前言

本文記錄，於大學二年級上學期的課餘時間，所製作的實物作品。

寒假時，與摯友閒聊提及，經其轉述，受其姊關切，特撰此文記之。

由於非專業科系出身，若有內容錯誤或是更佳的解決方案，敬請告知。

洗衣機改造－智慧聯網

開發構想

租屋處外的洗衣機與房間隔著一道水泥牆，洗程結束的提示聲幾乎聽不見。

加上，其雖然有定時功能，但只能設定六個、九個小時後，無法定時絕對時間。

我希望早上九點半起床，衣服已經洗滌完畢，晾完衣服直接出門上課。

亦或是要回家前，遠端遙控洗衣機開始洗程，到家直接可以晾衣服，豈不美哉。

遠端控制洗衣機開始洗程

控制洗衣機開始洗程需要依序按下兩個按鈕：開→啟動／暫停

拆下洗衣機的控制面板，開是個外接的微動開關（紅），焊接導線（綠）連接繼電器（藍）即可。

但是，其餘的控制⾯板有做防⽔處理，無法直接從銲接點上連接導線出來。

圖中熱熔膠的部分，即是我努力移除防水膠，但它實在太頑固，最後直接放棄的痕跡。

至於，模擬被防⽔處理的啟動／暫停按下的部分，最後的解決方案採用了伺服⾺達（藍）。

開發板則採⽤ NodeMCU 來連接網路，照⽚摘自 IG 限動，下⽅標有預估完成進度百分比，供參考。

洗程結束發送通知至手機

接下來是通知，我設計了蜂鳴器偵測模組，接獲洗程結束所鳴響的提⽰⾳，進⽽通知使⽤者。

控制面板上的是無源蜂鳴器（無震盪源），使用 PWM（脈衝寬度調變）驅動，開發板難以識別這個訊號。

用鱷魚夾引出蜂鳴器接腳後，我採用繼電器（黑）的機械特性消除 PWM，轉換為簡單的 0／1 訊號。

值得注意的是，繼電器有線圈結構，故會產⽣反電動勢，需要於線圈上跨接⼀個⼆極體。

否則，接下來的 PWM 脈衝會被消弭，使繼電器閉合不完全。

指定時間點自動開始洗程

硬體設計的部分吿一個段落，接著就是程式碼撰寫，定時功能也使用軟體實現。

⼿機上的配套 App 採⽤ 《Blynk》，程式碼非本文重點，故不贅述。

硬體安裝

移除洗⾐機上蓋加⼯，將電路板安裝⾄上蓋內部，微控板防⽔處理，⾛線、整線。

功能演示

最後插上插頭，完成！來看看它的功能演⽰。

小結

在不影響日常手動操作下，順利實現所有開發構想。

不過設定無法細部調整，如：洗衣模式、水量等，原因為防水處理無法引出導線所致。

未來計劃與 Apple 的 HomeKit 結合，實現 Siri 控制家電，屆時將再推出新貼文。

學習心得：

  • PP 材質易切割，ABS 則否。
  • 習得繼電器的迴路加上二極體的影響。
  • 加深對於 PWM 脈衝寬度調變的認知。
  • 更加了解物聯網的整體架構與原理。

機車置物箱改造－自動照明

開發構想

晚上在置物箱摸黑找東西實在不方便，為什麼多數機車車廠不在置物箱安裝照明設備呢？

秉持著 Maker 的精神，我開始著手設計自動照明設備，並重視使⽤者的體驗。

安裝燈條

機⾞電池剛好在置物箱的後部，便於接線，起初只有安裝燈條與開關各一，⼀切控制都是⼿動完成。

不過，每次打開置物箱還需手動開啟照明，有些⿇煩。

安裝磁簧開關

磁簧開關的運作原理為：磁鐵靠近斷開；磁鐵遠離導通（亦或反之）。

為了達到⾃動照明的效果，我安裝了磁簧開關，並於坐墊下方的相對位置上也安裝了磁鐵。

設計漸亮電路

雖然實現開啟置物箱後，自動點亮燈條，但燈條是被瞬間點亮的，使⽤體驗不是很完善。

因為使用者無法確定是⼀直亮著還是剛才亮起，倘若是前者，機⾞電池可能會被消耗殆盡。

故我設計了⼀個漸亮電路，使燈條於打開置物箱後緩緩變亮，如此一來就能確定是剛亮起的了。

功能演示

左圖為未使用漸亮電路的半成品，右圖為使用漸亮電路的最終成品。

小結

磁簧開關 $70 + 電子元件 $20 + 二手燈條 $30 + 磁鐵 $30 = $150。

實作中燒壞了⼀個磁簧開關，因為未注意電容短路放電時的大電流。

學習心得：

  • 要將電容短路放電時，應檢查短路電路上所有電子元件的耐電壓、耐電流。
  • 訊號放大應使用雙電晶體或達靈頓電晶體放大，否則會增加電容體積。