Interruttore intelligente senza tocco: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

La necessità di distanziamento sociale e pratiche sanitarie sicure come l'uso di disinfettanti dopo aver utilizzato ambienti pubblici come rubinetti, interruttori, ecc. è molto essenziale per ridurre la diffusione del coronavirus. Quindi c'è un'esigenza immediata nell'innovazione che coinvolge i grilletti senza contatto per facilitare azioni come l'attivazione di rubinetti, interruttori ecc.

In questo progetto, vorrei discutere la mia idea su un prototipo per attivare l'interruttore utilizzando un sensore di prossimità. Le cose da considerare durante la progettazione di qualcosa che aiuta durante questa difficile situazione è principalmente avere cambiamenti infrastrutturali molto meno esistenti. Quindi la soluzione dovrebbe essere un retrofit e può essere eventualmente montata su un centralino per attivare l'interruttore in base al gesto della mano o la presenza in base alla sensibilità. Le caratteristiche principali includono,

• 200 ore di durata della batteria,
• Telecamera di sicurezza che scatta una foto di una persona che entra nella stanza
• Sonno profondo per risparmiare batteria.
• Portatile.
• Invio di avvisi via e-mail

Forniture

1. Il sensore di prossimità [sto usando il KEMET SS-430] può essere qualsiasi sensore di prossimità

2. ESPCam32 per l'acquisizione di foto e l'invio di messaggi di posta elettronica

3. Batteria agli ioni di litio da 1000 mAh

4. USB - Caricabatterie agli ioni di litio TP4056

5. Circuito boost da 3,7 V a 5 V

6. Resistori 10k e 1k

7. Transistor BC547

8. Servomotore SG90

9. Arduino pro mini

Passaggio 1: iniziamo

Nel nostro progetto, il sensore non è altro che un piccolo sensore di prossimità di KEMET, SS-430

I dati dal sensore avranno impulsi di clock di 2 200 ms come mostrato in figura.

Nella figura sopra, gli impulsi da 2 200 ms sono quelli che mostrano la presenza umana, altri impulsi di clock si formano a causa di falsi trigger. Questo falso innesco si verifica da quando stavo sperimentando il sensore nudo senza lenti o qualsiasi altra copertura. Il falso trigger si è drasticamente ridotto dopo aver usato l'involucro di plastica per fissare il sensore.

Passaggio 2: testiamo sulla breadboard

Per il test, ho usato solo un microcontrollore (Arduino Uno) e il sensore e un LED. Dopo ore di lettura dei valori del sensore sul monitor seriale e di calibrazione, sono arrivato con un piccolo codice per rilevare correttamente la presenza di un essere umano davanti ad esso.

Passaggio 3: collegamento di un servo a ESP32Cam a Servo

Con il numero limitato di pin disponibili sulla fotocamera ESP32, ho dovuto utilizzare il timer 2 e GPIO2 per pilotare il servo e GPIO13 per la funzionalità di riattivazione utilizzando il sensore di prossimità Kemet SS-430.

Il motivo per utilizzare la fotocamera ESP32 è scattare una foto e passare alla modalità di sospensione quando la persona entra nella stanza o in un luogo non autorizzato. L'immagine verrà salvata nel

Scheda SD. Per agire immediatamente sull'intruso, ESP32 invierà un'e-mail all'ID e-mail preconfigurato. Ciò richiede l'installazione della libreria client di posta ESP32. Vai a gestire le librerie in Arduino IDE e cerca il client di posta ESP32 e scarica. Avrai bisogno di un ID e-mail funzionante di cui dovrai inserire le credenziali nel codice e in seguito dovrai abilitare le app meno sicure. È meglio creare un nuovo ID Gmail per questo progetto.

Passaggio 4: test della prova di concetto

Per un esploso più semplice del progetto ho pensato di assemblare le cose su lastra acrilica in maniera modulare.

Lì la scatola di plastica per il sensore aiuta a ridurre i falsi trigger. Poiché la fotocamera ESP entra in modalità di sospensione dopo aver scattato foto, non è possibile eseguire operazioni di condizionamento del segnale digitale sulla fotocamera ESP32. Quindi ho aggiunto un altro microcontrollore per ridurre il falso trigger e il condizionamento del segnale e anche per pilotare il servomotore.

Puoi usare esp32 o un altro microcontrollore che funziona entrambi.

Passaggio 5: schemi finali

Il segnale dal sensore piroelettrico viene inviato al transistor in una configurazione a collettore aperto, una volta che il segnale arriva il transistor viene attivato come interruttore e quindi collega GPIO 13 a terra e riattiva la telecamera ESP32

Nei repository di codice, il codice Pyrolight insieme a camera_pins.h è per il resto della fotocamera ESP32 2 codici sono per i test con Arduino pro mini.

Si prega di trovare schemi dettagliati e PCB Kicad nel repository GitHub.

In realtà avevo ordinato PCB dalla Cina per questo progetto, ma non l'ho ricevuto in tempo a causa dell'epidemia di coronavirus. Quindi ho dovuto usare un convertitore boost e un modulo TP4056.

Passaggio 6: allarme intruso

Quando c'è stato un intruso nelle vicinanze del sensore, si è svegliato dal sonno ha scattato una foto e ha inviato una mail con un allegato.

Ecco come appare la posta. Tutto questo può essere fatto solo grazie a un sensore di prossimità. Poiché l'intero dispositivo è alimentato a batteria, ci consente di trasportarlo ovunque. e rendere il nostro ambiente intelligente e sicuro. Puoi stampare in 3D un involucro per adattarlo all'elettronica come richiesto.

Ecco un buon design: Link

Passaggio 7: video di lavoro:

Ho realizzato una schermatura PCB adeguata per la scheda cam esp32 con USB a UART e connettori per servo e sensore pirotecnico. Puoi trovare i file Gerber sul mio repository Github collegato di seguito.

Github

Passaggio 8: miglioramenti futuri

1. Progettare una custodia stampata in 3D per il progetto per farlo sembrare un prodotto

2. Miglioramento delle prestazioni della batteria

3. Circuito di condizionamento del segnale analogico invece di un microcontrollore secondario.