би бодож байна. М5 дээр болж буй семинаруудын талаар би бараг л сонсоогүй бөгөөд миний мэдэх цорын ганц зүйл бол гагнуурын цех байв.

"Дизайныг хэрхэн яаж хийх вэ" эсвэл "3D принтерийг хэрхэн ашиглах вэ" гэх мэт бусад семинарууд бас тустай байх болно. Магадгүй тэдэнд ийм семинар байдаг ч би тэдний талаар хэзээ ч сонсож байгаагүй.

Алхам 5: Эцэст нь миний хийсэн зүйл

Би автомат хогийн сав хийж чадсан

Гэхдээ илүү чухал зүйл бол цагийн менежментийн ач холбогдол, хэлхээг хэрхэн яаж барих, электрон эд ангиудыг хэрхэн ашиглах талаар олж мэдсэн юм. Би Arduino, долгион ба мэдрэгч, резистор, талхны самбар, WiFi, ESP-8266, вэб сервер, хүчдэлийн зохицуулагч, диод гэх мэт зүйлсийн талаар олж мэдсэн. Электроник, хэлхээний талаар практик түвшний ойлголттой болох.

Энэ нь надад бүтээлч галыг өдөөсөн бөгөөд энэ төслийг бүтээх нь заримдаа маш их урам хугардаг байсан ч хийх нь маш хөгжилтэй, өгөөжтэй байсан. Эцэст нь нэг хэсэг хэрхэн ажилладагийг ойлгох эсвэл кодыг хүссэнээр ажиллуулах нь миний хийх ёстой хэдэн цагийн тохируулга, өөрчлөлтийн үнэ цэнэтэй юм. Энэ бол миний хийхийг хүссэн зүйл гэдгийг ойлгоход надад тусалсан. Хичээлийн эхэнд надад цахилгаан, компьютерийн инженерчлэлийн талаар эргэлзэж байсан нь надад туршлагагүй байсан тул надад таалагдсан эсэхээ мэдэхгүй байна. Хэн нэгэн спорт, видео тоглоом, хоббигоор хичээллэхгүй л бол яаж мэдэхгүй байгаа шиг.

Үүний хамгийн том ололт бол цахилгаан, компьютерийн инженерчлэлийг үргэлжлүүлэхийг хүсч байгаагаа итгэлтэйгээр хэлж чадсан явдал юм.

Алхам 6: Өөр хэн нэгэн миний мөрийг хэрхэн дагах вэ

Хэрэв хэн нэгэн семестрийн эхэн үед миний адил байдалд орсон бол "Оригнал төлөвлөгөө ба дэвшил" -д дурдсан алхмуудыг хийхийг зөвлөж байна. Энэ нь надад юу хийх сонирхолтой, юу хийж чадахаа аажмаар ялгахад тусалсан юм.

Тодруулбал, энэ төслийн хувьд би үүнийг хэрхэн яаж хийхийг доор тайлбарлах болно.

Алхам 1: IFTTT.com руу орж утасны дугаараа бүртгүүлээд апплет үүсгэнэ үү. Webhooks болох "if", SMS байх "that" -г сонгоно уу. Үүнийг үүсгэсний дараа хайлтын талбарт Maker Webhooks хайж, баримт бичиг дээр дарна уу. Мэдээллийг өөрийн үйл явдлын нэрээр бөглөж, URL -г хуулна уу. Энэ бол доод хэсэгт байгаа ESP-8266 кодын хувьд ашиглах URL юм.

Алхам 1: ESP-8266-ийг дараах байдлаар холбоно уу.

RXD -> RX

TXD -> TX

VCC -> VCC

CH_PD VCC

GPIO0 -> GND

GND -> GND

Дараа нь Arduino дээрх GND -ийг Reset дээр холбож идэвхгүй болгоно уу.

Алхам 2: Доорх кодыг оруулаад ESP-8266-д байршуулна уу (эхлээд IDE дээр esp-8266 самбарыг татаж авна уу). Дараа нь ESP-8266-ийг салга.

Алхам 3: Serdu -г Arduino дээрх 8 ба 9 -р зүү рүү холбоно уу

Алхам 4: Эхний HC-SR04 мэдрэгчийг 10 ба 13-р зүү рүү холбоно уу (триг болон цуурай тус тусад нь). Дараа нь хоёр дахь холбогчийг 11 ба 12 -р зүү рүү холбоно уу (дахин триг болон цуурай тус тус).

Алхам 5: RGB LED -ийг 4 (улаан), 5 (ногоон), 6 (цэнхэр) зүү рүү холбоно уу.

Алхам 6: GPIO2 -ийг 2 -р зүү рүү холбоно уу

Алхам 7: Доод талд кодоо оруулаад (ECE_297_DP) Arduino руу оруулна уу.

Алхам 8: Хуучин дахин боловсруулсан шар айрагны хайрцаг, тагны зориулалттай картон цаас олоорой. Популикулыг халуун цавуугаар servos дээр наалдуулж, дараа нь боолтын дотор талд servo -ийг халуун цавуугаар наана. Попсикул модны тагийг наа. Хоёр мэдрэгчийг таг руу наа (дотор нь хогийг илрүүлэх (11 ба 12 -р зүү), гадна нь хөдөлгөөнийг илрүүлэх зориулалттай (10 ба 13 -р зүү). Дараа нь LED -ийг тагны дээд талд наа. Мөн муухай утсыг нуухын тулд хайрцагны ард байгаа утаснуудыг соронзон хальсаар наа.

Алхам 7: Дараа нь юу хийх вэ

Төслийг үргэлжлүүлэхийн тулд би LED -ээс гадна дуут дохиолол хэрэгжүүлэх хэдэн санааг олж авсан. Би ESP-8266-ийг ажиллуулахаар авсан болохоор би ажиллахгүй гэж шийдсэн. Гэсэн хэдий ч хэрэв би урагшлах юм бол нэгийг нэмж, хүмүүсийг хог хаяхад уурлуулах нь сонирхолтой байх болно.

Түүнчлэн, энэ нь ихэвчлэн концепцийн төслийн нотолгоо тул илүү тодорхой төсөл дээр ажиллахыг хүсч байна. Хэрэв би урагшлах юм бол би жинхэнэ хогийн сав эсвэл илүү өндөр хуванцар сав ашиглах байсан. Нэмж дурдахад утас нь маш эмх замбараагүй тул илүү үр ашигтай ажиллахыг хүсч байна.

ESP-8266-ийн өөр нэг хувилбар бол үүнийг нэгтгэж чадахгүй байгаад санаа зовж байхдаа Bluetooth модулийг ашиглаж байсан юм. Миний найз Шон надад урьд нь төсөл боловсруулж байсан бөгөөд төслийнхөө өгөгдлийг утсандаа илгээж, Bluetooth модулийг ашиглаж байсан тухайгаа надад хэлсэн. Тэр үүнийг харьцангуй хялбар гэж хэлсэн. Гэсэн хэдий ч, би ямар нэгэн ноцтой мөрдөгч хийхээс өмнө WiFi модулийг ажиллуулахаар авсан. Тэр зам намайг хааш нь хөтлөх байсан бол гэдэг нь сонирхолтой байх болов уу гэж бодож байна.

Үүнээс гадна би "хогийн уутыг автоматаар боох" хэсгийг хэрэгжүүлэх дуртай байсан ч энэ нь одоогийн байдлаар миний лигээс гараагүй хэвээр байна. Магадгүй ирээдүйд би энэ төслийг дахин үзэж, илүү үр дүнтэй болгохыг хичээх болно.