ITea - Twój osobisty monitor herbaty: 8 kroków

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

Witajcie, koledzy czytelnicy, i witajcie w projekcie iTea!

Przed rozpoczęciem tego projektu pomyślałem o czymś, co mógłbym ulepszyć w swoim życiu, używając zwykłej robotyki i komponentów elektronicznych, które mam w domu. Kilka tygodni przed napisaniem tego artykułu nabyłem swoje pierwsze Raspberry Pi; 3 B+. Teraz, gdy mam moc Pi, pomyślałem, że powinienem wpaść na pomysł, który może poprawić moje życie, a także życie wielu innych.

Pomyślałam więc, że coś, co mogę zrobić, to monitor do herbaty, bo kiedy decyduję się zrobić sobie filiżankę herbaty, co jakiś czas zapominam sprawdzić, czy moja herbata jest gotowa. ◕‿◕

To doprowadziło mnie do urzeczywistnienia tego projektu. Celem iTea jest zapewnienie odniesienia, czy twoja herbata jest gotowa, czy nie, poprzez sprawdzenie, czy jakakolwiek para z wrzącej wody trafiła na czujnik pary. Jeśli to prawda, iTea poinformuje Cię, że Twoja herbata jest gotowa przez głośnik. Następnie możesz wyłączyć iTea i spokojnie pić herbatę.

Proces tworzenia tego projektu może być nieco skomplikowany, więc postanowiłem opisać go w możliwie najbardziej szczegółowy sposób, wraz z błędami, które popełniłem po drodze, aby (miejmy nadzieję) nikt inny nie próbował sprawiają, że ten projekt również popada w te błędy.

Przybliżony koszt wykonania tego projektu to około 70$ - 100$, w zależności od tego, skąd otrzymujesz komponenty, jakiego typu komponentów używasz i jakiej waluty używasz. Poniżej możesz zobaczyć materiały potrzebne do tego projektu.

Jestem otwarty na wszelkie sugestie, jak mogę ulepszyć ten projekt, coś, co zrobiłem źle, lub sposób na uproszczenie tworzenia tego projektu. To pierwszy projekt, który wykonałem z Raspberry Pi. Zostaw wszelkie sugestie w komentarzach poniżej!

Mam nadzieję, że uda Ci się rozkwitnąć ten projekt i że przynajmniej spodoba ci się czytanie tego artykułu. Powodzenia!

Krok 1: Czego będziesz potrzebować

Zacznijmy od ładnego cytatu / pytania retorycznego, które znalazłem w Internecie:

– Jeśli nie wiesz, dokąd jedziesz. Jak możesz się spodziewać, że tam dotrzesz? ~ Bazyli S. Walsh

A moim zdaniem pierwszym krokiem do poznania, dokąd idziesz, jest…

Wiedząc, jakich komponentów będziesz używać

Tak, wierz lub nie, choć możesz to przeoczyć, posiadanie wiedzy na temat komponentów, których zamierzasz użyć, a także posiadanie ich przed rozpoczęciem projektu, jest niezbędne dla Twojego sukcesu w każdym projekcie elektronicznym, który możesz próbować budować.

Do projektu iTea będziesz potrzebować kilku rzeczy. Oni są:

• Arduino Uno
• Raspberry Pi 3 Model B+
• Czujnik pary
• Komputer z zainstalowanym Arduino IDE
• Kabel do programowania Arduino
• Taśma / Pistolet do klejenia na gorąco (z sztyftami do kleju)
• Mini deska do krojenia chleba
• 2 przełączniki przyciskowe (użyłem jednego przycisku płytki stykowej i jednego modułu przełącznika przyciskowego)
• Jeden długi kawałek drewna
• Śrubokręt
• Albo LEGO, Meccano, albo inne elementy konstrukcyjne (aby utrzymać czujnik pary na miejscu)
• Przewód połączeniowy (dużo przewodów połączeniowych)
• Linijka
• Papier / Tektura (opcjonalnie; potrzebne tylko do dekoracji)
• Kabel USB na microUSB (inaczej powszechnie znany jako ładowarka do telefonu Samsung/Android) ze źródłem zasilania
• Głośnik z wejściem audio jack 3,5 mm

Gorąco polecam używanie pistoletu do klejenia na gorąco zamiast rolki taśmy; ponieważ pistolet do klejenia na gorąco jest mocniejszy i ma mocniejszy chwyt. -

Do kodowania Raspberry Pi i wstawiania do niego plików potrzebne będą następujące komponenty wraz z Raspberry Pi:

• kabel HDMI
• telewizor / monitor z wejściem HDMI
• karta SD z zapisanym na niej Raspian OS
• Kabel USB do microUSB (również wspomniany powyżej)
• Mysz komputerowa
• Klawiatura
• Pamięć USB

Głównymi komponentami tego projektu są Arduino, Raspberry Pi i czujnik Steam.

Jeśli masz te komponenty przy sobie, jesteś gotowy, aby kontynuować tworzenie projektu iTea!

Krok 2: Schemat blokowy ITea

Powyższy obrazek przedstawia prosty schemat blokowy, który pozwala zrozumieć, jak działa iTea. Należy pamiętać, że to nie jest schemat obwodu. Ten schemat blokowy może uprościć tło działania iTea.

Krok 3: Kodowanie Raspberry Pi

Jeden OGROMNY błąd, który popełniłem podczas tworzenia tego projektu, polega na tym, że zamontowałem komponenty do kawałka drewna. THENI przesłało kod. Błąd polega na tym, że niezwykle trudno jest podłączać i odłączać mysz komputerową, klawiaturę i kabel microUSB do Raspberry Pi jednocześnie, GDY jest przyklejony / przyklejony do kawałka drewna (lub czegokolwiek, na którym zamontowano komponenty).

Aby zapobiec temu, aby ten błąd również spadł na was, dołączyłem kod zarówno dla Arduino, jak i Raspberry Pi, zanim szczegółowo opiszę, jak zamontować komponenty na jakiejś ramie (w moim przypadku na kawałku drewna).

Przed kodem, oto link do filmu, który może pomóc ci w procesie Pi, jeśli jesteś stosunkowo nowy w jego używaniu.

Uruchamianie i uruchamianie Raspberry Pi z NOOBS | Roboty DIY | Youtube

Musisz mieć uruchomione Raspberry Pi z najnowszą wersją systemu operacyjnego Raspian. (Połączenie internetowe nie jest wymagane)

W przypadku iTea głównym mózgiem obliczeń elektronicznych jest Raspberry Pi, podczas gdy ja właśnie użyłem Arduino, aby uniknąć używania i stawiania czoła złożoności konwertera analogowo-cyfrowego. Pomaga to również w łatwiejszym debugowaniu kodu, ponieważ każdy mikrokontroler ma swoją własną rolę.

Uwaga: kod tego projektu używa niektórych plików dźwiękowych. Możesz pobrać te dźwięki poniżej.

Program:

Poniżej możesz pobrać skrypt Pythona iTea.py.

Po pobraniu tego skryptu wraz z plikami dźwiękowymi skopiuj je na USB Thumb Drive i przenieś do katalogu Pi na Raspberry Pi.

Po włączeniu Raspberry Pi z podłączoną klawiaturą i myszą wykonaj następujące czynności.

Otwórz aplikację Terminal i napisz następującą linię:

sudo leafpad /etc/rc.local

Naciśnij enter. Spowoduje to otwarcie pliku rc.local w edytorze tekstu Raspberry Pi.

Następnie przewiń na sam dół tego skryptu i napisz co następuje przed wyjściem linii 0:

sudo python3 iTea.py &

Teraz zapisz plik rc.local, naciskając Plik > Zapisz. Zamknij edytor tekstu.

Następnie w Terminalu napisz:

sudo raspi-config

Naciśnij Enter, a w terminalu powinno pojawić się coś w rodzaju menu. Za pomocą klawiszy strzałek przewiń w dół do opcji Opcje zaawansowane i naciśnij klawisz Enter.

Następnie przewiń w dół do zakładki Audio i naciśnij Enter (ponownie…)

Na koniec wybierz gniazdo Force 3,5 mm („słuchawki”) i naciśnij Enter. Wyjdź z terminalu.

Uruchom ponownie Raspberry Pi, pisząc w terminalu:

ponowne uruchomienie sudo

aby zrestartować Raspberry Pi. Spowoduje to włączenie wszystkich wybranych opcji.

Teraz możesz przejść do programowania drugiego mózgu w iTea: Arduino.

Krok 4: Kodowanie Arduino

Teraz, gdy skończyłeś programować Raspberry Pi za pomocą kodu Python 3, nadszedł czas, aby zaprogramować Arduino za pomocą kodu Arduino C++ wykonanego przy użyciu Arduino IDE.

Oto kilka filmów, które mogą pomóc w procesie kodowania Arduino:

• Jak wgrać kod do Arduino | Roboty DIY | Youtube
• Korzystanie ze środowiska Arduino IDE | Roboty DIY | Youtube

Program:

Poniżej możesz pobrać kod dla Arduino (iTea.ino)

Pobierz plik iTea.ino i otwórz go w ArduinoIDE. Prześlij na swoją płytkę Arduino (użyłem Uno).

Przed wprowadzeniem kodu dla tego projektu, spakowałem cały kod Arduino do instrukcji void loop() (w tym większość kodu, którego użyłem dla Raspberry Pi; ale w C ++) i zrobiło się to trochę mylące; to nie działało i nie mogłem go debugować. Następnie zdecydowałem się umieścić główny kod tego projektu w Raspberry Pi i tylko mały program w Arduino.

Krok 5: Sprzęt

Aby wykonać ten projekt, musisz mieć długie ramię, aby powiesić czujnik pary nad czajnikiem, gdy się gotuje. Zbudowałem ramię z kilku kawałków w stylu Meccano i przykleiłem je na gorąco do kawałka drewna, którego użyłem; który z kolei utknie z tyłu pieca.

Sprzęt do tego projektu musi być solidny w konstrukcji; dlatego częściej używałem pistoletu do klejenia na gorąco niż taśmy.

Czujnik pary musi być precyzyjnie umieszczony na ramieniu bezpośrednio na płycie kuchennej. U mnie tył kuchenki do płyty kuchennej mierzył 22 centymetry (około 8,6 cala).

Więc… Nakleiłem gorący klej 22 centymetry od tyłu pieca i użyłem długich zworek do podłączenia czujnika do Arduino. Dopiero wtedy byłem pewien, że czujnik pary na pewno dotrze do pieca i wykryje jakąkolwiek parę z wrzącej wody.

Krok 6: Obwód

Istnieje wiele połączeń, które należy wykonać, aby ukończyć obwód iTea.

Oni są:

Czujnik pary:

• Pin V + (zasilanie dodatnie) łączy się z pinem 5 V na Arduino
• Pin Gnd (moc ujemna) łączy się z pinem GND na Arduino
• Pin Sig (wejście z czujnika) łączy się z pinem analogowym A0 na Arduino

Moduł przycisku:

• Pin V+ (zasilanie dodatnie) łączy się z pinem 5V na Raspberry Pi
• Pin Gnd (moc ujemna) łączy się z pinem GND na Raspberry Pi
• Pin Sig (wejście z czujnika) łączy się z GPIO3 na Raspberry Pi

Raspberry Pi i Arduino:

Pin D2 na Arduino łączy się z GPIO2 na Raspberry Pi

Uwaga: Nazwy styków połączenia w Twoim czujniku (czujnikach) mogą się różnić. Na przykład: V+ może być oznaczony jako + lub Gnd może być oznaczony jako -.

Krok 7: Montaż do pieca

Jednym z ostatnich kroków w realizacji tego projektu jest podłączenie iTea z tyłu kuchenki. Można to zrobić na wiele różnych sposobów. Mam tutaj dwa wymienione: (oczywiście możesz wymyślić własne)

Po prostu pistolet do klejenia na gorąco

Jednym z najłatwiejszych sposobów (ale jakoś najtrudniejszym?!) na podłączenie iTea do kuchenki jest po prostu dosłownie pistolet do klejenia na gorąco z tyłu kuchenki. To może zadziałać, po prostu upewnij się, że projekt jest dobrze zamocowany i nie wywiera zbyt dużego nacisku na podporę kleju.

Wywiercić to

Chociaż ten sposób wiąże się z większymi komplikacjami, ponieważ będziesz musiał precyzyjnie użyć wiertła, aby wykonać otwory w tylnej części kuchenki i podłączyć iTea z tyłu; jednocześnie upewniając się, że nie zrujnujesz swojego cennego pieca. (Hej, nie obwiniaj mnie, że kocham mój piec!)

Krok 8: Cóż, gotowe

Gratulacje! Skończyłeś mój artykuł o tym, jak zrobić iTea!

Mam nadzieję, że dzięki temu projektowi nauczyłeś się czegoś nowego. To pierwszy projekt, który wykonałem z Raspberry Pi, więc na pewno dużo się nauczyłem.

Mam również nadzieję, że udało Ci się wykonać ten projekt bez napotkania zbyt wielu problemów (jeśli w ogóle!)

Na koniec, mam nadzieję, że tworząc ten projekt, ty i ja możemy się wyróżnić we wspaniałej dziedzinie elektroniki i robotyki i uczynić świat lepszym miejscem.

Dziękuje za przeczytanie!