Akkumulátoros fészer ajtó és zár érzékelő, szolár, ESP8266, ESP-Now, MQTT: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Ebben az utasításban megmutatom, hogyan készítettem elemmel működő érzékelőt a távoli kerékpártároló ajtajának és zárásának állapotának ellenőrzésére. Hálózati árammal rendelkezem, ezért akkumulátorral működöm. Az akkumulátort egy kis napelem tölti fel.

A modul alacsony energiaigényű működésre lett tervezve, és mély alvás közben ESP-07S-en működik, amely felébred, és percenként ellenőrzi az ajtót és a zárhelyzetet. Amikor azonban az ajtót kinyitják, a modult egy egyszerű hardveráramkör felébreszti, és azonnal elküldi az „ajtó nyitva” információt. A modul az ESP-Now-n keresztül kommunikál, amelyben az átviteli idő nagyon rövid, és csak kis mennyiségű energiát igényel.

Az Openhab és Mosquitto rendszeren futó otthoni automatizálásom kezeli az üzeneteket, és riasztó üzenetet küld a Telegramon keresztül, ha a riasztó be van kapcsolva.

Kellékek

Minden alkatrész az Aliexpress -től vásárolt.

• Az ESP-07S modult egy külső antenna egyszerű csatlakoztatására választották, így növelve az ESP-Now tartományt.
• TP4056 töltőkártya akkumulátor védelemmel
• 18650 LiPo akkumulátor
• Reed kapcsoló (NEM az ajtó helyzetének figyeléséhez)
• Érintkező kapcsoló (monitorzár helyzet)
• Napelem (6V, 0,6W)
• Tranzisztorok, ellenállások, diódák, csatlakozók (lásd az ábrát)

1. lépés: Hardver

Az elkészített vázlatot képként mellékeljük. Először prototipáltam az áramkört egy kenyértáblán. Ezután az összes alkatrészt forrasztottam egy perf táblára.

ESP-07S ESP8266 modult használok, mivel van csatlakoztatva külső antenna. Mivel a kerékpártárolóm kívül van, a WiFi jelnek át kell mennie egy betonfalon. Kiderült, hogy egy külső antenna erősen növeli az ESP-Now hatótávolságát. Teljesen logikus, mivel WiFi jel.

Az ajtóérzékelőhöz nádkapcsolót használtam, botn NO és NC csatlakozással. Amikor az ajtó zárva van, a nyíláshoz rögzített mágnes nyitja a kapcsolót. A modul 60 másodpercenként ellenőrzi az ajtó és a zár állapotát, azonban amikor kinyitja az ajtót, azonnal tájékoztatni akarom, ezért megvalósítottam egy visszaállítási áramkört, lásd alább.

A zárérzékelőhöz botn NO és NC csatlakozókkal rendelkező érintkezőkapcsolót használtam. Amikor a zár zárva van, a zárócsap kinyitja a kapcsolót. Tehát az ajtóérzékelő és a zárérzékelő általában nyitva van (NO).

Az akkumulátort egy kis 6 V -os napelemre erősített TP4056 töltőtáblán keresztül töltik, akkumulátorvédővel.

Az alábbiakban elmagyarázom az áramkör néhány részét.

Áramkör visszaállítása

A 2N7000 Mosfet alaphelyzetbe állító áramkör az ESP8266 visszaállító tüskéjéhez van csatlakoztatva. Ha az ajtó zárva van, az érintkező nyitva van, mind a kapu, mind a tranzisztor forrása magas, és a mosfet ki van kapcsolva. A kapuhoz csatlakoztatott kondenzátor pozitív töltéssel rendelkezik. Az ESP8266 a GPIO12 -es nádat HIGH = zárt állapotú.

Az ajtó kinyitásakor a mosfet forrása a földhöz van csatlakoztatva. Mivel a kapu magas, a mosfet be van kapcsolva, és lehúzza a nullázó csapot a földre, ami az ESP8266 visszaállítását eredményezi. A kondenzátor lemerül az R7 -en keresztül, majd kikapcsolja a mosfetet. Lásd az oszcilloszkópom képernyőképét az 50 ms -os alacsony impulzusért. Az impulzus után az ESP8266 elindul. Az ESP8266 a GPIO12 nádat LOW = nyitva nézi.

Amikor az ajtó ismét becsukódik, az R6 ellenállás felhúzza a forrást és a GPIO12 -et.

Akkumulátorfigyelés

Az akkumulátor feszültségét a VBat és a GND közötti feszültségosztón keresztül olvassák le. Viszont nem akarok állandó kapcsolatot a VBat és a GND között, mert lemeríti az akkumulátort. Ezért egy P-csatornás mosfetet helyezek a feszültségosztó magas oldalára, és a mosfet kapuja fel van húzva, így a mosfet ki van kapcsolva. Csak akkor, ha a GPIO14 alacsony, a mosfet be van kapcsolva, és az ESP8266 képes nullázni a feszültséget az ADC -vel.

2. lépés: Szoftver

Az ESP8266 modul többnyire mély alvó üzemmódban van az energiatakarékosság érdekében.

60 másodpercenként a modul úgy indul, hogy a WiFi ki van kapcsolva, és méri a zár és az ajtó helyzetét, és ellenőrzi, hogy ezek a pozíciók megváltoztak -e az RTC memóriában tárolt értékekhez képest. Ha egy pozíció megváltozott, a modul minimális ideig alszik, és a WiFi engedélyezésével felébred, és elküldi az új pozíciót az ESP-Now segítségével. Természetesen az új pozíciók az RTC memóriában tárolódnak. Ha semmi nem változott, a modul csak alszik, és felébred, ha a WiFi ki van kapcsolva.

Lásd a másik Instructable programot, amelyben elmagyarázom, hogyan használom az ESP-Now-t az üzenetek továbbítására és MQTT-üzenetekké alakítására.

Ha az „OTA-áramkört” manuálisan lezárja egy jumper segítségével, a modul felébred, és csatlakozik a WiFi hálózatomhoz, és várja az OTA frissítését az ESP8266HTTPUpdateServer segítségével.

30 percenként megmérik és közzéteszik az akkumulátor feszültségét.

Állapotgépként működik. Az állapotokat a Githubon közzétett program határozza meg.

STATE_CHECK: ébredjen fel a rádió kikapcsolt állapotában (a WiFi ki van kapcsolva), csak ellenőrizze, hogy valami megváltozott -e

STATE_INIT: ébredjen be a rádió bekapcsolt állapotában (WiFi bekapcsolva), és továbbítsa az ajtó és a zár állapotát

STATE_DOOR: ébredjen fel a rádió bekapcsolásával, és tegye közzé a doorstate -t, amikor legközelebb elindul

STATE_LOCK: ébredjen be a rádió bekapcsolásával, és tegye közzé a lockstate állapotot, amikor legközelebb elindul

STATE_VOLTAGE: ébredjen fel a rádió bekapcsolásával, tegye közzé a feszültséget, amikor legközelebb elindul

STATE_OTA 5: ébredjen fel a rádió bekapcsolásával, lépjen az OTA módba

3. lépés: Szerelje össze

A projekt összeszereléséhez és szétszereléséhez csavaros sorkapcsokat és egyenáramú férfi/női csatlakozókat használok. Minden alkatrészt egy kis ABS dobozba tettem, lásd a képeket. Az alkatrészeket Kapton szalagba burkoltam az elektromos leválasztáshoz

A napelemet egy egyenáramú dugaszon (5,5 x 2,1) keresztül csatlakoztatom egy 1N5817 diódával, amelynek alacsony az előremenő feszültsége.

A nádkapcsoló be van ragasztva a dobozba, a mágnes pedig az ajtóra van ragasztva a megfelelő helyzetben.

A záróérintkező oldalról van beírva, lásd a képet.

4. lépés: Munka modul

A kapott adatokat az Openhab otthoni automatizálásom olvassa be. Tetszik, közzétehetem az Openhab fájlokat.

Figyelem:

• Az akkumulátor feszültsége (kitartással, így grafikonon látom a feszültséget idővel).
• Az ajtó és a zár helyzete.
• A helyzet megváltozott.

Ily módon, amikor lefekszem, könnyen látom, hogy minden fészer zárva van -e.

A használat kezdetén az akkumulátort fényes napon töltöttük fel, és körülbelül egy hét múlva az akkumulátor teljesen feltöltődött. Most ősszel az akkumulátor töltve marad. A modul nyilvánvalóan nagyon gazdaságos és sokkal kevesebb energiát fogyaszt, mint egy kis napelem. A húsos akkumulátor valószínűleg néhány hónap sötétségre is képes. Lássuk, hogyan teljesít a modul ezen a télen, amikor a fészer hőmérséklete sokkal alacsonyabb.