SmartPostBox: умный почтовый ящик на Arduino MKR Fox 1200 и Sigfox

Необходимые компоненты

• Arduino MKR Fox 1200 (с встроенным Sigfox-модулем) — 1 шт.
• Лазерный модуль (5В) — 1 шт.
• Фоторезистор (LDR) — 1 шт.
• Резистор 1 кОм — 1 шт. (подтяжка для фоторезистора)
• Короб для 2×AA/AAA батарей — 1 шт.
• Элементы питания AA/AAA — 2 шт.
• Перемычки, паяльник

Инструменты и сервисы

• Arduino Web Editor (или классическая IDE)
• Аккаунт Sigfox (backend) для настройки коллбэка на email

О проекте

SmartPostBox — это IoT-устройство, которое уведомляет вас по email, когда в почтовый ящик кладут письмо. Лазер направлен на фоторезистор через весь ящик. Когда конверт прерывает луч, сопротивление фоторезистора растёт, напряжение на аналоговом входе падает — Arduino отправляет пакет в сеть Sigfox, которая пересылает уведомление на почту. Устройство автономно работает от батарей месяцев (Sigfox — сверхнизкое потребление).

Принцип работы

1. Лазер постоянно светит на фоторезистор (норма ~950 на АЦП 10 бит).
2. Если значение падает ниже 800 (перекрытие лучом) — срабатывает условие.
3. Arduino открывает Sigfox-пакет, отправляет пробел " " (данные не нужны, само событие — триггер).
4. Sigfox backend получает пакет → срабатывает Callback → отправляет email на заданный адрес.
5. Флаг pos предотвращает повторные отправки до извлечения письма (значение возвращается >800).

Схема подключения

• Лазер: VCC → 5V (или VIN), GND → GND.
• Фоторезистор: один вывод → A1, второй → 3,3В; резистор 1 кОм от A1 на GND (нижнее плечо делителя).
• Батарейный отсек: подключается к контактам батарейки на плате MKR Fox (плата сама переключается между USB и батареей).
• Антенна Sigfox — в соответствующий разъём (u.FL или пайка провода).

Код (основные фрагменты)

// Глобальные переменные
int lightIntensity;
int pos = 0; // 0 — луч свободен, 1 — письмо обнаружено, ждём извлечения
bool proDebug = false; // true — вывод в Serial для отладки (требует USB)

void setup() {
  if (proDebug) Serial.begin(9600);
  SigFox.begin(); // инициализация модема
  // настройка пинов не требуется: лазер всегда включен, фоторезистор на A1
}

void loop() {
  lightIntensity = analogRead(A1);
  if (proDebug) { Serial.print("Light: "); Serial.println(lightIntensity); }

  if (lightIntensity < 800) { // луч прерван
    if (pos == 0) { // первое срабатывание
      pos = 1;
      sendSigfoxPacket();
    }
  } else { // луч восстановлен — письмо забрали
    pos = 0;
  }
  delay(1000); // опрос раз в секунду
}

void sendSigfoxPacket() {
  SigFox.beginPacket();
  if (proDebug) Serial.println("Parsing Packet");
  SigFox.print(" "); // константный байт
  int ret = SigFox.endPacket(true); // ждём подтверждения
  if (proDebug) { Serial.print("Status: "); Serial.println(ret); }
}

Настройка Sigfox Callback (email)

1. Войдите в бэкенд Sigfox (backend.sigfox.com).
2. Device Type → Callbacks → New.
3. Type: Data Uplink.
4. Channel: Email.
5. Recipient: ваш email.
6. Subject: SmartPostBox (или своё).
7. Message (тело письма):

Hello There,
This is to let you know that you have received mail in your post box.
Be sure to check it out.
Device {device}, Over and Out.

Переменная {device} подставит ID устройства. Доступны также {time}, {lat}, {lng} и др.

Корпус и монтаж

Корпус нужен, чтобы держать лазер и фоторезистр точно напротив друг друга, и чтобы конверт проходил между ними. Автор сделал из картона: две треугольные стенки, сходящиеся к центру (один луч длиннее из-за размеров лазера). Файлы для 3D-печати не предоставлены — нужно подогнать под свой ящик. Главное: жёсткая фиксация оптики, чтобы вибрации не давали ложных срабатываний.

Особенности и ограничения

• Sigfox — глобальная сеть LPWAN, покрытие нужно проверить в вашем регионе.
• Плата MKR Fox 1200 включает 2 года подписки Sigfox (потом платная).
• Потребление в режиме ожидания микроамперы — батарей хватает на месяцы.
• Ложные срабатывания возможны от солнечного света, попадающего на фоторезистор — лучше закрыть его тюбиком/тубусом.

Ссылки

• Arduino MKR Fox 1200 гайд: официальный туториал
• Sigfox Callback документация.