Slimme aanraakvrije schakelaar - Ajarnpa

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-23 15:01

De noodzaak van sociale afstand en veilige gezondheidspraktijken, zoals het gebruik van ontsmettingsmiddelen na het gebruik van openbare omgevingen zoals kranen, schakelaars, enz., is van essentieel belang om de verspreiding van het coronavirus te verminderen. Er is dus een onmiddellijke behoefte aan de innovatie met de touch-free triggers om acties zoals het activeren van kranen, schakelaars etc. te vergemakkelijken.

In dit project wil ik mijn idee bespreken over een prototype om de schakelaar te activeren met behulp van een naderingssensor. Dingen waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van iets dat helpt tijdens deze moeilijke situatie, zijn voornamelijk minder bestaande infrastructurele veranderingen. De oplossing zou dus een retrofit moeten zijn en kan eventueel op een schakelbord worden gemonteerd om de schakelaar te activeren op basis van handgebaar of aanwezigheid op basis van de gevoeligheid. De belangrijkste kenmerken zijn onder meer,

• 200 uur batterijduur,
• Beveiligingscamera die een foto maakt van een persoon die de kamer binnenkomt
• Diepe slaap om de batterij te sparen.
• Draagbaar.
• E-mailwaarschuwingen verzenden

Benodigdheden

1. Nabijheidssensor [ik gebruik de KEMET SS-430] kan elke nabijheidssensor zijn

2. ESPCam32 voor het vastleggen en verzenden van foto's

3. Li-ionbatterij 1000mAh

4. USB - Li-ion-oplader TP4056

5. Boostcircuit 3.7V tot 5V

6. Weerstanden 10k en 1k

7. BC547-transistor

8. SG90 servomotor

9. Arduino pro mini

Stap 1: Laten we beginnen

In ons project is de sensor niets anders dan een kleine naderingssensor van KEMET, SS-430

De gegevens van de sensor hebben een klokpuls van 2 200 ms, zoals weergegeven in de afbeelding.

In de bovenstaande afbeelding zijn de pulsen van 2 200 ms de pulsen die menselijke aanwezigheid laten zien. Andere klokpulsen worden gevormd als gevolg van valse triggering. Deze valse triggering vond plaats omdat ik aan het experimenteren was met de blote sensor zonder lenzen of een andere hoes. Valse triggering is drastisch verminderd nadat ik de plastic behuizing heb gebruikt om de sensor te bevestigen.

Stap 2: Laten we testen op de Breadboard

Voor de test heb ik zojuist een microcontroller (Arduino Uno) en de sensor en een LED gebruikt. Na uren sensorwaarden op seriële monitor te hebben gelezen en gekalibreerd, kwam ik met een kleine code om de aanwezigheid van een mens ervoor correct te detecteren.

Stap 3: Een servo aansluiten op ESP32Cam op servo

Met het beperkte aantal beschikbare pinnen op ESP32 Camera, moest ik timer 2 en GPIO2 gebruiken voor het aansturen van servo en GPIO13 voor wake-functionaliteit met behulp van de Kemet SS-430 naderingssensor.

Reden voor het gebruik van ESP32 Camera is om een foto te maken en naar de slaapstand te gaan wanneer de persoon de kamer of onbevoegde plaats binnenkomt. De afbeelding wordt opgeslagen in de

SD-kaart. Om onmiddellijk op de indringer te reageren, stuurt de ESP32 een e-mail naar de vooraf geconfigureerde e-mail-ID. Hiervoor moet de ESP32 Mail-clientbibliotheek worden geïnstalleerd. Ga naar bibliotheken beheren in Arduino IDE en zoek naar de ESP32 Mail-client en download. U hebt een werkende e-mail-ID nodig waarvan u de inloggegevens in de code moet invoeren en later moet u minder veilige apps inschakelen. Het is beter om een nieuwe Gmail-ID voor dit project te maken.

Stap 4: Proof of Concept testen

Voor een eenvoudiger exploded view van het project dacht ik eraan om de dingen modulair op acrylplaat te monteren.

Daar helpt de plastic doos voor de sensor bij het verminderen van de valse triggers. Aangezien de ESP-camera in slaapstand gaat na het maken van foto's, kan ik geen bewerkingen voor digitale signaalconditionering uitvoeren op de ESP32-camera. Daarom heb ik een andere microcontroller toegevoegd om de valse trigger en signaalconditionering te verminderen en ook voor het aansturen van de servomotor.

U kunt esp32 of een andere microcontroller gebruiken, beide werken.

Stap 5: definitieve schema's

Het signaal van de pyro-elektrische sensor wordt naar de transistor gevoerd in een open-collectorconfiguratie, zodra het signaal komt, wordt de transistor geactiveerd als een schakelaar en daarom verbindt het GPIO 13 met de grond en wekt het de ESP32-camera

In coderepositories is Pyrolight-code samen met camera_pins.h voor ESP32 camerarust 2 codes zijn voor testen met Arduino pro mini.

Gedetailleerde schema's en Kicad-printplaten vindt u in de GitHub-repository.

Eigenlijk had ik voor dit project PCB uit China besteld, maar vanwege de uitbraak van het coronavirus niet op tijd ontvangen. Dus ik moest een boost-converter en TP4056-module gebruiken.

Stap 6: Inbraakwaarschuwing

Toen er een indringer in de buurt van de sensor was, werd deze wakker uit de slaap, maakte een foto en stuurde een mail met een bijlage.

Zo ziet de mail eruit. Dit alles kan alleen worden gedaan dankzij een nabijheidssensor. Omdat het hele apparaat op batterijen werkt, kunnen we het overal mee naartoe nemen. en onze eigen slimme en veilige omgeving te maken. U kunt een behuizing naar wens 3D-printen om op de elektronica te passen.

Hier is een goed ontwerp: Link

Stap 7: werkvideo:

Ik heb een goed PCB-schild gemaakt voor een esp32-camboard met USB naar UART en connectoren voor servo en de pyrosensor. Je kunt de Gerber-bestanden vinden op mijn Github-repo die hieronder is gelinkt.

Github

Stap 8: Toekomstige verbeteringen

1. Een 3D-geprint hoesje ontwerpen voor het project om het op een product te laten lijken

2. Verbetering van de batterijprestaties

3. Analoge signaalconditioneringsschakeling in plaats van een secundaire microcontroller.