智能洗手机
队员 : 李勇坤、侯嘉云
组别 : 小学初级组
队名 : 凌云队
内容详情




作品名称
智能洗手机
团队名称
凌云队
参赛项目
智能家居


参赛组别
小学初级组    小学高级组    初中组    高中组


团队成员与分工
姓名
职责
具体职责

李勇坤
研发思路
硬件选择、程序设计与编程

侯嘉云
外观设计
材料选择、外观制作、硬件接线、作品美化
作品设计思路


面对新冠肺炎的恐怖蔓延,在特殊时期,我们需要戴口罩,勤洗手。如果很多人去触碰一个物品,那很可能会发生交互感染。所以,我们想到制作一个能防止交互感染的机器——智能洗手机。帮我们自动出洗手液、出水洗手的机器。这样可以防止交互感染。
















作品硬件清单
名称
功能描述
备注

Arduino nano板
Arduino Nano是Arduino USB接口的微型版本ArduinoNano的尺寸非常小,非常方便做作品
主控板

扩展板
Nano板引脚扩展
G就是GND,V是电压,S是信号输入

ESP8266-01 Wife模块
ESP8266 是一款超低功耗的UART-WiFi 透传模块,可将物理设备连接到 Wi-Fi 无线网络上,进行互联网
或局域网通信,实现联网功能。


模块供电是接3.3V

继电器
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)
用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”,在输出电路里我们用继电器来实现电路的通断

红外避障传感器
红外避障模块是具有一对红外线发射与接收管,发射管发射出一定频率的红外线,当检测方向遇
到障碍物(反射面)时,红外线反射回来被接收管接收,经过比较器电路处理之后,绿色指示灯会亮
起,同时信号输出接口输出数字信号(一个低电平信号)


这个项目我们利用红外避障传感器检测障碍物对应高低电平的变化来控制继电器的触发,进而控制出洗手液和智能出水的功能

土壤传感器
土壤传感器是模拟传感器,因此我们通过模拟输
入获得电压值。 土壤越干燥,电压值越大,


这个项目我们利用土壤传感器检测对水多少对应高低电平的变化来控制继电器的触发,进而控制洗手液的补给

超声波传感器
 HC-SR04 超声波测距模块可提供 2cm-400cm 的非接触式距离感测功能,测距精度可达高到 3mm
这个项目我们利用超声波传感器检测有效距离来控制继电器的触发,进而控制烘干机的开关

热释电传感器
人进入其感应范围则输出高电平,人离开感应范围则自动延时关闭高电平,输出低电
平。




温湿度传感器
DHT11 数字温度 - 湿度传感器是一种包含校准数字信号输出的复合传感器。


使用温湿度传感器检测空气中的温度和湿度。 传感器将收集的数据发送到主控板板。 处理完毕后,结果将反映在液晶显示屏上,第一行显示温度,第二行显示湿度。



潜水泵

执行器

电机

执行器

显示屏

执行器

LED灯

执行器
作品连接图














作品制作步骤
第一步
功能规划,外观设计和硬件选择

首先,我们进行了使用材料的规划,所有需要用到的材料清单作品的材料我们选择以木板作为底座,矿泉水瓶来制作洗手机和储水的容器,KT板作为外形封装。
功能的实现我们用到一个Arduino nano主控板,1个扩展板、1ESP8266 wife模块、1个继电器、5个传感器,执行器我们用到1个电机1LED灯和1个电阻、1个液晶显示屏等。


第二步
传感器的定位以及主控板、显示器、继电器、部分硬件的安置区域

我们把主控板、继电器等大部分硬件放在作品的墙后部区域,作品的前面展示区域,基本上是功能展示和传感器。我们做好规划后用热熔枪固定。





第三步
电路焊接,安装传感器以及硬件接线。(硬件的接线我们是按照事先设计好的硬件接线图来进行接线的





第四步
程序设计及调试



物联网部分的实现我们使用的是第三方平台Blynk进行数据交互的。


第五步
效果调试,作品美化


在外观制作的过程中,我们遇到的难点是物理功能的实现和外形的美观,经过材料的不断筛选,最终确定用废旧的矿泉水瓶做容器和废旧的洗手液出水嘴来制作,烘干机我们用来个电脑的风扇来代替。物联网的编程学习,程序的逻辑问题,也是我们的挑战之一。





成品外观








功能说明


功能一:防止交互感染,自动出洗手液
我们通过红外避障传感器和主控板作为输入电路,配合继电器和潜水泵作为输出电路,实现自动出洗手液
功能二:自动补给洗手液
我们做装洗手液的容器里安装里土壤传感器,利用土壤传感器检测对洗手液的多少对应高低电平的变化来控制继电器的触发,进而控制洗手液的补给,方便我们添加洗手液。
功能三:节能出水
智能出水,节能环保。当手离开传感器检测区域的时候,自动关水,节约每一滴水资源。
功能四:温湿度实时显示
通过温湿度传感器的检测,在液晶显示屏上显示出实时温度和湿度,通过Blynk APP中的 SuperChart组件来显示实时的温度和湿度,方便查看
功能五:智能灯
利用热释电传感器的工作原理,搭建的智能、节能灯。
















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