作者：CH.Tseng 專案緣起 我們生活周遭的垃圾桶有很多種，有大有小有公用也有個人用，不同的放置地點也會影響到其功能與地位，例如廚房用的廁所用的汽車用的或者醫院用的，它們彼此的外形與收納的垃圾就大異其趣，唯一相同之處就在於：沒有人願意在它們的身邊多待一會兒。 既然垃圾桶是如此的討人厭，更遑論是要去碰觸它了，奈何我們周遭的垃圾桶大多都有蓋子，必須勞煩我們的玉手將它開啟後才能將垃圾丟入，但誰知道前一個丟的是什麼垃圾？蓋子上黏乎乎的是什麼東西？大部份的人勉強用指尖小範圍之處嫌惡的掀開後丟入，女性朋友們則需要暫停呼吸外加一張面紙來隔絕，少數有潔癖的朋友可能馬上要去洗手以求心安，說到底，這樣另人討厭的動作，何不讓垃圾桶自己來代勞呢？ 專案介紹 打算要改裝一般普通的垃圾桶，讓它能夠在我們的手伸過來時就自動將蓋子打開，一直到垃圾丟入手縮回去之後才將蓋子關閉，此外，它的上方有LED燈隨時告知內部的垃圾量，讓我們看到燈的顏色便知道它目前內部垃圾的多寡，以決定要不要把它清一清。 準備材料 下方是所有的材料清單，總價格約在$300~$400之間。 ・一個掀蓋式垃圾桶（我用的是迷你桌上型） x 1 ・小麵包板 x 1 ・相關線材（如杜邦線） 不定量 ・Arduino Nano 開發板 x 1 ・3色LED x 1 ・超音波測距模組 （HC-SR04） x 1 ・伺服馬達（SG90 Tower Pro 2Kg） x 1 因為我示範的是小型的垃圾桶，所以用的伺服馬達也是小型的（2KG/cm扭力），直接用Arduino接出的5V電源便已足夠。如果你用的是大型垃圾桶，那麼伺服馬達的扭力要買較強一點的，此外也能必須使用外部電源，單靠Arduino板子的電流會不夠。 整體設計 預定的設計如下，上方的超音波模組用來偵測內部的垃圾量，右下方的超音波則用來偵測使用者手部的動作；大部份的零件皆置於上方的蓋子及卡座（兩者預設是連接在一起，與下方的本體可分離），不影響到使用者安裝或抽換垃圾袋的動作。 最終外觀 測試結果 我們將手逐漸靠近，約15公分距離時，蓋子果然打開了。 要等到手離開垃圾桶之後，蓋子才會慢慢蓋起。上面綠燈表示裏頭目前的垃圾量很少。 參考資源 完整製作範例請參考：https://chtseng.wordpress.com/2015/11/28/automatic-trash-can-docx/
作者：Jack Hsu 前言 我有沒有聽錯？！3.3V／8MHz 8bit MCU 的 Arduino Mini Pro 竟然可以拿來做「動畫胸牌」，不是 LED 的那種（下方左圖），而是 64K 彩色 LCD 的那種（下方右圖）。它不僅可以秀文字和影像，還可以選擇多張自己喜歡的影像及輸入自己想要的文字後再下載，更誇張的是竟然沒有用到 SD 卡，總成本不到二個小朋友（＜NT$500）。 各位 Maker，這是真的！而最主要的功臣就是來揚科技（Lyontek Inc.）的那顆 PSRAM（Pseudo Static Random Access Memory，右圖綠色板子上正中間那顆八隻腳的 IC）。但到底什麼是 PSRAM，又要怎麼才能完成這項作品，就讓我們繼續看下去。 前一陣子剛好買了一些 LCD 模組準備來開源另一個項目，正好 MakerPRO 歐兄提供我一顆來揚科技（Lyontek Inc.）的 PSRAM ，也和廠商交換意見，想出了一些點子，或許可幫助 Maker 們創作出一些有趣的應用。 在經過一番集思廣益後，我決定把原先另一個項目延遲，並把 LCD 模組先挪過來使用，先推出【OpenQSignage 迷你電子看板】，並免費開源給各位 Maker！ 創作架構 本專案利用樹莓派 Pi Zero W、500 萬素相機模組、2.2 吋 SPI 介面 QVGA （320*240 […]
作者：CH.Tseng 專案介紹 學習了一些Arduino的基本知識及感測器的手法之後，或許是我們自己試試看設計一些好玩應用的時候了。 其實我一直想要拍攝野生鳥類的相片，一般來說這必須使用貴得驚人的望遠鏡頭，透過遠距離拍攝的方式才能拍到不錯的畫面。但其實，我們可以利用Arduino來設計自動化的工具，以近距離的方式來拍攝到更為寫實畫質更好的鳥類相片。 著名的攝影師Robert Capa曾經說過「如果你的照片拍的不够好，那是因為你靠的不够近」，所以這類以近距離方式所拍攝的野生動物相片，往往不但能表現出最自然野性的一面，而且這類以貼近的廣角攝影角度，帶來的臨場與寫實感更具震撼力，那猶如和你對望的瞳孔反射、以及層次分明的毛羽肌理，這些都是一般望遠鏡頭所無法拍攝出的感覺。 不過在都市化的台灣，除非上山下海或遠征百岳，否則要拍攝野生鳥類或動物談何容易，不光是數量稀少，而且只要任何的小動作或聲響便能讓羞怯的牠們立即逃之夭夭，所以，唯一的方式便是，透過偽裝與藏匿讓動物們毫無戒心的靠近，再利用相機在它們接近時自動拍攝。 而一般的DSLR單反相機除了快門按鈕之外，還可以透過紅外線遙控或是外接快門線的方式來間接控制快門的拍攝，此外一些最新的機型還內建了網路晶片能利用WiFi透過手機來控制並拍照。不過，這些動作都是由人來操作拍攝，我們希望讓相機能夠根據現場環境變化來自動執行拍攝的動作，這樣才能讓動物們放心的靠近，這樣自動化的拍攝動作，我想利用Arduino來DIY是很適合的。 因此我打算做一個自動拍照系統，它能夠在當動物靠近時自動的拍攝，效果就類似下圖，這是國外一個Maker的一幅作品，他也是利用Arduino加上PIR sensor再搭配Canon的單反相機所拍攝完成。 拍攝的方法 國外一些Maker他們大都是單單使用PIR sensor就拍到不錯的相片，不過我有點狐疑，因為台灣戶外的陽光強烈，當中包含了可見與不可見各式波長的光線，理論上PIR會受到干擾才對。因此為了避免PIR不作用，我再加上了一個超音波偵測器，打算當Arduino偵測不到PIR感應時就自動使用超音波，在60公分之內發現有障礙物時就自動拍攝。 這是大略的設計，我打算找一個長方型的面紙或餅乾盒，機絲都塞在裏面，理論上只要直接擺在平台或草地上，前方再灑一些誘餌，當動物靠近時就可以觸發快門拍攝到野生鳥類的相片了。 瞭解單反的快門線運作原理 一般的單反相機都有提供外接快門線的功能（部份較低階的單反可能僅提供紅外線遙控不支援快門線），以Canon來說，這是它的兩種快門線插孔所對應的功能： 上圖為Canon入門單反使用的快門線（350D, 400D, 450D）。 上圖是中高階專用快門線（例如40D, 7D, 5D）。 其實不只Canon，其它廠牌的單反例如Nikon、Olympus、Pentax、Sony…等等，它們的快門線接頭外觀長得都不同，但其實原理都是類似：當Ground與Focus接觸時，相機會開始對焦，再加上Shutter時，就會觸發快門進行拍攝。我建議可購買一個較便宜的副廠快門線實際拆解看看，您就會清楚它的原理和動作了，一般來說，這類的快門線內部會有三片白鐵，分別代表兩段式按壓動作，當第一段按壓時，Focus會先與Ground接觸進行對焦，再往下按壓時，則接觸到Shutter完成拍攝動作。最好的方式就是買一條便宜的副廠快門線，實際把它拆解看看。（下圖引用自https://meerstone.wordpress.com/2012/05/11/extending-a-wired-shutter-release/） Panasonic微單眼相機的快門線比較特殊，它是利用目前電阻值來判斷要進行對焦還是快門拍攝的動作。 程式設計 由於相機在拍攝前需要先對焦，因此我寫了一個shootNow() function執行拍攝的動作，先對zoomPin腳位輸出高電壓使得繼電器將快門線的groundh與focus腳位接通，再delay個2稍讓它完成對焦的動作，接下來對shootPin送出高電壓，第二個繼電器則會將groundh、focus及shoot三個腳位全部接通，等於是深按下快門鍵拍攝。另外，在超音波的部份我使用了HCSR04Ultrasonic這個package而沒有自己編寫。該package可從這連結下載。 接線 由於使用了兩個繼電器，一個用來對焦，另一個按下快門，因此接線搞得有點複雜。 這次我用旳是Olympus相機，它的快門線是採用較簡單的、獨立的三條線Ground、Focus、Shooter分別接通的方式，因此第一個繼電器用來接通Ground與Focus，也就是進行對焦。如果在Ground與Focus接通的情況下再接通第二個繼電器，也就是Ground、Focus、Shooter全部接在一起，快門就會動作了。 (改良) – 戶外陽光強烈時會嚴重干擾，造成PIR處在持續報警的狀況，幾乎無法正常作業。 使用可以感應目前光線明亮度的光敏雷阻，當陽光太強時會自動由PIR切換為超音波來偵測。 (改良) – 繼電器與相機對焦的聲音過大，觸發時容易驚嚇到拍攝對象。 使用電晶體（型號2N2222）取代了嘈雜且體積又龐大的繼電器，接法請參考下圖。要特別注意的是快門線中間那條接地的配線一定要接地，而非單純的與其它兩條線斷開或相接，這樣電晶體才能動作。 拍攝成果 我在娘家後門附近找到了一處不錯的地點，雖然左側有一座工廠，但另一側則是一片廣闊田野僻連到遠處的八掛山，四周不時有悅耳的鳥鳴傳來，而且剛到時還有隻斑鳩大揺大擺的走過呢，看來是個理想的測試地點。於是我在水溝邊一處水泥高台上擺下了這第二版的道具，利用雜草樹枝遮蔽了外盒和相機，只露出個黑色的鏡頭，前方30公分則放了一些岳父大人所推薦的鳥類最愛：矖乾的稻穗。待一切都佈置好之後，就只等著有緣的鳥兒來臨幸了，於是當天整個下午就放任著它就在那兒自動拍攝，若說真有什麼需要擔心的，大概就是下雨和小偷了。 幸運的，第二版的改進果然有些效果，當天這隻可愛旳小鳥在不自覺的情況下被拍攝到了。這隻外觀土氣長得像一般常見的麻雀，但它可不是哦，它的俗名是「褐頭鷦鶯」，鳴聲尖細清脆，是一種活動於灌木及草叢的小型鳥類，那長長蹺蹺的尾巴是它的一大特徵，老一輩的會用台語稱它為「芒噹丟仔」。 有點猶豫，得四處觀望一下。 看得出它剛離巢不久，身上的稚羽尚未脫盡。 由於快門聲還挺大的，它一定聽見了，因此轉過身來瞧瞧。 Resource： CH. Tseng個人網站 詳細介紹
作者：農林漁牧大業 發表日期：April 19, 2016 專案背景： 因應物聯網、互聯網之興起，不只帶動智能科技發展，也使得科技農業趨於成熟可靠，各國著重於提升製造力4.0於科技農場，有見於此趨勢，團隊專注於整合物聯網科技各種智能方案於科技農業，開始發展智聯雲端農漁業IoT監控系統。 專案核心 – 讓魚當農夫： 何謂「魚菜共生系統」？簡而言之，就是「魚幫菜、菜幫魚」。這是一種結合水產養殖和水耕栽培的互利共生生態系統，運作模式是利用養魚的水來種菜。由於池子的水帶有魚的排泄物，含有氮、氨等成分，因此能提供蔬菜生長所需養分，且蔬菜淨化水質後又可以導回魚池再利用。 專案架構： 監測雲端系統、控制環境條件：透過物聯網感測器的監測及雲端資料靠的整合分析，能確保水耕及水產環境條件無虞。 專家系統提高養殖與植栽成功率：系統匯集了水耕植物與養殖魚類的相關豐富參數，經分析感測器上傳雲端的資料後，此專家系統能根據使用者挑選的魚苗及菜苗進行最適合的運轉參數設定，包括水位深度、光照度等，對用戶來說就像是擁有了一個強大的顧問。 硬體說明： MediaTek LinkIt™ Smart 7688整合氣溫、光照、魚缸水位、Ph 值與即時影像等sensor資訊，再對IoT database通訊來上傳資訊，並且可以自動在光照不足設定值時點亮LED，魚缸水位低於設定值時啟動抽水馬達從外部汲水。 Resource 官網：農林漁牧大業 FB：魚菜系統_物聯網
作者：chtseng 前言 資訊搜集 –> 處理分析–> 動作執行，這是IoT環境中最基本的組成要素，感測器搜集環境資訊後，透過指定的通訊協定傳送到至控制中樞，經過處理分析後再將命令送交各device端執行。要實現這樣基本的系統，我們在這三個端點都需要部署一個執行單位（開發板）以及訊訊模組，以實現RF連線以及資訊傳送、接收、分析、執行等動作。 不過，現在我們只需要一片物美價廉的1對2無線傳輸模組，就能簡化上面這樣的系統，讓您在設計及佈建IoT專案更能得心應用。 如上圖，MUART0 RF UART模組替我們完成了MCU及通訊模組兩種工作，因此整體架構變得非常的簡潔單純。本文範例是以最實用的PM2.5感測加上空氣清淨機為例，不過您也可以更改為其它的模組，例如，PIR模組連動相機快門、門磁模組連動警報器、溫溼度模組連動冷氣機、一氣化碳偵測模組連動門窗開閤馬達…等等，各種場景應用不勝枚舉，您可以試看看。 感測、控制、執行三要素分離的PM2.5感測系統 平常市面所見的PM2.5空氣清淨機可以看成是all-in-one的資訊搜集 –> 處理分析 –> 動作執行，現在我們把它分離成三個獨立功能的裝置，也就是三件式無線PM2.5感測裝置：感測、顯示、Relay三種功能分離。平常我們看到的都是all-in-one，PM2.5感測、顯示以及啟動電源都做在一台空氣清淨機上，現在我們把它分離成三個獨立功能的裝置，使用起來更方便。 要完成這樣的三件式無線裝置，您需要先考慮procotol用藍牙還是RF或WIFI，接著為這三個裝置分別準備好Arduino開發板以及網路模組，最後還要設計裝置間訊號的收發傳送動作並引用並撰寫繁雜的程式碼。不過，如果您使用MUART0-P-1-2（凌陽創新1對2 RF UART傳輸模組），只需要一片Arduino，幾行Serial傳輸指令，並套用原本的PM2.5 library，馬上就能DIY出三件式PM2.5感測裝置，跟直接使用攀藤PM2.5模組一樣簡單哦。 使用MUART0-P-1-2設計動作流程 使用MUART0-P-1-2的三個無線裝置動作流程如下，由感測端的PM2.5資料接收開始，到觸發relay打開電源，最後再顯示於LCD上。 在此流程中串起三個裝置的靈魂要角是MUART0-P-1-2，它是1對2的無線Uart傳輸模組，能將傳統1對1的UART連接埠直接升級為無線UART傳輸，而且還能連接兩組UART介面。由於是1對2，因此其包裝為三個一組，包含Device端（編號P1）兩片及Root端（編號P0）一片，可由背面的標籤來識別（P0為Root，P1/P2為Device #1/#2）。 P0（Root）端可透過CTS pin腳選擇要與P1或P2連接，當CTS預設未接時，連接的是P1（Device #1），CTS接地時，則與P2（Device #2連接）。其實1對2的使用及功能與1對1完全相同，差別在於多了透過CTS腳位來選擇Device的功能。（CTS腳位位置如下） 所需材料及組裝 PM2.5感測端 材料需求 MUART0-P-1-2的P1 device: https://www.icshop.com.tw/product_info.php/products_id/25964 USB接頭、攀藤的G5T（PMS5003T）。 攀藤的G5T除了PM2.5之外，還能一併偵測溫度和溼度，相當方便。 組裝及接線 這是三個裝置中最重要、但也是最簡單的一個，因為只要把攀藤的PM2.5感測器如下圖般與MUART0-P-1-2的P1相連接就OK了（注意TX與RX要對接），所有資料傳輸工作都已經由MUART0-P-1-2替你代勞。 LCD顯示端 材料需求 Arduino UNO、MUART0-P-1-2的P1 device、3色LED x1、 16×2 LCD（1602 IIC）x1、PIR、按鈕x2 組裝及接線 顯示端主要在於顯示及控制，因此加了兩顆按鈕、三色LED以及一個PIR模組，使用的零件較多也顯得接線麻煩一些，但只要按圖索驥並不太難。注意按鈕部份您應該要加個10K的上拉或下拉電阻，下圖中此部份並沒有秀出來。 PIR的用途為偵測是否有人接近，有的話則啟動LDE模組的背光功能一段時間後再關閉，以節省電源。 三色LED用於顯示裝置的狀態，例如PM2.5正常時顯示綠燈，偏高時顯示藍燈，過高時顯示紅燈。 兩顆按鈕用於調整PM2.5的threshold值，控制relay何時需要開啟。另外，同時按下時可開啟/關閉PIR的功能。 Relay控制端 材料需求 繼電器relay x1、MUART0-P-1-2的P2 device、110V電源接頭、USB接頭 組裝及接線 Relay端也不難，但要注意的是，Output […]
指導教授：曹永忠 博士 作者：陳威佑、陳籥東、周佾緯 創作發想 隨著現在現代人健康意識逐漸抬頭，空氣品質越來越受到重視，也發現「PM2.5」的問題嚴重，PM2.5之所以恐怖，是因為PM2.5易附著戴奧辛、多環芳香烴以及重金屬等有毒物質，因此了解身邊的空氣品質已然成為大眾習慣行為之一，就像看天氣預報一樣。現行市面上雖已有許多能偵測空氣品質的空氣盒子套件可以自行組裝使用，但僅限連接該機器的電腦可以得知，為了能讓身處異地的人即時得到該空氣品質數據，我們將數據透過網際網路分享至雲端，使得遠端監控的概念得以實現。 運用材料 麵包板*1 公對公杜邦線*2 公對母杜邦線數條 按鈕*1 單芯線2小段 Ameba板*1 LCD lcm1602*1 時間模組DS3231*1 pm2.5感測模組pms5003*1 keyes RGB模組: 電路接腳圖(由於pms5003元件(VDD=5V)找不到，暫時先用其他uart模組代替): 硬體架構圖 成果影片 結論 PM 2.5是近年來很重要的環保議題，其危害人體健康的地方是顯而易見。所以我們使用上課教導的Amber，將其加上空氣盒子，建構「小型空氣監控站」，更透過網路的加入將即時資訊傳上雲端，讓我們可以在遠處利用上網的方式得到即時數據，完成「遠端監控」理念。當然現在也已經出現專門統整各地空氣品質的網站，我們也可以透過上傳我們手中的資訊，讓網站資料庫更加完整，讓不管是當地或是想到此地旅遊的人可以透過網站，得以提早做好相關防範措施，以捍衛自己的「健康權利」。由於此次的實作，在我們在查詢資料的過程中，也意外的發現所謂的PM 2.5 可以造成的問題，其實比我們想像中來的多，也得知其成因並非單單的工業汙染，還有我們一般民眾某些行為，而大眾普遍不知道這些情況，我們覺得政府有必要透過宣導方式，讓大家明瞭，進而做出改變，此舉不只為了救地球，更是捍衛了自己健康。 創作團隊 國立暨南國際大學 電機工程學系 大學學士班三年級 物聯網系統與實作專題報告 －『空氣品質感測』 指導教授：曹永忠 博士 組員：104323010陳籥東、104323030周佾緯、104323032陳威佑
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