Snap Circuits e IoT: 3 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

In questa attività i bambini impareranno come l'IoT può contribuire all'efficienza energetica di una casa.

Creeranno una casa in miniatura utilizzando circuiti a scatto e programmeranno i diversi dispositivi tramite ESP32, in particolare per:

monitorare i parametri ambientali (temperatura umidità) in tempo reale controllare gli apparecchi da remoto tramite Blynk

INTRODUZIONE

L'efficienza energetica può essere influenzata dalla posizione della casa rispetto al sole, dal vento prevalente, ecc. Quindi, ad esempio, per aumentare l'efficienza energetica, si vorrà posizionare una casa esposta a sud, in modo che i raggi del sole può fornire illuminazione naturale.

Altri fattori da tenere in considerazione per massimizzare l'efficienza energetica sono direttamente correlati agli elettrodomestici che utilizzi.

Ecco alcuni suggerimenti:

utilizzare elettrodomestici intelligenti, ad esempio lampadine che si accendono di notte e si spengono automaticamente durante il giorno utilizzare prese intelligenti dotate di pulsante on off che può essere programmato per accendersi e spegnersi in orari specifici. collega i tuoi elettrodomestici a Internet in modo da poterli controllare in remoto da qualsiasi luogo.

Forniture

• 1x scheda ESP32 + cavo USB
• cavi di coccodrillo
• 1x sensore DHT11
• 1x sensore LDR
• 1x resistenza da 10 kohm
• tagliere
• cavi per ponticelli
• circuiti a scatto
• casa in miniatura

Passaggio 1: installazione della casa in miniatura

Per cominciare, i bambini dovranno costruire o assemblare una casa in miniatura. Possono costruirne uno usando il cartone, oppure puoi tagliarli al laser in anticipo, usando ad esempio un pannello MDF di 3 mm di spessore. Ecco il design di una casa in miniatura, pronta per il taglio laser.

Passaggio 2: monitoraggio di temperatura, umidità e luce con Blynk

i bambini realizzeranno un progetto Blynk che consentirà loro di monitorare i parametri registrati dai sensori di temperatura/umidità e luce situati nella loro casa in miniatura.

Innanzitutto, collega lo snap LDR e lo snap DHT alla scheda ESP32. collegare il pin dati del sensore DHT al pin 4 sulla scheda ESP32. Collega lo snap LDR al pin 34 dell'ESP32.

Successivamente, dovrai creare un progetto Blynk e configurarlo per visualizzare i valori registrati dal sensore di temperatura/ronzio.

CREA UN NUOVO PROGETTO NELL'APP BLYNK

Dopo aver effettuato l'accesso con successo al tuo account, inizia creando un nuovo progetto.

SCEGLI IL TUO HARDWARE

Seleziona il modello hardware che utilizzerai. Se stai seguendo questo tutorial, probabilmente utilizzerai una scheda ESP32.

TOKEN DI AUTORIZZAZIONE

Il token di autenticazione è un identificatore univoco necessario per connettere l'hardware allo smartphone. Ogni nuovo progetto che crei avrà il proprio token di autenticazione. Riceverai automaticamente il token di autenticazione sulla tua e-mail dopo la creazione del progetto. Puoi anche copiarlo manualmente. Fare clic sulla sezione dei dispositivi e selezionare il dispositivo richiesto

CONFIGURA WIDGET DI VISUALIZZAZIONE DEI VALORI

Trascina e rilascia 3 valori Visualizza widget.

configurarli come segue:

1) imposta l'ingresso come V5, da 0 a 1023. Imposta l'intervallo di aggiornamento come Push2) imposta l'ingresso come V6, da 0 a 1023. Imposta l'intervallo di aggiornamento come Push

3) impostare l'ingresso come V0, da 0 a 1023. Impostare l'intervallo di aggiornamento come Push

Il primo widget di visualizzazione riceverà i valori di umidità dal sensore DHT e li visualizzerà sull'app; il secondo widget di visualizzazione riceverà i valori di temperatura tramite Wi-Fi, il terzo widget di visualizzazione visualizzerà i valori di luce registrati dal sensore LDR.

PROGRAMMA LA SCHEDA ESP32

Avvia Arduino IDE, seleziona la scheda e la porta corrette -nel menu "Strumenti"-. Incolla il codice qui sotto nel software e caricalo sulla scheda.

#define BLYNK_PRINT seriale

#include #include #include #include

// Dovresti ottenere il token di autenticazione nell'app Blynk. // Vai alle impostazioni del progetto (icona a forma di dado). char auth = "726e035ec85946ad82c3a2bb03015e5f";

// Le tue credenziali WiFi. // Imposta la password su "" per le reti aperte. char ssid = "TISCALI-301DC1"; char pass = "ewkvt+dGc1Mx";

const int AnalogPin = 34; // Ingresso analogico pin 0 (GPIO 36) int sensorValue = 0; // Valore letto dall'ADC

#define DHTPIN 4 // A quale pin digitale siamo connessi

// Rimuovi il commento dal tipo che stai usando! #define DHTTYPE DHT11 // DHT 11 //#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22, AM2302, AM2321 //#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21, AM2301

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); Timer BlynkTimer;

// Questa funzione invia il tempo di attività di Arduino ogni secondo a Virtual Pin (5). // Nell'app, la frequenza di lettura del widget dovrebbe essere impostata su PUSH. Ciò significa // che definisci la frequenza con cui inviare i dati all'app Blynk. void sendSensor() { float h = dht.readHumidity(); float t = dht.readTemperature(); // o dht.readTemperature(true) per Fahrenheit

if (isnan(h) || isnan(t)) { Serial.println("Impossibile leggere dal sensore DHT!"); Restituzione; } // Puoi inviare qualsiasi valore in qualsiasi momento. // Per favore non inviare più di 10 valori al secondo. Blynk.virtualWrite(V5, h); Blynk.virtualWrite(V6, t); }

void setup() { // Console di debug Serial.begin(9600);

Blynk.begin(auth, ssid, pass); // Puoi anche specificare il server: //Blynk.begin(auth, ssid, pass, "blynk-cloud.com", 80); //Blynk.begin(auth, ssid, pass, IPAddress(192, 168, 1, 100), 8080);

dht.begin();

// Imposta una funzione da chiamare ogni secondo timer.setInterval(1000L, sendSensor); timer.setInterval(250L, AnalogPinRead); // Esegui la scansione del sensore 4 volte al secondo

}

void AnalogPinRead() { sensorValue = analogRead(analogPin); // Legge il valore analogico in: Serial.print("sensor = "); // Stampa i risultati… Serial.println(sensorValue); // …al monitor seriale: Blynk.virtualWrite(V0, sensorValue); // Invia i risultati a Gauge Widget }

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

Passaggio 3: controllo remoto degli elettrodomestici in miniatura tramite Blynk

L'ultima parte dell'attività riguarderà il controllo degli elettrodomestici uno per uno da remoto tramite l'app blynk.

Ogni casa in miniatura dovrà includere almeno una lampadina in miniatura e un altro apparecchio (es. stampante 3D in miniatura, forno in miniatura).

La possibilità di controllare a distanza i propri elettrodomestici offre all'utente l'ovvio vantaggio di poter scegliere quando sono in funzione e quando no, contribuendo così al risparmio energetico e rendendo la casa in miniatura il più efficiente possibile dal punto di vista energetico.

Abbiamo progettato una serie di dispositivi elettronici in miniatura stampabili in 3D che possono essere posizionati sopra un componente a scatto. Puoi ad esempio immaginare di posizionare il forno in miniatura sopra un Led o una stampante 3D in miniatura sopra un mini motore vibrante a scatto, emulando così le operazioni reali di quegli apparecchi.

Trova tutti gli apparecchi disponibili per la stampa 3D facendo clic sui collegamenti seguenti:

Circuito TV a scatto

Stufa a circuito a scatto

Stampante 3D con circuito a scatto

Miscelatore a circuito a scatto

Lavatrice a circuito a scatto

Questa attività richiederà l'applicazione Blynk. Quindi, prima scarica Blynk sul tuo smartphone.

CREA UN NUOVO PROGETTO NELL'APP BLYNK

Dopo aver effettuato l'accesso con successo al tuo account, inizia creando un nuovo progetto.

SCEGLI IL TUO HARDWARE

Seleziona il modello hardware che utilizzerai. Se stai seguendo questo tutorial, probabilmente utilizzerai una scheda ESP32.

TOKEN DI AUTORIZZAZIONE

Il token di autenticazione è un identificatore univoco necessario per connettere l'hardware allo smartphone. Ogni nuovo progetto che crei avrà il proprio token di autenticazione. Riceverai automaticamente il token di autenticazione sulla tua e-mail dopo la creazione del progetto. Puoi anche copiarlo manualmente. Fai clic sulla sezione dei dispositivi e seleziona il dispositivo richiesto e vedrai il token

PROGRAMMA LA SCHEDA ESP32

Vai su questo sito Web, seleziona il tuo hardware, la modalità di connessione (es. wi-fi) e scegli l'esempio Blynk Blink.

Copia il codice e incollalo su Arduino IDE (prima assicurati di selezionare la scheda corretta e la porta corretta - in "Strumenti"-).

Sostituisci "YourAuthtoken" con il token disponibile sull'app, sostituisci "YourNetworkName" e "YourPassword" con le tue credenziali wi-fi. Infine, carica il codice sulla scheda.

CONFIGURA L'APP BLYNK

Nel tuo progetto Blynk, scegli i widget dei pulsanti, tanti pulsanti quanti sono gli snap da controllare in remoto. Nel nostro esempio aggiungeremo due widget di pulsanti poiché abbiamo due parti a scatto da controllare (entrambe sono LED).

Successivamente seleziona il primo pulsante e, sotto output, scegli la porta a cui è connesso uno dei tuoi snap alla scheda ESP32 (es. GP4). Assicurati di avere 0 e 1 accanto a GP4, proprio come nell'immagine qui sotto. Puoi anche scegliere se il pulsante funzionerà in modalità poltiglia o interruttore.

Fai lo stesso per il secondo pulsante, solo che questa volta connettiti al relativo pin ESP32 (es. GP2).