This is an old revision of the document!
Smart Pet Water Dispenser
Introducere
Soluție inovatoare concepută pentru a asigura confortul și sănătatea animalelor de companie prin furnizarea automatizată a apei proaspete. Acest dispozitiv utilizează tehnologii avansate pentru a monitoriza nivelul apei, a reumple rezervorul la nevoie și a oferi notificări în timp real către proprietari. Plecând de la ideea de a simplifica și automatiza procesul de aprovizionare cu apă pentru animalele de companie, proiectul își propune să ofere o soluție eficientă și inteligentă, atât pentru proprietari, cât și pentru animalele lor de companie.
Descriere generală
Hardware Design
- Microcontroller (Arduino Uno sau Arduino Nano)
- Senzor de nivel de apă
- Pompă de apă submersibilă
- Modul WiFi (ESP8266)
- Modul RTC (Real-Time Clock)
- Baterie sau sursă de alimentare
- Carcasă pentru protejarea componentelor
- Rezervor pentru apă
- Conectori și fire pentru conexiuni
Senzor de nivel al apei (HC-SR04)
- VCC la 3.3V de la Arduino
- GND la GND de la Arduino
- Trig la pinul digital 9 de la Arduino
- Echo la pinul digital 10 de la Arduino
Pompă de apă (controlată prin tranzistor)
- E (emitter) de la tranzistor NPN la GND de la Arduino
- B (bază) de la tranzistor NPN printr-o rezistență de 220Ω la pinul digital 3 de la Arduino (PWM)
Senzor de calitate a apei (turbiditate)
- VCC la 3.3V de la Arduino
- GND la GND de la Arduino
- S (semnal) la pinul analogic A0 de la Arduino trecut prin rezistente pentru a schimba din 3.3V → 1V
Software Design
Mediu de Dezvoltare (IDE) : Arduino IDE
Librarii Utilizate:
- ESP8266WiFi.h: Permite conectivitatea WiFi pentru modulul ESP8266.
- PubSubClient.h: Permite comunicarea MQTT pentru publicarea și abonarea la topicuri.
Structura:
- Librării și Constante:
- Include librăriile necesare.
- Definește credențialele WiFi, detaliile broker-ului MQTT, pinii senzorilor și variabilele globale.
- Funcții:
- setup_wifi(): Conectează ESP8266 la rețeaua WiFi specificată.
- callback(char topic, byte payload, unsigned int length): Funcție de tip callback pentru procesarea mesajelor MQTT primite.
- reconnect(): Reconectează la broker-ul MQTT dacă conexiunea este pierdută.
- setup(): Inițializează comunicarea serială, WiFi, MQTT și pinii senzorilor.
- loop(): Bucla principală care verifică conexiunea MQTT și verifică periodic prezența animalului de companie.
- checkPetPresence(): Folosește senzorul ultrasonic pentru a detecta prezența unui animal și verifică nivelul apei dacă nu este detectat niciun animal.
- readSensor(): Citește senzorul de nivel al apei și returnează citirea curentă.
Algoritmi Implementați
- Conexiunea WiFi:
- Încearcă să se conecteze la rețeaua WiFi specificată.
- Afișează starea conexiunii și adresa IP odată conectat.
- Conexiunea și Reconectarea MQTT:
- Se conectează la broker-ul MQTT cu un ID de client unic.
- Se abonează la topicul MQTT specificat.
- Citirea Senzorului Ultrasonic:
- Trimite un puls de declanșare și măsoară durata pulsului de ecou.
- Calculează distanța bazată pe durata pulsului.
- Verificarea Nivelului de Apă:
- Citește valoarea analogică de la senzorul de nivel al apei.
- Pornește pompa dacă nivelul apei este prea scăzut.
- Trimite un mesaj MQTT dacă pompa a fost activată de mai multe ori.
Rezultate Obţinute
Concluzii
| Săptămâna | Sarcină | Descriere | |
|---|---|---|---|
| 21 Apr – 5 Mai | Documentare inițială | Cercetare privind componentele și soluțiile similare. | |
| 21 Apr – 5 Mai | Achiziționare componente | Achiziționarea microcontrolerului, senzorilor, pompei, etc. | |
| 21 Apr – 5 Mai | Prototipare hardware | Asamblarea circuitului pe breadboard. | |
| 13 Mai – 17 Mai | Programare inițială | Scrierea codului pentru citirea senzorilor și controlul pompei. | |
| 13 Mai – 17 Mai | Integrare senzori | Implementarea funcționalităților pentru senzorii de nivel și calitate a apei. | |
| 13 Mai – 17 Mai | Control PWM și întreruperi | Configurarea PWM pentru pompa de apă și întreruperilor pentru nivelul scăzut de apă. | |
| Testare și calibrare | Testarea sistemului și ajustarea parametrilor pentru funcționare optimă. | ||
| Documentare finală | Redactarea documentației pentru proiect. | ||
| Prezentare și revizuire | Prezentarea proiectului și revizuirea finală pe baza feedback-ului. | ||
Download
https://github.com/YANNICKKO/SmartWaterDispenser
.
Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea Add Images or other files. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul :pm:prj20??:c? sau :pm:prj20??:c?:nume_student (dacă este cazul). Exemplu: Dumitru Alin, 331CC → :pm:prj2009:cc:dumitru_alin.
Jurnal
Bibliografie/Resurse
