Smart Touch-free Switch: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ความจำเป็นในการเว้นระยะห่างทางสังคมและการปฏิบัติด้านสุขภาพที่ปลอดภัย เช่น การใช้น้ำยาฆ่าเชื้อหลังจากใช้สภาพแวดล้อมสาธารณะ เช่น ก๊อกน้ำ สวิตช์ ฯลฯ มีความสำคัญอย่างมากในการลดการแพร่กระจายของ coronavirus ดังนั้นจึงมีความจำเป็นเร่งด่วนในนวัตกรรมที่เกี่ยวข้องกับทริกเกอร์ที่ไม่ต้องสัมผัสเพื่ออำนวยความสะดวกในการดำเนินการต่างๆ เช่น การเปิดใช้งานก๊อก สวิตช์ ฯลฯ

ในโครงการนี้ ฉันต้องการพูดคุยเกี่ยวกับแนวคิดของฉันเกี่ยวกับต้นแบบเพื่อเปิดใช้งานสวิตช์โดยใช้เซ็นเซอร์ความใกล้ชิด สิ่งที่ต้องพิจารณาขณะออกแบบบางสิ่งที่ช่วยในสถานการณ์ที่ยากลำบากนี้ ส่วนใหญ่จะมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่น้อยมาก ดังนั้น วิธีแก้ปัญหาควรเป็นแบบติดตั้งเพิ่มเติมและสามารถติดตั้งบนแผงสวิตช์เพื่อเปิดใช้งานสวิตช์ตามท่าทางมือหรือการมีอยู่ตามความไว คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่

• อายุการใช้งานแบตเตอรี่ 200 ชม.
• กล้องวงจรปิด ถ่ายรูปคนเข้าห้อง
• หลับลึกเพื่อประหยัดแบตเตอรี่
• แบบพกพา
• กำลังส่งอีเมลแจ้งเตือน

เสบียง

1. พรอกซิมิตี้เซนเซอร์ [ฉันใช้ KEMET SS-430] สามารถเป็นพร็อกซิมิตีเซ็นเซอร์ใดก็ได้

2. ESPCam32 สำหรับการจับภาพและวัตถุประสงค์ในการส่งจดหมาย

3. แบตเตอรี่ Li-ion 1000mAh

4. USB - เครื่องชาร์จ Li-ion TP4056

5. วงจรบูสต์ 3.7V ถึง 5V

6. ตัวต้านทาน 10k และ 1k

7. BC547 ทรานซิสเตอร์

8. SG90 เซอร์โวมอเตอร์

9. Arduino pro mini

ขั้นตอนที่ 1: มาเริ่มกันเลย

ในโครงการของเรา เซ็นเซอร์เป็นเพียงเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดขนาดเล็กโดย KEMET, SS-430

ข้อมูลจากเซ็นเซอร์จะมีพัลส์นาฬิกา 2 200ms ดังแสดงในรูป

ในรูปด้านบน พัลส์ 2 200ms เป็นพัลส์ที่แสดงการมีอยู่ของมนุษย์ พัลส์นาฬิกาอื่นๆ เกิดขึ้นเนื่องจากการทริกเกอร์ที่ผิดพลาด ทริกเกอร์ที่ผิดพลาดนี้เกิดขึ้นตั้งแต่ฉันทดลองกับเซ็นเซอร์เปล่าโดยไม่มีเลนส์หรือฝาปิดอื่นๆ การกระตุ้นที่ผิดพลาดลดลงอย่างมากหลังจากที่ฉันใช้กล่องหุ้มพลาสติกเพื่อยึดเซ็นเซอร์

ขั้นตอนที่ 2: มาทดสอบกับ Breadboard กันเถอะ

สำหรับการทดสอบ ฉันเพิ่งใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Arduino Uno) และเซ็นเซอร์และ LED หลังจากอ่านค่าเซ็นเซอร์บนจอภาพอนุกรมและสอบเทียบเป็นเวลาหลายชั่วโมง ฉันมาพร้อมกับรหัสขนาดเล็กเพื่อตรวจจับว่ามีมนุษย์อยู่ข้างหน้าอย่างถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อ Servo กับ ESP32Cam กับ Servo

ด้วยจำนวนพินที่มีอยู่อย่างจำกัดในกล้อง ESP32 ฉันจึงต้องใช้ตัวจับเวลา 2 และ GPIO2 สำหรับการขับเซอร์โวและ GPIO13 สำหรับฟังก์ชันการปลุกโดยใช้เซ็นเซอร์ความใกล้ชิด Kemet SS-430

เหตุผลในการใช้กล้อง ESP32 คือการถ่ายภาพและเข้าสู่โหมดสลีปเมื่อบุคคลนั้นเข้ามาในห้องหรือสถานที่ที่ไม่ได้รับอนุญาต ภาพจะถูกบันทึกไว้ใน

การ์ด SD เพื่อดำเนินการกับผู้บุกรุกทันที ESP32 จะส่งอีเมลไปยัง ID อีเมลที่กำหนดค่าไว้ล่วงหน้า สิ่งนี้จำเป็นต้องติดตั้งไลบรารีไคลเอนต์ ESP32 Mail ไปที่จัดการไลบรารีใน Arduino IDE และค้นหาไคลเอนต์ ESP32 Mail และดาวน์โหลด คุณจะต้องมี ID อีเมลที่ใช้งานได้ซึ่งมีข้อมูลประจำตัวที่คุณต้องใส่ในรหัส และหลังจากนั้น คุณจะต้องเปิดใช้งานแอปที่มีความปลอดภัยน้อย ทางที่ดีควรสร้างรหัส Gmail ใหม่สำหรับโครงการนี้

ขั้นตอนที่ 4: การทดสอบการพิสูจน์แนวคิด

เพื่อให้เห็นภาพโปรเจ็กต์ที่ดูเรียบง่ายขึ้น ฉันคิดว่าจะประกอบสิ่งต่างๆ ลงบนแผ่นอะครีลิคในรูปแบบโมดูลาร์

มีกล่องพลาสติกสำหรับเซ็นเซอร์ช่วยลดทริกเกอร์ที่ผิดพลาด เนื่องจากกล้อง ESP เข้าสู่โหมดสลีปหลังจากถ่ายภาพ ฉันจึงไม่สามารถดำเนินการปรับสภาพสัญญาณดิจิทัลบนกล้อง ESP32 ได้ ดังนั้นฉันจึงเพิ่มไมโครคอนโทรลเลอร์อีกตัวหนึ่งเพื่อลดทริกเกอร์ที่ผิดพลาดและการปรับสัญญาณและสำหรับการขับเซอร์โวมอเตอร์

คุณสามารถใช้ esp32 หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวอื่นได้ทั้งคู่

ขั้นตอนที่ 5: แผนผังขั้นสุดท้าย

สัญญาณจากเซ็นเซอร์ไพโรอิเล็กทริกจะถูกส่งไปยังทรานซิสเตอร์ในรูปแบบ open-collector เมื่อสัญญาณมาทรานซิสเตอร์จะถูกเปิดใช้งานเป็นสวิตช์และด้วยเหตุนี้จึงเชื่อมต่อ GPIO 13 กับพื้นและปลุกกล้อง ESP32

ในที่เก็บโค้ด โค้ด Pyrolight พร้อมด้วย camera_pins.h ใช้สำหรับส่วนที่เหลือของกล้อง ESP32 2 รหัสสำหรับทดสอบกับ Arduino pro mini

โปรดดูแผนผังโดยละเอียดและ Kicad PCB ในที่เก็บ GitHub

อันที่จริงฉันสั่ง PCB จากประเทศจีนสำหรับโครงการนี้ แต่ฉันไม่ได้รับทันเวลาเนื่องจากการระบาดของ coronavirus ดังนั้นฉันจึงต้องใช้ตัวแปลงบูสต์และโมดูล TP4056

ขั้นตอนที่ 6: การแจ้งเตือนผู้บุกรุก

เมื่อมีผู้บุกรุกในบริเวณใกล้เคียงเซ็นเซอร์ก็ตื่นขึ้นจากการนอนหลับแล้วส่งจดหมายพร้อมไฟล์แนบ

นี่คือลักษณะของจดหมาย ทั้งหมดนี้สามารถทำได้เพียงเพราะเซ็นเซอร์ความใกล้ชิด เนื่องจากอุปกรณ์ทั้งหมดใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เราจึงสามารถพกพาไปได้ทุกที่ และสร้างสภาพแวดล้อมที่ชาญฉลาดและปลอดภัยของเราเอง คุณสามารถพิมพ์ 3D ตัวเครื่องเพื่อให้พอดีกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ตามต้องการ

นี่คือการออกแบบที่ดีอย่างหนึ่ง: Link

ขั้นตอนที่ 7: วิดีโอการทำงาน:

ฉันสร้างแผ่นป้องกัน PCB ที่เหมาะสมสำหรับบอร์ดแคม esp32 พร้อม USB กับ UART และตัวเชื่อมต่อสำหรับเซอร์โวและเซ็นเซอร์ไพโร คุณสามารถค้นหาไฟล์ Gerber ได้จาก Github repo ที่ลิงก์ด้านล่าง

Github

ขั้นตอนที่ 8: การปรับปรุงในอนาคต

1. ออกแบบเคสพิมพ์ลาย 3 มิติสำหรับโปรเจกต์ให้ดูเหมือนสินค้า

2. การปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

3. วงจรปรับสภาพสัญญาณแอนะล็อกแทนไมโครคอนโทรลเลอร์รอง