Snap Circuits en IoT: 3 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

In deze activiteit leren kinderen hoe IoT kan bijdragen aan de energie-efficiëntie van een huis.

Ze zullen een miniatuurhuisje opzetten met behulp van snap-circuits en zullen de verschillende apparaten via ESP32 programmeren, met name om:

omgevingsparameters (temperatuur luchtvochtigheid) in realtime bewaken apparaten op afstand bedienen via Blynk

INVOERING

De energie-efficiëntie kan worden beïnvloed door de positie van de woning ten opzichte van de zon, de heersende wind, enz. Om bijvoorbeeld de energie-efficiëntie te verhogen, zal men een woning op het zuiden willen plaatsen, zodat de zonnestralen natuurlijke verlichting kan bieden.

Andere factoren waarmee u rekening moet houden om de energie-efficiëntie te maximaliseren, houden rechtstreeks verband met de apparaten die u gebruikt.

Hier zijn een paar tips:

gebruik slimme apparaten, bijvoorbeeld lampen die 's nachts aangaan en overdag automatisch uitgaan. Gebruik slimme stekkers die zijn uitgerust met een aan-uitknop die kan worden geprogrammeerd om op specifieke tijden aan en uit te gaan. sluit uw apparaten aan op het internet, zodat u ze vanaf elke locatie op afstand kunt bedienen.

Benodigdheden

• 1x ESP32-bord + usb-kabel
• krokodillen kabels
• 1x DHT11-sensor
• 1x LDR-sensor
• 1x 10kohm weerstand
• Breadboard
• jumperdraden
• snap circuits
• miniatuur huis

Stap 1: Het miniatuurhuis opzetten

Om te beginnen moeten kinderen een miniatuurhuis bouwen of monteren. Ze kunnen er een bouwen met karton, of je kunt ze vooraf lasersnijden met bijvoorbeeld een 3 mm dikke MDF-plaat. Hier is het ontwerp van een miniatuurhuis, klaar om te lasersnijden.

Stap 2: Temperatuur, vochtigheid en licht bewaken met Blynk

kinderen zullen een Blynk-project opzetten waarmee ze de parameters kunnen bewaken die worden geregistreerd door temperatuur- / vochtigheids- en lichtsensoren in hun miniatuurhuis.

Sluit eerst de LDR-snap en de DHT-snap aan op het ESP32-bord. sluit de datapin van de DHT-sensor aan op pin 4 op het ESP32-bord. Sluit de LDR-snap aan op pin 34 op de ESP32.

Vervolgens moet u een Blynk-project maken en dit configureren om de waarden weer te geven die zijn vastgelegd door de temp/hum-sensor.

MAAK EEN NIEUW PROJECT IN DE BLYNK APP

Nadat u succesvol bent ingelogd op uw account, begint u met het maken van een nieuw project.

KIES UW HARDWARE

Selecteer het hardwaremodel dat u gaat gebruiken. Als je deze tutorial volgt, gebruik je waarschijnlijk een ESP32-bord.

AUTH TOKEN

Auth Token is een unieke identificatie die nodig is om uw hardware met uw smartphone te verbinden. Elk nieuw project dat u aanmaakt, heeft zijn eigen authenticatietoken. U krijgt automatisch Auth Token in uw e-mail na het maken van een project. U kunt het ook handmatig kopiëren. Klik op het gedeelte apparaten en selecteer het vereiste apparaat

CONFIGUREER WAARDE DISPLAY WIDGETS

Slepen en neerzetten 3 waarde Display-widgets.

configureer ze als volgt:

1) stel invoer in als V5, van 0 tot 1023. Stel verversingsinterval in als Push2) stel invoer in als V6, van 0 tot 1023. Stel verversingsinterval in als Push

3) stel invoer in als V0, van 0 tot 1023. Stel verversingsinterval in als Push

De eerste weergavewidget ontvangt vochtigheidswaarden van de DHT-sensor en geeft deze weer in de app; de tweede display-widget ontvangt temperatuurwaarden via wifi, de derde display-widget geeft de lichtwaarden weer die zijn geregistreerd door de LDR-sensor.

PROGRAMMEER HET ESP32-BORD

Start Arduino IDE, selecteer het juiste bord en de juiste poort -onder het menu "Tools". Plak de onderstaande code in de software en upload deze naar het bord.

#define BLYNK_PRINT Serie

#include #include #include #include

// Je zou Auth Token moeten krijgen in de Blynk-app. // Ga naar de projectinstellingen (moerpictogram). char auth = "726e035ec85946ad82c3a2bb03015e5f";

// Uw WiFi-inloggegevens. // Stel wachtwoord in op "" voor open netwerken. char ssid = "TISCALI-301DC1"; char pass = "ewkvt+dGc1Mx";

const int analogPin = 34; // Analoge ingang pin 0 (GPIO 36) int sensorWaarde = 0; // Waarde gelezen van de ADC

#define DHTPIN 4 // Met welke digitale pin zijn we verbonden

// Uncomment welk type je ook gebruikt! #define DHTTYPE DHT11 // DHT 11 //#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22, AM2302, AM2321 //#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21, AM2301

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); BlynkTimer-timer;

// Deze functie stuurt Arduino's uptime elke seconde naar Virtual Pin (5). // In de app moet de leesfrequentie van Widget worden ingesteld op PUSH. Dit betekent // dat u bepaalt hoe vaak gegevens naar de Blynk-app moeten worden verzonden. void sendSensor () { float h = dht.readHumidity (); float t = dht.readTemperature(); // of dht.readTemperature(true) voor Fahrenheit

if (isnan(h) || isnan(t)) { Serial.println("Kan niet lezen van DHT-sensor!"); opbrengst; } // U kunt op elk moment elke waarde verzenden. // Stuur niet meer dan 10 waarden per seconde. Blynk.virtualWrite(V5, h); Blynk.virtualWrite(V6, t); }

void setup () {// Debug console Serial.begin (9600);

Blynk.begin(auth, ssid, pass); // U kunt ook de server specificeren: //Blynk.begin(auth, ssid, pass, "blynk-cloud.com", 80); //Blynk.begin(auth, ssid, pass, IPAddress(192, 168, 1, 100), 8080);

dht.begin();

// Stel een functie in die elke seconde moet worden aangeroepen timer.setInterval (1000L, sendSensor); timer.setInterval (250L, AnalogPinRead); // Voer sensorscan 4 keer per seconde uit

}

void AnalogPinRead() {sensorValue = analogRead(analogPin); // Lees de analoge in-waarde: Serial.print ("sensor = "); // Druk de resultaten af… Serial.println(sensorValue); // … naar de seriële monitor: Blynk.virtualWrite (V0, sensorValue); // Stuur de resultaten naar Gauge Widget }

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

Stap 3: Bedien miniatuurapparaten op afstand via Blynk

Het laatste deel van de activiteit gaat over het één voor één op afstand bedienen van de elektrische apparaten via de blynk app.

Elk miniatuurhuis moet minstens één miniatuurlamp bevatten, evenals een ander apparaat (bijv. miniatuur 3D-printer, miniatuuroven).

De mogelijkheid om apparaten op afstand te bedienen geeft de gebruiker het duidelijke voordeel dat hij kan kiezen wanneer ze aan staan en wanneer niet, wat bijdraagt aan het besparen van energie en het zo energiezuinig mogelijk maken van het miniatuurhuis.

We hebben een aantal 3D-afdrukbare miniatuur elektronische apparaten ontworpen die op een klikcomponent kunnen worden geplaatst. Je kunt je bijvoorbeeld voorstellen dat je de miniatuuroven bovenop een Led plaatst of een miniatuur 3D-printer bovenop een mini-trilmotor-snap, waardoor de echte werking van die apparaten wordt nagebootst.

Vind alle apparaten die beschikbaar zijn voor 3D-printen door op de onderstaande links te klikken:

Snap Circuit TV

Snap circuit fornuis

Snap-circuit 3D-printer

Snap circuit mixer

Snap circuit wasmachine

Voor deze activiteit is de Blynk-applicatie vereist. Download dus eerst Blynk op je smartphone.

MAAK EEN NIEUW PROJECT IN DE BLYNK APP

Nadat u succesvol bent ingelogd op uw account, begint u met het maken van een nieuw project.

KIES UW HARDWARE

Selecteer het hardwaremodel dat u gaat gebruiken. Als je deze tutorial volgt, gebruik je waarschijnlijk een ESP32-bord.

AUTH TOKEN

Auth Token is een unieke identificatie die nodig is om uw hardware met uw smartphone te verbinden. Elk nieuw project dat u aanmaakt, heeft zijn eigen authenticatietoken. U krijgt automatisch Auth Token in uw e-mail na het maken van een project. U kunt het ook handmatig kopiëren. Klik op het gedeelte apparaten en selecteer het vereiste apparaat, en je ziet token

PROGRAMMEER HET ESP32-BORD

Ga naar deze website, selecteer je hardware, de verbindingsmodus (bijv. wifi) en kies het Blynk Blink-voorbeeld.

Kopieer de code en plak deze op Arduino IDE (zorg ervoor dat je eerst het juiste bord en de juiste poort selecteert - onder "Tools"-).

Vervang "YourAuthtoken" door het token dat beschikbaar is in de app, vervang "YourNetworkName" en "YourPassword" door uw wifi-inloggegevens. Upload ten slotte de code naar het bord.

DE BLYNK-APP INSTELLEN

Kies in je Blynk-project knopwidgets, zoveel knoppen als je snaps hebt om op afstand te bedienen. In ons voorbeeld zullen we twee knoppenwidgets toevoegen omdat we twee snap-onderdelen hebben om te bedienen (beide zijn LED's).

Selecteer vervolgens de eerste knop en kies onder output de poort waarop een van uw snap is aangesloten op het ESP32-bord (bijv. GP4). Zorg ervoor dat u 0 en 1 naast GP4 hebt staan, net zoals in de onderstaande afbeelding. Je kunt ook kiezen of de knop in de modus Mush of Switch werkt.

Doe hetzelfde voor de tweede knop, maar sluit deze keer aan op de relevante ESP32-pin (bijv. GP2).