Študujte lepšie s inteligentnou stolnou lampou - IDC2018IOT: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Ľudia v západnom svete trávia veľa času sedením. Za stolom, šoférovaním, sledovaním televízie a pod. Príliš dlhé sedenie môže niekedy poškodiť vaše telo a poškodiť vaše schopnosti koncentrácie. Chôdza a vstávanie po stanovenom čase je rozhodujúca pre lepší výkon v živote.

Ako študenti trávime štúdiom veľa času. Pri snahe prísť s úžasným projektom sme premýšľali o bolestiach, ktoré máme v procese štúdia. Verili sme, že musí existovať lepší spôsob, ako lepšie zvládnuť štúdium habbitov, než iba prostredníctvom aplikácií a upozornení.

Prišli sme s nápadom vytvoriť inteligentnú stolnú lampu, ktorá by vám mohla pomôcť naplánovať si čas, uvedomiť si, koľko ste sa naučili, a naplánovať si prestávky. Inteligentná lampa je dodávaná s pestrými farbami LED, ktoré sa menia podľa stavu. Naša lampa obsahuje tri možnosti:

1. Režim Pomodoro

Technika pomodoro je metóda štúdia produktivity na maximalizáciu účinnosti pri štúdiu.

Viac o technike si môžete prečítať tu

Užívateľ definuje dĺžku štúdie a prestávku, štandardne je to 25/5 minút na štúdium/prestávku.

Počas študijného režimu lampa poskytne silné teplé biele svetlo a prepne váš telefón do tichého režimu.

Po uplynutí definovaného času telefón prestane byť stlmený a kontrolka bude zobrazovať červenú farbu, čo znamená, že je prestávka. Vybrali sme si červenú, pretože to nie je sedliacke študijné svetlo, ktoré vás povzbudzuje, aby ste sa postavili a opustili stôl:)

2. Chladný režim

Svietidlo je zafarbené na príjemné a pohodlné svetlo, ktoré vytvára príjemné okolité osvetlenie.

3. Interaktívne osvetlenie časovača

Lampa začína počiatočnou farbou a mení farbu, čím dlhšie sedíte pri stole. Je to pekná indikácia, keď ľudia sedia 1-2 hodiny a viac a nechcú sa s Pomodoro časovať. Je to pekná a odlišná alternatíva k pohľadu na hodinky:)

Pridané vlastnosti

- Denné meranie času sedenia

Aplikácia vám poskytne celkový čas, ktorý ste strávili pri stole

- Úspora energie na základe pohybu

Pohybový senzor detekuje pohyb a po určitom čase neprítomnosti lampu vypne.

- Stlmenie a zapnutie zvuku telefónu.

Funkcia, ktorá vám pomôže sústrediť sa v režime pomodoro.

Výzvy a obmedzenia

Keď môžeme premýšľať o projekte, považovali sme za veľmi mätúce nájsť predmet alebo iný spôsob prenosu správy. Chceli sme použiť osvetlenie ako spôsob interakcie, ale neboli sme si istí, kam ho máme umiestniť.

Chceme vytvoriť osvetlenie miestnosti, možno namontovať pás LED na stôl, ale tieto možnosti sa ukázali byť trochu syrové a neúčinné. Okrem toho sme uvažovali o vytvorení roztomilej figúrky alebo pekného predmetu ako svetelnej spätnej väzby, ale nakoniec sme použili stolnú lampu, čo je celkom logické rozhodnutie:)

Ďalší limit v zapojení. Používame PIR senzor a ultrazvukový senzor, oba komunikujú prostredníctvom vodičov s doskou NodeMCU. To vytvára celkom ťažkopádny vzhľad celého systému. Budúcim zlepšením je vytvoriť prípad, v ktorom sú doska a ultrazvukové senzory už namontované v žiarovke a snímač PIR komunikuje prostredníctvom technológie Bluetooth bez toho, aby ste museli natahovať dlhý kábel po stene.

Systém je v súčasnosti obmedzený na podporu iba používateľov systému Android s vypnutím zvuku a stlmením telefónu, pretože spoločnosť Apple neposkytuje takúto službu prostredníctvom IFTTT.

Krok 1: Komponenty

Hardvér

- doska NodeMCU s pripojením Wifi

Používa sa ako hlavná doska systému. Túto dosku sme použili, pretože má jednoduché pripojenie Wifi na použitie s Blynkom

- Ultrazvukový senzor HC-SR04

Pomocou senzora zisťujeme, či sedíte pri stole. Senzor je namierený na stoličku, takže keď niekto sedí, dokážeme to zistiť podľa jeho vzdialenosti od senzora

- PIR snímač pohybu

Pohybový senzor je zavesený nad stolom, aby vedel, či je v miestnosti niekto. Ak nie je po dobu X minút zistený žiadny pohyb, LED diódy vypíname, aby sme ušetrili energiu

- 5m RGB LED pásik

Používa sa ako svetelný zdroj, prilepený páskou vo vnútri držiaka hlavy žiarovky.

- Stolná lampa s držiakom na žiarovku

Potrebujeme lampu, kde je možné LED pásik namontovať dovnútra. zvyčajne sa perfektne hodia staré stolové žiarovky, ktoré používajú žiarovky.

UI

Aplikácia Blynk

Používa sa ako riadiaca aplikácia pre systém. Bol zvolený pre jednoduché použitie a rýchle spustenie

Služby

IFTTT

Slúži na stlmenie a zapnutie telefónu v službách Webhooks a Android.

Krok 2: Pripojenie senzorov

PIR senzor

Tri vodiče so zásuvkami.

Pripojte snímač PIR k dátovému vodiču 5 V VCC, uzemneniu a strednému vodiču.

Pripojte dátový vodič k pinu D5 v NodeMCU

Ultrazvukový senzor Pripojte ultrazvukový snímač k malej matici a ľavý kolík pripojte k zemi a pravý kolík k 5 V vcc.

V NodeMCU pripojte spúšťací kolík k D1 a ozvučný kolík k D2.

Krok 3: Pripojenie LED pásika

Vzali sme 3 metrový led pás.

Najprv musíme pripojiť vodiče pásika LED. LED pás má dva rôzne konektory.

Jeden ide na ESP a jeden na externý pomocný zdroj energie. Vezmite zdroj napájania 5 V (mobilná nabíjačka USB je skvelá voľba). Pripojte dva vodiče jednosmerného prúdu a uzemňovací vodič k káblu externého zdroja napájania.

Pripojte dátový kábel (stredný) k vývodu D4 na dosku. Potom pripojte druhý uzemňovací vodič k zemi.

Zostávame s nepoužitým napájacím káblom, to je v poriadku.

Ďalej musíme elegantne zabaliť pás LED dovnútra pomocou lepidla, s ktorým sú pásy LED pôvodne dodávané. V prípade potreby ho môžete prelepiť páskou navyše, ako sme to urobili my.

Krok 4: Spojte všetko dohromady

Umiestnite PIR senzor tak, aby smeroval do celej miestnosti. V prípade potreby môžete použiť nepoužité vnútorné vodiče ethernetového kábla. Spájkovali sme 3 káble prechádzajúce senzorom k ethernetovému káblu.

Nastavte ultrazvukový senzor na lampu tak, aby smeroval k stoličke a sledoval, či na stoličke niekto sedí alebo nie.

Pripojte pomocné napájanie pásky LED.

Krok 5: Kód

Súbor.ino najvyššej úrovne je final_project.ino

Otvorte ho v editore Arduino a ostatné sa otvoria na rôznych kartách, uistite sa však, že sú v rovnakom priečinku.

V prílohe sú tiež definície editora arduino.

Parametre, ktoré by ste mohli chcieť zmeniť:

#define MAX_DISTANCE 80

Vzdialenosť v cm medzi senzorom a sediacou osobou. Pod týmto číslom ho systém bude považovať za sediaci.

// Blynk Wifi a podrobnosti o autentifikácii auth = "2b183af4b6b742918d14ab766fbae229";

char ssid = "NETWORK_NAME"; char pass = "HESLO";

Krok 6: Vytvorenie apletov IFTTT

Aby ste mohli stlmiť a zapnúť zvuk telefónu počas prestávok, musíte si v IFTTT vytvoriť osobný aplet.

Podľa nasledujúcich krokov vytvorte aplet IFTTT založený na webhooku, ktorý môže stlmiť váš telefón.

Funguje to iba na zariadení s Androidom a musíte si do zariadenia nainštalovať aplikáciu IFTTT, čím získate aj povolenia na prístup k hlasitosti svojho vyzváňacieho tónu.

Keď vytvoríte aplety na stlmenie aj na stlmenie zvuku, prejdite na túto stránku a nahraďte kľúč, ktorý vidíte vo webhookoch Blynk, na karte Všeobecné tu uvedenými klávesmi.

ifttt.com/services/maker_webhooks/settings

Krok 7: Naša aplikácia Blynk

Naša aplikácia Blynk obsahuje dve karty.

Prvé karty vám umožňujú vidieť počet pomodorosov, ktoré ste dnes študovali, na LCD obrazovke, umožňuje vám vybrať si časy štúdia a prestávky a prepínať medzi rôznymi režimami štúdia.

Druhá karta poskytuje celkový čas na štúdium (celkový čas na sedenie) a obsahuje webové háčiky používané na stlmenie a zapnutie telefónu.

Na prístup k aplikácii použite QR kód a používajte ho

Krok 8: Pozrite sa na všetko v akcii

- Pripojte napájanie Aux LED pásika k napájaniu.

- Pripojte dosku NodeMCU k zdroju napájania

- Zadajte svoju aplikáciu blynk.

- Lampa sa spustí z režimu Chill a mala by svietiť, ak je Wifi pripojená správne.

- Vstúpte do Blynku a skúste prepnúť do režimu Pomodoro, v súčasnej dobe je počiatočný štandard celkom rýchly, aby ste videli, že funguje, ale zmeňte hodnoty posúvača v aplikácii a nastavte ho na skutočný čas.

- Pomocou aplikácie prepnite medzi študijným režimom a po určitom čase uvidíte, ako dlho sedíte.

Veselé štúdium !!!:)

Krok 9: Budúce funkcie

Existuje mnoho spôsobov, ako môžete tento projekt posunúť dopredu a prispôsobiť si ho. V rámci časového obmedzenia sme implementovali iba vyššie uvedené funkcie, ale tu je pár dobrých nápadov, ako to posunúť na novú úroveň.

1. Pridajte analytiku študijných návykov

Ako vás poznáme pri sedení, môžeme vám odporučiť optimálne časy na štúdium a optimálne prestávky. To sa dá dosiahnuť analýzou sedenia pomocou algoritmu strojového učenia a navrhnutím používateľovi, ako by sa mal lepšie učiť. Množstvo úsilia na vytvorenie dobrého algoritmu môže trvať niekoľko týždňov až mesiacov, kým sa dostanete k dobrému pracovnému výstupu.

2. Pridajte interakciu prostredníctvom upozornení

Môžeme vás telefonicky upozorniť, keď sa prestávka skončí, poslať dennú súhrnnú správu o vašom výkone, poskytnúť vaše tipy a návrhy a ďalšie. približne. 2 pracovné dni

3. Zmeňte farbu a intenzitu svetla podľa denného času - napríklad doplnok pre počítač Flux

V závislosti od dennej doby urobte svetlú farbu teplejšou alebo chladnejšou.

Navyše pridajte svetelný senzor, ktorý vie, ako svetlé je okolie, aby sa zmenila intenzita pásu LED, aby sa zabránilo oslneniu.

To sa dá urobiť za cca. 1 pracovný deň.

4. Pridajte podporu Alexa alebo Google Home Assitant

V súčasnej dobe projektujú a študijné režimy interagujú iba prostredníctvom svetiel. Toto je možné zmeniť a použiť s domácim asistentom, aby ste získali iný typ spätnej väzby. Integrácia Alexa alebo Google Home si vyžaduje vytvorenie špeciálnej aplikácie a pravdepodobne aj inú službu IFTTT.

V závislosti od zložitosti aplikácie Hlasové ovládanie je možné ju vykonať do 2 až 3 pracovných dní.

5. Namontujte pásik LED ako okolité osvetlenie miestnosti, nie iba na stolnú lampu

Môže byť použitý aj na vytváranie okolitého osvetlenia, okrem toho, že môže byť pomocníkom pri štúdiu. Môžeme pridať náladové svetlá, svetelný budík a mnoho ďalších.

asi 1-2 pracovné dni

Krok 10: Postavte si to sami

Ak sa vám nápad páčil a chcete ho vytvoriť sami, získanie všetkého, čo potrebujete, je mimoriadne jednoduché.

Priložili sme zoznam s výrobkom, ktorý sme použili pre tento projekt, aby bol môj život jednoduchší

- doska NodeMCU s pripojením Wifi

- Ultrazvukový senzor HC-SR04

- PIR snímač pohybu

- 5m RGB LED pásik

- Stolná lampa s držiakom na žiarovku