树莓派厕纸提醒器

2021-03-18

我们都去过那里。当您意识到没有卫生纸时，您正在浴室里进行一些” 业务”。您可以告诉家人或室友注意角落里的备用纸卷，但是您知道人们会忘记这一点，这增加了您可能没有备用纸箱的可能性。幸运的是，有一种方法可以使用树莓派防止卫生纸中断，当您的浴室里没有多余的备件时，它会提醒您。

在本文中，我们将向您展示如何构建一个使用树莓派 Zero W 的智能厕纸架和一个超声波传感器，该传感器可以测量厕纸架中的厕纸水平，如果纸箱中的厕纸超过 30 分钟。您可以自定义电子邮件以指定洗手间并建议行动计划。

树莓派厕纸提醒器如何工作？

超声波传感器每 30 分钟检查一次厕纸的高度。如果 2 张支票都过去了，并且支座为空，则树莓派将向您发送电子邮件，要求您重新装满支座或购买更多卫生纸。

树莓派将继续每小时每小时发送一次电子邮件，直到重新填充持有人为止。每封电子邮件都将注明厕纸架何时为空以及它发送了多少次提醒。座架重新装满后，所有设置都会重置，树莓派将停止发送提醒电子邮件。该代码还提供了” 请勿打扰” 选项，以免在晚上发送电子邮件。默认设置为晚上 10 点至上午 8 点，并且还可以自定义。

您需要什么:

树莓派 Zero W 带有预焊接的 GPIO 接头或您可以自己焊接。我们可以使用任何模型，但是树莓派 Zero W 体积小且功耗低。
电源 / 键盘 / 鼠标 / 显示器 / HDMI 电缆 (适用于树莓派)
超声波传感器 HC-SR04
小面包板
跨接线组 (M 对 F ， M 对 M 和 F 对 F)
2 个电阻 (330 欧姆和 470 欧姆)
5 英寸 x 5 英寸纸板
小磁铁
强力胶
树莓派保护壳
超声波传感器外壳
厕纸架

第 1 部分：卫生纸提醒器的硬件组装

在此步骤中，我们将把树莓派，超声波传感器和小面包板连接到厕纸架的顶部 (通常将厕纸放在此处)。超声波传感器应朝下，垂直于下面的卫生纸卷； Pi 和面包板应均匀地放在顶部。我们将在本节中将组件连接在一起。在此步骤的最后，您应该准备好为 Pi 通电。

1 将用树莓派 OS 格式化的 microSD 卡插入树莓派。

2 将 2 个小磁铁用胶水粘在外壳的背面，以用于超声波传感器。

3 将 4 条公对公电线连接到超声波传感器的每个插脚。将超声波传感器插入外壳。

4 将带有外壳的超声波传感器 ** 安装到厕纸架 ** 上，使其直接面对顶部厕纸卷。

5 将超声波传感器的 4 根电线穿过厕纸架，然后依次插入面包板。

6 将面包板和树莓派连接到厕纸架的顶部。应该将 Pi 封装起来，以使电路板不会直接接触金属支架并造成短路。我们将 2 个小磁铁粘贴到外壳上，以将树莓派固定在适当的位置。面包板应预先配备粘贴在支架上的背胶。

7 将超声波传感器的 VCC 引脚连接到树莓派的 2 引脚 ** 以获得 5V 电源。

8 将 TRIG 连接到树莓派的 GPIO 18。

9 将 ECHO 连接至 330 欧姆电阻器。

10 将电阻的另一端连接到树莓派的 GPIO 24。

11 将一个 470 欧姆的电阻从 330 欧姆的电阻连接到 GND 轨。

12 将 GNC 引脚从传感器连接到 GND 轨。

13 从硬纸板上切出一个圆圈，其宽度与您的厕纸宽度相同 (直径约 5 英寸)。您将在下一步中使用它。或者，您可以 3D 打印此 STL 文件。

第 2 部分：用于厕纸提醒的超声波传感器

在本节中，我们将在树莓派厕纸提醒器上设置超声波传感器，以测量距支架底座的距离，以确定是否为空。注意：超声波传感器通过发出听不见的声音来工作，并确定从返回声波起的距离。厕纸吸收超声波，因此，我们将使用上一步中的纸板来确定触发电子邮件的距离。
1 启动您的树莓派。如果您还没有 microSD 卡，请参阅我们的文章如何首次设置树莓派或如何进行无头树莓派安装。

2 启动您的树莓派。

3 打开终端。可以按 CTRL + T 。

4 克隆此存储库:

git clone https://github.com/carolinedunn/TP_Reminder

5 导航到文件管理器中的 TP_Reminder 文件夹。

6 在 Geany 或 Thonny 中打开超声。

7 通过点击 Geany 中的纸飞机图标或 Thonny 中的 PLAY 按钮来运行超声.py。

8 将厕纸卷移入和移出支架，将圆形切口保持在顶部。在添加和 / 或更换卫生纸卷时，您应该看到距离变化。

9 从支架上取出所有厕纸，并将圆形切口留在支架底部。

10 请注意屏幕上的距离读数。注意步骤 4 的距离 (如有必要，记下)。

11 按 Ctrl-C 退出程序。

使用我们的卫生纸架，全 TP 支架的读数约为 1 英寸，而空 TP 支架的读数 > 18 英寸。您的结果可能会有所不同，并且还可能决定在留一卷时使用测量编号因此，您会收到一卷提示，而不是持有人为空时。

图 1 中的 2

图 2 中的 2

第 3 部分：厕纸提醒的电子邮件自动化

在此步骤中，我们将设置一个自动电子邮件服务，并通过树莓派厕纸提醒发送自己的测试电子邮件。此步骤需要一个邮件服务帐户。为了简单起见，我选择了 Mailgun；欢迎您使用您选择的电子邮件服务来修改代码。 Mailgun 需要使用有效的信用卡来创建帐户。对于此项目，我使用 Mailgun 中的默认沙箱域。

1 在浏览器中导航至 mailgun.com。

2 创建和 / 或登录到您的 Mailgun 帐户。导航到您的沙盒域，然后单击 API ，然后单击 Python 以显示您的 API 凭据。

3 从文件管理器的 TP_Reminder 目录中的 Thonny 或 Geany 中打开 send-email-test.py。

4 第 9 行，”https://api.mailgun.net/v3/YOUR_DOMAIN_NAME/messages“替换”YOUR_DOMAIN_NAME“

5 在第 10 行，用 Mailgun 中的 API 密钥替换”YOUR_API_KEY”。

6 在第 12 行，从您的 Mailgun 帐户添加您的电子邮件地址。

7 运行代码 send-email-test.py。如果您收到状态码 200 和” 消息：已排队” 消息，请检查您的电子邮件。

成功完成此步骤后，您应该收到以下电子邮件。该电子邮件可能已发送到您的垃圾邮件文件夹。

如果您想通过电子邮件发送除用于设置 Mailgun 帐户的电子邮件地址之外的其他电子邮件地址，则可以在 Mailgun 中的” 授权收件人” 下输入该电子邮件地址。不要忘记在收件箱中验证您的其他电子邮件地址。

第 4 部分：厕纸水位通知

在本部分中，我们将结合第 2 部分中的超声波传感器记录的距离和第 3 部分中的电子邮件发送练习，并设置树莓派在启动时运行 Python 代码。

1 从文件管理器的 TP_Reminder 目录中的 Thonny 或 Geany 中打开 TPLevel.py。

2 与第 3 部分中一样，在第 18 、 19 和 21 行输入您的凭据。

3 将您的 emptyDist (第 9 行) 设置为从第 2 部分减去 2 英寸的尺寸。例如，如果您从第 2 部分开始的空厕纸距离为 19 ，则将 emptyDist = 17 。该代码检查当前距离是否大于 emptyDist。如果您想要更高级的警告，请向左滚动一圈。

4 运行 TPLevel.py，您应该看到出现 1 个距离读数。注意屏幕上打印了一个距离，然后什么都没发生？没错，该代码仅每 30 分钟检查一次距离，并且仅在连续 2 次检查后如果持有人为空时才发送电子邮件。如果您让代码保持运行状态 (并且您的持有人为空)，则 30 分钟后您应该会收到一封电子邮件。按 ** Ctrl-X ** 停止代码。

5 为了加快测试速度，请对第 10 行进行注释 (通过在行的开头添加 #) 并取消对第 11 行的注释 (通过在 intervalTime ** 之前删除 #)。这将每 5 秒检查一次音量。运行更新的代码。

6 使用 5 英寸厚纸板测试卫生纸水平的各种情况。请注意，如果您在晚上 10 点至早上 8 点之间从事此项目，则默认代码设置为在这些时间段内不发送电子邮件。您可能需要在第 12 和 13 行上调整”endHour = 22” 或”startHour = 8”。 22 表示 24 小时军事时间，也就是晚上 10 点。

测试方案:

a. 充满厕纸架 10 秒钟。没有电子邮件。