Snap Circuits i IoT: 3 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

W tym ćwiczeniu dzieci dowiedzą się, jak IoT może przyczynić się do efektywności energetycznej domu.

Zbudują miniaturowy dom za pomocą obwodów zatrzaskowych i zaprogramują różne urządzenia za pośrednictwem ESP32, w szczególności w celu:

monitoruj parametry środowiskowe (wilgotność temperatury) w urządzeniach sterujących w czasie rzeczywistym zdalnie przez Blynk

WPROWADZANIE

Na efektywność energetyczną może mieć wpływ położenie domu względem słońca, przeważającego wiatru itp. Tak więc, na przykład, aby zwiększyć efektywność energetyczną, należy ustawić dom skierowany na południe, tak aby promienie słoneczne może zapewnić naturalne oświetlenie.

Inne czynniki, które należy wziąć pod uwagę, aby zmaksymalizować efektywność energetyczną, są bezpośrednio związane z używanymi urządzeniami.

Oto kilka wskazówek:

używaj inteligentnych urządzeń, np. żarówek, które zapalają się w nocy i automatycznie wyłączają się w ciągu dnia, używaj inteligentnych wtyczek wyposażonych w przycisk włączania i wyłączania, który można zaprogramować tak, aby włączał się i wyłączał o określonych porach. podłącz swoje urządzenia do internetu, aby móc sterować nimi zdalnie z dowolnego miejsca.

Kieszonkowe dzieci

• 1x płyta ESP32 + kabel usb;
• kable krokodylowe
• 1x czujnik DHT11
• 1x czujnik LDR
• 1x rezystor 10kohm
• Deska do krojenia chleba
• przewody połączeniowe
• obwody zatrzaskowe
• miniaturowy dom

Krok 1: Konfiguracja miniaturowego domu

Na początek dzieci będą musiały zbudować lub złożyć miniaturowy dom. Można je zbudować z tektury lub można je wcześniej wyciąć laserowo, używając np. płyty MDF o grubości 3 mm. Oto projekt miniaturowego domu, gotowego do cięcia laserowego.

Krok 2: Monitorowanie temperatury, wilgotności i światła za pomocą Blynk

dzieci stworzą projekt Blynk, który pozwoli im monitorować parametry rejestrowane przez czujniki temperatury/wilgotności i światła znajdujące się w ich miniaturowym domu.

Najpierw podłącz zatrzask LDR i zatrzask DHT do płytki ESP32. podłącz pin danych czujnika DHT do pinu 4 na płycie ESP32. Podłącz zatrzask LDR do pinu 34 w ESP32.

Następnie musisz utworzyć projekt Blynk i skonfigurować go tak, aby wyświetlał wartości zarejestrowane przez czujnik temp/hum.

UTWÓRZ NOWY PROJEKT W APLIKACJI BLYNK

Po pomyślnym zalogowaniu się na swoje konto zacznij od utworzenia nowego projektu.

WYBIERZ SWÓJ SPRZĘT

Wybierz model sprzętu, którego będziesz używać. Jeśli śledzisz ten samouczek, prawdopodobnie będziesz używać płyty ESP32.

TOKEN UWIERZYTELNIANIA

Auth Token to unikalny identyfikator potrzebny do połączenia Twojego sprzętu ze smartfonem. Każdy nowy projekt, który utworzysz, będzie miał swój własny token uwierzytelniania. Po utworzeniu projektu otrzymasz automatycznie token uwierzytelniania na swój e-mail. Możesz również skopiować go ręcznie. Kliknij sekcję urządzeń i wybierz żądane urządzenie

KONFIGURUJ WIDŻETY WYŚWIETLANIA WARTOŚCI

Przeciągnij i upuść 3 wartości Widgety wyświetlania.

skonfiguruj je w następujący sposób:

1) ustaw wejście jako V5, od 0 do 1023. Ustaw interwał odświeżania jako Push2) ustaw wejście jako V6, od 0 do 1023. Ustaw interwał odświeżania jako Push

3) ustaw wejście jako V0, od 0 do 1023. Ustaw interwał odświeżania jako Push

Pierwszy widget wyświetlacza będzie odbierać wartości wilgotności z czujnika DHT i wyświetlać je w aplikacji; drugi widżet wyświetlacza będzie odbierał wartości temperatury przez Wi-Fi, trzeci widżet wyświetlacza będzie wyświetlał wartości światła zarejestrowane przez czujnik LDR.

ZAPROGRAMUJ PŁYTĘ ESP32

Uruchom Arduino IDE, wybierz odpowiednią płytę i port -w menu "Narzędzia". Wklej poniższy kod do oprogramowania i wgraj go na tablicę.

#define BLYNK_PRINT Serial

#include #include #include #include

// Powinieneś uzyskać Auth Token w aplikacji Blynk. // Przejdź do ustawień projektu (ikona nakrętki). char auth = "726e035ec85946ad82c3a2bb03015e5f";

// Twoje dane logowania do Wi-Fi. // Ustaw hasło na „” dla otwartych sieci. identyfikator znaku = "TISCALI-301DC1"; char pass = "ewkvt+dGc1Mx";

const int analogPin = 34; // Wejście analogowe pin 0 (GPIO 36) int sensorValue = 0; // Wartość odczytana z ADC

#define DHTPIN 4 // Do jakiego pinu cyfrowego jesteśmy podłączeni

// Usuń komentarz niezależnie od używanego typu! #define DHTTYPE DHT11 // DHT 11 //#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22, AM2302, AM2321 //#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21, AM2301

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); Zegar BlynkTimer;

// Ta funkcja wysyła czas działania Arduino co sekundę do Virtual Pin (5). // W aplikacji częstotliwość czytania widgetu powinna być ustawiona na PUSH. Oznacza to // że określasz, jak często wysyłać dane do aplikacji Blynk. void sendSensor() { float h = dht.readHumidity(); float t = dht.odczytTemperatura(); // lub dht.readTemperature(true) dla Fahrenheita

if (isnan(h) || isnan(t)) { Serial.println("Nie udało się odczytać z czujnika DHT!"); powrót; } // W każdej chwili możesz wysłać dowolną wartość. // Proszę nie wysyłać więcej niż 10 wartości na sekundę. Blynk.virtualWrite(V5, h); Blynk.virtualWrite(V6, t); }

void setup() { // Debuguj konsolę Serial.begin(9600);

Blynk.begin(auth, ssid, pass); // Możesz również określić serwer: //Blynk.begin(auth, ssid, pass, "blynk-cloud.com", 80); //Blynk.begin(auth, ssid, pass, IPAddress(192, 168, 1, 100), 8080);

dht.początek();

// Ustaw funkcję, która będzie wywoływana co sekundę timer.setInterval(1000L, sendSensor); timer.setInterval(250L, AnalogPinRead); // Uruchom skanowanie czujnika 4 razy na sekundę

}

void AnalogPinRead() { sensorValue = analogRead(analogPin); // Odczytaj wartość analogową: Serial.print("czujnik = "); // Wydrukuj wyniki… Serial.println(sensorValue); // …do monitora szeregowego: Blynk.virtualWrite(V0, sensorValue); // Wyślij wyniki do widgetu Gauge }

void loop() { Blynk.run(); timer.uruchom(); }

Krok 3: Zdalne sterowanie miniaturowymi urządzeniami za pomocą Blynk

Ostatnia część działania będzie dotyczyć zdalnego sterowania urządzeniami elektrycznymi jeden po drugim za pomocą aplikacji blynk.

Każdy miniaturowy dom będzie musiał zawierać co najmniej jedną miniaturową żarówkę oraz inne urządzenie (np. miniaturową drukarkę 3D, miniaturowy piekarnik).

Możliwość zdalnego sterowania swoimi urządzeniami daje użytkownikowi oczywistą korzyść, jaką jest możliwość wyboru, kiedy są uruchomione, a kiedy nie, co przyczynia się do oszczędzania energii i uczynienia miniaturowego domu tak energooszczędnym, jak to tylko możliwe.

Zaprojektowaliśmy szereg miniaturowych urządzeń elektronicznych, które można wydrukować w 3D, które można umieścić na elemencie zatrzaskowym. Możesz na przykład wyobrazić sobie umieszczenie miniaturowego piekarnika na górze Led lub miniaturowej drukarki 3D na miniaturowym zatrzasku silnika wibracyjnego, emulując w ten sposób rzeczywiste operacje tych urządzeń.

Znajdź wszystkie urządzenia dostępne do drukowania 3D, klikając poniższe linki:

Obwód zatrzaskowy TV

Piec z obwodem zatrzaskowym

Drukarka 3D z obwodem zatrzaskowym

Mikser z obwodem zatrzaskowym

Pralka z obwodem zatrzaskowym

Ta czynność będzie wymagała aplikacji Blynk. Więc najpierw pobierz Blynk na swój smartfon.

UTWÓRZ NOWY PROJEKT W APLIKACJI BLYNK

Po pomyślnym zalogowaniu się na swoje konto zacznij od utworzenia nowego projektu.

WYBIERZ SWÓJ SPRZĘT

Wybierz model sprzętu, którego będziesz używać. Jeśli śledzisz ten samouczek, prawdopodobnie będziesz używać płyty ESP32.

TOKEN UWIERZYTELNIANIA

Auth Token to unikalny identyfikator potrzebny do połączenia Twojego sprzętu ze smartfonem. Każdy nowy projekt, który utworzysz, będzie miał swój własny token uwierzytelniania. Po utworzeniu projektu otrzymasz automatycznie token uwierzytelniania na swój e-mail. Możesz również skopiować go ręcznie. Kliknij sekcję urządzeń i wybrane wymagane urządzenie, a zobaczysz token

ZAPROGRAMUJ PŁYTĘ ESP32

Wejdź na tę stronę, wybierz swój sprzęt, tryb połączenia (np. Wi-Fi) i wybierz przykład Blynk Blink.

Skopiuj kod i wklej go na Arduino IDE (wcześniej upewnij się, że wybrałeś właściwą płytkę i właściwy port - w "Narzędzia"-).

Zastąp „YourAuthtoken” tokenem dostępnym w aplikacji, zastąp „YourNetworkName” i „YourPassword” swoimi danymi uwierzytelniającymi Wi-Fi. Na koniec wgraj kod na tablicę.

SKONFIGURUJ APLIKACJĘ BLYNK

W swoim projekcie Blynk wybierz widżety przycisków, tyle przycisków, ile masz zatrzasków do zdalnego sterowania. W naszym przykładzie dodamy dwa widżety przycisków, ponieważ mamy do kontrolowania dwie części przyciągania (obie są diodami LED).

Następnie wybierz pierwszy przycisk i pod wyjściem wybierz port, do którego jeden z twoich snapów jest podłączony do płyty ESP32 (np. GP4). Upewnij się, że obok GP4 masz 0 i 1, tak jak na poniższym obrazku. Możesz także wybrać, czy przycisk będzie działał w trybie papki, czy przełącznika.

Zrób to samo dla drugiego przycisku, tylko tym razem podłącz do odpowiedniego pinu ESP32 (np. GP2).