Boite aux lettres connectée

Rien de plus énervant que de devoir aller ouvrir sa boite aux lettre toutes les 5 minutes lorsque l'on attend avec impatience son nouveau PC ou le dernier composant permettant de finir un projet. Voici la solution !! Une boite aux lettres connectée vous avertissant sur Twitter lorsque le facteur passe.

Difficulté

Difficile ⧼wf-propertyvalue-difficulty-Difficile⧽

Durée

10 heure(s) ⧼wf-propertyvalue-durationtype-heure(s)⧽

Catégories

⧼wf-propertyvalue-area-Mobilier⧽, ⧼wf-propertyvalue-area-Électronique⧽, ⧼wf-propertyvalue-area-Énergie⧽, ⧼wf-propertyvalue-area-Maison⧽

Coût

40 EUR (€)

connectée, Boite aux lettres, IoT, esp8266, twitter, Hack, Domotique, solaire, rtc, Wifi Boite_aux_lettres_connectée_DSC_01202.jpg Création

Introduction

Rien de plus énervant que de devoir aller ouvrir sa boite aux lettre toutes les 5 minutes lorsque l'on attend avec impatience son nouveau PC ou le dernier composant permettant de finir un projet ! C'est fasse à cette frustration que j'ai eut l'idée de construire une système m'avertissant quant il y a de courrier dans ma boite aux lettres.

Matériaux

Pour l’électronique:

• un ESP8266 ESP-07 et son support
• une RTC DS3231
• un régulateur 3,3V , LM1117 ( ou équivalent) avec deux condensateurs de 10 μF
• un mosfet IRF520
• une diode 1N4007
• une photorésistance
• une résistance 1 KOhmes et une résistance 330 Ohmes
• une batterie au plomb 6V 4Ah
• un contrôleur de charge charge solaire
• deux panneaux solaires 12V 3W
• un câble U.FL vers RP-SMA de 1m environ
• une antenne wifi RP-SMA
• Ruban de leds blanches 12V
• un élévateur de tension
• un interrupteur à bascule
• des connecteurs males/femelles pour circuit imprimé
• un bornier
• une plaque d'essai
• du fil électrique
• de la soudure

Pour la structure:

• une blanche de contreplaqué ( environ 400 * 300 * 40 mm)
• 4 boulons M4 60mm
• 4 boulons M4 30mm
• de la peinture
• une boite de dérivation 80 * 80 mm
• de l'adhésif double face
• une plaque de plexiglas ( environ 350 * 170 * 4 mm)
• des serres flex

Outils

• un fer à souder
• une scie
• tournevis
• une perceuse
• pistolet à colle chaude
• un multimètre
• une équerre
• un réglet
• matériel de protection
• convertisseur usb série

Étape 1 - Principe de fonctionnement

Le courrier est détecté grâce à des LEDs et une photorésistance. Lorsque le courrier est déposé il tombe sur les LEDs disposées au fond, ce qui modifie la luminosité à l'intérieur, changement qui est détecté par la photorésistance. L'ESP 8266 détecte ainsi la présence de courrier. Il se connecte alors au réseau wifi puis publie un message sur twitter informant du passage du facteur ou du livreur. Le tous fonctionnant de manière autonome grasse à des panneaux solaire et une batterie

Étape 2 - Fabrication de la structure principale

Commencez par découper la plaque de contreplaqué au dimension de votre boite aux lettres.

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Puis en son centre découpez un carré de 100*100 mm.

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D'autre par découpez un carré de même dimension dans du plexiglas et puis insérez le dans la plaque en bois. Pour le maintenir en place utilisez de la colle chaude ou de la colle plexiglas.

Enfin percez dans les coins, 4 trous de diamètre 4 puis montez y un boulons de 60mm. Ces derniers servent de pieds pour maintenir la structure en hauteur.

Étape 3 - Mise en place des leds

Pour avoir un système de LEDs suffisamment puissant pour que les variations de luminosité soient détectés je me suis inspiré des panneaux à led DIY utilisé en vidéo (Cf vidéos d'Experimentboy ou DIY Perks)

Pour faire, commencez par découpez une plaque de contreplaqué de 140*140mm. Puis collez 8/10 bandes de leds. Ensuite reliez d'un coté tous les pôles "+" et de l'autre tous les pôles "-". Et ensuite placez un bornier de l'autre coté de la plaque pour l'alimentation.

Pour finir assemblez les LEDs à la structure principale à l'aide de 4 boulons M4 30mm

Étape 4 - Câblage electronique

Comme dis précédemment le système repose sur un ESP8266 qui sera programmer à l'aide de l'IDE arduino. Pour alimenter ce dernier il sera nécessaire d'utiliser un LM1117 couplé à deux condensateurs de 10 μF pour réguler la tension à 3,3V.

On trouve ensuite la photorésistance chargée de détecter les variations de luminosité reliée par l'intermédiaire d'une résistance de 330Ohmes à la broche ADC de l'ESP.

Les LEDs nécessitant un courant supérieur à ce qu'est capable de fournir l'ESP elles sont contrôlées par un l’intermédiaire Mosfet (IRF520 / 530 /540) reliée par l'intermédiaire d'une résistance de 1KOhmes à la broche 7 (GPIO13) de l'ESP.. De plus comme ces dernières doivent être alimentées en 12V et que la batterie utilisée ne fournie que 6V, il est nécessaire d'ajouter un élévateur de tension (boost converter).

Et pour finir on retrouve une RTC DS3231 qui permettre au système d'être toujours à l'heure. Cette dernière est reliée à l'ESP par l’intermédiaire d'une liaison i2C disponible sur les broches 13 (GPIO 5) et 14 (GPIO 4)

Une fois tous les composants soudés sur une plaque d'essai installez le tous dans une boite de dérivation et fixez la à la structure principale.

Étape 5 - Gestion de l'allimentation

Étape 6 - Utiliser Twitter avec un ESP8266

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Pour permettre à l'ESP8266 nous allons utiliser la Tweet Library:

https://arduino-tweet.appspot.com/

Ensuite pour pouvoir Tweeter vous allez devoir accorer l’accès au compte Twitter via une clef. Pour l'optenir rendez vous sur cette page:

https://api.twitter.com/oauth/authorize?oauth_nonce=16792561151739267919&oauth_timestamp=1500727564&oauth_consumer_key=oQA2jr32rWowM4SpGB64yQ&oauth_signature_method=HMAC-SHA1&oauth_version=1.0&oauth_token=icTHmQAAAAAAAViGAAABXWpVWAs&oauth_signature=fPFyltGzk5c4Qf5F7sKI3WQ2IkI%3D  

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Malheureusement la Tweet Library n'est pas nativement compatible avec les ESP car normalement développer pour être utilisée avec un Arduino et un shield ethernet. Pour la rendre compatible il vas vous falloir modifer le header ( Twitter.h)

Pour cela rajoutez ligne 15

#include <ESP8266Wifi.h> 

passez en commentaire les lignes 21 et 23

et remplacez EthernetClient client; ligne 35 par

WifiClient client; 

Étape 7 - Programmation de l'ESP8266

Pour programmer l'ESP82266 on va uiliser l'IDE Arduino. Pour cela, il vous faut tout d’abord ajouter le support de ce type de carte dans l'IDE en ajoutant l'URL suivante dans Fichier>Préférences>URL de gestionnaire de cartes supplémentaires :

http://arduino.esp8266.com/package_esp8266com_index.json,http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Puis choisir "Generic ESP8266 Module " dans Outils>types de carte.

Et enfin relier l'ESP au convertisseur USB/série comme indiquer sur le schéma.

Téléchargez et installez ensuite la librairie RTC développée par Makuna pour gérer la DS3231:

https://github.com/Makuna/Rtc 

Puis exécuter le programme DS3231_Simple pour mette à l’heure la RTC.

Et enfin vous pouvez envoyer sur l'ESP8266 le programme suivant pour gérer votre boite aux lettre connectées (Cf algorigramme pour les détails sur sont fonctionnement):

https://drive.google.com/open?id=0B8tCTkPLfNNraHhlbnNaTmx3VlU

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Étape 8 - Conclusion