如何为智能秤增加闹钟功能

第1步：

使用了以下工具和材料在此项目中：

工具和材料：

3D打印机。它用于打印电子设备封装的外壳。

焊铁和焊丝。部分组件（例如ESP8266 Firebeetle和LED矩阵盖）未附带焊接端子。我需要焊接一些电线或引脚以连接这些设备。

收缩管。 l还必须焊接每个称重传感器的导线。可以使用一片收缩管来更好地隔离导体。

螺丝刀。使用一些螺丝安装结构。使用一套螺丝刀。

螺丝。 我用了一些螺丝将3D打印部件固定在秤的底座上。

M2x6mm螺栓。它们用于将电子元件安装在外壳内。

1.75mm PLA 您想要的任何颜色。

FireBeetle ESP8266开发板。使用Arduino IDE非常容易使用和编程。它具有内置的Wi-Fi模块，因此您可以在各种项目中使用它。它有一个3.7V电池的连接器，这对组装这个项目非常有用。我还有一个内置电池充电器。当连接到USB插头时，它将为电池充电。如果您愿意，也可以使用其他基于ESP8266的电缆。在您选择的电路板上下降，连接和充电电池或连接LED矩阵会更困难一些。案件的尺寸也需要验证。

Firebeetle覆盖 - 24x8 LED矩阵。该模块易于安装在Firebeetle ESP8266开发板上。我用它来显示微控制器测量的值，显示一些状态等。如果你愿意，你也可以使用其他类型的显示器，如普通的LCD显示器（链接/链接）或OLED显示器（链接/链接）。

HX711模块。这用作称重传感器放大器。四个应变式称重传感器连接到该模块，它与ESP8266微控制器进行串行通信。

50kg称重传感器（x4）; 。它们用于衡量用户的体重。其中四个用于最大重量200公斤。

蜂鸣器。这用于制造恼人的噪音并唤醒我！

Micro USB线;

6根母女跳线

2 x 15 mm胶合板（30 x 30 cm）。它被用作规模的基础。

上面描述的链接只是建议你在哪里可以找到本教程中使用的项目（并支持我未来的黑客攻击）。您可以随意在其他地方搜索它们并在您最喜欢的商店购买。

我使用的是FireBeetle ESP8266开发板。它完美无缺！

您知道吗，只需139.99美元即可购买Anet A8 3D打印机？

第2步：3D建模

在这个项目中，我使用了为我的DIY Wi-Fi Smart Scale项目设计的相同3D打印部件。

智能秤使用Fusion 360 CAD软件进行设计。该模型由三个不同的3D打印部分组成：盖子，盒子和脚。

3D打印机壳为电子设备提供外壳，保护它们免受物理接触。电子元件安装在盖板部分（使用一些螺栓）。这部分有一个前遮阳板，显示器附在其上。称重传感器适合脚部，允许传感器连接到底座。

步骤3：3D打印和木工

我在PLA中打印了整个结构，两个不同颜色。整个打印花了我5点30分左右，使用0.2毫米分辨率和10％填充。无需支持。

这是一个实验原型。请注意，它是为给定的ESP8266开发板模型（ESP8266 Firebeetle）设计的。

如果您没有3D打印机，可以执行以下操作：

请朋友为您打印;

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

购买自己的3D打印机。您只需$ 389.99即可找到Creality3D CR10！来自http://bit.ly/2JIUVrf

隐私！您可以尝试组装没有3D打印部件的结构。

我的秤的基础是两块15毫米30 x 30厘米的胶合板。

我使用螺丝刀做了一些整体，用于传递称重传感器的导线，以及用于连接3D打印部件。

步骤4：组装秤

您可以找到有关如何的详细说明在我之前的教程（链接）上组装比例。这一次，我将专注于我必须在硬件和软件上进行的更改，以添加新功能（带有警报蜂鸣器的互联网同步时钟）。我建议你在继续之前阅读我以前的项目，特别是如果你想制作完整的小工具。

长话短说，我必须做以下事情：

焊接一些组件;

将称重传感器安装在3D打印的脚部件内，并使用一些螺钉将其连接到第一个木制面板上;

将显示器，HX-711模块和ESP8266 Firebeetle连接到3D打印的盖子部件;

用一些螺丝将外壳安装到木板上;

连接电线（稍后会详细介绍）;

使用3D打印封面关闭3D打印的外壳

将第二个木制底板安装在第一个上面;

绘制木板并在箱子上添加一些细节以便更好地完成。

步骤5：准备电子设备和接线电路

在此阶段，规模已经完全组装和功能。我将在这里描述添加蜂鸣器时必须做的更改。

首先我必须拆解部分结构。移除前盖以访问微控制器的引脚。几个跳线连接到数字引脚D3和D5。其中一个将提供蜂鸣器的GND参考，而另一个将提供频率信号并产生声音。

这次不需要焊接。我使用了母 - 母跳线来连接GPIO引脚和蜂鸣器引脚之间的连接。

最后，我有以下连接：

HX711 - 输入：

左上传感器信号（红线）=》 HX711 E-引脚

左下传感器信号（红线）=》 HX711 A +引脚

右上方称重传感器信号（红线）=》 HX711 A-针

右下方称重传感器信号（红线）=》 HX711 E +针

HX711-输出：（使用母 - 母跳线）

HX711 Vcc引脚=》 ESP8266 3.3V引脚

HX711 GND引脚=》 ESP8266 GND引脚

HX711 SCK引脚=》 ESP8266 GPIO 12（引脚D9）

HX711 DT引脚=》 ESP8266 GPIO 0（引脚D8）

蜂鸣器：（使用女性 - 女性跳线）

蜂鸣器正极引脚=》 ESP8266 GPIO 10（引脚D3）

蜂鸣器负极引脚=》 ESP8266 GPIO 2（引脚D5）

显示模块：

将它连接到Firebeetle ESP8266的顶部

注意我使用针脚D5作为蜂鸣器的GND。一旦我的ESP8266板的所有接地引脚都已被占用，我将此引脚用作输出，设置为低电平，以便它可以用作GND引脚。蜂鸣器消耗的电流是有限的，所以没关系。

这个蜂鸣器的声音并不大。毕竟，它只是一个廉价的5V蜂鸣器，由3.3V引脚供电。但这肯定足以唤醒我（考虑到我把它放在我的床边）。

检查连接后，案件再次关闭。现在让我们转到Arduino代码！

步骤6：在Arduino IDE上设置FireBeetle ESP8266

和以前一样，我使用Arduino IDE编程我的ESP8266。如果您之前已经使用过Arduino，这是更简单的方法，而且您不需要学习新的编程语言，例如Python或Lua。

如果您以前从未这样做过，首先，您必须为Arduino软件添加ESP8266板支持。

1。下载并安装Arduino IDE最新版本

免费下载，将其安装到您的计算机上并启动它。

2。添加ESP8266主板

Arduino IDE已经支持很多不同的主板：Arduino Nano，Mine，Uno，Mega，Yún等。不幸的是ESP8266默认不支持那些被支持的人开发板。因此，为了将您的代码上传到ESP8266基板，您必须首先将其属性添加到Arduino的软件中。

导航到文件》首选项（在Windows操作系统上为Ctrl +）;

将以下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，则表示之前已经在Arduino IDE上添加了其他板。在上一个URL和上面的URL末尾添加一个逗号。

点击“确定”按钮并关闭“首选项”窗口。

导航工具》板》板卡管理器，添加您的Firebeetle ESP8266板。

在搜索文本框中键入“Firebeetle-ESP8266”，选择“DFRobot的FireBeetle-ESP8266”并安装它。

现在您的Arduino IDE已准备就绪使用Firebeetle ESP8266开发板。

第3。添加库

以下库将用于我们的Arduino代码。下载以下库：

Adafruit NeoPixel库

Arduino http客户端库

Arduino IO库

Adafruit MQTT库

HX711库

Firebeetle LED矩阵库

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

将ESP8266模块连接到PC的USB端口，我们已经准备好了一些代码！

步骤7：Adafruit.IO配置

但首先，让我们配置我们的Adafruit.io Feed。

有一个许多数据记录服务可用于将微控制器传送到Web。通过这些服务，您可以上传/下载云中的数据，并做很多很酷的事情。看一下我的教程，了解如何使用Arduino + ESP8266从迷你气象站发送数据，例如Thinkgspeak。

Adafruit.IO就是其中一项免费服务。它非常容易使用，并承诺为每个人带来物联网！

创建Adafruit IO网络直播

以https：/登录/io.adafruit.com/

在 Feed》创建新Feed 添加名为“my weight”的新Feed。它将创建一个数据库，我们将使用它存储从小工具收到的测量重量。

创建另一个名为“闹钟”的Feed。这个用于配置闹钟;

复制您的Adafruit.IO密钥，该密钥稍后将用于允许您的设备访问数据库。导航设置》查看AIO密钥并复制活动密钥代码。稍后您将需要它用于您的Arduino（NodeMCU）代码。

在我之前的项目（链接）上，我还介绍了如何为Adafruit之间的通信配置IFTTT服务。 io和一些健身追踪平台（Fitbit，Strava，iOS Health或Misfit）。这次我将重点关注代码的闹钟部分，所以我将跳过有关如何配置IFTTT的详细信息。

步骤8：ESP8266代码

此时小工具差不多完成了！

下载Arduino代码并在Arduino IDE上打开它。必须更新以下参数：

WIFI_SSID ：在此输入您的Wi-Fi路由器SSID

WIFI_PASS ：在此输入您的Wi-Fi网络密码

IO_USERNAME ：这是您的Adafruit.io用户名

IO_KEY ：应在此处输入Adafruit.io密钥

calibration_factor ：此constal用于比例的校准

TIMEZONE ：您居住的时区（适用于时钟调整）

bedtimehour 和 睡前时间 ：您平时睡觉的时间

配置它们，并将代码上传到ESP8266。代码将立即开始运行。

智能秤将尝试连接WiFi网络和Adafruit.io服务。首次使用时，您必须设置闹钟时间。转到https://io.adafruit.com/username/feeds/alarm-clock并单击操作》添加数据。输入闹钟使用的时间（使用 hh：mm 格式）并发送。该值将由刻度接收并存储在其EEPROM存储器中。

每分钟都会根据从Google服务器收到的值更新时钟。您可以在此处找到有关它的更多详细信息。如果达到就寝时间，显示屏将变为（但刻度将继续运行）。在闹钟时间，蜂鸣器将开始响铃，直到有人（或某物）在秤上。

如果测量的重量超过给定值（THRESHOLD），它将读取给定次数的重量（ NUM_MEASUREMENTS）并计算平均重量。如果两个连续测量之间的重量变化超过某个值（THRESHOLD1），则重新开始该过程。确定平均值后，它将显示在LED矩阵上并传输到Ardafruit.io。刻度将等到用户退出并重新启动。

要校准刻度，请在刻度顶部放置一个已知的重量对象，并调整其因子直到它指示正确的值。您可以在您信任的另一个比例上测量自己的体重，它们会在物联网量表上再次测量您的体重并相应地调整因子。

步骤9：用法

一旦电子秤通电，它将自动连接Wi-Fi路由器并尝试联系Adafruit。 IO。这样它就可以发送一些数据（测量的重量）并接收一些信息（闹钟触发时间）。

然后它将连接谷歌服务器并读取当前时间。它将被显示，小工具将定期同步时间。

从Adafruit.io收到警报时间。每当更新进给时，该值将被发送到刻度，并将其存储在EEPROM存储器中。这样，如果连接丢失，或者由于某种原因断电，它将不会丢失此信息。

当达到闹钟时，蜂鸣器将开始振铃。它会保持这种状态，直到有人踩到它进行体重测量。此值将记录在Adafruit.io上。

显示将在给定时间关闭，因此在睡眠时间不会打扰您。一旦触发警报（早上），显示屏将再次亮起。