ESP8266-01 IoT intelligens időzítő otthoni automatizáláshoz: 9 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

FRISSÍTÉSEK

2018. 09. 30.: Firmware frissítve az 1.09 -es verzióra. Most Sonoff Basic támogatással

2018.10.01.: Az firmware 1.10-es verziója kipróbálható az ESP8266-01 teszteléséhez, hibákkal

Mivel az új divatszavak az Internet Of Things (IoT) és a Home Automation, úgy döntöttem, hogy megvizsgálom az otthonomban és annak környékén található eszközöket, amelyeket valamilyen eszközön keresztül vezérelnek. A kiemelkedő elemek a következők:

• Uszoda szivattyú
• Uszoda víztöltő
• Uszoda és a környező fények
• TV/Szórakoztató rendszer szekrény fényei

Ezeknek az eszközöknek a vezérlésére általában a szabványos fali csatlakozó időzítők szolgálnak. Minden eszköz saját időzítővel van felszerelve, és mindegyik különböző helyen található. Akkor miért pont ezeket a tételeket választottam, hogy a tárgyak internete vagy az otthonautomatizálási projektekkel kezdjem, kérdezheti?

Nos, Dél -Afrikában élni azt jelenti, hogy az áramkimaradások rendszeresek. Az otthoni statisztikák alapján az elmúlt évben 35 áramkimaradásom volt, összesen 40 órát. Ez általában nem jelent problémát, mivel az összes jelenleg telepített időzítő tartalék akkumulátorral van ellátva az áramkimaradások idején. De van néhány probléma:

• Ezek a tartalék elemek csak egy-két évig tartanak, majd az időzítőt ki kell cserélni. Az időzítők úgy vannak kialakítva, hogy az időzítőt meg kell semmisíteni, hogy hozzáférhessen a belső Ni-Cad akkumulátorhoz.
• Minden alkalommal, amikor az áramkimaradás történik, a hibás elemekkel ellátott időzítőt újra kell programozni, és be kell állítani az időt.
• Az időzítő fizikai elhelyezkedése, amikor a fali konnektorba van csatlakoztatva, szinte lehetetlenné teszi az időzítőt felülről leolvasó LCD -kijelzők olvasását. Ez azt jelenti, hogy az időzítőt ki kell húzni a konnektorból, vagy le kell feküdnöm a padlóra az időzítők beállításához vagy beállításához áramszünet után.

A fenti okok miatt úgy döntöttem, hogy kipróbálom az időzítők kicserélésének lehetőségét a helyi otthoni hálózatomhoz csatlakoztatott IoT intelligens időzítőre.

Az ötlet egy önálló időzítő tervezése volt, amely képes:

• Az aktuális idő automatikus beállítása az internet segítségével (IoT)
• Felhasználói műveletek nélkül működik (intelligens)
• A kimenet be-/kikapcsolása a beállított időnek megfelelően (időzítő)
• Programozható és hálózaton keresztül vezérelhető (otthoni automatizálás)

1. lépés: Az ESP8266-01 tervezése

A tervezés ESP8266-01 WiFi modul használatával történt, mivel ez volt a rendelkezésemre álló. A legegyszerűbb formában az ESP8266-01 négy I/O tűvel rendelkezik:

• GPIO0
• GPIO2
• TX
• RX

ESP8266-01 Bekapcsolási módok

Az I/O csapok logikai állapota határozza meg, hogy az ESP8266-01 melyik módban indul el. Az első lépés annak meghatározása volt, hogy az I/O érintkezők közül melyik használható kimeneti relé meghajtására.

• A normál bekapcsoláshoz a GPIO0 és GPIO2 logikai HIGH értékre kell állítani. Világos tehát, hogy ez a két érintkező nem használható digitális kimenetként.
• A Tx pin bekapcsoláskor kimenetként van beállítva, és a kimenet magasra van állítva. Ez a Tx tű néhány soros adatot is továbbít a bekapcsolás során. Így ez a csap szintén nem használható kimenetként.

Az egyetlen megmaradt csap az Rx csap. Ez a csap bemenetként van beállítva a bekapcsoláskor, és nem kell magasra húzni a bekapcsolás során. Ez a csap ezért a legalkalmasabb kimeneti csapként való használatra.

Boot-up

Az ESP8266-01 helyes indítási módjának biztosítása érdekében bekapcsoláskor a következő csapokat magasra kell húzni 10K ellenállásokkal:

• GPIO0
• GPIO2
• RST
• CH_PD

Ez biztosítja, hogy a készülék minden alkalommal megfelelően induljon.

Kimeneti relé

Az RX az egyetlen tű, amely kimenetként használható. Ez a csap ezért a kimeneti relé meghajtására szolgál NPN tranzisztoron keresztül. Hozzáadták a szokásos lendkerék -diódát és tranzisztoros alapellenállásokat.

MODE/SET gomb

A gomb a GPIO2 -hez van csatlakoztatva, és a gomb felengedésével egy 10K ellenállás magasra fogja húzni a GPIO2 -t. A gomb megnyomásával a GPIO2 0V -ra húzódik.

Ez a gomb két funkcióra használható:

• Kezdeti beállítás az egység helyi WiFi hálózathoz való csatlakoztatásához
• A kimenet kézi vezérlése normál működés közben

Jelző LED

A LED csatlakozik a GPIO0 -hoz, és a következőket jelzi:

• Az első bekapcsoláskor a GYORS villogás jelzi a WiFi beállítási módot
• Lassan villog, ha nincs beállítva az egység ideje
• jelzi a kimeneti relé be/ki állapotát

2. lépés: A tápegység

Az IoT Smart Timer -t különböző feszültségszinteken fogom használni, ezért kétféle tápegység áll rendelkezésre:

12 - 24V DC

Az alkalmazott DC-DC átalakító alkalmas akár 28V DC tápellátásra. Az átalakító kimenete állítható, és 5 V -ra van állítva. Ezt meg kell tenni az ESP8266 modul csatlakoztatása előtt.

Egy diódát adtak hozzá, hogy megvédje a tápellátás bemenetének fordított polaritásától.

Ehhez az opcióhoz sikerült beszereznem egy kicsi 220V/5V kapcsolóüzemű tápegységet az eBay -en.

A bemeneti feszültségtől függetlenül az IoT Smart Timer két tápegységet igényel:

5V sín

Mindkét opciónál az 5V DC -t kapcsolt üzemmódú tápegységből nyerik, nem pedig lineáris szabályozóból. Ez azt jelenti, hogy a tápegység minimális hőt termel. Az 5 V -ot a kimeneti relé meghajtására használják

3.3V sín

Az ESP8266-01 3.3V-ját egy ASM1117 3.3-as szabályozótól kapjuk. Az ASM1117 3.3 egy lineáris szabályozó, és 500 mA -ig képes kezelni. A keletkező hőt azonban az ASM1117 bemeneti feszültsége határozza meg. A hő csökkentése érdekében az ASM1117 tápellátása az 5 V -os sínről történik.

Zajszűrés

Az ESP8266-01 feszültség hullámzásának csökkentése érdekében a 3,3 V -os sín 100 - 1000uf kondenzátorral van felszerelve. Mind az 5V, mind a 3,3 V -os síneket 0.1uf kondenzátorok védik a nagyfrekvenciás interferenciától.

3. lépés: A PC -kártya összeszerelése

A PC táblát az Eagle ingyenes verziójával tervezték. Ez egy egyoldalas tábla, amely otthon könnyen elkészíthető a festékátviteli módszerrel.

A PC -kártya elkészítése után szerelje össze a PC -kártyát a következő sorrendben:

• Forrasztja az ASM1117 szabályozót és három 0,1uf SMD alkatrészt a lap forrasztási oldalához
• Adja hozzá az egyetlen jumpert a tábla komponens oldalához
• Forrasztja a helyére az ellenállásokat és a diódákat
• Adja hozzá az ESP8266-01 modul fejléceit
• Adja hozzá a LED és a gomb fejléceit
• Helyezze be a csavaros kapcsokat
• Csatlakoztassa az egyenáramú/egyenáramú átalakítót a panelhez a fejlécek segítségével.
• Forrasztja a relét a helyére
• Egészítse ki a lapot a tranzisztor és a 100uf kondenzátor forrasztásával.

Miután minden alkatrészt a táblához forrasztott, ellenőrizze az összes forrasztási pontot, és ügyeljen arra, hogy ne legyen rövidzárlat a betétek között.

! ! ! FONTOS JEGYZET ! ! ! Annak biztosítása érdekében, hogy a PC Board képes kezelni a nagy áramokat a kimeneti érintkezőkön, vigyen fel megfelelő mennyiségű forrasztást a reléérintkezők és a csavarkapcsok közötti sávokra

4. lépés: A PC -kártya tesztelése

! ! ! Az áramellátás előtt! ! !

Távolítsa el az ESP8266-01 modult az egységből. Ez megakadályozza az ASM1117 szabályozó túlmelegedését az 5 V -os tápellátás beállítása előtt.

Összeszerelés után nem sok vizsgálatot lehet elvégezni. A legfontosabb lépés a megfelelő feszültségszint biztosítása.

• Vigyen fel 12 - 24 V egyenáramot az egységre.
• Mérje meg a DC/DC átalakító kimeneti feszültségét
• Állítsa az átalakító kimenetét 5,0 és 5,5 V közé.
• Ezután mérje meg a 3,3 V -os tápfeszültséget.
• Ha a tápellátás rendben van, húzza ki az egységet a készülékből

Most behelyezheti az ESP8266-01 modult a mellékelt fejlécekbe.

! ! ! Jegyzet !

Miután tesztelte az IoT időzítőt, és működik, használjon átlátszó lakkot a PC -lemez forrasztási oldalának lefedésére. Ez megakadályozza a vágányok oxidációját, és extra szigetelést biztosít a relé érintkezői és az áramkör többi része között

5. lépés: A ház

A ház nem olyan fontos, amíg a PC -kártya és az összes vezeték szépen és biztonságosan illeszkedik.

Az építkezés megkönnyítése érdekében elkészítettem egy kábelt, amelyhez a LED és a MODE/SETUP gomb csatlakozik. Ez nagyobb rugalmasságot biztosított számomra a LED és a gomb burkolatra történő felszerelésekor. Ezt a kábelt ezután a PC -kártya fejlécébe dugják.

A képeken a LED -es lámpákhoz használt 12 V -os egységek egyike látható.

6. lépés: Az ESP8266-01/NodeMCU programozása

Az ESP8266-01 programozásához először be kell állítania az Arduino IDE-t. Nem megyek bele ebbe a részletekbe, mivel rengeteg remek Instructable áll rendelkezésre ebben a témában. Az Instructables következő linkjeit választottam referenciaként, anélkül, hogy a szerzőknek külön megrendelést adnék. Köszönjük az egyéni utasításaikat.

Kövesse ezt az ESP8266 -ot és az Arduino IDE -t az Arduino IDE beállításához az ESP8266 modulhoz.

Ezután egy programozóra lesz szüksége az ESP8266 programozásához. Íme két link:

Az Arduino Uno használata

DIY Programozó Testület

Könyvtárak

A kód fordításához további könyvtárakat kell telepítenie. Ismét nézze meg ezt az utasítást:

Telepítse és használja az Arduino Libraries programot

Nem emlékszem, hogy melyik könyvtárat kellett telepítenem, de tudom, hogy a WiFiManagert külön kell letölteni. Ezeket a Libraries.zip fájlba is beillesztettem.

7. lépés: Első beállítás

Az első használatkor az IoT Smart Timer készüléket WiFi -hálózathoz kell csatlakoztatni. Ez a feladat a WiFiManager könyvtár használatával történik, így nem kell SSID -t vagy jelszót beírni a kódba.

Kövesse ezt a néhány lépést:

• Kapcsolja be az egységet
• A LED gyorsan villogni kezd
• Nyomja meg a MODE/SETUP gombot
• Amikor a LED kialszik, engedje el a gombot
• Várjon néhány másodpercet, majd nyissa meg okostelefonja vagy eszköze WiFi -kapcsolatait
• Látható lesz az IoT Timer nevű új WiFi netszó
• Válassza ezt a hozzáférési pontot
• Jelentkezzen be az IoT Timer -be (jelszó nem szükséges)
• Várjon, amíg készüléke csatlakozik az IoT Timer hálózathoz
• Nyisson meg bármilyen internetes böngészőt
• A címsávba írja be a következő IP -címet - 192.168.4.1
• Megnyílik a WiFiManager konzol
• Válassza a WiFi konfigurálása lehetőséget
• Megjelenik az elérhető WiFi hálózatok pontjainak listája
• Válassza ki a kívánt WiFi hálózatot, és írja be a jelszót
• Ezután adja meg azt az IP -címet, amelyet az IoT Timerhez való kapcsolódáshoz használni szeretne
• Adja meg az alapértelmezett átjáró IP -címét, majd a maszkot
• Az összes beállítás elvégzése után kattintson a Mentés gombra
• Megnyílik egy új ablak, amely megerősíti az új hitelesítő adatok mentését
• Zárja be a böngészőt

A mentés után az IoT Timer hálózat leáll, és a készülék megpróbál csatlakozni a WiFi hálózathoz.

• Csatlakoztassa okostelefonját vagy készülékét ugyanahhoz a WiFi hálózathoz, amelyet az IoT Timerhez használt.
• Nyissa meg a böngészőt
• A címsorba írja be az IoT Timer IP -címét
• Megnyílik az IoT Timer konfigurációs oldala

Az IoT időzítő most használatra kész

8. lépés: Az IoT Timer beállítása

Az IoT Timer beépített weboldala öt részből áll:

Állapot

Ez mutatja az eszköz nevét, valamint az időzítő aktuális idejét és kimeneti állapotát

Ezenkívül az időzítő működési módját ebben a részben állítja be. Három mód van:

• Az automatikus kimenetet a különböző időzítő programok vezérlik
• Be - A kimenet kényszerített BE, és az üzemmódváltásig bekapcsolva marad
• Ki - A kimenet kényszerített KI, és az üzemmódváltásig kikapcsolva marad.

Programok

Ez a szakasz tartalmazza az időzítő be- és kikapcsolási idejét. Hét program áll rendelkezésre, és mindegyik program egyedileg állítható be.

Mielőtt megváltoztatná a következő programot, nyomja meg a MENTÉS gombot az aktuális programon végrehajtott módosítások mentéséhez.

Gomb funkció

A MODE/SETUP gomb használható a kimeneti relé vezérlésére normál működés közben. Itt válassza ki, hogy a gombnak mit kell tennie, ha megnyomja.

Az új beállítások mentéséhez jelölje be a "Frissítés gombfunkció" négyzetet, mielőtt megnyomja a Mentés gombot.

Konfiguráció

Itt megváltoztathatja az IoT Timer nevét. Ez megkönnyíti a több időzítő közötti azonosítást.

A készüléken töltött időt NTP időszerveren keresztül az internetről szerezzük be. A helyes idő megjelenítéséhez frissítse az időzónát a régiójához.

Ha másik NTP időszervert szeretne használni, írja be az új IP -címet a megadott helyre.

Jelölje be a "Konfiguráció frissítése" négyzetet, mielőtt megnyomja a Mentés gombot az új beállítások mentéséhez.

JEGYZET

Az időzóna megváltoztatásakor az új idő csak a következő időlekérdezés során lesz helyes. A készülék úgy van beállítva, hogy 5 percenként frissítse az időt.

Idő beállítása

Néha előfordul, hogy az NTP időkiszolgáló nem válaszol minden alkalommal. Ha túl sokáig tart az idő beállítása az NTP -kiszolgálón keresztül, akkor manuálisan adhatja meg az időt és a dátumot.

Jelölje be a "Frissítési idő" négyzetet, mielőtt megnyomja a Mentés gombot az új idő és dátum mentéséhez.

Időszinkronizálás

Az oldal utolsó része azt az időt és dátumot jelzi, amikor utoljára szinkronizálta az időt az NTP időkiszolgálón keresztül.