構(gòu)建一個帶有LCD的自動洗手液分配器

冠狀病毒 （Covid19） 正在世界范圍內(nèi)造成嚴(yán)重破壞。幾乎每個國家都在遭受冠狀病毒的折磨。世衛(wèi)組織已經(jīng)宣布它為大流行病，許多城市處于封鎖狀態(tài)，人們無法走出家門，數(shù)千人喪生。

在這個項目中，我們將構(gòu)建一個帶有 LCD 的自動洗手液分配器，該 LCD 還顯示冠狀病毒病例的實時計數(shù)。該項目將使用 ESP32、超聲波傳感器、16x2 LCD 模塊、水泵和洗手液。我們正在使用Esri 的 API Explorer來獲取 Covid19 感染者的實時數(shù)據(jù)。超聲波傳感器用于檢查消毒機出口下方是否存在手。它將不斷計算消毒劑出口與自身之間的距離，并在距離小于 15 厘米時告訴 ESP 打開泵以將消毒劑推出。

所需組件

ESP32 開發(fā)模塊

超聲波傳感器

16*2液晶顯示器

繼電器模塊

迷你直流潛水泵

消毒洗手液

用于獲取 Corona 實時數(shù)據(jù)的 API 鏈接

在這里，我們需要從互聯(lián)網(wǎng)上獲取數(shù)據(jù)，然后將其發(fā)送到 ESP32 以在 16x2 LCD 上顯示。為此，將調(diào)用 HTTP 獲取請求以從 Internet 讀取 JSON 文件。在這里，我們使用的是冠狀病毒病 GIS Hub提供的 API 。您可以輕松編譯正確的查詢 URL 以獲取印度的確診和康復(fù)病例總數(shù)，如果您想將其用于其他國家/地區(qū)，還可以更改國家/地區(qū)。

現(xiàn)在單擊“立即嘗試”或?qū)⒉樵?URL 粘貼到新瀏覽器中，該查詢的輸出將如下所示：

{“objectIdFieldName”：“OBJECTID”，“uniqueIdField”：{“name”：“OBJECTID”，“isSystemMaintained”：true}，“globalIdFieldName”：“”，“geometryType”：“esriGeometryPoint”，“spatialReference”：{“ wkid”：4326，“l(fā)atestWkid”：4326}，“fields”：［{“name”：“Country_Region”，“type”：“esriFieldTypeString”，“alias”：“Country/Region”，“sqlType”：“sqlTypeOther ”，“l(fā)ength”：8000，“domain”：null，“defaultValue”：null}，{“name”：“Province_State”，“type”：“esriFieldTypeString”，“alias”：“Province/State”，“sqlType ”：“sqlTypeOther”，“長度”：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”：“活動”，“類型”：“esriFieldTypeInteger”，“別名”：“活動”，“sqlType”：“sqlTypeOther”，“domain”：null，“defaultValue”：null}］，“features”：［{“attributes”：{“Country_Region”：“India”，“Province_State”：null，“Confirmed”：194，“Recovered ”：20，“Deaths”：4，“Active”：170}}］}

獲取 JSON 數(shù)據(jù)后，現(xiàn)在生成代碼以讀取 JSON 數(shù)據(jù)并根據(jù)我們的需要對其進行短語處理。

現(xiàn)在向下滾動到解析程序并復(fù)制對您有用的代碼部分。我復(fù)制了以下變量，因為我只需要印度確診和康復(fù)的病例。

電路原理圖

下面給出了這款Covid19 追蹤器和自動洗手液分配器的完整電路圖

水泵通過繼電器模塊連接到 ESP32。繼電器的 Vcc 和 GND 引腳連接到 ESP32 的 Vin 和 GND 引腳，而繼電器的輸入引腳連接到 ESP32 的 D19 引腳。超聲波傳感器的 Trig 和 Echo 引腳連接到 Arduino 的 D5 和 D18 引腳。

下表給出了完整的連接。

這款運動傳感器洗手液分配器的硬件如下所示

為 Covid19 追蹤器編程 ESP32

Auto Hand Sanitizer 和 CORONA19 Tracker的完整代碼可在頁面末尾找到。這里解釋了程序的重要部分。

通過包含所有必需的庫文件來啟動代碼。HTTPClient庫用于從 HTTP 服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。ArduinoJson庫用于短語數(shù)據(jù)數(shù)組。這里 ArduinoJson 庫用于過濾已確認的案例并從我們從服務(wù)器獲取的數(shù)據(jù)數(shù)組中恢復(fù)。LiquidCrystal 庫用于 LCD 顯示模塊。

#include 
#include 
#include 
#include 

要從服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，NodeMCU ESP32 必須連接到互聯(lián)網(wǎng)。為此，請在以下行中輸入您的 Wi-Fi SSID 和密碼。

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

之后定義連接 LCD 模塊、超聲波傳感器和繼電器模塊的引腳。

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;

現(xiàn)在我們輸入之前生成的 API 鏈接。使用此鏈接，我們將獲得印度的確診病例總數(shù)和康復(fù)病例總數(shù)。您可以根據(jù)自己的需要更改 URL 中的國家/地區(qū)名稱。

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 , 恢復(fù)";

現(xiàn)在在void setup()中，將超聲波傳感器的 Trig 和 Echo 引腳定義為輸入引腳，將 Relay 引腳定義為輸出。

pinMode（trigPin，輸出）；
pinMode（echoPin，輸入）；
pinMode（泵，輸出）；

要了解有關(guān)超聲波傳感器如何工作的更多信息，請查看其與 Arduino 的接口，我們已經(jīng)解釋了其 TRIG 和 ECHO 引腳的功能以及它如何用于計算任何物體之間的距離。另外，檢查其他基于超聲波的項目。

之后，檢查 ESP 是否與 Wi-Fi 連接，如果沒有，它將通過在串行監(jiān)視器上打印“……”來等待 ESP 連接。

WiFi.開始（ssid，通過）；
  而（WiFi.status（）！= WL_CONNECTED）
  {
    延遲（500）；
    Serial.print("."); //打印...直到?jīng)]有連接
  }
  Serial.println("WiFi 連接");

在void ultra()函數(shù)內(nèi)部，我們將使用超聲波傳感器不斷計算距離，如果距離小于或等于 15 厘米，它將打開泵 2 秒，將消毒劑通過管道推到外面。不知不覺中，當(dāng)有人將手放在出水管下方時，距離會減小，并會觸發(fā)泵啟動。

無效超（）{
  數(shù)字寫入（trigPin，低）；
  延遲微秒（2）；
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  延遲微秒（10）；
  數(shù)字寫入（trigPin，低）；
  持續(xù)時間=脈沖輸入（回聲針，高）；
  距離 = 持續(xù)時間 * 0.0340 / 2；
  Serial.println("距離");
  Serial.println(距離);
  如果（距離 <= 15）{
    Serial.print("開泵");
    數(shù)字寫入（泵，高）；
    延遲（2000）；
    數(shù)字寫入（泵，低）；
    ESP.restart();
    }
}

現(xiàn)在在void loop()函數(shù)中，通過讀取 JSON 文件并使用以下行在串行監(jiān)視器上打印 JSON 數(shù)據(jù)來檢查 ESP32 是否接收到 JSON 文件

int httpCode = https.GET();
  if (httpCode > 0) { //檢查返回碼
 字符串有效載荷 = https.getString();

之后，使用ArduinoJson Assistant 生成的分詞程序。這個措辭程序?qū)槲覀兲峁┯《却_診和康復(fù)病例的總數(shù)。

JsonArray 字段 = doc["fields"];
JsonObject features_0_attributes = doc["features"][0]["attributes"];
長 features_0_attributes_Last_Update = features_0_attributes["Last_Update"];
int features_0_attributes_Confirmed = features_0_attributes[“已確認”]；
//int features_0_attributes_Deaths = features_0_attributes["Deaths"];
int features_0_attributes_Recovered = features_0_attributes[“恢復(fù)”]；

使用 Covid19 Tracker 測試自動洗手液

所以最后我們的電池供電的洗手液分配器已經(jīng)準(zhǔn)備好進行測試了。只需按照電路圖連接硬件并將程序上傳到 ESP32，在開始時您應(yīng)該會在 LCD 上看到“Covid19 Tracker”和“Hand Sanitizer”消息，然后幾秒鐘后它會在屏幕上顯示確認病例和恢復(fù)病例液晶屏如下圖。

#include

#include

#include

#include

const char* ssid = "Galaxy-M20";

const char* pass = "ac312124";

整數(shù)計數(shù)；

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;

持續(xù)時間長；

整數(shù)距離；

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

無效設(shè)置（） {

Serial.begin（115200）；

延遲（2000）；

pinMode（trigPin，輸出）；

pinMode（echoPin，輸入）；

pinMode（泵，輸出）；

數(shù)字寫入（泵，低）；

lcd.begin(16, 2);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Covid19 追蹤器");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("洗手液");

Serial.println("正在連接");

序列號.println(ssid);

WiFi.開始（ssid，通過）；

而（WiFi.status（）！= WL_CONNECTED）

{

延遲（500）；

Serial.print("."); // 打印 ... 直到未連接

}

Serial.println("WiFi connected");

}

void ultra(){

digitalWrite(trigPin, LOW);

延遲微秒（2）；

digitalWrite(trigPin, HIGH);

延遲微秒（10）；

數(shù)字寫入（trigPin，低）；

持續(xù)時間=脈沖輸入（回聲針，高）；

距離 = 持續(xù)時間 * 0.0340 / 2；

Serial.println("距離");

Serial.println(距離);

if (distance <= 15){

Serial.print("開泵");

數(shù)字寫入（泵，高）；

延遲（2000）；

數(shù)字寫入（泵，低）；

ESP.restart();

}

}

無效循環(huán)（） {

超（）；

HTTP客戶端 https;

字符串?dāng)?shù)據(jù)；

https.開始（網(wǎng)址）；

int httpCode = https.GET();

if (httpCode > 0) { //檢查返回碼

字符串有效載荷 = 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（文檔，有效載荷）；

JsonArray 字段 = doc["fields"];

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

長 features_0_attributes_Last_Update = features_0_attributes["Last_Update"];

int features_0_attributes_Confirmed = features_0_attributes[“已確認”]；

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

int features_0_attributes_Recovered = features_0_attributes[“恢復(fù)”]；

if (count < 3){

//Serial.println(features_0_attributes_Confirmed);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("IN 確認：");

lcd.print(features_0_attributes_Confirmed);

//Serial.println(features_0_attributes_Recovered);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("IN 已恢復(fù)：");

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("避免接觸");

}

if (count > 6){

count = 0;

}

}

else {

Serial.println("HTTP 請求錯誤");

}

https.end();

計數(shù)++；

}