Cafetera IOT (UFEE): 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Com a prova de coneixement, vam haver de crear un dispositiu IOT que es pogués controlar mitjançant una interfície web de fabricació pròpia. Com que m’encanta el cafè i en consumeixo molt diàriament, vaig decidir fabricar la meva pròpia cafetera IOT.

La cafetera UFEE: "la cafetera pensada en vosaltres"

Per tal que el dispositiu sigui completament automàtic, faig servir cafè instantani.

Pas 1: què necessiteu

- Raspberry Pi Model 3

- servomotor (ARD-T010051)

- RTC DS3231

- CJMCU-832 PAM8302 Amplificador mono de 2,5W de classe D

- Sensor de canya

RELÈ 5V (10A)

Relé d'estat sòlid (5V)

- Cable auxiliar

- Tub de contracció

- 2x broquet de coure

- Peça bicone

- Tub de silici

- Caldera Senseo 1400W

- Bomba Senseo 22W

- Senseo watertank

- Interruptor Reed (normalment obert)

- filferro de coper

- MCP3008

- 2x LDR

Altaveu de 4ohm (o un altre tipus)

- Resistència de 2x 10KΩ

- Resistència de 5KΩ

- Diode 1N4007

Per al cas, vaig triar un aspecte bastant industrial, però hi ha moltes maneres d’ajustar els components que poden semblar més atractius quan el voleu col·locar a casa vostra.

Pas 2: Introducció

Vaig començar obrint la cafetera Senseo i explorant els components de dins. Per obrir-lo, traieu 2 cargols de la part posterior amb un tornavís torx i podreu obrir-los als clips de subjecció.

Un cop oberta, només necessiteu la bomba, la caldera i els cables i tubs que ho mantenen tot junt.

El següent pas és muntar la caldera i bombar-la a la carcassa desitjada, ja que la caldera i el dipòsit d’aigua han de seure bé per utilitzar-les. Assegureu-vos que l’equipament del dipòsit d’aigua estigui ben assegut, ajustat i que sigui fàcilment accessible.

Un cop acabat, podeu començar a connectar els components segons l'esquema.

Pas 3: el broquet (aspecte industrial)

Per al broquet, he utilitzat un petit contenidor metàl·lic en el qual he forat un forat prou gran per adaptar-se a la peça de bicona. Col·loqueu el tub a un dels brocs i estrenyeu els brocs a la peça de bicone. A continuació, practiqueu forats coincidents al contenidor metàl·lic i a la carcassa i utilitzeu uns cargols i femelles per ajustar-la a la carcassa.

Pas 4: el dispensador de cafè (aspecte industrial)

Per contenir el cafè, necessitareu un recipient amb una tapa transparent que pugueu muntar al cos.

Practicar 2 forats de Ø5mm al fons: - Un al centre del contenidor, un al mig entre el primer forat i el lateral

introduïu l'engranatge del servo pel forat més a prop del costat i torneu la peça (inclosa amb el servo) amb 6 potes. (veure foto 1)

A continuació, agafeu una peça metàl·lica i doblegueu-la en forma de petit carril i doblegueu les cantonades i l'extrem d'una peça, de manera que pugueu muntar-la al fons de la llauna sobre el forat del centre. (veure foto 2)

Utilitzeu un suport adequat per muntar el servo més fermament al cos del contenidor. (veure foto 3)

Finalment, practiqueu un forat de Ø5 mm a la part posterior posterior del contenidor per adaptar-lo al LDR i uns quants més per muntar el contenidor al cos de la màquina. (veure foto 4)

Pas 5: Preparació i muntatge dels sensors

Allà hi ha un NTC integrat a la caldera, que podeu connectar al MCP fent un divisor de tensió amb una resistència desplegable de 5KΩ.

Cal preparar primer els LDR per a la comprovació del cafè i la tassa. Com que estic fent servir carcassa metàl·lica, cal aïllar-la bé, de manera que no l’acorto amb la funda. Si també utilitzeu carcassa metàl·lica, feu el següent: - col·loqueu una cinta aïllant al voltant de cadascuna de les potes i cobreix-la amb un tub retràctil. (veure foto 1)

- A continuació, soldeu els cables a cadascuna de les potes i cobriu també les connexions amb un tub encongit, de manera que totes les connexions estiguin completament cobertes. (veure fotos 2 i 3)

- Repetiu aquests passos per al segon LDR

- introduïu el cap d’un dels LDR pel forat que heu perforat al contenidor de cafè i doblegueu les potes. (veure foto 4)

- cobriu amb cinta d’aïllament perquè no pugui passar llum des de la part posterior.

- Munteu l'altre LDR a la part inferior de la carcassa amb un tros de tub que es cobreixi quan es col·loca una tassa o directament a la base on poseu la tassa. (Quan escolliu la segona opció, assegureu-vos que el sensor estigui ben cobert amb un material transparent que sigui impermeable!)

Per muntar el sensor de canya al dipòsit d’aigua, ompliu-lo amb aigua de manera que l’imant estigui al punt més alt (l’aigua hauria de superar la línia mínima). A continuació, podeu escoltar quan l’element canvia o podeu connectar-lo al rpi o a un arduino i imprimir el valor contínuament.

Quan estigueu segur que coneixeu el punt exacte del sensor, munteu-lo molt fermament al dipòsit d’aigua i afegiu una gran quantitat de cola calenta per assegurar-vos que el tub de vidre no es trenqui (és molt sensible). (veure foto 5)

Pas 6: el cablejat i la calibració

Munteu el Raspberry pi i els components més grans dins d’una caixa de fusta amb un tauló muntat a la part superior (base on es troba la màquina i la tassa). He utilitzat velcro per muntar el pi i els components dins de la caixa. Podeu muntar-ho tot directament a pins GPIO ge, o bé si ho preferiu, utilitzeu una placa de configuració o una placa de circuits.

Per al calibratge dels sensors, comproveu els valors que obtingueu en ambdós estats i en diferents llums i ajusteu-los al codi. (el meu pot funcionar o no). El mateix passa amb les NTC.

AVÍS: La forma en què canvien els valors depèn de si primer col·loqueu el restaurador o el LDR / NTC. Quan afegiu la resistència per primera vegada amb un LDR, obtindreu un valor superior per a una exposició a la llum més baixa. (1023 és completament fosc).

Quan vulgueu utilitzar el sistema d'alarma del projecte, heu de soldar un cable auxiliar als + - i GND de l'amplificador i l'altaveu als pins de sortida de l'amplificador. A continuació, també afegiu 5V al tauler. (S'utilitza com a tensió de referència per amplificar el so). Tot i així, podeu ajustar el volum amb el potenciòmetre del tauler.

Pas 7: desplegament del sistema

Assegureu-vos que teniu un Raspberry Pi model 3 amb Raspbian instal·lat i que està configurat zeroconf perquè pugueu configurar-lo sense cap sobre una canonada SSH.

Si no sabeu com fer-ho, seguiu aquesta guia per connectar Raspbian a la vostra targeta SD. Per configurar zeroconf, obriu la targeta SD a l'ordinador i editeu el fitxer cmdline i afegiu el següent al final del fitxer (hauria de ser una línia)

ip = 169.254.10.1

Per poder connectar-vos al vostre pi mitjançant ssh, l’heu d’habilitar. Podeu fer-ho afegint un fitxer anomenat SSH al directori d'arrencada sense extensió (no.txt).

quan estigui configurat, podeu fer una canonada SSH al vostre Raspberry Pi mitjançant l'ordre ssh en un terminal UNIX o mitjançant Putty en un PC de Windows.

La primera vegada que inicieu la sessió a un pi, les credencials són les següents:

nom d’usuari: contrasenya: gerd

Per assegurar-vos que el vostre raspberry pi estigui completament actualitzat, emeteu l'ordre següent al terminal:

actualització sudo apt && actualització sudo apt

Ara podeu instal·lar els paquets necessaris mitjançant l'ordre següent:

sudo apt install -y python3-venv python3-pip python3-mysqldb mariadb-server uwsgi nginx uwsgi-plugin-python3

A continuació, afegiu un directori nou al directori inicial amb un nom adequat (per exemple, ufee) i aneu-hi:

mkdir project1 && cd project1

A continuació, voleu instal·lar un entorn virtual en què s'executarà l'aplicació. Podeu fer-ho amb les ordres següents:

python3 -m venv --system-site-packages env

font env / bin / activate

python -m pip install mysql-connector-python argon2-cffi Flask Flask-HTTPAuth Flask-MySQL mysql-connector-python passlib

Ara el vostre entorn virtual ja està en funcionament. Ara podeu copiar el codi del meu github allà. El podeu trobar aquí. També podeu clonar-lo immediatament amb l'ordre següent:

git clone

a continuació, configurarem la base de dades:

sudo mariadb <ufee / sql / init_db.sql && sudo mariadb <ufee / sql / ufeedump.sql

La configuració de NGINX i UWSGI:

Canvieu "Joshy" als fitxers de configuració amb el vostre propi nom d'usuari amb l'ordre següent:

sed -i s / joshy / $ USER / g conf / *

afegir i activar els serveis:

sudo cp conf / project1-flask.service / etc / systemd / system /

sudo systemctl daemon-recoad

sudo systemctl iniciar project1-flask.service

I finalment configureu el NGINX:

sudo cp conf / nginx / etc / nginx / sites-available / ufee

sudo rm / etc / nginx / sites-enabled / default

sudo ln -s / etc / nginx / sites-available / ufee / etc / nginx / sites-enabled / ufee

sudo systemctl reinicieu nginx.service

sudo systemctl habilita project1-flask.service

Ara el sistema hauria d’estar en funcionament. Gaudeix del teu cafè;)