आईओटी शौचालय: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

IOToilet पहला स्मार्ट टॉयलेट पेपर धारक है, जो टॉयलेट पेपर के हमारे दैनिक उपयोग पर नज़र रखता है और इन मैट्रिक्स को दिखाने वाले आँकड़ों को जमा करने की अनुमति देता है। और मुझे टॉयलेट पेपर के अपने दैनिक उपयोग की परवाह क्यों करनी चाहिए जो आप पूछ सकते हैं? खैर, जैसा कि यह पता चला है, हमारे पेट के स्वास्थ्य, विशेष रूप से पाचन चक्र का हमारे शारीरिक स्वास्थ्य और हमारे मानसिक स्वास्थ्य दोनों के साथ बहुत कुछ करना है। उदाहरण के लिए, यहां एक अच्छी टेड टॉक (वैसे, कुछ में से एक) है जो इस विषय पर विस्तार से बताती है:

मुझे शुरुआत में एक ब्रांडिंग एजेंसी के लिए इस डिवाइस की 10 इकाइयां बनाने के लिए कमीशन दिया गया था, जिसकी क्लिप आप ऊपर (दूसरा स्थान) देख सकते हैं, एक बड़ी कंपनी के लिए एक लक्षित विपणन अभियान के लिए। शुरुआत में, मैंने इस विचार को खारिज कर दिया कि एक अन्य अति-रचनात्मक दिमाग से एक ग्राहक खाता जीतने की सख्त कोशिश कर रहा था, लेकिन धीरे-धीरे यह मुझ पर बढ़ता गया, जब तक कि मुझे इस उपकरण के माध्यम से एकत्र की गई जानकारी के मूल्य का एहसास नहीं हुआ।

बिल्ड हार्डवेयर के एक मौजूदा टुकड़े पर आधारित था जो मेरे क्लाइंट को ईबे से मिला था, एक वॉयस रिकॉर्डिंग डिवाइस जो टॉयलेट पेपर होल्डर में एनकैप्सुलेटेड था। इसमें सही फॉर्म फैक्टर और पहले से निर्मित सभी आवश्यक बाह्य उपकरणों, जैसे स्पीकर, डिवाइस को ट्रिगर करने के लिए एक मूवमेंट सेंसर, टॉयलेट पेपर को पकड़ने के लिए स्प्रिंग्स, बैटरी कम्पार्टमेंट और ऑन-ऑफ स्विच था, इसलिए मैंने खुशी से चुना मॉडलिंग और खुद को प्रिंट करने के बजाय इस रेडी मेड का उपयोग करना।

चरण 1: उपकरण और सामग्री

उपयोग किया गया सामन:

टॉयलेट पेपर होल्डर

वेमोस डी१ मिनी

ATTiny85 चिप, डीआईपी पैकेजिंग

2 x 2n2222 ट्रांजिस्टर

220 ओम रोकनेवाला

2 * 1KOhm रोकनेवाला

MPU6050 एक्सेलेरोमीटर

वैकल्पिक, मेरे पीसीबी का उपयोग नहीं करने की स्थिति में:

वेमोस प्रोटोटाइप शील्ड

तार, मिलाप, आदि

उपकरणों का इस्तेमाल:

कटिंग डिस्क के साथ डरमेल

ATTiny देव बोर्ड (फर्मवेयर को आसानी से अपलोड करने के लिए)

यूएसबी टिनी आईएसपी प्रोग्रामर

त्रिकोणीय पेचकश, मैंने इस किट का उपयोग किया:

चरण 2: मूल इकाई का निराकरण

मूल टॉयलेट पेपर स्पिंडल प्राप्त करने के बाद, मैंने त्रिकोणीय स्क्रूड्राइवर का उपयोग करके इसका केस खोला और मूल पीसीबी को हटा दिया, स्पीकर को डिस्कनेक्ट कर दिया और जितना संभव हो सके तार को छोड़ दिया।

मैंने तब मूल पीसीबी से एलईडी और झुकाव सेंसर को मिलाया, जिसे बाद में नए सर्किटरी में एम्बेड किया गया। ध्यान दें कि टिल्ट स्विच को ज़्यादा गरम न करें, क्योंकि इससे नुकसान हो सकता है। मेरा रंग ग्रे था, लेकिन चूंकि मैंने मूल डिवाइस से हटाते समय इसका अच्छा शॉट नहीं लिया, इसलिए मुझे नेट से एक तस्वीर का उपयोग करना पड़ा (ऊपर देखें), जहां यह हरा था। बस एक मामूली विवरण।

मामले को खोलने और इलेक्ट्रॉनिक्स को हटाने के बाद, मैंने अतिरिक्त प्लास्टिक को हटाने के लिए एक ड्रेमेल का भी इस्तेमाल किया, जिसका उपयोग मूल पीसीबी को रखने के लिए किया गया था, इन छोटी प्लास्टिक अलमारियों और 4 स्क्रू पाइपों में से एक। आप चाहें तो इसे असेंबली स्टेज के लिए स्थगित कर सकते हैं, लेकिन किसी भी मामले में कुछ प्लास्टिक ट्रिमिंग की आवश्यकता होगी।

चरण 3: सर्किटरी की व्याख्या

तो, यहाँ सर्किट के पीछे के तर्क के बारे में थोड़ा सा है:

बैटरियों को लंबे समय तक चलने के लिए, मुझे MPU6050 एक्सेलेरोमीटर और ESP8266 प्रोसेसर दोनों को वेमोस D1 मिनी में सक्रियताओं के बीच सोने के लिए रखना पड़ा। पहला ट्रांजिस्टर का उपयोग करके आसानी से किया गया था जिसने MPU6050 को चालू और बंद कर दिया था।

नोट: मैंने शुरू में सोचा था कि मैं इसे एक इंटरप्ट सिग्नल भेजने के लिए प्रोग्राम कर सकता हूं जो मुख्य प्रोसेसर को जगाएगा। काश, मुझे ऐसा करने का कोई तरीका नहीं मिला, MPU6050 के उचित रजिस्टरों को कॉन्फ़िगर करना एक मुश्किल काम था जिसे मैं अभी भी नहीं जानता कि क्या संभव है …

मेरा दूसरा विकल्प ईएसपी को जगाने के लिए मूल इकाई के साथ दिए गए झुकाव स्विच का उपयोग कर रहा था। मैंने तंत्र को सक्रिय/निष्क्रिय करने के लिए एक ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हुए, ऊपर की तस्वीरों में वर्णित अनुसार इसे सीधे Wemos RESET पिन से बांध दिया। जब ट्रांजिस्टर का आधार ऊंचा था, तो GND झुकाव स्विच से गुजर सकता है और इसे अस्थायी रूप से RESET पिन से कनेक्ट कर सकता है, जिससे MCU रीसेट हो जाता है (यह एक ईएसपी को गहरी नींद से जगाने का एकमात्र तरीका है, जाहिरा तौर पर)। मैंने तब D0 को ट्रांजिस्टर बेस से जोड़ा, इस आधार पर कि यह पैर तब तक उच्च है जब तक MCU सो रहा है, और जैसे ही यह उठता है, D0 रीसेट तंत्र को अक्षम करते हुए LOW पर वापस चला जाता है। आखिरकार, मुझे होने के लिए पुनरावर्ती रीसेट की आवश्यकता नहीं थी, बस पहली बार जब टॉयलेट पेपर धारक ने चलना शुरू किया।

हालाँकि, मुझे जो पता चला वह यह था कि MCU को LOW पर वापस जाने के लिए लगभग 200ms पर वापस जाने के लिए पिन D0 को काफी लंबा समय लगता है। इसका मतलब यह था कि अगर मैं टॉयलेट पेपर धारक को पर्याप्त तेजी से घुमाता हूं, जबकि एमसीयू सो रहा था, तो राउंड गिनने के बजाय, इसे कई RESET होने चाहिए, जैसा कि होना चाहिए।

इसलिए, मैंने कुछ अलग घटकों (कैपेसिटर, ट्रांजिस्टर इत्यादि) के साथ इस नई स्थिति को हल करने का प्रयास किया लेकिन मैं केवल समस्या का आंशिक समाधान प्राप्त करने में कामयाब रहा।

मैंने एक और MCU, ATTiny85 जोड़ना समाप्त किया, जो झुकाव स्विच द्वारा नींद से जागृत हो जाएगा, फिर, ESP8266 को जगाएगा, और सोने के लिए वापस जाने से पहले कुछ समय प्रतीक्षा करें। मुझे पता है कि यह शायद समस्या का सबसे किफायती समाधान नहीं है, लेकिन मेरे पास एक समय सीमा थी …

आप मेरे द्वारा शामिल किए गए स्कीमा में विस्तृत समाधान देख सकते हैं। कृपया ध्यान दें कि 10K प्रतिरोधों को 1K से बदल दिया गया था क्योंकि ट्रांजिस्टर के पूरी तरह से खुलने के लिए 10k वाले बहुत अधिक थे।

चरण 4: ATTiny85. तैयार करना

यदि आपने कभी ATTiny85 प्रोग्राम नहीं किया है, तो डरें नहीं! प्रिय Arduino IDE का उपयोग करके आप पूरी तरह से प्राप्त कर सकते हैं। Arduino IDE को कॉन्फ़िगर करने के तरीके के बारे में इन निर्देशों से शुरू करें:

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

इसके बाद, यहाँ से USBTinyISP के लिए ड्राइवर स्थापित करें:

learn.adafruit.com/usbtinyisp/drivers

अब, संलग्न परीक्षण कोड लोड करें: WakeOnExternalInterruptTest.ino

और कनेक्ट करें (ATTiny85 पिनआउट आरेख देखें):

1. पिन 3 और जमीन के बीच चातुर्य बटन

2. पिन 2 और ग्राउंड के बीच श्रृंखला में एक एलईडी और 220 ओम रोकनेवाला

अगला, प्रोग्रामर के रूप में USBTinyISP का चयन करें (टूल्स -> प्रोग्रामर के तहत) और परीक्षण स्केच को बोर्ड पर अपलोड करें।

एलईडी को 5 बार झपकना चाहिए, फिर चिप को सो जाना चाहिए। बटन दबाने से वह जाग जाएगा और उस क्रम को दोहराएगा।

यह काम करने के लिए मिला? महान! अंतिम सर्किट पर उपयोग किए जाने के लिए अंतिम स्केच "अवेकनर" को ATTiny पर अपलोड करें।

चरण 5: वेमोस शील्ड का निर्माण

तो, ढाल बनाने के लिए आपके पास 3 विकल्प हैं जिन्हें आप चुन सकते हैं:

1. Wemos के लिए एक मानक प्रोटोशील्ड का उपयोग करें और उस पर सर्किटरी मिलाप करें।

2. संलग्न ईएजीएलई फाइलों के आधार पर एक पीसीबी बनाएं।

3. मुझे एक पीसीबी के लिए पूछें कि मैं आपको घोंघा मेल द्वारा भेज सकता हूं (मेरे पास कुछ पड़े हैं, लागत कुछ भी नहीं है)।

किसी भी मामले में, मैं पीसीबी के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले एक ब्रेडबोर्ड पर सर्किट का निर्माण करने की सलाह देता हूं!

यदि पीसीबी विकल्पों का उपयोग कर रहे हैं, तो बोर्ड के सामने या पीछे की तरफ (बाद में मेरे लिए सबसे अच्छा काम किया) काले तार को तस्वीरों के रूप में कनेक्ट करना सुनिश्चित करें। यह तार GND को Wemos से ATTiny85 से जोड़ता है और इसके बिना जागरण नहीं होगा।

बस छवियों पर एक अच्छी नज़र डालें और मेरे द्वारा जोड़े गए एनोटेशन को पढ़ें, यह पर्याप्त होना चाहिए।

चरण 6: वेमोस तैयार करना

यदि आपने कभी भी Arduino IDE का उपयोग Wemos बोर्ड को प्रोग्राम करने के लिए नहीं किया है, तो बोर्ड प्रबंधक को स्थापित करके और टूल -> बोर्ड मेनू में बोर्ड का चयन करके, जैसा कि यहां बताया गया है:

github.com/esp8266/Arduino

अपने बोर्ड पर ब्लिंक स्केच अपलोड करके शुरू करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि कोड सही तरीके से अपलोड हो गया है।

चरण 7: यह सब एक साथ रखना

Wemos पर ढाल स्थापित करें। आप इसे मिलाप कर सकते हैं, लेकिन मैं वेमोस को टांका लगाने वाली महिला हेडर का उपयोग करने की सलाह देता हूं जो किसी भी परेशानी की स्थिति में वेमोस और ढाल के बीच अस्थायी कनेक्शन की अनुमति देगा। बस ध्यान रखें कि इकाई के प्लास्टिक के खोल में फिट होने के लिए महिला हेडर को असेंबली के अंतिम चरण में उतरना होगा। इसके अलावा, चीजों को थोड़ा और जटिल बनाने के लिए, एक अच्छा मौका है कि जब शील्ड को Wemos से जोड़ा जाता है, तो कोड अपलोड अक्षम हो जाएगा। मैंने उस घटना का एक गैर-संगत तरीके से सामना किया है, और मेरे पास इस पर शोध करने का समय नहीं था।

सलाह का शब्द: आगे की योजना बनाएं।

अब, परीक्षण!

एक बार इंस्टॉल हो जाने पर, ब्लिंक एक्सेलेरोमीटर टेस्ट स्केच को Wemos पर अपलोड करके शुरू करें, और सुनिश्चित करें कि यह MPU6050 LED को चालू और बंद कर देता है। यदि नहीं, तो ट्रांजिस्टर की वायरिंग की जांच करें जो MPU6050 को पावर देने के लिए जिम्मेदार है। इसका आधार वेमोस के पिन डी5 से जुड़ा होना चाहिए, कलेक्टर को एक्सेलेरोमीटर के जीएनडी से जोड़ा जाना चाहिए और एमिटर को सामान्य जीएनडी से जोड़ा जाना चाहिए।

इसके बाद, टर्नकाउंटटेस्ट1 स्केच को वेमोस बोर्ड पर अपलोड करें और सीरियल मॉनिटर खोलें। आपको मॉनिटर पर प्रस्तुत एक्सेलेरोमीटर से आने वाले डेटा को देखना चाहिए। यदि काम नहीं कर रहा है, तो घड़ी और डेटा वायरिंग की जाँच करें: CLK को D1 से जोड़ा जाना चाहिए और DATA को D2 से जोड़ा जाना चाहिए।

अब, झुकाव स्विच को बोर्ड में निर्दिष्ट छेदों में मिलाप करें (एनोटेशन देखें), यह सुनिश्चित करते हुए कि यह रोटेशन अक्ष के लंबवत है ताकि स्पिंडल कताई बंद हो जाए और इसके दो लीड के बीच कनेक्शन खुल जाए।

इसके बाद, बैटरी 3V इनपुट को Wemos VCC और इसके माइनस टर्मिनल को Wemos GND से कनेक्ट करें। सुनिश्चित करें कि स्विच चालू करने से यूनिट चालू हो जाती है। अंत में, स्पीकर को GND से कनेक्ट करें और Wemos के D4 को पिन करें।

अंतिम कोड को Wemos पर अपलोड करें - एक स्केच जिसे SmartWipe कहा जाता है। एक सीरियल मॉनिटर खोलें और सुनिश्चित करें कि यूनिट 3 मिनट के बाद सो जाती है और टिल्ट स्विच को घुमाकर जाग जाती है (इसी संदेश मॉनिटर पर दिखाई देने चाहिए)।

यदि आप Wemos के जागने के समय को कम करना चाहते हैं (मुख्य रूप से परीक्षण उद्देश्यों के लिए), params.h में परिभाषित WIFI_CONFIGURATION_IDLE_TIMEOUT के मान को कम करें और स्केच को बोर्ड पर अपलोड करें। सुनिश्चित करें कि Wemos गहरी नींद में जाने के बाद, झुकाव स्विच को स्थानांतरित करने से ATTiny जाग जाता है (एलईडी द्वारा संकेतित), जो बदले में, Wemos को जगाता है।

पैरामीटर का मान वापस 180000L (मिलीसेकंड में 3 मिनट) में बदलें और सुनिश्चित करें कि Wemos IOToilet_XXXXXXXX नामक हॉटस्पॉट को सक्रिय करता है जहां XXXXXXX को चिप के मैक पते से पुनर्प्राप्त किया जाएगा। एक स्मार्ट फोन का उपयोग करके इस वाईफाई से कनेक्ट करें, और आपको एक पंजीकरण फॉर्म (कैप्टिव पोर्टल नामक एक तंत्र) के लिए निर्देशित किया जाना चाहिए। विवरण भरें, विशेष रूप से महत्वपूर्ण है आपके स्थानीय वाईफाई का एसएसआईडी और पासवर्ड, और फॉर्म जमा करें। यूनिट को तब आपूर्ति किए गए क्रेडेंशियल्स का उपयोग करके नेटवर्क से कनेक्ट करने का प्रयास करना चाहिए, और यदि सफल हो, तो स्पीकर पर 3 आरोही ध्वनियां बजाएं। अगर वाई-फ़ाई से कनेक्ट करने में कोई समस्या हुई थी, तो 3 अवरोही ध्वनि बजाए जाएंगे। उसके बाद, वेमोस को गहरी नींद में जाना चाहिए, जब तक कि आंदोलन से जागृत न हो जाए।

अंत में: एंड टू एंड सिस्टम टेस्ट।

टॉयलेट पेपर धारक को उसकी रोटेशन अक्ष के साथ कुछ स्पिन रोल करें, फिर इसे एक स्थिर सतह पर रखें (रोल समाप्त होने का संकेत देने और डेटा अपलोड को ट्रिगर करने के लिए)। रोल काउंट को क्लाउड पर भेजे जाने के लिए लगभग 10 सेकंड प्रतीक्षा करें, फिर https://smartwipe-iot.appspot.com/ पर जाएं और क्वेरी पर क्लिक करें। आपको अपना पंजीकरण विवरण और क्लाउड में अपने हाल के उपयोग रोल काउंट को देखना चाहिए! अपने uuid को लिखना सुनिश्चित करें, जो कि सिस्टम में आपकी विशिष्ट आईडी है, जिसे आपके Wemos के MAC पते से निकाला गया है।

यदि आप JSON प्रारूप में केवल अपने आँकड़े निकालना चाहते हैं, तो इसके समान URL का उपयोग करें:

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

बस यूयूआईडी को अपने साथ बदलें।

मैंने वेब ऐप के लिए सभी स्रोतों को शामिल किया है, जिसे Google ऐप इंजन पर होस्ट किया गया है ताकि उपयोगकर्ता जो डेटा में अधिक गोपनीयता प्राप्त करना चाहते हैं, वे इसे अपने स्वयं के Google उपयोगकर्ता पर तैनात कर सकें, प्रमाणीकरण आदि जोड़ सकें।

जब सब कुछ काम कर रहा हो, तो इलेक्ट्रॉनिक्स को प्लास्टिक के खोल में फिट करें, आवश्यकतानुसार प्लास्टिक को ड्रेमेल से ट्रिम करें। पूरा टुकड़ा अच्छी तरह से आवास में फिट होना चाहिए।

मुसीबत? मुझे लिखो!

संयुक्त हम पूप!