誰かまたは何かが私たちを毎日助けてくれたら、それは素晴らしいことです。 歯磨きなど。 たとえば、私たちを励まし、進行状況を監視するのに役立ち、非常に使いやすいデバイスがありました。



教えてください、あなたはいつも2分間歯を磨きますか？







このDIYプロジェクトでは、店舗で購入した通常の歯ブラシホルダーを現代のモノのインターネットアプライアンスに変換します。



Intel Edisonはサイズが小さく、健康的な習慣（歯ブラシと歯磨き粉の適切な使用）に慣れるために必要な処理能力を備えています。



Intel Edison向けの開発に必要な知識は既にお持ちだと思います。 このボードには組み込みのWi-Fiが含​​まれており、node.jsを使用してハードウェアを操作するため、JavaScriptでプログラミングできます。 これは、ほとんどのWeb開発者がIntel Edisonボードを使用して、モノのインターネットのプログラミングを迅速に開始できることを意味します。



以下の手順は、スイッチ、スクリーン、およびセンサーを追加して、TEETH（すべての人の健康を促すタイマー-すべての人が健康的なライフスタイルをとるように促すタイマー）の歯ブラシホルダーを改造する方法を示しています。 ソースでは、かなり単純なnode.jsプロジェクトがこれらのコンポーネントを管理し、インターネットに接続してクラウド分析を使用してメールを送信する方法を見ることができます。

TEETHの使用-歯ブラシ用のスマートタイマー

開始するには、ブラシをホルダーから取り外します。 これにより、歯磨きを開始するまで待機するタイマーが準備されます。 その後、2分のカウントダウンが開始され、LCD画面に承認の言葉が表示されます。 アメリカ歯科医師会が推奨するブラッシング時間は2分です。 画面は、完了するまで色とラベルを変更します。 心配しないでください。目を閉じて歯を磨くと、手順の開始時と終了時に音声信号が鳴ります。 ブラシを戻すか、トイレから出るときにライトを消すと、タイマーが停止します。 その後、スタンドはタイマーデータをクラウドに保存します。 あなたが目標を達成した場合、彼女はおめでとうとメールを送信します。 その後、クラウドに移動して、スタンド内の各ブラシの進行状況を確認できます。 このIoTデータを追跡して、健康的な家庭の習慣を促進できます。

ショッピングと計画

プロジェクトの推定所要時間： 2〜3時間。

価格： 75〜100ドル。

プロジェクトで使用される部品

材料：

• 歯ブラシホルダー。
• Intel Edisonプロセッサモジュール。
• Intel Edisonの接続ボード。
• ブラシごとに1つのボタンを切り替えます。
• プラスチックプラットフォーム（各ブラシに1つ）。
• 10k抵抗（各ブラシに1つ、フォトレジスターに1つ）。
• RGBバックライト付きのLCDスクリーン。 （ http://www.seeedstudio.com/depot/Grove-LCD-RGB-Backlight-p-1643.html?cPath=34_36 ）。
• 光センサー（フォトレジスター）。
• 圧電スピーカー。
• USBポート付きバッテリー。
• シリコーン接着剤またはシーラント。
• プロジェクトのソースコード。
• 取り付けワイヤ。

ツール：

• Intel XDK IoT EditionとUSBケーブルがインストールされたコンピューター。
• はんだごてとはんだ。
• スタンドの素材に応じた切削工具。

手順

1.スタンドの準備

私は竹製の歯ブラシホルダーを選んだので、コンポーネントを取り付けるために必要な穴を切り取り、ワイヤーが正面に見えないように配置するだけでした。 必要なツールは、スタンドの素材によって異なります。 さて、またはあなたは自分でスタンドを作ることができます。

前面壁にLCDスクリーンを取り付ける

LCDスクリーン全体に収まる大きさの上部を切り取ります。 次に、スクリーン自体のためにこの部分に小さな穴を開けます。 結果のパーツをスタンドに貼り付けます。







さらに、外側のすべてのコンポーネントを簡単にねじ留めできます。 それはあなたの美意識に依存します。 ただし、どのように実行しても、画面からの配線がIntel Edisonボードに到達し、そのボードが背面に接続されることに注意してください。

スタンドの下部にボタンを追加します

ブラシの存在を検出できるセンサーなら何でも可能です。 消費を最小限に抑えるために、IRセンサーの代わりにレバー付きのボタンを選択しました。 ただし、歯ブラシの重量はわずか15グラムなので、かなり敏感なセンサーが必要です。



スイッチが十分小さいため、歯ブラシをスタンドのどこにでも置いておくことができるようにプレートを追加しました。 私はツールボックスからプラスチックのパーティションからプレートをカットしました（私は常に必要以上のものを持っているように思えるので、私はそれらの1つを取りました）。 スイッチにワイヤをはんだ付けします。 共通ピン（アース）へのワイヤ1本と、通常は閉じているワイヤへのワイヤ。







ボタンの背面を押しても機能しないため、ボタンが実際にスタンドの壁の内側にくるようにボタンを設定します。 LCD画面と同様に、ワイヤがメインボードに到達していることを確認します。 スタンドの背面に穴を開けたので、ワイヤーはほとんど見えません。

フロントライトセンサーとリアトゥイーターの追加

メインボードが配置される後壁に達するのに十分な長さの接続ワイヤをはんだ付けして、光センサーとツイーターを準備します。 前面に、光センサーに十分な穴を開けました。 その正面の位置により、部屋の照明に正確に反応することができます。 後ろに、ツイーター用の大きな穴を開けました。 この配置により、スタンドの外観が最小限に抑えられ、朝に大きな音がします。

水から保護された敏感な電子機器

デバイスは間違いなく湿度の高い環境に入るため、接続には注意が必要です。 シリコンまたはその他のシーラントを使用して、保護されていない電子機器およびワイヤを覆います。 私は液晶画面の背面に十分なシーラントを使用しました。 ただし、スイッチがうまく機能するように、スイッチ自体を覆わないようにしてください。

メインボードへのコンポーネントの接続

このプロジェクトを初めて作成したとき、ブレッドボードを使用してボードと接続をテストしました。 これは、最終手順を実行する前に実行できます。







次の図を使用して、コンポーネントを回路基板のピンに接続します。







ほとんどの要素は直接接続されていますが、ボタンのノイズを減らして誤検出を取り除くために10 kのプルダウン抵抗を追加する必要がありました。



ご注意 あたり -ボタンを接続するには4つの方法があります。 ただし、ボタンをクリックすると「0」を表示するように設定されているため、接続によってはソースコードを変更する必要があります。





フォトレジスタは次のように接続されます。





Intel Edisonプロセッサモジュールをメイン回路基板に追加します。 プロジェクトの鉄の部分はほぼ完成しています。 すぐにバッテリーを追加します。 現時点では、プロジェクトは次のようになっているはずです。

2. Intel Edisonボードとクラウドサービスの準備

Intel Edisonボードの発売については、Intel IoT Webサイトで説明されています。 コンピューターをボードに接続するには、 http：//intel.com/Edison/getstartedの指示に従ってください

Wi-Fiセットアップ

このプロジェクトではWi-Fiを使用してクラウドに接続し、メールを送信するため、ボードをWi-Fiルーターに接続する必要があります。 既にIntel Edisonボードにあるconfigure_edisonユーティリティを使用してこれを行うのは非常に簡単です。 詳細は、 intel.com / Edison / getstartedから入手できます。

IoT Analyticsアカウントのセットアップ

このプロジェクトでは、Intel IoT Developer Kitクラウドベースの分析を使用して、クラウドにデータを保存します。 https://dashboard.us.enableiot.com/v1/ui/auth#/loginでアカウントをセットアップできます

クラウドへのコンポーネントの追加

Intel EdisonボードをIoT Analyticsに登録した後、カスタムコンポーネントを作成してデータ用のクラウドを準備する必要があります。 歯ブラシごとに1つのコンポーネントを作成します。 コンポーネントに付ける名前は、レポートに表示される名前になります。 コンポーネントを作成するための指示に従ってくださいhttps://software.intel.com/en-us/intel-iot-developer-kit-cloud-based-analytics-user-guide

Intel Edisonボードへのコンポーネントの登録

IoT Analyticsダッシュボードでコンポーネントを作成したら、ボードに登録する必要があります。 この手順で使用する名前は、データをクラウドに送信するソースコードで使用されます。 ボード上のコンポーネントを登録するための同様の手順へのリンクはこちらhttps://software.intel.com/en-us/intel-iot-developer-kit-cloud-based-analytics-user-guide

Intel Edison BoardでのIntelエージェントの起動

Intel Edisonは、クラウドとの対話に統合サービスを使用します。 プログラムが接続してデータを送信するには、このサービスを開始する必要があります。 上記のリンクの指示に従えば、ボードがクラウドに接続し、コンポーネントにデータを送信できることをテストできます。

3. Intel Edisonボードのプログラミング

さて、ハードウェアとサービスの準備ができたので、今度はTEETHソースコードをボードにダウンロードします

Intel XDK IoT Editionからボードに接続する

Intel XDK IoT Edition開発環境を使用すると、ボード上でNode.jsプロジェクトを構築できます。 多数のサンプルプロジェクトが付属しています。 ドキュメントはここで入手できますhttps://software.intel.com/en-us/html5/documentation/getting-started-with-intel-xdk-iot-edition

プログラムをダウンロードする

GitHubからソースをダウンロードまたはクローンします。 ファイルは、小さなnode.jsプロジェクトの構造を持っていますhttps://github.com/ncarver/TEETH

• readme.md-ドキュメントとライセンス。
• package.json-プロジェクトおよび依存ライブラリの記述子。
• main.js-TEETHの実行に必要なメインコード。
• node_modulesは、プロジェクトを最初にビルドするときに作成される依存ライブラリを含むディレクトリです。

SMTPサービスを構成する

main.jsファイルの最初に、いくつかの定数が定義されています。 自宅の環境や好みに合わせて変更できます。 少なくとも、MAIL.user、MAIL.pass、およびMAIL.brushToの値を変更する必要があります。 これらのプロパティは、SMTPメールサーバーがインターネットに接続する方法とTEETHがレターを送信する場所を決定します。

登録済み分析コンポーネントの名前を使用する

定数セクションMETRICS.brushComponentのIoT Analyticsダッシュボードで登録した名前を使用します。 これは、プロジェクトで使用されるすべてのコンポーネントの配列です。 2つの要素で構成されています。

もっと、もっと歯ブラシ。

3つ以上のブラシ用のスタンドを構築している場合、コードがこれに一致するように定数セクションを変更する必要があります。 コードは、ブラシに固有の値を持つ構造体の配列を使用します。 METRICS.brushComponent、MAILなどの定数など、各ブラシに追加の配列要素を追加します。 brushTo.PINS.brushSwitch、SCREEN_MSG.brushName、TIME.brushPreptime、およびTIME.brushGoaltime。

4.ソースコードの解析

モジュールによってプロジェクトを複数のファイルに分割することは可能でしたが、すべてが1つのmain.jsに含まれている方が簡単だと思われます。 このプロジェクトは多くのコードを必要としないため、追加のファイルは理解を複雑にするだけです。

必要なライブラリ

node.jsプロジェクトがあるため、ハードウェア、分析デーモン、およびメールと対話するために追加のモジュールが使用されます。

定数

これは、何かを編集する必要がある唯一のセクションです。 これらの定数値を変更して、画面上のメッセージの色、文字のテキスト、および時間間隔を変更します。

タイマー

簡単にするために、すべてのタイマーはグローバルオブジェクトとして保存されます。 これにより、setTimeoutおよびsetIntervalからメソッドを呼び出すときに、常にタイマーにアクセスできます。

ロガー

Loggerクラスは、従来のアプローチを使用してコンソールにメッセージを出力し、エラー、警告、および情報の出力を削減します。

センサー

Sensorsクラスを使用すると、I / Oピンを簡単に操作できることがわかります。 このクラスでは、歯ブラシの下のスイッチの状態とフォトレジスターの値が読み取られます。

ブザー

Buzzerクラスのコードのほとんどは、チャープ音を再生するために必要であり、タイマーを開始および停止するときに使用されます。

スクリーン

Screenクラスは、LCDスクリーンへのすべてのコマンドを担当します。 テキストメッセージを表示し、背景色を変更するという2つの役割があります。

メーラー

Mailerクラスはnodemailerを使用して、SMTPを使用してメールを送信します。 メールを送信できない場合のエラーチェックが含まれています。

指標

Metricsクラスは、ボード上のローカルソケットを使用して、iotkit-agentデーモンに分析データを送信します。 接続エラーが発生すると、エラーメッセージがコンソールに送信されます。

歯

これは、すべてのプロジェクトロジックを含むメインクラスです。 Teethは、Sensorsクラスを呼び出してボタンとライトを監視し、Buzzerクラスをサウンドを再生し、Screenクラスをメッセージを表示し、Mailerクラスをメールを送信し、Metricsクラスを更新してIoTダッシュボードを更新します。 デバイスの機能を変更する場合は、このコードを更新する必要があります。

5.テスト

コンピュータに接続されている間、回路基板とブラシスタンドをテストするために時間をかけてください。 コンソール出力を確認できるので、これが最も簡単な方法です。

センサーとディスプレイの確認

Intel XDK IoT Editionの[インストール/ビルド]ボタンを使用して、ソースコードをボードにダウンロードし、NPMを実行してノードプロジェクトをビルドします。 実行ボタンを押してTEETHを開始します



スタンドの各ボタンに歯ブラシを使用して、スタンドをテストします。 LCD画面がオンになり、コンソール出力をたどることができるはずです。 また、光センサーを閉じると、きしみ音が鳴り、タイマーがオフになります。

メールチェック

タイマーが最後までカウントしてレターを送信できるようにします。 サービスによっては、数分で受信トレイに手紙が届きます。

分析を見る

スタンドのすべての歯ブラシを使用して、各ボタンをテストします。 コントロールパネルにログインして、設定されたすべてのコンポーネントが表示されることを確認します。

6.電源を追加します

最後に、Intel Edisonボードをコンピューターから取り外し、ブラシスタンドをスタンドアロンIoTデバイスとしてバスルームのシンクに配置する準備ができました。

バッテリー接続

USBポート付きのバッテリーを使用してボードに電力を供給します。 彼らは会議でこれをくれました。 携帯電話を充電するように設計されていますが、このプロジェクトではうまく機能します。 USBポートを充電用に使用可能にしておきました。

最終ステップ

このプロジェクトは湿度の高い環境で機能することを忘れないでください。 バッテリーと回路基板、およびその他の敏感な電子機器を保護するために、あらゆる予防措置を講じてください。 これは私の最終的なデバイスの写真です。

進む

このプロジェクトでは、Intel Edisonプラットフォームでのワイヤレスインターネットおよびクラウドデータの使用を利用し始めたばかりです。 ソースコードは、他のテクノロジを使用するように簡単に変更できます。 手紙の代わりにツイートを送信することもできます。 または、IoT分析の代わりに別のクラウドサービス（Xivelyなど）を使用することもできます。 タイマーの開始と停止の音でさえ、スピーカーに送信されるお気に入りのmp3ファイルに置き換えることができます。 一部のモジュールを使用する他のモジュールに置き換えるだけで、これらの変更をすばやく行うことができます。



しかし、このスマートブラシスタンドはさらに賢くすることができます。 たとえば、Nestホームシステムのように。 これで、データはクラウドに外部にのみ送信されますが、このデータをタイマーの入力として使用すると、学習ツールになります。 たとえば、2分間完全にクリーニングしない場合、タイマーはより短い目標を設定し、成功するたびに少しずつ目標を増やします。 そして、一定の時間間隔を使用する代わりに、歯磨きの外部音に反応するセンサーを習慣に適応させることができます。 しかし、何も追加しなくても、これはIoTを自宅のかなり重要な部屋に持ち込むための大きなプロジェクトです。 これは、Bathroom 2.0の動きの最初の部分かもしれないと思います。

著者について

ネイサンカーバーは曲がりくねった道でIoTエリアに来ました。 Ringling Brothersの道化師としてスタートし、現在はWebおよびビッグデータテクノロジーを扱うモバイル広告会社Crisp Mediaのエンジニアリング担当副社長を務めています。 以前の仕事には、専門サービス部門の立ち上げ、ソフトウェア会社の設立、のこぎり（ SingerとSaw ）での音楽演奏、ハドソン川沿いの航海が含まれていました。 彼はニューヨークに住んでいます。 彼のその他のプロジェクトはGithubで入手できます。