IDC2018IOT कनेक्टेड पालतू भोजन, पानी और मॉनिटर सिस्टम: 7 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

परिचय

चाहे आप दबाव में छात्र हों, मेहनती व्यक्ति हों, या दिन में कुछ घंटों से अधिक समय के लिए घर से दूर हों। एक देखभाल करने वाले पालतू जानवरों के मालिकों के रूप में, हम यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि हमारे प्यारे स्वस्थ रहें, खिलाएं और निश्चित रूप से सोफे पर लेट न हों (आप कमीने!) यह एहसान माँगना बंद करने या ऐसी सेवाओं के लिए भुगतान करने का समय है।

इस शानदार परियोजना के साथ हमारा लक्ष्य आपको इसे स्वयं करने की क्षमता प्रदान करना है (मैंने सुना है कि यह अब एक बात है)। हम अपने पालतू जानवरों की बेहतर निगरानी के लिए एक समाधान तैयार करेंगे, और यहां तक कि कार्यालय, स्कूल में या अपने दोस्तों या महत्वपूर्ण अन्य के साथ घूमने के दौरान भी कार्रवाई करेंगे।

यह प्रणाली आपको कंटेनर से डाले जाने वाले भोजन की मात्रा को नियंत्रित करते हुए अपने पालतू जानवरों को दूर से खिलाने में सक्षम बनाएगी, जब भी वह खाली हो तो पानी का कटोरा भरें। इसके अलावा, अब हम वास्तविक समय में कटोरे के पानी के स्तर की निगरानी कर सकते हैं, खाद्य कंटेनर सामग्री को माप सकते हैं और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि एक साधारण कैमरा मॉड्यूल का उपयोग करके पालतू जानवर को लाइव देख सकते हैं।

हमारे बारे में

Tomer Maimon, Gilad Ram और Alon Shprung। IDC Herzeliya के तीन भावुक कंप्यूटर-विज्ञान के छात्र। IoT वर्कशॉप के हिस्से के रूप में यह हमारा पहला इंस्ट्रक्शंस प्रोजेक्ट है - हमें उम्मीद है कि आपको इसे बनाना दिलचस्प और मजेदार लगेगा!

चरण 1: वास्तुकला को समझना:

हम इस प्रणाली को दो मुख्य भागों में विभाजित कर सकते हैं:

1. आने वाले डेटा चैनल:

   • वाटर सेंसर - पालतू कटोरे के अंदर पानी के स्तर का नमूना लेना, डेटा नोड-एमसीयू यूनिट से ब्लिंक सर्वर को प्रेषित किया जाता है और अंत में पेट डैशबोर्ड के माध्यम से प्रस्तुत किया जाता है।
   • सोनार सेंसर - खाद्य कंटेनर सामग्री का नमूना लेना, डेटा Arduino यूनिट (ईथरनेट शील्ड एक्सटेंशन के साथ) से Blynk सर्वर पर प्रेषित किया जाता है और अंत में पेट डैशबोर्ड के माध्यम से प्रस्तुत किया जाता है।
   • पाई कैमरा मॉड्यूल - पालतू क्षेत्र के लगातार नमूने फ्रेम, पीआई अपने स्वयं के सर्वर की मेजबानी कर रहा है जो पालतू डैशबोर्ड को लाइव फीड प्रदान करता है।

2. कमांड फ्लो:

   • फीड बटन (डैशबोर्ड) - Blynk के माध्यम से एक वर्चुअल पिन वैल्यू को अपडेट करते हुए, संबंधित फ़ंक्शन Arduino बोर्ड पर चालू हो जाता है, सर्वो तब भोजन को ढक्कन से गुजरने की अनुमति देने के लिए आगे बढ़ रहा है।
   • पानी दें (डैशबोर्ड) - Blynk के माध्यम से एक वर्चुअल पिन मान को सक्रिय रूप से अपडेट करता है, संबंधित फ़ंक्शन नोड-एमसीयू बोर्ड पर चालू हो जाता है, रिले को चालू कर दिया जाता है, पानी पंप पालतू जानवर के कटोरे में पानी प्रवाहित करना शुरू कर देगा।
   • पेट लाइव फीड (डैशबोर्ड) - डैशबोर्ड के भीतर एम्बेडेड, और फ्लास्क सर्वर के माध्यम से लाइव डेटा प्रस्तुत करना जो कि पाई डिवाइस पर चलता है।

चरण 2: भागों की सूची

इस प्रणाली पर काम शुरू करने के लिए, आपको निम्नलिखित (या समान) भागों की आवश्यकता होगी:

1. शारीरिक:

   • खाद्य कंटेनर: हमने एक औद्योगिक 45 सेमी दो तरफा पाइप का इस्तेमाल किया, जिसे हमने गृह विभाग के स्टोर में खरीदा था। 2 निकास होना महत्वपूर्ण है। एक सामग्री को मापने के लिए, और दूसरा खुले/बंद तंत्र के लिए बाहर निकलें।
   • डक्ट टेप: चीजों को एक साथ रखने के लिए;)
   • जम्पर वायर्स: जितना अधिक मर्जर, कुछ गलत होने पर कुछ अतिरिक्त होना हमेशा अच्छा होता है।
   • ईथरनेट केबल: हमारे Arduino (ईथरनेट शील्ड के साथ) को इंटरनेट से जोड़ने के लिए।
   • बागवानी कर सकते हैं: पानी और पानी पंप के लिए एक कंटेनर के रूप में उपयोग किया जाता है।
   • शॉर्ट वाटर ट्यूब: पंप से जुड़ा हुआ है और पालतू जानवर के कटोरे में पानी डालता है।

2. सेंसर:

   • WINGONEER जल स्तर सेंसर: पालतू जानवर के कटोरे के अंदर पानी के स्तर को मापें।
   • सोनार सेंसर - कंटेनर के अंदर ऊपरी ढक्कन से भोजन के स्तर की दूरी को मापें।
   • टोंगलिंग रिले: हमें उस पानी के पंप को चालू / बंद करने की अनुमति देता है जो पानी को प्रवाहित करता है।
   • पाई कैमरा मॉड्यूल: रास्पबेरी पाई डिवाइस से जुड़ा है, और पालतू क्षेत्र की छवियों को स्ट्रीम करता है।
   • जेनेरिक सर्वो: खाद्य कंटेनर को लॉक और अनलॉक करता है।

3. इलेक्ट्रॉनिक उपकरण / बोर्ड:

   • Arduino Uno: खाद्य कंटेनर इकाई कार्यान्वयन को नियंत्रित करता है।
   • Arduino ईथरनेट शील्ड: हमारे बोर्ड को इंटरनेट कनेक्शन प्रदान करता है।
   • NodeMCU (ESP-8266): पानी को मापने और डालने दोनों के लिए पानी की इकाई को नियंत्रित करता है। यह बोर्ड वाईफाई के जरिए कनेक्ट करने की क्षमता रखता है।
   • रास्पबेरी पाई 3 - कैमरा सर्वर की मेजबानी और पालतू डैशबोर्ड को लाइव फीड प्रदान करता है।
   • विक्टिंग 80 GPH सबमर्सिबल वाटर पंप: वाटर ट्यूब के साथ गार्डनिंग कैन से बाउल में पानी प्रवाहित करता है।

चरण 3: तारों और चीजों को एक साथ रखना

तारों

शुरू करने से पहले, सभी तारों को एक साथ रखने और किसी भी भौतिक स्थान पर रखने के लिए इसे आसान बनाने के लिए Arduino / Node-MCU को ब्रेडबोर्ड पर रखने की अनुशंसा की जाती है। इसके अलावा, केबल डिटेचमेंट से उत्पन्न होने वाली त्रुटियों को रोकने के लिए लंबे तारों का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। हमने आपको Node-MCU (वाटर यूनिट) और Arduino (फूड यूनिट) के लिए वायरिंग आरेख प्रदान किया है।

1. खाद्य इकाई (Arduino):

   • सोनार सेंसर:

     • जीएनडी (काला) = जीएनडी
     • वीसीसी (लाल) = 5V
     • ट्रिग (बैंगनी) = 3
     • इको (नीला) = 4

   • सर्वो:

     • जीएनडी (काला) = जीएनडी
     • वीसीसी (लाल) = 5V
     • सिग्नल (पीला) = 9

2. जल इकाई (नोड):

   • जल स्तर सेंसर:

     • एस (नीला) = ए0
     • + (लाल) = 3v3
     • - (काला) = जीएनडी

   • रिले (विद्युत रूप से पानी पंप के लिए वायर्ड):

     • IN (पीला) = D1
     • वीसीसी (लाल) = विनो
     • जीएनडी (काला) = जीएनडी

3. कैमरा यूनिट (पीआई):

   • कैमरा सेंसर:

     • पाई के सिंगल कैमरा पोर्ट (फ्लक्स केबल) से कनेक्ट करें
     • यदि आप कैमरा मॉड्यूल के साथ पाई के बारे में अधिक जानना चाहते हैं - लिंक

एक साथ भागों को इकट्ठा करना

इस भाग में, "इसे अपना बनाने" के लिए इस परियोजना को अनुकूलित और संशोधित करने के लिए आपका स्वागत है। लेकिन हम आपको उत्पाद के हमारे संस्करण के पुनर्निर्माण के लिए चित्र और विवरण प्रदान करेंगे।

1. फ़ूड यूनिट (Arduino): कंटेनर काफी सीधा है, हम दो लिड्स को क्राफ्ट करने पर ध्यान देंगे।

   • ऊपरी ढक्कन: सोनार सेंसर में फिट होने के लिए ढक्कन में 2 छेद काटें (संलग्न छवि देखें)।
   • निचला ढक्कन + तंत्र: प्लास्टिक संलग्नक (सर्वो सेंसर के साथ प्रदान किया गया) में से एक लेने के साथ शुरू करें और डक्ट टेप / लकड़ी की छड़ें (हमने केवल टेप का उपयोग किया) का उपयोग करके "स्लेज हैमर" आकार का निर्माण करें। इसके बाद, इसे सर्वो संलग्न करें। अब, हमें ढक्कन पर ही 2 छेद चाहिए। पहले वाले को सर्वो को उस तंत्र में फिट होने देना चाहिए जिसे हमने ढक्कन के "आंतरिक पक्ष" पर रखा था। आपके द्वारा तैयार किए गए "हैमर हेड" के किनारे के आधार पर एक और छेद काटें। इस तरह, जब भी सर्वो खुलता है, हथौड़े की पूंछ भोजन को बाहर निकलने की ओर ले जाएगी और बड़े टुकड़ों को एक साथ फंसने से रोकेगी।
2. वाटर यूनिट (नोड-एमसीयू): बस वॉटर ट्यूब को वॉटर पंप से कनेक्ट करें, अब इसे गार्डनिंग कैन के अंदर रखें (सुनिश्चित करें कि आपने पानी के अंदर रिले और बिजली के तारों के साथ गलत हिस्सा नहीं रखा है)।
3. कैमरा यूनिट: आपको बस इतना करना है कि पाई को कैमरा मॉड्यूल के साथ अपनी पसंद के स्थान पर रखें।

चरण 4: ब्लिंक सेट करें

इस परियोजना की सभी दूरस्थ क्षमताएं Blynk पर आधारित हैं। यह सेवा मूल रूप से हमें HTTP प्रोटोकॉल का उपयोग करके इंटरनेट पर हमारे Arduino/Node-MCU उपकरणों के साथ संचार करने के लिए एक मुफ्त वेब-सर्वर और रीस्टफुल एपीआई प्रदान करती है। Blynk हमें वर्चुअल पिन को परिभाषित करने की अनुमति देता है, जिसका उपयोग पानी डालने, खिलाने और विभिन्न सेंसरों के नमूने से संबंधित विशिष्ट कार्यों को निष्पादित करने के लिए एक पते के रूप में किया जाएगा (हमने आपके लिए वह हिस्सा किया है, आपको बस अपना खुद का एप्लिकेशन टोकन प्राप्त करना है, जिसे आगे समझाया जाएगा)।

मेरा Blynk प्रमाणीकरण टोकन कैसे प्राप्त करें

1. अपने मोबाइल डिवाइस के लिए AppStore / PlayStore के माध्यम से Blynk ऐप डाउनलोड करें।
2. इस सेवा के लिए साइन अप करें (यह उपयोग करने के लिए मुफ़्त है)।
3. एक नया प्रोजेक्ट शुरू करें, सही डिवाइस का चयन करना सुनिश्चित करें (हमारे मामले में ESP8266)।
4. निर्माण के बाद, प्रमाणीकरण टोकन वाला एक ईमेल भेजा जाएगा - अगले चरणों के लिए टोकन सहेजें।

नोट: ऐप के माध्यम से Blynk का पूरी तरह से उपयोग किया जा सकता है, लेकिन हमने अपने स्वयं के अनुकूलित डैशबोर्ड को लागू करने का निर्णय लिया है।

अंत में, अगले चरण पर आगे बढ़ने के लिए, आपको Blynk लाइब्रेरी डाउनलोड और इंस्टॉल करनी चाहिए - लिंक (भाग 3 पर जाएं)

चरण 5: खाद्य कंटेनर, पानी पंप और लाइव कैमरा कॉन्फ़िगर करें

इस बिंदु पर, हमने सभी भागों को एक साथ असेंबल करना समाप्त कर दिया और अपना blynkAuthAppToken प्राप्त कर लिया (चरण 3 देखें)।

हमने आपको इस प्रोजेक्ट को चलाने के लिए आवश्यक सभी कोड प्रदान किए हैं, आपको बस कोड में कुछ चर बदलना है, जो इसे "आपका अपना" निजी सिस्टम बना देगा।

सबसे पहले, Arduino IDE डाउनलोड करना शुरू करें (यदि आपने इसे अभी तक नहीं किया है) - Link

Arduino खाद्य कंटेनर

1. IDE को Arduino बोर्ड में सेटअप करें: टूल्स -> बोर्ड -> Arduino/Genuino Uno

2. सुनिश्चित करें कि आपके पास ये पुस्तकालय स्थापित हैं: स्केच -> पुस्तकालय शामिल करें -> पुस्तकालय प्रबंधित करें

   रिले (राफेल द्वारा)

3. PetFeeder.ino स्केच फ़ाइल खोलें, निम्नलिखित पैरा को कॉन्फ़िगर करें (सहायता के लिए संलग्न छवि देखें):

   प्रमाणन = "REPLACE_WITH_YOUR_BLYNK_TOKEN";

4. स्केच को अपने Arduino डिवाइस पर संकलित करें और अपलोड करें।

नोड-एमसीयू जल इकाई

1. IDE को Node-MCU बोर्ड में सेटअप करें:

   विस्तृत विवरण के लिए इस निर्देशयोग्य का पहला भाग देखें।

2. सुनिश्चित करें कि आपके पास ये पुस्तकालय स्थापित हैं: स्केच -> पुस्तकालय शामिल करें -> पुस्तकालय प्रबंधित करें

   वाईफाई प्रबंधक (tzapu द्वारा)

3. PetFeeder.ino स्केच फ़ाइल खोलें, निम्नलिखित पैरा को कॉन्फ़िगर करें (सहायता के लिए संलग्न छवि देखें):

   • प्रमाणन = "REPLACE_WITH_YOUR_BLYNK_TOKEN";
   • एसएसआईडी = "Your_WIFI_SSID"; // मूल रूप से यह आपके वाईफाई नेटवर्क का नाम है
   • पास = "Your_WIFI_PASSWORD"; // यदि आपके पास कोई पासवर्ड नहीं है, तो खाली स्ट्रिंग "" का उपयोग करें
4. स्केच को अपने नोड-एमसीयू डिवाइस पर संकलित करें और अपलोड करें।

पाई लाइव कैमरा मॉड्यूल

1. पीआई कैमरा मॉड्यूल कनेक्ट करें
2. "सुडो रास्पि-कॉन्फिग" चलाएं और "कैमरा" विकल्प सक्षम करें।

3. चित्र कैप्चर करने के लिए "रास्पिस्टिल" कमांड का उपयोग करके कैमरे का परीक्षण करें

   आर एस्पिस्टिल -ओ इमेज.jpg

4. फ्लास्क वेब कैमरा सर्वर सेट करें:

   • पाइप इंस्टाल -r आवश्यकताएँ.txt का उपयोग करके सभी आवश्यकताओं को स्थापित करें
   • कैमरा_सर्वर.py चलाने के लिए अजगर का प्रयोग करें
   • इसे 127.0.0.1:5000/video_feed पर देखें

5. फ्लास्क वेब सर्वर को बूट पर चलाने के लिए सेट करें:

   • निम्नलिखित पंक्ति को /etc/rc.local में जोड़ें (निकास लाइन से पहले):

     अजगर /camera_server.py

चरण 6: नियंत्रण कक्ष का उपयोग कैसे करें

सेट अप

यह हिस्सा काफी सरल है, आपको बस इतना करना है कि "blynk ऐप टोकन" को "index.js" फ़ाइल में निम्नानुसार सम्मिलित करना है:

const blynkToken = "Your_BLYNK_APP_TOKEN" // पिछले चरणों के समान टोकन का उपयोग करें।

प्रयोग

1. "index.html" फ़ाइल पर डबल क्लिक करके डैशबोर्ड खोलें।
2. डैशबोर्ड हर 10 मिनट में स्वचालित रूप से सिस्टम का नमूना लेगा।
3. पानी और खाद्य कंटेनर उपाय मैन्युअल रूप से किए जा सकते हैं।
4. "पानी दें" और "फ़ीड" बटन का उपयोग आपके पालतू जानवर को भोजन और पानी के साथ सक्रिय रूप से आपूर्ति करने के लिए किया जाता है।
5. यदि आपने पिछले चरण के निर्देशों का ध्यानपूर्वक पालन किया है, तो डैशबोर्ड का निचला भाग कैमरा मॉड्यूल से लाइव फ़ीड प्रस्तुत करेगा।

नोट: यदि आप फ़ीड करते समय खाद्य कंटेनर के खुलने की संख्या को अनुकूलित करना चाहते हैं, तो "index.js" फ़ाइल खोलें और अगली पंक्ति में "मान" को "3" से अपनी पसंद के किसी भी नंबर में बदलें:

fetch(baseURL + '/update/V1?value=3');

चरण 7: चुनौतियां, सीमाएं और भविष्य की योजनाएं

चुनौतियों

इस परियोजना में हमारे लिए मुख्य चुनौतियां खाद्य कंटेनर के खुले/बंद तंत्र को डिजाइन करने और खाद्य इकाई को नियंत्रित करने और मापने के लिए एक स्थिर समवर्ती कोड बनाने से संबंधित थीं। मेरा मानना है कि हमने संतुष्ट होने तक कम से कम 4 अलग-अलग संस्करणों की कोशिश की। मुख्य चिंता भोजन को बाहर निकलने से रोकना था। इसे रोकने के लिए, हमने एक स्लेज-हैमर डिज़ाइन चुना, इस तरह जब भी हम कंटेनर खोलते हैं, तो "हथौड़ा" की पूंछ बाहर निकलने की ओर भोजन कर रही है। इसके अलावा, दो-तरफा ट्यूब का उपयोग करके खाद्य कंटेनर का निर्माण करते समय हमारे जीवन को बहुत आसान बना दिया। ऐसी वस्तु एक तरफ निकास तंत्र और दूसरी तरफ एक दूरी सेंसर रखने के लिए इसकी सामग्री को मापने के लिए एकदम सही है।

सीमाएं

परियोजना के इस चरण में, सिस्टम की कुछ सीमाएँ हैं:

1. यह पूरी तरह से स्वचालित नहीं है, जिसका अर्थ है कि बिना किसी स्मार्ट शेड्यूलर (जिसे भविष्य में जोड़ा जा सकता है, या आपके द्वारा कार्यान्वित किया जा सकता है) के बिना मॉनिटरिंग डैशबोर्ड के माध्यम से मैन्युअल रूप से फीडिंग और पानी डालना है।
2. डैशबोर्ड आपके अपने लैपटॉप से स्थानीय रूप से चल रहा है, और अधिक सुलभ बनाने के लिए इसे "हेरोकू" जैसे लोकप्रिय प्लेटफॉर्म पर होस्ट किया जा सकता है।
3. हमने एक बहुत ही सरल कैमरा मॉड्यूल का उपयोग किया है, जिसे बेहतर छवि गुणवत्ता को सक्षम करने और आपके पालतू जानवर (स्पीकर का उपयोग करके) के साथ संचार चैनल को जोड़ने के लिए बहुत अधिक जटिल मॉड्यूल से बदला जा सकता है।

भविष्य की योजनाएं

यदि हमारे पास इस प्रणाली को विकसित करने के लिए समय और बजट था, तो हमारे दिमाग में कुछ विचार और संभावित कार्यक्रम थे:

1. पालतू जानवरों को खिलाने के लिए स्वचालित शेड्यूलिंग सिस्टम जोड़ना - 2 ~ 3 दिन का काम।
2. हमारे सिस्टम के उपयोगकर्ताओं को अनुकूलित डैशबोर्ड बनाने में सक्षम बनाने के लिए एक वेबसाइट का निर्माण करना जो ऑनलाइन होस्ट किया जाता है और किसी भी कनेक्टेड डिवाइस से एक्सेस किया जा सकता है - 1-2 महीने का काम।
3. इस प्रणाली के लिए एक औद्योगिक संस्करण पर काम करना, अधिक पालतू जानवरों के मालिकों को बेहतर नियंत्रण और अपने पालतू जानवरों के साथ ऑनलाइन संवाद करने में सक्षम बनाना, हमें उन दोस्तों से बहुत रुचि थी जिन्होंने इस निर्देश के परिणाम को देखा। इसलिए, यदि आपके पास प्रोजेक्ट को अगले स्तर तक ले जाने का समय है - तो आपको पूरा समर्थन है!

हमें उम्मीद है कि आपको इस परियोजना को पढ़ने में मज़ा आया (और उम्मीद है कि निर्माण!):)