构建一个带有LCD的自动洗手液分配器

科技观察员 2022-08-16 1010

科技观察员

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描述

　　冠状病毒 （Covid19） 正在世界范围内造成严重破坏。几乎每个国家都在遭受冠状病毒的折磨。世卫组织已经宣布它为大流行病，许多城市处于封锁状态，人们无法走出家门，数千人丧生。

　　在这个项目中，我们将构建一个带有 LCD 的自动洗手液分配器，该 LCD 还显示冠状病毒病例的实时计数。该项目将使用 ESP32、超声波传感器、16x2 LCD 模块、水泵和洗手液。我们正在使用Esri 的 API Explorer来获取 Covid19 感染者的实时数据。超声波传感器用于检查消毒机出口下方是否存在手。它将不断计算消毒剂出口与自身之间的距离，并在距离小于 15 厘米时告诉 ESP 打开泵以将消毒剂推出。

　　所需组件

　　ESP32 开发模块

　　超声波传感器

　　16*2液晶显示器

　　继电器模块

　　迷你直流潜水泵

　　消毒洗手液

　　用于获取 Corona 实时数据的 API 链接

　　在这里，我们需要从互联网上获取数据，然后将其发送到 ESP32 以在 16x2 LCD 上显示。为此，将调用 HTTP 获取请求以从 Internet 读取 JSON 文件。在这里，我们使用的是冠状病毒病 GIS Hub提供的 API 。您可以轻松编译正确的查询 URL 以获取印度的确诊和康复病例总数，如果您想将其用于其他国家/地区，还可以更改国家/地区。

分配器

　　现在单击“立即尝试”或将查询 URL 粘贴到新浏览器中，该查询的输出将如下所示：

　　{“objectIdFieldName”：“OBJECTID”，“uniqueIdField”：{“name”：“OBJECTID”，“isSystemMaintained”：true}，“globalIdFieldName”：“”，“geometryType”：“esriGeometryPoint”，“spatialReference”：{“ wkid”：4326，“latestWkid”：4326}，“fields”：［{“name”：“Country_Region”，“type”：“esriFieldTypeString”，“alias”：“Country/Region”，“sqlType”：“sqlTypeOther ”，“length”：8000，“domain”：null，“defaultValue”：null}，{“name”：“Province_State”，“type”：“esriFieldTypeString”，“alias”：“Province/State”，“sqlType ”：“sqlTypeOther”，“长度”：8000，“域”：null，“defaultValue”：null}，{“name”：“Confirmed”，“type”：“esriFieldTypeInteger”，“alias”：“Confirmed”，“sqlType”：“sqlTypeOther”，“domain”：null，“defaultValue”：null }，{“name”：“Recovered”，“type”：“esriFieldTypeInteger”，“alias”：“Recovered”，“sqlType”：“sqlTypeOther”，“domain”：null，“defaultValue”：null}，{“ name”：“Deaths”，“type”：“esriFieldTypeInteger”，“alias”：“Deaths”，“sqlType”：“sqlTypeOther”，“domain”：null，“defaultValue”：null}，{“name”：“活动”，“类型”：“esriFieldTypeInteger”，“别名”：“活动”，“sqlType”：“sqlTypeOther”，“domain”：null，“defaultValue”：null}］，“features”：［{“attributes”：{“Country_Region”：“India”，“Province_State”：null，“Confirmed”：194，“Recovered ”：20，“Deaths”：4，“Active”：170}}］}

　　获取 JSON 数据后，现在生成代码以读取 JSON 数据并根据我们的需要对其进行短语处理。

分配器

　　现在向下滚动到解析程序并复制对您有用的代码部分。我复制了以下变量，因为我只需要印度确诊和康复的病例。

分配器

　　电路原理图

　　下面给出了这款Covid19 追踪器和自动洗手液分配器的完整电路图

分配器

　　水泵通过继电器模块连接到 ESP32。继电器的 Vcc 和 GND 引脚连接到 ESP32 的 Vin 和 GND 引脚，而继电器的输入引脚连接到 ESP32 的 D19 引脚。超声波传感器的 Trig 和 Echo 引脚连接到 Arduino 的 D5 和 D18 引脚。

　　下表给出了完整的连接。

分配器

　　这款运动传感器洗手液分配器的硬件如下所示

分配器

为 Covid19 追踪器编程 ESP32

Auto Hand Sanitizer 和 CORONA19 Tracker的完整代码可在页面末尾找到。这里解释了程序的重要部分。

通过包含所有必需的库文件来启动代码。HTTPClient库用于从 HTTP 服务器获取数据。ArduinoJson库用于短语数据数组。这里 ArduinoJson 库用于过滤已确认的案例并从我们从服务器获取的数据数组中恢复。LiquidCrystal 库用于 LCD 显示模块。

 

#include 
#include 
#include 
#include

 

要从服务器获取数据，NodeMCU ESP32 必须连接到互联网。为此，请在以下行中输入您的 Wi-Fi SSID 和密码。

 

const char* ssid = "银河-M20";
const char* pass = "ac312124";

 

之后定义连接 LCD 模块、超声波传感器和继电器模块的引脚。

 

常量 int rs = 22, en = 4, d4 = 15, d5 = 13, d6 = 26, d7 = 21;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
常量 int trigPin = 5;
常量 int echoPin = 18;
常量 int 泵 = 19;

 

现在我们输入之前生成的 API 链接。使用此链接，我们将获得印度的确诊病例总数和康复病例总数。您可以根据自己的需要更改 URL 中的国家/地区名称。

 

constchar*url="https://services1.arcgis.com/0MSEUqKaxRlEPj5g/arcgis/rest/services/ncov_cases/FeatureServer/1/query?f=json&where=(Country_Region=%27India%27)&returnGeometry=false&outFields=Country_Region,Confirmed , 恢复";

 

现在在void setup()中，将超声波传感器的 Trig 和 Echo 引脚定义为输入引脚，将 Relay 引脚定义为输出。

 

pinMode（trigPin，输出）；
pinMode（echoPin，输入）；
pinMode（泵，输出）；

 

要了解有关超声波传感器如何工作的更多信息，请查看其与 Arduino 的接口，我们已经解释了其 TRIG 和 ECHO 引脚的功能以及它如何用于计算任何物体之间的距离。另外，检查其他基于超声波的项目。

之后，检查 ESP 是否与 Wi-Fi 连接，如果没有，它将通过在串行监视器上打印“……”来等待 ESP 连接。

 

WiFi.开始（ssid，通过）；
  而（WiFi.status（）！= WL_CONNECTED）
  {
    延迟（500）；
    Serial.print("."); //打印...直到没有连接
  }
  Serial.println("WiFi 连接");

 

在void ultra()函数内部，我们将使用超声波传感器不断计算距离，如果距离小于或等于 15 厘米，它将打开泵 2 秒，将消毒剂通过管道推到外面。不知不觉中，当有人将手放在出水管下方时，距离会减小，并会触发泵启动。

 

无效超（）{
  数字写入（trigPin，低）；
  延迟微秒（2）；
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  延迟微秒（10）；
  数字写入（trigPin，低）；
  持续时间=脉冲输入（回声针，高）；
  距离 = 持续时间 * 0.0340 / 2；
  Serial.println("距离");
  Serial.println(距离);
  如果（距离 <= 15）{
    Serial.print("开泵");
    数字写入（泵，高）；
    延迟（2000）；
    数字写入（泵，低）；
    ESP.restart();
    }
}

 

现在在void loop()函数中，通过读取 JSON 文件并使用以下行在串行监视器上打印 JSON 数据来检查 ESP32 是否接收到 JSON 文件

 

int httpCode = https.GET();
  if (httpCode > 0) { //检查返回码
 字符串有效载荷 = https.getString();

 

之后，使用ArduinoJson Assistant 生成的分词程序。这个措辞程序将为我们提供印度确诊和康复病例的总数。

 

JsonArray 字段 = doc["fields"];
JsonObject features_0_attributes = doc["features"][0]["attributes"];
长 features_0_attributes_Last_Update = features_0_attributes["Last_Update"];
int features_0_attributes_Confirmed = features_0_attributes[“已确认”]；
//int features_0_attributes_Deaths = features_0_attributes["Deaths"];
int features_0_attributes_Recovered = features_0_attributes[“恢复”]；

 

　　使用 Covid19 Tracker 测试自动洗手液

　　所以最后我们的电池供电的洗手液分配器已经准备好进行测试了。只需按照电路图连接硬件并将程序上传到 ESP32，在开始时您应该会在 LCD 上看到“Covid19 Tracker”和“Hand Sanitizer”消息，然后几秒钟后它会在屏幕上显示确认病例和恢复病例液晶屏如下图。

分配器

#include

#include

#include

#include

const char* ssid = "Galaxy-M20";

const char* pass = "ac312124";

整数计数；

常量 int rs = 22, en = 4, d4 = 15, d5 = 13, d6 = 26, d7 = 21;

LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

常量 int trigPin = 5;

常量 int echoPin = 18;

常量 int 泵 = 19;

持续时间长；

整数距离；

const char* url = " https://services1.arcgis.com/0MSEUqKaxRlEPj5g/arcgis/rest/services/ncov… ";

无效设置（） {

Serial.begin（115200）；

延迟（2000）；

pinMode（trigPin，输出）；

pinMode（echoPin，输入）；

pinMode（泵，输出）；

数字写入（泵，低）；

lcd.begin(16, 2);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Covid19 追踪器");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("洗手液");

Serial.println("正在连接");

序列号.println(ssid);

WiFi.开始（ssid，通过）；

而（WiFi.status（）！= WL_CONNECTED）

{

延迟（500）；

Serial.print("."); // 打印 ... 直到未连接

}

Serial.println("WiFi connected");

}

void ultra(){

digitalWrite(trigPin, LOW);

延迟微秒（2）；

digitalWrite(trigPin, HIGH);

延迟微秒（10）；

数字写入（trigPin，低）；

持续时间=脉冲输入（回声针，高）；

距离 = 持续时间 * 0.0340 / 2；

Serial.println("距离");

Serial.println(距离);

if (distance <= 15){

Serial.print("开泵");

数字写入（泵，高）；

延迟（2000）；

数字写入（泵，低）；

ESP.restart();

}

}

无效循环（） {

超（）；

HTTP客户端 https;

字符串数据；

https.开始（网址）；

int httpCode = https.GET();

if (httpCode > 0) { //检查返回码

字符串有效载荷 = https.getString();

char charBuf[500];

payload.toCharArray(charBuf, 500);

//Serial.println(payload);

常量 size_t 容量 = JSON_ARRAY_SIZE(1) + JSON_ARRAY_SIZE(4) + JSON_OBJECT_SIZE(1) + 2 * JSON_OBJECT_SIZE(2) + JSON_OBJECT_SIZE(4) + 3 * JSON_OBJECT_SIZE(6) + 2 * JSON_OBJECT_SIZE(7) + 690；

DynamicJsonDocument doc(容量);

反序列化Json（文档，有效载荷）；

JsonArray 字段 = doc["fields"];

JsonObject features_0_attributes = doc["features"][0]["attributes"];

长 features_0_attributes_Last_Update = features_0_attributes["Last_Update"];

int features_0_attributes_Confirmed = features_0_attributes[“已确认”]；

//int features_0_attributes_Deaths = features_0_attributes["Deaths"];

int features_0_attributes_Recovered = features_0_attributes[“恢复”]；

if (count < 3){

//Serial.println(features_0_attributes_Confirmed);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("IN 确认：");

lcd.print(features_0_attributes_Confirmed);

//Serial.println(features_0_attributes_Recovered);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("IN 已恢复：");

lcd.print(features_0_attributes_Recovered);

}

if (count > 3){

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("洗手");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("避免接触");

}

if (count > 6){

count = 0;

}

}

else {

Serial.println("HTTP 请求错误");

}

https.end();

计数++；

}
 

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