Учись лучше с умной настольной лампой - IDC2018IOT: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Люди в западном мире проводят много времени сидя. За столом, катаюсь, смотрю телевизор и многое другое. Иногда слишком долгое сидение может нанести вред вашему телу и повредить вашим способностям фокусировки. Ходьба и вставание по прошествии определенного времени имеют решающее значение для улучшения результатов в жизни.

Будучи студентами, мы много времени проводим за обучением. Пытаясь придумать крутой проект, мы думали о том, какие боли мы испытываем в процессе обучения. Мы считали, что должен быть лучший способ управлять изучением привычек лучше, чем только с помощью приложений и уведомлений.

Нам пришла в голову идея создать умную настольную лампу, которая поможет вам распланировать свое время, узнать, сколько вы изучили, и запланировать перерывы. Умная лампа оснащена яркими светодиодами, которые меняются в зависимости от состояния. Наша лампа содержит три варианта:

1. Режим "Помидор"

Техника pomodoro - это методика изучения продуктивности для максимальной эффективности во время учебы.

Вы можете узнать больше о технике здесь.

Пользователь определяет продолжительность исследования и время перерыва, по умолчанию время учебы / перерыва составляет 25/5 минут.

В режиме учебы лампа излучает сильный теплый белый свет и переводит телефон в режим тишины.

По истечении заданного времени звук в телефоне будет включен, а лампа загорится красным цветом, что указывает на то, что настало время перерыва. Мы выбрали красный, потому что это не свет для крестьянского кабинета, побуждающий встать и встать со стола:)

2. Режим охлаждения

Лампа окрашена в приятный и комфортный свет, чтобы создать приятное окружающее освещение.

3. Интерактивное освещение с таймером

Лампа начинает с начального цвета и меняет цвет, чем дольше вы сидите за своим столом. Это хороший показатель, когда люди сидят 1-2 часа и более и не хотят проводить время с Помидором. Это отличная альтернатива взглядам на часы:)

Дополнительные возможности

- Ежедневное измерение времени сидения

Приложение показывает общее время, которое вы провели за своим рабочим столом.

- Энергосбережение на основе движения

Датчик движения обнаруживает движение, выключая лампу после определенного времени отсутствия.

- Включение и отключение звука вашего телефона.

Функция, которая поможет вам сосредоточиться в режиме помидора.

Проблемы и ограничения

Когда мы могли подумать о проекте, нам было очень сложно найти объект или другое средство передачи сообщения. Мы хотели использовать освещение как способ взаимодействия, но не знали, где его разместить.

Мы думали создать освещение комнаты, возможно, установить светодиодную ленту на стол, но эти варианты оказались немного дрянными и малоэффективными. Кроме того, мы подумали о создании симпатичной фигурки или красивого объекта, который будет отражать свет, но в итоге остановились на настольной лампе, что вполне логичное решение:)

Еще одно ограничение в проводке. Мы используем датчик PIR и ультразвуковой датчик, оба связываются по проводам с платой NodeMCU. Это создает довольно громоздкий вид всей системы. В будущем улучшением будет создание корпуса, в котором плата и ультразвуковые датчики уже установлены в лампе, а датчик PIR обменивается данными через Bluetooth без необходимости протягивать длинный кабель по стене.

В настоящее время система ограничена поддержкой только пользователей Android с отключением звука и включением телефона, поскольку Apple не предоставляет такую услугу через IFTTT.

Шаг 1: Компоненты

Аппаратное обеспечение

- Плата NodeMCU с подключением Wi-Fi

Используется как основная плата системы. Мы использовали эту плату, так как она имеет простое подключение к Wi-Fi для использования с Blynk.

- Ультразвуковой датчик HC-SR04

Мы используем датчик, чтобы узнать, сидите ли вы за своим столом. Датчик направлен на стул, поэтому, когда кто-то сидит, мы можем обнаружить его по его удалению от датчика.

- Датчик движения PIR

Датчик движения вешается над столом, чтобы знать, есть ли кто-нибудь в комнате. Если в течение X минут движения не обнаружено, мы выключаем светодиоды для экономии энергии.

- 5-метровая светодиодная лента RGB

Используется как источник света, заклеивается внутри крепления лампы.

- Настольная лампа с креплением для лампочки

Нам нужен светильник, в который можно вмонтировать светодиодную ленту. Обычно идеально подходят старые настольные лампы, в которых используются лампочки.

UI

Приложение Blynk

Используется в качестве управляющего приложения для системы. Выбран за простоту использования и быстрое наращивание

Услуги

IFTTT

Используется для включения и выключения звука телефона с помощью Webhooks и служб Android.

Шаг 2: Подключение датчиков

Датчик PIR

Три провода с гнездовыми разъемами.

Подключите датчик PIR к 5 В VCC, заземлению и среднему проводу в качестве провода данных.

Подключите провод данных к контакту D5 в NodeMCU.

Ультразвуковой датчик Подключите ультразвуковой датчик к небольшой матрице и подключите крайний левый контакт к земле, а крайний правый контакт - к 5 В постоянного тока.

Подключите вывод триггера к D1, а вывод эхо - к D2 в NodeMCU.

Шаг 3: Подключение светодиодной ленты

Мы взяли светодиодную ленту длиной 3 метра.

Для начала нам нужно подключить провода светодиодной ленты. Светодиодная лента имеет два разных разъема.

Один идет к ESP, а другой - к внешнему вспомогательному источнику питания. Возьмите источник питания 5 В (мобильное зарядное устройство USB - отличный вариант). Припаяйте два провода Vcc и заземления к кабелю внешнего источника питания.

Подключите к плате кабель передачи данных (средний) к контакту D4. Затем подключите другой провод заземления к земле.

Остаемся с неиспользованным шнуром питания, ничего страшного.

Затем нам нужно элегантно обернуть светодиодную ленту внутри, используя клей, которым изначально поставляются светодиодные ленты. Если нужно, вы можете заклеить его дополнительной лентой, как мы.

Шаг 4: Собираем все вместе

Поместите датчик PIR так, чтобы он смотрел на всю комнату. При необходимости вы можете использовать неиспользованные внутренние провода кабеля Ethernet. Мы припаяли 3 кабеля, идущие через датчик, к кабелю Ethernet.

Установите ультразвуковой датчик на лампу так, чтобы она была обращена к стулу и могла видеть, сидит кто-то на стуле или нет.

Подключите дополнительное питание светодиодной ленты.

Шаг 5: Код

Файл.ino верхнего уровня - final_project.ino.

Откройте его с помощью редактора Arduino, а остальные откроются на разных вкладках, просто убедитесь, что они находятся в одной папке.

Прилагаются также определения редактора arduino.

Параметры, которые вы можете изменить:

#define MAX_DISTANCE 80

Расстояние в см между датчиком и сидящим человеком. Ниже этого числа система будет считать его сидящим.

// Подробнее о Wi-Fi и аутентификации Blynkchar auth = "2b183af4b6b742918d14ab766fbae229";

char ssid = "NETWORK_NAME"; char pass = "ПАРОЛЬ";

Шаг 6: Создание апплетов IFTTT

Чтобы отключить и включить телефон в перерывах, вам необходимо создать персональный апплет в IFTTT.

Выполните следующие действия, чтобы создать апплет IFTTT на основе веб-перехватчика, который может отключать звук вашего телефона.

Это работает только для устройства Android, и вам необходимо установить приложение IFTTT на своем устройстве, предоставив ему также разрешения на доступ к громкости вашего рингтона.

После того, как вы создадите свои апплеты, как для отключения звука, так и для включения звука, перейдите на эту страницу и замените ключ, который вы видите в веб-перехватчиках Blynk на вкладке «Общие», указанными здесь ключами.

ifttt.com/services/maker_webhooks/settings

Шаг 7: наше приложение Blynk

Наше приложение Blynk содержит две вкладки.

Первые вкладки позволяют увидеть на ЖК-экране количество изученных вами сегодня помидоров, позволяют выбрать время учебы и перерыва, а также позволяют переключаться между различными режимами обучения.

Вторая вкладка дает вам общее время обучения (общее время сидения) и содержит веб-перехватчики, используемые для отключения и включения звука вашего телефона.

Используйте QR-код для доступа к приложению и используйте его

Шаг 8: Увидеть все в действии

- Подключите дополнительную светодиодную ленту к источнику питания.

- Подключите плату NodeMCU к источнику питания

- Введите ваше приложение blynk.

- Лампа запускается из режима охлаждения и должна гореть, если Wi-Fi подключен правильно.

- Войдите в Blynk и попробуйте переключиться в режим Pomodoro, в настоящее время исходное значение по умолчанию довольно быстрое, просто чтобы убедиться, что оно работает, но измените значения ползунка в приложении, чтобы установить его на истинное время.

- Используйте приложение, чтобы переключаться между режимами обучения и через некоторое время узнать, как долго вы сидите.

Удачной учебы !!!:)

Шаг 9: Будущие функции

Есть много способов развить этот проект и настроить его. В то время, которое у нас было, мы реализовали только перечисленные выше функции, но вот несколько интересных идей, чтобы вывести их на новый уровень.

1. Добавьте аналитику по учебным привычкам

Поскольку мы знаем ваши сидячие привычки, мы можем порекомендовать вам оптимальное время учебы и оптимальные перерывы. Это можно сделать, проанализировав время сидения с помощью алгоритма машинного обучения, предложив пользователю, как ему лучше учиться. На создание хорошего алгоритма может уйти от нескольких недель до месяцев, чтобы получить хороший рабочий результат.

2. Добавьте взаимодействие через уведомления

Мы можем уведомить по телефону, когда перерыв закончился, отправлять ежедневные сводные сообщения с вашими выступлениями, давать ваши советы и предложения и многое другое. ок. 2 рабочих дня

3. Измените цвет и интенсивность света в зависимости от времени суток - как в компьютерном дополнении Flux

Сделайте светлый цвет теплее или холоднее в зависимости от времени суток.

Кроме того, добавьте датчик освещенности, который знает, насколько ярким является окружающее, чтобы изменить яркость светодиодной ленты и предотвратить блики.

Это можно сделать прибл. 1 рабочий день.

4. Добавьте поддержку Alexa или Google Home Assitant

В настоящее время режимы проецирования и исследования взаимодействуют только с помощью освещения. Это можно изменить и использовать с помощником на дому, чтобы получить обратную связь другого типа. Интеграция Alexa или Google Home требует создания для нее специального приложения и, возможно, использования другой службы IFTTT.

В зависимости от сложности приложения «Голосовое управление» это может быть выполнено за 2-3 рабочих дня.

5. Установите светодиодную ленту в качестве окружающего освещения в помещении, а не просто настольную лампу

Может использоваться для создания окружающего освещения, а также в качестве помощника в учебе. Мы можем добавить подсветку настроения, световой будильник и многое другое.

около 1-2 рабочих дней

Шаг 10: Собери сам

Если вам понравилась идея и вы хотите воплотить ее в жизнь самостоятельно, получить все необходимое крайне просто.

Мы приложили список с продуктом, который мы использовали для этого проекта, чтобы моя жизнь была проще

- Плата NodeMCU с подключением Wi-Fi

- Ультразвуковой датчик HC-SR04

- Датчик движения PIR

- 5-метровая светодиодная лента RGB

- Настольная лампа с креплением для лампочки