如何為智能秤增加鬧鐘功能

第1步：

使用了以下工具和材料在此項目中：

工具和材料：

3D打印機。它用于打印電子設備封裝的外殼。

焊鐵和焊絲。部分組件（例如ESP8266 Firebeetle和LED矩陣蓋）未附帶焊接端子。我需要焊接一些電線或引腳以連接這些設備。

收縮管。 l還必須焊接每個稱重傳感器的導線。可以使用一片收縮管來更好地隔離導體。

螺絲刀。使用一些螺絲安裝結構。使用一套螺絲刀。

螺絲。 我用了一些螺絲將3D打印部件固定在秤的底座上。

M2x6mm螺栓。它們用于將電子元件安裝在外殼內。

1.75mm PLA 您想要的任何顏色。

FireBeetle ESP8266開發(fā)板。使用Arduino IDE非常容易使用和編程。它具有內置的Wi-Fi模塊，因此您可以在各種項目中使用它。它有一個3.7V電池的連接器，這對組裝這個項目非常有用。我還有一個內置電池充電器。當連接到USB插頭時，它將為電池充電。如果您愿意，也可以使用其他基于ESP8266的電纜。在您選擇的電路板上下降，連接和充電電池或連接LED矩陣會更困難一些。案件的尺寸也需要驗證。

Firebeetle覆蓋 - 24x8 LED矩陣。該模塊易于安裝在Firebeetle ESP8266開發(fā)板上。我用它來顯示微控制器測量的值，顯示一些狀態(tài)等。如果你愿意，你也可以使用其他類型的顯示器，如普通的LCD顯示器（鏈接/鏈接）或OLED顯示器（鏈接/鏈接）。

HX711模塊。這用作稱重傳感器放大器。四個應變式稱重傳感器連接到該模塊，它與ESP8266微控制器進行串行通信。

50kg稱重傳感器（x4）; 。它們用于衡量用戶的體重。其中四個用于最大重量200公斤。

蜂鳴器。這用于制造惱人的噪音并喚醒我！

Micro USB線;

6根母女跳線

2 x 15 mm膠合板（30 x 30 cm）。它被用作規(guī)模的基礎。

上面描述的鏈接只是建議你在哪里可以找到本教程中使用的項目（并支持我未來的黑客攻擊）。您可以隨意在其他地方搜索它們并在您最喜歡的商店購買。

我使用的是FireBeetle ESP8266開發(fā)板。它完美無缺！

您知道嗎，只需139.99美元即可購買Anet A8 3D打印機？

第2步：3D建模

在這個項目中，我使用了為我的DIY Wi-Fi Smart Scale項目設計的相同3D打印部件。

智能秤使用Fusion 360 CAD軟件進行設計。該模型由三個不同的3D打印部分組成：蓋子，盒子和腳。

3D打印機殼為電子設備提供外殼，保護它們免受物理接觸。電子元件安裝在蓋板部分（使用一些螺栓）。這部分有一個前遮陽板，顯示器附在其上。稱重傳感器適合腳部，允許傳感器連接到底座。

步驟3：3D打印和木工

我在PLA中打印了整個結構，兩個不同顏色。整個打印花了我5點30分左右，使用0.2毫米分辨率和10％填充。無需支持。

這是一個實驗原型。請注意，它是為給定的ESP8266開發(fā)板模型（ESP8266 Firebeetle）設計的。

如果您沒有3D打印機，可以執(zhí)行以下操作：

請朋友為您打印;

找到附近的黑客/制造商空間。可以快速打印此模型中使用的部件。一些黑客/制造商空間只會向您收取使用的材料;

購買自己的3D打印機。您只需$ 389.99即可找到Creality3D CR10！來自http://bit.ly/2JIUVrf

隱私！您可以嘗試組裝沒有3D打印部件的結構。

我的秤的基礎是兩塊15毫米30 x 30厘米的膠合板。

我使用螺絲刀做了一些整體，用于傳遞稱重傳感器的導線，以及用于連接3D打印部件。

步驟4：組裝秤

您可以找到有關如何的詳細說明在我之前的教程（鏈接）上組裝比例。這一次，我將專注于我必須在硬件和軟件上進行的更改，以添加新功能（帶有警報蜂鳴器的互聯網同步時鐘）。我建議你在繼續(xù)之前閱讀我以前的項目，特別是如果你想制作完整的小工具。

長話短說，我必須做以下事情：

焊接一些組件;

將稱重傳感器安裝在3D打印的腳部件內，并使用一些螺釘將其連接到第一個木制面板上;

將顯示器，HX-711模塊和ESP8266 Firebeetle連接到3D打印的蓋子部件;

用一些螺絲將外殼安裝到木板上;

連接電線（稍后會詳細介紹）;

使用3D打印封面關閉3D打印的外殼

將第二個木制底板安裝在第一個上面;

繪制木板并在箱子上添加一些細節(jié)以便更好地完成。

步驟5：準備電子設備和接線電路

在此階段，規(guī)模已經完全組裝和功能。我將在這里描述添加蜂鳴器時必須做的更改。

首先我必須拆解部分結構。移除前蓋以訪問微控制器的引腳。幾個跳線連接到數字引腳D3和D5。其中一個將提供蜂鳴器的GND參考，而另一個將提供頻率信號并產生聲音。

這次不需要焊接。我使用了母 - 母跳線來連接GPIO引腳和蜂鳴器引腳之間的連接。

最后，我有以下連接：

HX711 - 輸入：

左上傳感器信號（紅線）=》 HX711 E-引腳

左下傳感器信號（紅線）=》 HX711 A +引腳

右上方稱重傳感器信號（紅線）=》 HX711 A-針

右下方稱重傳感器信號（紅線）=》 HX711 E +針

HX711-輸出：（使用母 - 母跳線）

HX711 Vcc引腳=》 ESP8266 3.3V引腳

HX711 GND引腳=》 ESP8266 GND引腳

HX711 SCK引腳=》 ESP8266 GPIO 12（引腳D9）

HX711 DT引腳=》 ESP8266 GPIO 0（引腳D8）

蜂鳴器：（使用女性 - 女性跳線）

蜂鳴器正極引腳=》 ESP8266 GPIO 10（引腳D3）

蜂鳴器負極引腳=》 ESP8266 GPIO 2（引腳D5）

顯示模塊：

將它連接到Firebeetle ESP8266的頂部

注意我使用針腳D5作為蜂鳴器的GND。一旦我的ESP8266板的所有接地引腳都已被占用，我將此引腳用作輸出，設置為低電平，以便它可以用作GND引腳。蜂鳴器消耗的電流是有限的，所以沒關系。

這個蜂鳴器的聲音并不大。畢竟，它只是一個廉價的5V蜂鳴器，由3.3V引腳供電。但這肯定足以喚醒我（考慮到我把它放在我的床邊）。

檢查連接后，案件再次關閉?，F在讓我們轉到Arduino代碼！

步驟6：在Arduino IDE上設置FireBeetle ESP8266

和以前一樣，我使用Arduino IDE編程我的ESP8266。如果您之前已經使用過Arduino，這是更簡單的方法，而且您不需要學習新的編程語言，例如Python或Lua。

如果您以前從未這樣做過，首先，您必須為Arduino軟件添加ESP8266板支持。

1。下載并安裝Arduino IDE最新版本

免費下載，將其安裝到您的計算機上并啟動它。

2。添加ESP8266主板

Arduino IDE已經支持很多不同的主板：Arduino Nano，Mine，Uno，Mega，Yún等。不幸的是ESP8266默認不支持那些被支持的人開發(fā)板。因此，為了將您的代碼上傳到ESP8266基板，您必須首先將其屬性添加到Arduino的軟件中。

導航到文件》首選項（在Windows操作系統上為Ctrl +）;

將以下URL添加到Additional Boards Manager文本框（Preferences窗口底部的文本框）

如果文本框不是空白，則表示之前已經在Arduino IDE上添加了其他板。在上一個URL和上面的URL末尾添加一個逗號。

點擊“確定”按鈕并關閉“首選項”窗口。

導航工具》板》板卡管理器，添加您的Firebeetle ESP8266板。

在搜索文本框中鍵入“Firebeetle-ESP8266”，選擇“DFRobot的FireBeetle-ESP8266”并安裝它。

現在您的Arduino IDE已準備就緒使用Firebeetle ESP8266開發(fā)板。

第3。添加庫

以下庫將用于我們的Arduino代碼。下載以下庫：

Adafruit NeoPixel庫

Arduino http客戶端庫

Arduino IO庫

Adafruit MQTT庫

HX711庫

Firebeetle LED矩陣庫

導航到Arduino IDE上的Sketch - 》 Include Library - 》 Manage Libraries 。..并添加上面的庫。

將ESP8266模塊連接到PC的USB端口，我們已經準備好了一些代碼！

步驟7：Adafruit.IO配置

但首先，讓我們配置我們的Adafruit.io Feed。

有一個許多數據記錄服務可用于將微控制器傳送到Web。通過這些服務，您可以上傳/下載云中的數據，并做很多很酷的事情?？匆幌挛业慕坛?，了解如何使用Arduino + ESP8266從迷你氣象站發(fā)送數據，例如Thinkgspeak。

Adafruit.IO就是其中一項免費服務。它非常容易使用，并承諾為每個人帶來物聯網！

創(chuàng)建Adafruit IO網絡直播

以https：/登錄/io.adafruit.com/

在 Feed》創(chuàng)建新Feed 添加名為“my weight”的新Feed。它將創(chuàng)建一個數據庫，我們將使用它存儲從小工具收到的測量重量。

創(chuàng)建另一個名為“鬧鐘”的Feed。這個用于配置鬧鐘;

復制您的Adafruit.IO密鑰，該密鑰稍后將用于允許您的設備訪問數據庫。導航設置》查看AIO密鑰并復制活動密鑰代碼。稍后您將需要它用于您的Arduino（NodeMCU）代碼。

在我之前的項目（鏈接）上，我還介紹了如何為Adafruit之間的通信配置IFTTT服務。 io和一些健身追蹤平臺（Fitbit，Strava，iOS Health或Misfit）。這次我將重點關注代碼的鬧鐘部分，所以我將跳過有關如何配置IFTTT的詳細信息。

步驟8：ESP8266代碼

此時小工具差不多完成了！

下載Arduino代碼并在Arduino IDE上打開它。必須更新以下參數：

WIFI_SSID ：在此輸入您的Wi-Fi路由器SSID

WIFI_PASS ：在此輸入您的Wi-Fi網絡密碼

IO_USERNAME ：這是您的Adafruit.io用戶名

IO_KEY ：應在此處輸入Adafruit.io密鑰

calibration_factor ：此constal用于比例的校準

TIMEZONE ：您居住的時區(qū)（適用于時鐘調整）

bedtimehour 和 睡前時間 ：您平時睡覺的時間

配置它們，并將代碼上傳到ESP8266。代碼將立即開始運行。

智能秤將嘗試連接WiFi網絡和Adafruit.io服務。首次使用時，您必須設置鬧鐘時間。轉到https://io.adafruit.com/username/feeds/alarm-clock并單擊操作》添加數據。輸入鬧鐘使用的時間（使用 hh：mm 格式）并發(fā)送。該值將由刻度接收并存儲在其EEPROM存儲器中。

每分鐘都會根據從Google服務器收到的值更新時鐘。您可以在此處找到有關它的更多詳細信息。如果達到就寢時間，顯示屏將變?yōu)椋ǖ潭葘⒗^續(xù)運行）。在鬧鐘時間，蜂鳴器將開始響鈴，直到有人（或某物）在秤上。

如果測量的重量超過給定值（THRESHOLD），它將讀取給定次數的重量（ NUM_MEASUREMENTS）并計算平均重量。如果兩個連續(xù)測量之間的重量變化超過某個值（THRESHOLD1），則重新開始該過程。確定平均值后，它將顯示在LED矩陣上并傳輸到Ardafruit.io。刻度將等到用戶退出并重新啟動。

要校準刻度，請在刻度頂部放置一個已知的重量對象，并調整其因子直到它指示正確的值。您可以在您信任的另一個比例上測量自己的體重，它們會在物聯網量表上再次測量您的體重并相應地調整因子。

步驟9：用法

一旦電子秤通電，它將自動連接Wi-Fi路由器并嘗試聯系Adafruit。 IO。這樣它就可以發(fā)送一些數據（測量的重量）并接收一些信息（鬧鐘觸發(fā)時間）。

然后它將連接谷歌服務器并讀取當前時間。它將被顯示，小工具將定期同步時間。

從Adafruit.io收到警報時間。每當更新進給時，該值將被發(fā)送到刻度，并將其存儲在EEPROM存儲器中。這樣，如果連接丟失，或者由于某種原因斷電，它將不會丟失此信息。

當達到鬧鐘時，蜂鳴器將開始振鈴。它會保持這種狀態(tài)，直到有人踩到它進行體重測量。此值將記錄在Adafruit.io上。

顯示將在給定時間關閉，因此在睡眠時間不會打擾您。一旦觸發(fā)警報（早上），顯示屏將再次亮起。