ศึกษาให้ดียิ่งขึ้นด้วยโคมไฟตั้งโต๊ะอัจฉริยะ - IDC2018IOT: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ผู้คนในโลกตะวันตกใช้เวลามากมายในการนั่ง ที่โต๊ะทำงาน ขับรถดูทีวี และอื่นๆ บางครั้งการนั่งมากเกินไปอาจเป็นอันตรายต่อร่างกายและส่งผลเสียต่อความสามารถในการจดจ่อของคุณ การเดินและยืนขึ้นหลังจากเวลาที่กำหนดเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้ชีวิตดีขึ้น

ในฐานะนักเรียนเราใช้เวลาเรียนมาก พยายามคิดโปรเจ็กต์เจ๋งๆ ขึ้นมา เรานึกถึงความเจ็บปวดที่เรามีในกระบวนการศึกษา เราเชื่อว่าจะต้องมีวิธีที่ดีกว่าในการจัดการศึกษานิสัยในลักษณะที่ดีกว่าผ่านแอปและการแจ้งเตือนเท่านั้น

เราเกิดแนวคิดในการสร้างโคมไฟตั้งโต๊ะอัจฉริยะที่สามารถช่วยคุณจัดตารางเวลา ระวังเรื่องเรียน และกำหนดเวลาพักได้ หลอดไฟอัจฉริยะมาพร้อมไฟ LED หลากสีสันที่เปลี่ยนตามสภาพ โคมไฟของเรามีสามตัวเลือก:

1. โหมด Pomodoro

เทคนิคโพโมโดโรเป็นเทคนิคการศึกษาความสามารถในการผลิตเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในขณะเรียน

คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคที่นี่

ผู้ใช้กำหนดระยะเวลาของการศึกษาและเวลาพัก โดยมีค่าเริ่มต้นคือเวลาเรียน/พัก 25/5 นาที

ในระหว่างโหมดศึกษา หลอดไฟจะให้แสงสีขาวอบอุ่นและทำให้โทรศัพท์ของคุณอยู่ในโหมดปิดเสียง

หลังจากเวลาที่กำหนดผ่านไป โทรศัพท์จะถูกเปิดเสียงและไฟจะแสดงสีแดงซึ่งแสดงว่าเป็นเวลาพัก เราเลือกสีแดงเพราะไม่ใช่ไฟอ่านหนังสือแบบชาวนา ชวนให้ลุกออกจากโต๊ะ:)

2. โหมดชิลล์

หลอดไฟถูกแต่งแต้มด้วยแสงที่สบายตาและสบายตาเพื่อสร้างแสงโดยรอบที่สวยงาม

3. ไฟจับเวลาแบบโต้ตอบ

โคมไฟเริ่มต้นที่สีเริ่มต้นและเปลี่ยนสีเมื่อคุณนั่งที่โต๊ะทำงานนานขึ้น นี่เป็นข้อบ่งชี้ที่ดีเมื่อมีคนนั่ง 1-2 ชั่วโมงขึ้นไปและไม่ต้องการใช้เวลากับ Pomodoro เป็นทางเลือกที่ดีและแตกต่างในการดูนาฬิกาของคุณ:)

คุณลักษณะเพิ่มเติม

- การวัดเวลานั่งทุกวัน

แอพนี้ให้เวลาโดยรวมที่คุณใช้อยู่ที่โต๊ะทำงาน

- ประหยัดพลังงานตามการเคลื่อนไหว

เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวจะตรวจจับการเคลื่อนไหว โดยจะปิดหลอดไฟหลังจากหายไปครู่หนึ่ง

- ปิดเสียงและเปิดเสียงโทรศัพท์ของคุณ

คุณลักษณะที่จะช่วยให้คุณมีสมาธิในโหมดโพโมโดโร

ความท้าทายและข้อจำกัด

เมื่อเราสามารถคิดเกี่ยวกับโครงการได้ เราพบว่ามันสับสนมากในการค้นหาวัตถุหรือวิธีการอื่นในการสื่อข้อความ เราต้องการใช้การจัดแสงเป็นแนวทางในการโต้ตอบ แต่ไม่แน่ใจว่าควรวางไว้ที่ใด

ถึงแม้ว่าเราจะสร้างไฟส่องสว่างในห้อง อาจจะติดแถบ LED บนโต๊ะ แต่ตัวเลือกเหล่านี้กลับกลายเป็นว่าดูแย่และไม่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ เรายังคิดที่จะสร้างหุ่นน่ารักหรือวัตถุสวยๆ ให้เป็นตัวสะท้อนแสง แต่สุดท้ายก็ใช้โคมไฟตั้งโต๊ะ ซึ่งเป็นการตัดสินใจที่ค่อนข้างสมเหตุสมผล:)

ข้อ จำกัด อื่นในการเดินสาย เราใช้เซ็นเซอร์ PIR และเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก ซึ่งทั้งคู่กำลังสื่อสารผ่านสายไฟกับบอร์ด NodeMCU สิ่งนี้ทำให้ทั้งระบบดูค่อนข้างยุ่งยาก การปรับปรุงในอนาคตคือการสร้างเคสที่ติดตั้งบอร์ดและเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกในหลอดไฟแล้ว และเซ็นเซอร์ PIR จะสื่อสารผ่านบลูทูธ โดยไม่ต้องดึงสายเคเบิลยาวขึ้นบนผนัง

ขณะนี้ระบบจำกัดให้รองรับเฉพาะผู้ใช้ Android ที่มีการปิดเสียงโทรศัพท์ เนื่องจาก Apple ไม่ได้ให้บริการดังกล่าวผ่าน IFTTT

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ

ฮาร์ดแวร์

- บอร์ด NodeMCU พร้อมการเชื่อมต่อ Wifi

ใช้เป็นเมนบอร์ดสำหรับระบบ เราใช้บอร์ดนี้เนื่องจากมีการเชื่อมต่อ Wifi ที่ใช้งานง่ายกับ Blynk

- อัลตราโซนิกเซนเซอร์ HC-SR04

เราใช้เซ็นเซอร์เพื่อดูว่าคุณกำลังนั่งอยู่ที่โต๊ะทำงานหรือไม่ เซ็นเซอร์จะเล็งไปที่เก้าอี้ เพื่อให้เมื่อมีคนนั่ง เราสามารถตรวจจับได้โดยระยะห่างจากเซ็นเซอร์

- เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR

เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวถูกแขวนไว้เหนือโต๊ะเพื่อดูว่ามีใครอยู่ในห้องหรือไม่ หากตรวจไม่พบการเคลื่อนไหวเป็นเวลา X นาที เราจะปิดไฟ LED เพื่อประหยัดพลังงาน

- 5 ม. RGB LED Strip

ใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสง ติดเทปไว้ด้านในที่ยึดหัวโคม

- โคมไฟตั้งโต๊ะพร้อมขายึดหลอดไฟ

เราต้องการโคมไฟที่สามารถติดตั้งแถบ LED ได้ภายใน โดยปกติโคมไฟตั้งโต๊ะแบบเก่าที่ใช้หลอดไฟจะเหมาะสมที่สุด

UI

แอปพลิเคชั่น Blynk

ใช้เป็นแอปควบคุมระบบ เลือกเพื่อความสะดวกในการใช้งานและเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

บริการ

IFTTT

ใช้เพื่อปิดเสียงและเปิดเสียงโทรศัพท์ของคุณด้วยบริการ Webhooks และ Android

ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์ PIR

สายไฟสามเส้นพร้อมขั้วต่อตัวเมีย

เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ PIR กับ 5v VCC, กราวด์และสายกลางเป็นสายข้อมูล

เชื่อมต่อสายข้อมูลกับพิน D5 ใน NodeMCU

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกกับเมทริกซ์ขนาดเล็กและเชื่อมต่อพินซ้ายสุดกับกราวด์และพินขวาสุดกับ 5v vcc

เชื่อมต่อหมุดทริกเกอร์กับ D1 และหมุดสะท้อนกับ D2 ใน NodeMCU

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อ Led Strip

เราเอาแถบนำ 3 เมตร

ก่อนอื่นเราต้องเชื่อมต่อสายไฟแถบนำ แถบไฟ LED มีขั้วต่อที่แตกต่างกันสองแบบ

หนึ่งไปที่ ESP และอีกหนึ่งไปยังแหล่งพลังงานเสริมภายนอก ใช้แหล่งพลังงาน 5v (ที่ชาร์จ USB มือถือเป็นตัวเลือกที่ดี) ประสานสาย Vcc และกราวด์ทั้งสองเข้ากับสายเคเบิลแหล่งพลังงานภายนอก

เชื่อมต่อสายเคเบิลข้อมูล (สายกลาง) เข้ากับบอร์ดเพื่อยึด D4 จากนั้นต่อสายกราวด์อีกสายหนึ่งเข้ากับกราวด์

เรายังคงอยู่กับสายไฟที่ไม่ได้ใช้ ไม่เป็นไร

ต่อไป เราต้องห่อแถบ LED ด้านในอย่างหรูหราโดยใช้กาวที่แถบ LED มาแต่แรก หากจำเป็น คุณสามารถติดเทปด้วยเทปพิเศษเหมือนที่เราทำ

ขั้นตอนที่ 4: ติดตั้งทุกอย่างเข้าด้วยกัน

วางเซ็นเซอร์ PIR ให้หันเข้าหาทั้งห้อง หากจำเป็น คุณสามารถใช้สายภายในของสายเคเบิลอีเทอร์เน็ตที่ไม่ได้ใช้งาน เราบัดกรีสายเคเบิล 3 เส้นที่ผ่านเซ็นเซอร์ไปยังสายอีเธอร์เน็ต

ตั้งเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกบนโคมไฟโดยให้หันเข้าหาเก้าอี้และดูว่ามีใครนั่งอยู่ที่เก้าอี้หรือไม่

เชื่อมต่อสายไฟเสริมแถบ LED

ขั้นตอนที่ 5: รหัส

ไฟล์.ino ระดับบนสุดคือ final_project.ino

เปิดด้วยโปรแกรมแก้ไข Arduino ส่วนที่เหลือจะเปิดในแท็บต่างๆ เพียงตรวจสอบให้แน่ใจว่าอยู่ในโฟลเดอร์เดียวกัน

สิ่งที่แนบมายังเป็นคำจำกัดความของตัวแก้ไข Arduino

พารามิเตอร์ที่คุณอาจต้องการเปลี่ยน:

#define MAX_DISTANCE 80

ระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์กับคนนั่งเป็นซม. ด้านล่างตัวเลขนี้ระบบจะถือว่าใช้ได้

// Blynk Wifi และ Auth Detailschar auth = "2b183af4b6b742918d14ab766fbae229";

ถ่าน ssid = "NETWORK_NAME"; ถ่านผ่าน = "รหัสผ่าน";

ขั้นตอนที่ 6: การสร้าง IFTTT Applets

ในการปิดเสียงและเปิดเสียงโทรศัพท์ในช่วงพัก คุณต้องสร้างแอปเพล็ตส่วนตัวใน IFTTT

ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้เพื่อสร้างแอปเพล็ต IFTTT ที่ใช้เว็บฮุคซึ่งสามารถปิดเสียงโทรศัพท์ของคุณ

ใช้งานได้กับอุปกรณ์ Android เท่านั้น และคุณต้องติดตั้งแอป IFTTT บนอุปกรณ์ของคุณ ให้สิทธิ์เข้าถึงระดับเสียงริงโทนของคุณด้วย

หลังจากที่คุณสร้างแอปเพล็ต ทั้งสำหรับปิดเสียงและเปิดเสียง ให้ไปที่หน้านี้และแทนที่คีย์ที่คุณเห็นในเว็บฮุคของ Blynk ภายใต้แท็บทั่วไปด้วยคีย์ที่ระบุที่นี่

ifttt.com/services/maker_webhooks/settings

ขั้นตอนที่ 7: แอปพลิเคชัน Blynk ของเรา

แอปพลิเคชัน Blynk ของเรามีสองแท็บ

แท็บแรกช่วยให้คุณเห็นจำนวน Pomodoros ที่คุณศึกษาในวันนี้บนหน้าจอ LCD ให้คุณเลือกการศึกษาและเวลาพัก และให้คุณสลับไปมาระหว่างโหมดการศึกษาต่างๆ

แท็บที่สองจะให้เวลาเรียนทั้งหมด (เวลานั่งทั้งหมด) และมีเว็บฮุคที่ใช้ในการปิดเสียงและเปิดเสียงโทรศัพท์ของคุณ

ใช้รหัส QR เพื่อเข้าถึงแอพและใช้งาน

ขั้นตอนที่ 8: เห็นทุกอย่างในการดำเนินการ

- ต่อสายไฟ Aux LED เข้ากับแหล่งจ่ายไฟ

- เชื่อมต่อบอร์ด NodeMCU กับแหล่งพลังงาน

- ป้อนแอปพลิเคชัน blynk ของคุณ

- หลอดไฟเริ่มต้นจากโหมด Chill และควรแสดงไฟหากเชื่อมต่อ Wifi อย่างถูกต้อง

- เข้าสู่ Blynk และลองเปลี่ยนเป็นโหมด Pomodoro ขณะนี้ค่าเริ่มต้นเริ่มต้นค่อนข้างเร็วเพียงเพื่อดูว่าใช้งานได้ แต่เปลี่ยนค่าตัวเลื่อนในแอปพลิเคชันเพื่อตั้งค่าเป็นเวลาจริง

- ใช้แอปพลิเคชันเพื่อสลับไปมาระหว่างโหมดเรียนและดูว่าคุณนั่งนานแค่ไหนแล้ว

เรียนอย่างมีความสุข!!!:)

ขั้นตอนที่ 9: คุณสมบัติในอนาคต

มีหลายวิธีที่คุณสามารถนำโปรเจ็กต์นี้ไปข้างหน้าและปรับแต่งได้ ในช่วงเวลาที่จำกัด เราได้นำคุณลักษณะข้างต้นมาใช้เท่านั้น แต่นี่เป็นแนวคิดเจ๋งๆ ที่จะนำไปสู่ระดับใหม่

1. เพิ่มการวิเคราะห์นิสัยการศึกษา

เนื่องจากเรารู้ว่าคุณนั่งเป็นนิสัย เราสามารถแนะนำเวลาเรียนที่เหมาะสมและเวลาพักที่เหมาะสมได้ ซึ่งสามารถทำได้ด้วยการวิเคราะห์เวลานั่งด้วยอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่อง โดยแนะนำผู้ใช้ว่าควรศึกษาให้ดีขึ้นอย่างไร ปริมาณความพยายามในการสร้างอัลกอริธึมที่ดีอาจใช้เวลาระหว่างสัปดาห์และเดือนเพื่อให้ได้ผลงานที่ดี

2. เพิ่มการโต้ตอบผ่านการแจ้งเตือน

เราสามารถแจ้งทางโทรศัพท์เมื่อช่วงพักสิ้นสุดลง ส่งข้อความสรุปรายวันพร้อมผลงานของคุณ ให้คำแนะนำและเคล็ดลับ และอื่นๆ ประมาณ 2 วันทำการ

3. เปลี่ยนสีและความเข้มของแสงตามเวลาของวัน - เช่น Flux computer addon

ทำให้สีของแสงอุ่นขึ้นหรือเย็นลงขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวัน

นอกจากนี้ ให้เพิ่มเซ็นเซอร์วัดแสงที่รู้ว่าบริเวณโดยรอบสว่างเพียงใด เพื่อเปลี่ยนความเข้มของแถบ LED เพื่อป้องกันแสงสะท้อน

สามารถทำได้ในเวลาประมาณ 1 วันทำการ

4. เพิ่มการสนับสนุน Alexa หรือ Google Home Assistant

ขณะนี้การฉายภาพและโหมดการศึกษาโต้ตอบผ่านแสงเท่านั้น นี้สามารถเปลี่ยนแปลงและใช้กับผู้ช่วยที่บ้านเพื่อรับข้อเสนอแนะประเภทอื่น การรวม Alexa หรือ Google Home ต้องการการสร้างแอปเฉพาะและอาจใช้บริการ IFTTT อื่น

ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของแอป Voice control ซึ่งสามารถทำได้ภายใน 2-3 วันทำการ

5. ติดตั้งแถบ LED เป็นแสงโดยรอบในห้องแทนโคมไฟตั้งโต๊ะ

สามารถใช้เพื่อสร้างแสงโดยรอบนอกเหนือจากการเป็นผู้ช่วยในการศึกษา เราสามารถเพิ่มไฟแสดงอารมณ์ นาฬิกาปลุกแบบใช้แสง และอื่นๆ อีกมากมาย

ประมาณ 1-2 วันทำการ

ขั้นตอนที่ 10: สร้างด้วยตัวคุณเอง

หากคุณชอบไอเดียนี้และต้องการสร้างมันขึ้นมาเอง การได้รับทุกสิ่งที่คุณต้องการนั้นง่ายมาก

เราได้แนบรายการสินค้าที่เราใช้ในโปรเจ็กต์นี้ ให้ชีวิตฉันง่ายขึ้น

- บอร์ด NodeMCU พร้อมการเชื่อมต่อ Wifi

- อัลตราโซนิกเซนเซอร์ HC-SR04

- เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR

- แถบ LED RGB 5 ม.

- โคมไฟตั้งโต๊ะพร้อมขายึดหลอดไฟ