IOToilet: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

IOToilet ir pirmais viedais tualetes papīra turētājs, kas izseko mūsu ikdienas tualetes papīra lietojumu un ļauj uzkrāt statistiku, kas parāda šos rādītājus. Un kāpēc man vajadzētu rūpēties par to, kā ikdienā lietoju tualetes papīru? Nu, kā izrādās, mūsu vēdera veselībai, it īpaši gremošanas ciklam, ir daudz sakara gan ar mūsu fizisko, gan mūsu garīgo veselību. Piemēram, šeit ir jauka TED saruna (starp citu, viena no daudzajām), kas sīki izstrādā šo tēmu:

Sākotnēji man tika uzticēts uzbūvēt 10 šīs ierīces vienības zīmola aģentūrai, kuras klipu varat redzēt iepriekš (2. vieta), lielai kompānijai paredzētajai mārketinga kampaņai. Sākumā es noraidīju šo ideju kā tādu, kas nāk no cita pārāk radoša prāta, kurš izmisīgi cenšas iegūt klienta kontu, bet pamazām tā pieauga manī, līdz es sapratu ar šo ierīci savāktās informācijas vērtību.

Uzbūves pamatā bija esoša aparatūra, ko mans klients ieguva no EBay - balss ierakstīšanas ierīces, kas iekapsulēta tualetes papīra turētājā. Tam bija pareizais formas faktors un visas nepieciešamās perifērijas ierīces, piemēram, skaļrunis, kustības sensors ierīces iedarbināšanai, atsperes paša tualetes papīra turēšanai, akumulatora nodalījums un ieslēgšanas-izslēgšanas slēdzis, tāpēc es labprāt izvēlējos izmantojot šo gatavo, nevis modelēju un drukāju pats.

1. darbība: instrumenti un materiāli

Izmantotie materiāli:

Tualetes papīra turētājs

Wemos D1 Mini

Mikroshēma ATTiny85, DIP iepakojums

2 x 2n2222 tranzistors

220 omu rezistors

2 * 1KOhm rezistors

Akselerometrs MPU6050

Pēc izvēles, ja neizmanto manu PCB:

Wemos prototipu vairogs

stieple, lodēšana utt.

Izmantotie rīki:

Dremel ar griešanas disku

ATTiny dev dēlis (lai ērti augšupielādētu programmaparatūru)

Tiny USB ISP programmētājs

trīsstūrveida skrūvgriezis, es izmantoju šo komplektu:

2. darbība. Oriģinālās vienības demontāža

Pēc oriģinālā tualetes papīra vārpstas iegūšanas es atvēru tā korpusu, izmantojot trīsstūrveida skrūvgriezi, un noņēmu oriģinālo PCB, atvienojot skaļruni un atstājot tam pēc iespējas vairāk vadu.

Pēc tam es lodēju gaismas diodi un slīpuma sensoru no sākotnējās PCB, lai vēlāk tos iestrādātu jaunajā shēmā. Pievērsiet uzmanību, lai slīpuma slēdzis nepārkarst, jo tas var sabojāt. Manējais bija pelēks, bet, tā kā es to labi neuzņēmu, noņemot no sākotnējās ierīces, man bija jāizmanto fotoattēls no tīkla (skat. Iepriekš), kur tas bija zaļš. Tikai neliela detaļa.

Pēc korpusa atvēršanas un elektronikas noņemšanas es arī izmantoju Dremel, lai noņemtu lieko plastmasu, kas tika izmantota, lai noturētu oriģinālo PCB, šos mazos plastmasas plauktus un vienu no 4 skrūvju caurulēm. Ja vēlaties, varat to atlikt uz montāžas posmu, taču jebkurā gadījumā būs nepieciešama neliela plastmasas apgriešana.

3. darbība. Izskaidrota ķēde

Tātad, šeit ir mazliet par ķēdes loģiku:

Lai baterijas kalpotu ilgi, starp aktivizācijām man bija jānovieto gan MPU6050 akselerometrs, gan ESP8266 procesors Wemos D1 Mini. Pirmais bija viegli izdarāms, izmantojot tranzistoru, kas ieslēdza un izslēdza MPU6050.

Piezīme: sākotnēji domāju, ka varētu to ieprogrammēt, lai nosūtītu pārtraukuma signālu, kas pamodinās galveno procesoru. Diemžēl es nevarēju atrast veidu, kā to izdarīt, MPU6050 pareizu reģistru konfigurēšana bija grūts uzdevums, par kuru es joprojām nezinu, vai tas vispār ir iespējams …

Mana otrā iespēja bija izmantot slīpuma slēdzi, kas piegādāts kopā ar sākotnējo ierīci, lai aktivizētu ESP. Vispirms es to piesaistīju tieši Wemos RESET tapai, kā aprakstīts iepriekš esošajos fotoattēlos, izmantojot tranzistoru, lai aktivizētu/deaktivizētu mehānismu. Kad tranzistora pamatne bija augsta, GND varēja iziet cauri slīpuma slēdzim un izraisīt tā īslaicīgu savienojumu ar RESET tapu, izraisot MCU atiestatīšanu (acīmredzot tas ir vienīgais veids, kā pamodināt ESP no dziļa miega). Pēc tam es pievienoju D0 tranzistora bāzei, ievērojot pieņēmumu, ka šī kāja ir HIGH, kamēr MCU guļ, un, tiklīdz tā pamostas, D0 atgriežas LOW, atspējojot atiestatīšanas mehānismu. Galu galā man nebija nepieciešama atkārtota atiestatīšana, tikai pirmo reizi, kad tualetes papīra turētājs sāka kustēties.

Tomēr es atklāju, ka tapai D0 pēc MCU atiestatīšanas ir vajadzīgs diezgan ilgs laiks, lai atgrieztos LOW, aptuveni 200 ms. Tas nozīmēja, ka, ja es pietiekami ātri savērptu tualetes papīra turētāju, kamēr MCU gulēja, tas radītu vairākas atiestatīšanas reizes, nevis skaitītu kārtas, kā vajadzētu.

Tātad, es mēģināju atrisināt šo jauno situāciju ar dažiem diskrētiem komponentiem (kondensatori, tranzistori utt.), Bet man izdevās panākt tikai daļēju problēmas risinājumu.

Beidzot pievienoju vēl vienu MCU, ATTiny85, kas no miega tiks pamodināts ar slīpuma slēdzi, tad pamodinu ESP8266 un pagaidiet kādu laiku pirms atgriešanās gulēt. Es zinu, ka tas, iespējams, nav ekonomiskākais problēmas risinājums, bet man bija noteikts termiņš …

Detalizētu risinājumu varat redzēt manis iekļautajā shēmā. Lūdzu, ņemiet vērā, ka 10K rezistori tika aizstāti ar 1K, jo 10k rezistori bija pārāk augsti, lai tranzistori pilnībā atvērtos.

4. solis: ATTiny85 sagatavošana

Ja jūs nekad neesat ieprogrammējis ATTiny85, nebaidieties! Izmantojot mīļoto Arduino IDE, jūs varat iegūt visu ceļu. Sāciet ar šīm instrukcijām, kā konfigurēt Arduino IDE:

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

Pēc tam instalējiet USBTinyISP draiverus šeit:

learn.adafruit.com/usbtinyisp/drivers

Tagad ielādējiet pievienoto testa kodu: WakeOnExternalInterruptTest.ino

un pievienojiet (skatiet ATTiny85 Pinout diagrammu):

1. Pieskarieties taustiņam starp tapu 3 un zemi

2. LED un 220 omu rezistors virknē, starp tapu 2 un zemi

Nākamais, Izvēlieties USBTinyISP kā programmētāju (sadaļā Rīki -> Programmētājs) un augšupielādējiet testa skici uz tāfeles.

Gaismas diodei vajadzētu mirgot 5 reizes, pēc tam mikroshēmai jāiet gulēt. Nospiežot pogu, tā pamodīsies un atkārtos šo secību.

Vai jums izdevās strādāt? lieliski! Augšupielādējiet gala skici "Awakener" ATTiny, lai to izmantotu gala ķēdē.

5. solis: izveidojiet Wemos vairogu

Tātad, lai izveidotu vairogu, varat izvēlēties 3 iespējas:

1. Izmantojiet Wemos standarta protoshield un pielieciet pie tā shēmu.

2. Izgatavojiet PCB, pamatojoties uz pievienotajiem EAGLE failiem.

3. Lūdziet man PCB, ko es varētu jums nosūtīt pa gliemeža pastu (man ir daži, kas atrodas apkārt, izmaksas ir gandrīz nekas).

Jebkurā gadījumā es iesaku ķēdi uzbūvēt uz maizes dēļa pirms apņemšanās izmantot PCB!

Ja izmantojat PCB opcijas, noteikti pievienojiet melno vadu tā, kā fotoattēlos, plāksnes priekšpusē vai aizmugurē (pēdējais man vislabāk darbojās). Šis vads savieno GND no Wemos ar ATTiny85, un bez tā pamošanās nenotiks.

Vienkārši labi apskatiet attēlus un izlasiet manis pievienotās anotācijas, ar to vajadzētu pietikt.

6. darbība: Wemos sagatavošana

Ja jūs nekad neesat izmantojis Arduino IDE Wemos dēļa programmēšanai, vispirms instalējiet tāfeles pārvaldnieku un izvēlnē Rīki -> Dēlis atlasiet tāfeli, kā aprakstīts šeit:

github.com/esp8266/Arduino

Sāciet, augšupielādējot mirgošanas skici savā panelī, pārliecinoties, ka kods tiek augšupielādēts pareizi.

7. solis: salieciet to visu kopā

Uzstādiet vairogu uz Wemos. Jūs varat to lodēt, bet es iesaku izmantot Wemos pielodētas sieviešu galvenes, kas ļaus īslaicīgi izveidot savienojumu starp Wemos un vairogu, ja rodas kādas problēmas. Vienkārši paturiet prātā, ka galviņai ir jāatkāpjas montāžas pēdējā posmā, lai iekārta ietilptu plastmasas apvalkā. Turklāt, lai padarītu lietas nedaudz sarežģītākas, pastāv liela iespēja, ka, pievienojot vairogu Wemos, koda augšupielāde tiks atspējota. Esmu saskārusies ar šo parādību nekonsekventi, un man nebija laika to izpētīt.

Padoms: plānojiet uz priekšu.

Tagad, testēšana!

Pēc instalēšanas sāciet, augšupielādējot BlinkAccelerometer testa skici Wemos, un pārliecinieties, vai tā ieslēdz un izslēdz MPU6050 LED. Ja nē, pārbaudiet tranzistora vadus, kas ir atbildīgi par MPU6050 barošanu. Tās pamatnei jābūt savienotai ar Wemos D5 tapu, kolektoram jāpievieno akselerometra GND, un izstarotājam jābūt savienotam ar kopējo GND.

Pēc tam augšupielādējiet TurnCountTest1 skici Wemos panelī un atveriet Serial Monitor. Jums vajadzētu redzēt monitorā parādītos datus no akselerometra. Ja nedarbojas, pārbaudiet pulksteni un datu vadus: CLK ir jāpievieno D1, bet DATA - D2.

Tagad pielodējiet slīpuma slēdzi pie paredzētajiem caurumiem plāksnē (sk. Anotācijas), pārliecinoties, ka tas ir perpendikulārs rotācijas asij, lai vārpstas griešanās aizvērtu un atvērtu savienojumu starp abiem vadiem.

Pēc tam pievienojiet akumulatora 3V ieeju Wemos VCC un tā mīnus spaili pie Wemos GND. Pārliecinieties, ka, ieslēdzot slēdzi, ierīce tiek ieslēgta. Visbeidzot, savienojiet skaļruni ar GND un Wemos tapu D4.

Augšupielādējiet galīgo kodu Wemos - skici ar nosaukumu SmartWipe. Atveriet seriālo monitoru un pārliecinieties, ka ierīce pēc 3 minūtēm pāriet miega režīmā un pamostas, pārvietojot slīpuma slēdzi (monitorā jāparādās atbilstošiem ziņojumiem).

Ja vēlaties saīsināt laiku, kad Wemos ir nomodā (galvenokārt testēšanas nolūkos), samaziniet parametrā W parametru H definēto WIFI_CONFIGURATION_IDLE_TIMEOUT vērtību un augšupielādējiet skici uz tāfeles. Pārliecinieties, ka pēc tam, kad Wemos ir ieslēgts dziļā miega režīmā, slīpuma slēdža pārvietošana izraisa ATTiny pamodināšanu (par to liecina gaismas diode), kas savukārt pamodina Wemos.

Mainiet parametra vērtību atpakaļ uz 180000L (3 minūtes, milisekundēs) un pārliecinieties, vai Wemos aktivizē Hotspot ar nosaukumu IOToilet_XXXXXXXX, kur XXXXXXX tiks izgūts no mikroshēmas MAC adreses. Izveidojiet savienojumu ar šo Wifi, izmantojot viedtālruni, un jūs tiksit novirzīts uz reģistrācijas veidlapu (mehānisms ar nosaukumu Captive Portal). Aizpildiet informāciju, jo īpaši svarīgi ir vietējā wifi SSID un parole, un iesniedziet veidlapu. Ierīcei pēc tam vajadzētu mēģināt izveidot savienojumu ar tīklu, izmantojot komplektācijā iekļautos akreditācijas datus, un, ja tas izdodas, atskaņot skaļrunī 3 augošas skaņas. Ja savienojuma ar Wifi gadījumā radās problēma, tiks atskaņota 3 lejupejoša skaņa. Pēc tam Wemos vajadzētu doties dziļā miegā, līdz pamodina kustība.

Visbeidzot: Sistēmas pārbaude no gala līdz beigām.

Ritiniet tualetes papīra turētāju pa griešanās asi dažus griezienus, pēc tam novietojiet to uz stabilas virsmas (lai signalizētu, ka rullītis ir beidzies un sāktu datu augšupielādi). Pagaidiet apmēram 10 sekundes, līdz rullīšu skaits tiek nosūtīts uz mākoni, pēc tam dodieties uz vietni https://smartwipe-iot.appspot.com/ un noklikšķiniet uz Vaicāt. Mākonī jums vajadzētu redzēt savu reģistrācijas informāciju un neseno lietojumu skaitu! Noteikti pierakstiet savu uuid, kas ir jūsu unikālais ID sistēmā, kas iegūts no jūsu Wemos MAC adreses.

Ja vēlaties iegūt tikai savu statistiku JSON formātā, izmantojiet līdzīgu URL:

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

vienkārši nomainiet uuid ar savu.

Esmu iekļāvis visus tīmekļa lietotnes avotus, kas tiek mitināti Google lietotņu dzinējā, lai lietotāji, kuri vēlas iegūt lielāku datu konfidencialitāti, varētu tos izvietot savā Google lietotājā, pievienot autentifikāciju utt.

Kad viss darbojas, ievietojiet elektroniku plastmasas apvalkā, pēc vajadzības sagrieziet plastmasu ar dremeli. Visam gabalam vajadzētu labi iekļauties korpusā.

Problēmas? Rakstiet man!

UNITED WE POOP!