Кофеварка IOT (UFEE): 7 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

В качестве доказательства знаний нам пришлось создать IOT-устройство, которым можно было бы управлять через самодельный веб-интерфейс. Поскольку я люблю кофе и потребляю его в больших количествах каждый день, я решил сделать свою собственную кофеварку IOT.

Кофеварка UFEE: «Кофеварка для вас»

Чтобы сделать устройство полностью автоматическим, я использую растворимый кофе.

Шаг 1. Что вам понадобится

- Модель Raspberry Pi 3

- серводвигатель (ARD-T010051)

- RTC DS3231

- Моноусилитель CJMCU-832 PAM8302 2,5 Вт D-класса

- Герконовый датчик

- РЕЛЕ 5В (10А)

- твердотельное реле (5В)

- кабель Aux

- термоусадочная трубка

- 2x медные насадки

- Биконусная деталь

- Силиконовая трубка

- бойлер Senseo 1400Вт

- Насос Senseo 22 Вт

- резервуар для воды Senseo

- Геркон (нормально разомкнутый)

- медная проволока

- MCP3008

- 2x LDR

- динамик 4 Ом (или другой)

- 2 резистора 10 кОм

- резистор 5кОм

- Диод 1Н4007

В случае с корпусом я выбрал довольно индустриальный вид, но есть много способов подобрать компоненты, которые могут выглядеть более привлекательно, когда вы захотите разместить его у себя дома.

Шаг 2: начало работы

Я начал с открытия кофеварки Senseo и исследовал внутренние компоненты. Чтобы открыть его, вы открутите 2 винта с задней стороны с помощью отвертки Torx, а затем вы можете открыть его за удерживающие зажимы.

Когда он открыт, все, что вам нужно, это насос, бойлер, а также провода и трубки, скрепляющие все вместе.

Следующим шагом является установка котла и насоса в желаемый кожух, так как бойлер и резервуар для воды должны стоять ровно, чтобы их можно было использовать. Убедитесь, что штуцер бака для воды установлен правильно, плотно и легко доступен.

После этого можно приступать к подключению компонентов по схеме.

Шаг 3. Насадка (индустриальный вид)

В качестве насадки я использовал небольшой металлический контейнер, в котором просверлил отверстие, достаточно большое, чтобы поместиться биконус. Подсоедините трубку к одному из сопел и прикрепите сопла к биконусу. Затем просверлите соответствующие отверстия в металлическом контейнере и корпусе и используйте несколько болтов и гаек, чтобы закрепить его на корпусе.

Шаг 4. Диспенсер для кофе (промышленный вид)

Для хранения кофе вам понадобится емкость с прозрачной крышкой, которую можно прикрепить к корпусу.

Просверлите 2 отверстия Ø5 мм в нижней части: - одно в центре контейнера - одно посередине между первым отверстием и стороной

проденьте шестерню сервопривода через отверстие ближе к стороне и прикрутите деталь (прилагается к сервоприводу) с 6 ножками. (см. рис. 1)

Затем возьмите металлическую деталь и согните ее в форме небольшой рейки, а затем согните углы и конец одной детали, чтобы вы могли прикрепить ее к дну банки над отверстием в центре. (см. рис. 2)

Используйте монтажный кронштейн, чтобы закрепить сервопривод более плотно на корпусе контейнера. (см. рис. 3)

Наконец, просверлите отверстие Ø5 мм в нижней части контейнера для установки LDR и еще несколько отверстий для крепления контейнера к корпусу машины. (см. рис. 4)

Шаг 5: Подготовка и установка датчиков

В котел встроен NTC, который можно подключить к MCP, сделав делитель напряжения с понижающим резистором 5 кОм.

Сначала должны быть подготовлены LDR для кофе и проверки чашки. Поскольку я использую металлический корпус, необходимо хорошо изолировать его, чтобы я не замыкал его на корпусе. Если вы также используете металлический кожух, сделайте следующее: - оберните изолентой каждую ножку и закройте ее термоусадочной трубкой. (см. рис. 1)

- затем припаяйте провода к каждой из ножек, а также закройте соединения термоусадочной трубкой, чтобы все соединения были полностью закрыты. (см. рис. 2 и 3)

- повторить эти шаги для второго LDR

- проденьте головку одного из LDR в просверленное отверстие в контейнере для кофе и согните ножки. (см. рис. 4)

- закройте изоляционной лентой, чтобы свет не проходил сзади.

- установите другой LDR либо на дно корпуса с помощью куска трубки, который закрывается при установке чашки, либо прямо в основание, куда вы ставите чашку. (Выбирая второй вариант, убедитесь, что датчик хорошо покрыт прозрачным водонепроницаемым материалом!)

Чтобы установить язычковый датчик на резервуар для воды, наполните его водой так, чтобы магнит находился в самой высокой точке (вода должна быть выше минимальной отметки). Затем вы можете либо прослушивать, когда элемент переключается, либо подключить его к rpi или arduino и непрерывно печатать значение.

Если вы уверены, что знаете точное место для датчика, очень надежно прикрепите его к резервуару для воды и добавьте большое количество горячего клея, чтобы убедиться, что стеклянная трубка не сломается (это очень чувствительно). (см. рис. 5)

Шаг 6: Подключение и калибровка

Установите Raspberry Pi и более крупные компоненты внутри деревянного ящика с доской, установленной сверху (основание, где стоят машина и чашка). Я использовал липучку для крепления пи и компонентов внутри коробки. Затем вы можете установить все прямо на контакты ge GPIO или использовать макетную плату или печатную плату, если хотите.

Для калибровки датчиков проверьте значения, которые вы получаете в обоих состояниях и при разном освещении, и скорректируйте их в коде. (мой может работать, а может и не работать). То же самое и с NTC.

ВНИМАНИЕ: способ изменения значений зависит от того, сначала вы устанавливаете выпадающий резистор или LDR / NTC. Когда вы впервые добавляете резистор с LDR, вы получите более высокое значение для более низкой освещенности. (1023 полностью темный).

Если вы хотите использовать сигнализацию из проекта, вам нужно припаять вспомогательный кабель к + - и GND усилителя, а динамик к выходным контактам усилителя. Затем также добавьте на плату 5 В. (Это используется как опорное напряжение для усиления звука). После этого вы все еще можете регулировать громкость с помощью потенциометра на плате.

Шаг 7: развертывание системы

Убедитесь, что у вас есть модель Raspberry Pi 3 с установленным Raspbian и настроен zeroconf, чтобы вы могли настроить его без заголовка через конвейер SSH.

Если вы не знаете, как это сделать, следуйте этому руководству по прошивке Raspbian на SD-карту. Чтобы настроить zeroconf, откройте SD-карту на своем компьютере, отредактируйте файл cmdline и добавьте следующее в конец файла (должно быть одной строкой)

ip = 169.254.10.1

Чтобы иметь возможность подключиться к вашему пи с помощью ssh, вы должны включить его. Вы можете сделать это, добавив в загрузочный каталог файл с именем SSH без расширения (без.txt).

когда это настроено, вы можете создать канал SSH для вашего Raspberry Pi с помощью команды ssh в терминале UNIX или с помощью Putty на ПК с Windows.

При первом входе в систему пи, учетные данные следующие:

имя пользователя: pipassword: raspberry

Чтобы убедиться, что ваш raspberry pi полностью обновлен, введите в терминале следующую команду:

sudo apt update && sudo apt upgrade

Теперь вы можете установить необходимые пакеты, выполнив следующую команду:

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

Затем добавьте в свой домашний каталог новый каталог с подходящим именем (например, ufee) и войдите в него:

mkdir project1 && cd project1

Затем вы хотите установить виртуальную среду, в которой будет работать приложение. Вы можете сделать это с помощью следующих команд:

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

исходный env / bin / активировать

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

Теперь ваша виртуальная среда запущена и работает. Теперь вы можете скопировать туда код с моего гитхаба. Вы можете найти это здесь. Вы также можете немедленно клонировать его с помощью следующей команды:

git clone

Далее мы настроим базу данных:

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

Конфигурация NGINX и UWSGI:

Измените 'Joshy' в файлах конфигурации на свое собственное имя пользователя с помощью следующей команды:

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

добавить и активировать услуги:

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

sudo systemctl демон-перезагрузка

sudo systemctl start project1-flask.service

И, наконец, настройте NGINX:

sudo cp conf / nginx / и т.д. / nginx / сайты-доступные / ufee

sudo rm / и т. д. / nginx / с включенными сайтами / по умолчанию

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

sudo systemctl перезапустить nginx.service

sudo systemctl включить project1-flask.service

Теперь система должна быть запущена! Наслаждайся своим кофе;)