Patareitoitega kuuriukse ja lukusensor, päikeseenergia, ESP8266, ESP-Now, MQTT: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Selles juhendis näitan teile, kuidas tegin patareitoitega anduri, et jälgida oma jalgrattahoidla ukse ja luku olekut. Mul on vooluvõrgust toiteallikas, seetõttu on see patareitoitega. Akut laeb väike päikesepaneel.

Moodul on mõeldud väikese energiatarbega töötamiseks ja töötab ESP-07S-ga sügavas unes, mis ärkab üles ja kontrollib ukse ja luku asendit iga minut. Kui aga uks avatakse, äratatakse moodul lihtsa riistvaralülituse abil, et saata kohe teave „uks lahti”. Moodul suhtleb ESP-Now kaudu, mille edastusaeg on väga lühike, nõudes vaid väikest kogust energiat.

Minu koduautomaatika, mis töötab Openhabis ja Mosquitos, tegeleb sõnumitega ja saadab mulle alarmi sisselülitamisel Telegrami kaudu murettekitava sõnumi.

Tarvikud

Kõik komponendid on ostetud Aliexpressist.

• ESP-07S moodul on valitud välise antenni lihtsaks ühendamiseks, et suurendada ESP-Now valikut.
• Akukaitsega laadimisplaat TP4056
• 18650 LiPo aku
• Pilliroo lüliti (EI ukseasendi jälgimiseks)
• Kontaktlüliti (monitori lukustusasend)
• Päikesepaneel (6V, 0,6W)
• Transistorid, takistid, dioodid, pistikud (vt skeemi)

Samm: riistvara

Koostatud skeem on lisatud pildina. Esmalt prototüüpisin vooluringi leivaplaadil. Siis jootsin kõik komponendid perf -plaadile.

Ma kasutan ESP-07S ESP8266 moodulit, kuna sellel on ühendus välise antenniga. Kuna mu rattahoidla on väljas, peab WiFi signaal läbima betoonseina. Sain teada, et väline antenn suurendab tugevalt ESP-Now leviala. Üsna loogiline, kuna see on WiFi -signaal.

Ukseanduri jaoks kasutasin rooslülitit, millel on botn NO ja NC ühendused. Kui uks on suletud, avab lüliti külge kinnitatud magnet. Moodul kontrollib ukse ja luku olekut iga 60 sekundi järel, kuid kui uks avatakse, soovin sellest kohe teada saada, seetõttu kasutasin lähtestamisahelat, vt allpool.

Lukuanduri jaoks kasutasin kontaktlülitit, millel on botn NO ja NC ühendused. Kui lukk on suletud, avab lukustustihvt lüliti. Nii on nii ukseandur kui ka lukusensor tavaliselt avatud (EI).

Akut laetakse TP4056 laadimisplaadi kaudu, mille aku kaitse on kinnitatud väikese 6V päikesepaneeli külge.

Allpool selgitan mõningaid vooluringi osi.

Lähtestage ahel

Lähtestusahel koos 2N7000 Mosfetiga on ühendatud ESP8266 lähtestusnõelaga. Kui uks on suletud, on kontakt avatud, nii värav kui ka transistori allikas on kõrgel ja mosfet on välja lülitatud. Väravaga ühendatud kondensaatoril on positiivne laeng. ESP8266 pillutab GPIO12 kui HIGH = suletud.

Kui uks avatakse, on mosfeti allikas maapinnaga ühendatud. Kuna värav on kõrgel, lülitatakse mosfet sisse ja tõmmatakse lähtestusnõel maapinnale, mille tulemuseks on ESP8266 lähtestamine. Kondensaator tühjendatakse R7 kaudu ja lülitab seejärel mosfeti välja. Vaadake minu ostsilloskoobi ekraanipilti 50 ms madala impulsi kohta. Pärast impulsi käivitub ESP8266. ESP8266 pillutab GPIO12 kui LOW = avatud.

Kui uks on uuesti suletud, tõmbab takisti R6 allika ja GPIO12 üles.

Aku jälgimine

Aku pinget loetakse VBat ja GND vahelise pingejaguri kaudu. Siiski ei taha ma püsivat ühendust VBati ja GND vahel, sest see tühjendab aku. Seetõttu panin pingejaguri kõrgele küljele P-kanaliga mosfeti ja mosfeti värav on üles tõmmatud, nii et mosfet on välja lülitatud. Ainult siis, kui GPIO14 on madal, lülitatakse mosfet sisse ja ESP8266 saab ADC -ga pinget mõõta.

Samm 2: Tarkvara

ESP8266 moodul on energia säästmiseks enamasti sügavas unerežiimis.

Iga 60 sekundi järel käivitub moodul, kui WiFi on välja lülitatud, ning mõõdab luku ja ukse asendit ning kontrollib, kas need asendid on võrreldes RTC mällu salvestatud väärtustega muutunud. Kui positsioon on muutunud, magab moodul minimaalselt ja ärkab, kui WiFi on lubatud, et saata uus asukoht ESP-Now kaudu. Ja muidugi salvestatakse uued positsioonid RTC-mällu. Kui midagi ei muudetud, magab moodul uuesti ja ärkab, kui WiFi on välja lülitatud.

Vaadake minu muud Instructable'i, milles selgitan, kuidas ma kasutan ESP-Now-d sõnumite edastamiseks ja nende muutmiseks MQTT-sõnumiteks.

Kui "OTA-ahel" suletakse käsitsi hüppaja kaudu, ärkab moodul ja loob ühenduse minu WiFi-võrguga, et oodata ESTA8266HTTPUpdateServeri kaudu OTA värskendust.

Iga 30 minuti järel mõõdetakse ja avaldatakse aku pinge.

See töötab riigimasinana. Osariigid on määratletud programmis, mis on avaldatud minu Githubis.

STATE_CHECK: ärka üles, raadio välja lülitatud (WiFi välja lülitatud), kontrolli lihtsalt, kas midagi on muutunud

STATE_INIT: ärka üles, kui raadio on sisse lülitatud (WiFi on sisse lülitatud) ning edasta ukse ja luku olekud

STATE_DOOR: ärka üles, kui raadio on sisse lülitatud, avaldage ukseava järgmisel korral, kui see käivitub

STATE_LOCK: ärka üles, kui raadio on sisse lülitatud, avaldage lockstate järgmine kord, kui see käivitub

STATE_VOLTAGE: ärka raadio sisselülitamisel, avalda pinge järgmisel korral, kui see käivitub

STATE_OTA 5: ärgake sisse lülitatud raadioga, minge OTA režiimi

3. samm: pange kokku

Oma projekti kokkupanemiseks ja lahtivõtmiseks kasutan kruviklemmi ja alalisvoolu isas-/naissoost pistikuid. Panin kõik osad väikesesse ABS kasti, vaata pilte. Ma kapseldasin osad elektriliseks isoleerimiseks Kaptoni lindile

Ma ühendan päikesepaneeli isase DC-pistiku (5,5 x 2,1) kaudu 1N5817 dioodiga, millel on madal edasipinge.

Pilliroo lüliti liimitakse kasti ja magnet liimitakse uksele õiges asendis.

Lukukontakt sisestatakse küljelt, vaata pilti.

4. samm: töömoodul

Saadud andmeid loeb minu Openhabi koduautomaatika. Mulle meeldib, ma saan Openhabi faile postitada.

Ma jälgin:

• Aku pinge (püsivusega, nii et näen graafikus pinget aja jooksul).
• Ukse ja luku asendid.
• Ajad on muutunud.

Nii näen magama minnes kergesti, kas kõik kuurid on lukus.

Kasutamise alguses laeti akut heledal päeval ja umbes nädala pärast oli aku täielikult laetud. Nüüd sügisel jääb aku laetuks. Ilmselt on moodul väga ökonoomne ja kasutab palju vähem energiat, kui genereerib väike päikesepaneel. Lihakas aku suudab ilmselt toita paar kuud pimedust. Vaatame, kuidas moodul sel talvel toimib, kui kuuris on temperatuur palju madalam.