Батареямен жұмыс жасайтын есік пен құлып сенсоры, күн, ESP8266, ESP-Now, MQTT: 4 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Бұл нұсқаулықта мен қашықтағы велосипед сарайының есігі мен құлып күйін бақылау үшін батареямен жұмыс істейтін сенсорды қалай жасағанымды көрсетемін. Менде электр қуаты жоқ, сондықтан мен батареямен жұмыс жасаймын. Батарея шағын күн батареясымен зарядталады.

Модуль аз қуатпен жұмыс істеуге арналған және терең ұйқыда ESP-07S жүйесінде жұмыс істейді, ол әр минут сайын оянып, есік пен құлыптың күйін тексереді. Алайда, есік ашылған кезде модуль «есік ашық» туралы ақпаратты бірден жіберу үшін қарапайым аппараттық схемамен оятады. Модуль ESP-Now арқылы байланысады, онда жеткізу уақыты өте аз, энергияның аз ғана мөлшерін қажет етеді.

Openhab пен Mosquitto -да жұмыс істейтін менің үй автоматикасы хабарламаларды өңдейді және егер дабыл қосылған болса, Telegram арқылы менің дабылды хабарламамды жібереді.

Жабдықтар

Барлық компоненттер Aliexpress -тен сатып алынады.

• ESP-07S модулі ESP-Now ауқымын ұлғайту үшін сыртқы антеннаны оңай қосу үшін таңдалады.
• TP4056 зарядтау тақтасы батареядан қорғалған
• 18650 LiPo батареясы
• Қамыс қосқышы (есіктің күйін бақылау үшін ЖОҚ)
• Байланыс қосқышы (монитордың құлыптау орны)
• Күн панелі (6В, 0,6 Вт)
• Транзисторлар, резисторлар, диод, коннекторлар (схеманы қараңыз)

1 -қадам: Жабдық

Құрылған схема сурет ретінде енгізілген. Мен алдымен схемаға протоколды нан тақтасында жасадым. Содан кейін мен барлық компоненттерді тақтаға дәнекерледім.

Мен ESP-07S ESP8266 модулін қолданамын, себебі оның сыртқы антеннаға қосылымы бар. Менің велосипед сарайы сыртта болғандықтан, WiFi сигналы бетон қабырғадан өтуі керек. Мен білдім, сыртқы антенна ESP-Now диапазонын қатты арттырады. Бұл логикалық, өйткені бұл WiFi сигналы.

Есік сенсоры үшін мен NO және NC қосылыстары бар қамысты қосқышты қолдандым. Есік жабылған кезде, магнит қосқышты ашады. Модуль әр 60 секунд сайын есік пен құлыптың күйін тексереді, алайда, есік ашылған кезде, маған дереу хабарлағым келеді, сондықтан мен қалпына келтіру схемасын енгіздім, төменде қараңыз.

Құлыптау сенсоры үшін мен NO және NC қосылымдары бар контактілі қосқышты қолдандым. Құлып жабылған кезде құлыптау штырі қосқышты ашады. Осылайша, есік сенсоры да, құлып сенсоры да қалыпты түрде ашылады (ЖОҚ).

Батарея зарядтағыш TP4056 тақтасы арқылы зарядталады, батареядан қорғанысы 6В шағын күн панеліне бекітілген.

Мен тізбектің кейбір бөліктерін төменде түсіндіремін.

Схеманы қалпына келтіру

2N7000 Mosfet бар қалпына келтіру схемасы ESP8266 қалпына келтіру істігіне қосылған. Егер есік жабық болса, контакт ашық, транзистордың қақпасы да, көзі де жоғары, ал мосфет өшірулі. Қақпаға қосылған конденсатордың оң заряды бар. ESP8266 GPIO12 қамысы жоғары = жабық.

Есік ашылған кезде, мосфет көзі жерге қосылады. Қақпа жоғары болғандықтан, мосфет қосылады және қалпына келтіру түйреуішін жерге тартады, нәтижесінде ESP8266 қалпына келтіріледі. Конденсатор R7 арқылы шығарылады, содан кейін мосфет өшіріледі. Менің осциллографтың скриншотын 50 мс төмен импульс үшін қараңыз. Импульстен кейін ESP8266 қосылады. ESP8266 GPIO12 қамысы LOW = ашық күйінде.

Есік қайта жабылғанда, R6 резисторы көзді тартып, GPIO12 -ны жоғары көтереді.

Батарея мониторингі

Батарея кернеуі VBat пен GND арасындағы кернеу бөлгіш арқылы оқылады. Дегенмен, мен VBat пен GND арасындағы тұрақты байланысты қаламаймын, себебі ол батареяны бітіреді. Сондықтан мен кернеу бөлгіштің жоғарғы жағына Р-каналды мосфет қойдым, ал мосфет қақпасы тартылған, сондықтан мосфет өшірулі. GPIO14 төмен болғанда ғана, мосфет қосылады және ESP8266 ADC көмегімен кернеуді реттей алады.

2 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету

ESP8266 модулі негізінен қуатты үнемдеу үшін терең ұйқы режимінде.

Әр 60 секунд сайын модуль WiFi ажыратылған кезде қосылады және құлып пен есіктің орнын өлшейді және RTC жадында сақталған мәндермен салыстырғанда бұл позицияның өзгергенін тексереді. Егер позиция өзгерсе, модуль ең аз уақыт ұйықтайды және WiFi қосылған кезде оянып, ESP-Now арқылы жаңа позицияны жібереді. Әрине, жаңа позициялар RTC жадында сақталады. Егер ештеңе өзгермесе, модуль қайтадан ұйықтап, WiFi өшірілгенде оянады.

Менің басқа нұсқаулықты қараңыз, онда мен ESP-Now-ды хабарды жіберу және оларды MQTT хабарламаларына түрлендіру үшін қалай қолданатынымды түсіндіремін.

Егер 'OTA-схемасы' секіргіш арқылы қолмен жабылса, модуль оянып, ESP8266HTTPUpdateServer арқылы OTA жаңартуын күту үшін менің WiFi желісіне қосылады.

Әр 30 минут сайын батареяның кернеуі өлшенеді және жарияланады.

Ол мемлекеттік машина ретінде жұмыс істейді. Штаттар менің Github -да жарияланған бағдарламада анықталған.

STATE_CHECK: Радио өшірілгенде (Wi -Fi өшірілгенде) ояну, бірдеңенің өзгергенін тексеру

STATE_INIT: Радио қосулы тұру (WiFi қосулы) және есік пен құлып күйін беру

STATE_DOOR: Радио қосулы тұру, оянған кезде есікті жариялау

STATE_LOCK: Радио қосулы тұру, оянған кезде lockstate жариялау

STATE_VOLTAGE: Радио қосулы тұру, оянған кезде кернеуді жариялау

STATE_OTA 5: Радио қосулы тұрыңыз, OTA режиміне өтіңіз

3 -қадам: жинау

Мен өз жобамды жинау және бөлшектеу үшін бұрандалы терминалдар мен тұрақты токтың ерлер/әйелдер қосқыштарын қолданамын. Мен барлық бөлшектерді ABS кішкентай қорабына салдым, суреттерді қараңыз. Мен бөлшектерді электр оқшаулау үшін Каптон таспасына капсулаладым

Мен күн панелін төмен кернеуі бар 1N5817 диодты еркек тұрақты ток ашасы (5,5 x 2,1) арқылы қосамын.

Қамыс қосқышы қорапқа жабыстырылады, ал магнит есікке дұрыс күйде жабыстырылады.

Құлыптау контактісі бүйірден енгізілген, суретті қараңыз.

4 -қадам: Жұмыс модулі

Алынған деректерді менің Openhab үй автоматикасы оқиды. Маған ұнайды, мен Openhab файлдарын жібере аламын.

Мен қадағалаймын:

• Батарея кернеуі (мен тұрақтылықпен графиктен уақыт бойынша кернеуді көремін).
• Есік пен құлыптың орналасуы.
• Заман өзгерді.

Осылайша, мен төсекке жатқанда, барлық сарайлардың құлыпталғанын оңай көре аламын.

Мен қолданудың басында батарея жарқын күні зарядталды, ал бір аптадан кейін батарея толық зарядталды. Енді күзде батарея зарядталған күйінде қалады. Шамасы, бұл модуль өте үнемді және энергияны аз жұмсайды, содан кейін шағын күн батареясы шығарылады. Сиырлы батарея бірнеше ай қараңғыда қуатқа ие болуы мүмкін. Модульдің қыста қалай жұмыс істейтінін көрейік, сарайдағы температура әлдеқайда төмен.