IoT немесе үйді автоматтандыру үшін Homie құрылғыларын құру: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл нұсқаулық менің үйдегі автоматтандырудың DIY сериясының бөлігі болып табылады, «DIY үйді автоматтандыру жүйесін жоспарлау» негізгі мақаласын қараңыз. Егер сіз әлі Homie не екенін білмесеңіз, Марвин Роджерден homie-esp8266 + homie-ге қараңыз.

Көптеген сенсорлар бар. Мен оқырманға «бірдеңе» құруды бастау туралы талаптарды беру үшін ең қарапайымдарын қарастырамын. Бұл ракета ғылымы болмауы мүмкін, бірақ бұл жұмыс істеуі керек.

Егер сізде бөлшектер болмаса, менің «Азиядан электронды бөлшектерді алу» нұсқаулығына назар аударыңыз.

Бірнеше сөз қосуға рұқсат етіңіз: IoT, ESP8266, Homie, DHT22, DS18B20, үй автоматикасы.

Тақырып қазір түсінікті болуы керек:-)

Сонымен қатар, бұл нұсқаулықты енді менің жеке парақшамнан алуға болады:

1 -қадам: Жұмысты бастау

Конвенциялар

Бұл нұсқаулықта D1 Mini клондары қолданылады. Бұл ESP8266 чипін қолдайтын Arduino үйлесімді WiFi контроллері. Олар өте кішкентай формалық фактормен жеткізіледі (~ 34*25мм) және ластану арзан (клон үшін ~ 3-4 доллар).

Мен әр құрылысты D1 Mini, нан тақтасы мен кейбір сенсор (лар) көмегімен суреттеймін. Мен олардың әрқайсысы үшін материалдық шотты (BOM) қосамын, бірақ секіргіштер мен тақтайша сияқты шағын нәрселерді өткізіп жіберемін (шағын немесе толық). Мен «белсенді бөліктерге» назар аударамын.

Диаграммадағы сымдар/кабельдер үшін (Fritzing + AdaFruitFritzing кітапханасы) мен:

• Қуат үшін қызыл/қызғылт сары, әдетте 3.3В. Кейде 5В болады, абай болыңыз.
• Жер үшін қара.
• Цифрлық деректер сигналдары үшін сары: биттер қозғалады және оларды фишкалармен оқуға болады.
• Аналогтық сигналдар үшін көк/күлгін: мұнда бит жоқ, не болып жатқанын түсіну үшін оны өлшеу және есептеу керек.

Homie for ESP8266 ондаған мысалдар келтіреді, мен осы нұсқаулықты құруды бастадым.

Нан тақтасы

D1 өте ыңғайлы, бірақ жоғары және төмен түйреуіштердің тек бір қатарын сақтайды. Әр мысалда оң жақта D1 және сол жағында компоненттер болады. Жоғарғы және төменгі қуат рельстері 3,3В немесе 5В кернеуге арналған.

Ескерту

Homie мысалдары Arduino IDE үшін «.ino» эскиздері ретінде салынған. Менің жеке кодым PlatformIO үшін «.ccp» ретінде салынған.

Бұл өте аз айырмашылықты тудырады, себебі эскиздер сіздің таңдау құралы қандай болса да көшіруге/қоюға жеткілікті қарапайым.

2 -қадам: Температура мен ылғалдылық: DHT22 / DHT11

Құрылғыны құрастыру

DHT22 пайдаланады:

• Контроллермен байланысу үшін бір сандық түйреуішті D3 -ке қосыңыз
• Қуат үшін екі сым (3.3V немесе 5V + GND)
• Цифрлық түйреуішті жоғары ұстау керек (қуат көзіне қосылған), бұл үшін біз рельс пен деректер түйреуішінің арасындағы резисторды қолданамыз

Код

PlatformIO жобасын мына жерден жүктеуге болады:

Homie-дің бастапқы мысалы мына жерде (бірақ сенсорды пайдаланбайды):

DHT22 үшін DHT сенсорлық кітапханасын пайдаланыңыз (ID = 19)

БОМ

• Контроллер: Wemos D1 Mini
• Резистор: 10 кОм

• Сенсор: (олардың бірі)

  • DHT22: Мен қосымша резисторды қажет ететін 4 түйреуішті қолдандым. SMD ретінде жеткізілетін 3 түйреуішті модуль бар, оған резистор кіреді.
  • DHT11: Бұл арзан, бірақ дәл емес, сіздің талаптарыңызды тексеріңіз

3 -қадам: Су өткізбейтін температура: DS18B20

Құрылғыны құру DS18B20 пайдаланады:

• Контроллермен байланысу үшін бір сандық түйреуішті D3 -ке қосыңыз
• Қуат үшін екі сым (3.3V немесе 5V + GND)
• Цифрлық түйреуішті жоғары ұстау керек (қуат көзіне қосылған), бұл үшін біз рельс пен деректер түйреуішінің арасындағы резисторды қолданамыз

DS18B20-1 сымды сенсор. Ол автобусты қолданады, сондықтан көптеген сенсорлар бір түйреуішті қолдана алады.

Сенсорды қуаттандыру үшін 3.3V/5V қолдануға болмайды, бұл паразиттік қуат режимі деп аталады. Мәліметтер алу үшін мәліметтер парағын қараңыз.

Код

PlatformIO жобасын мына жерден жүктеуге болады:

DHT22 сияқты, Homie-дің түпнұсқалық мысалы мына жерде (бірақ сенсор қолданылмайды):

1 сымды автобус үшін OneWire пакетін қолданыңыз (ID = 1)

DS18B20 үшін DallasTemperature пайдаланыңыз (ID = 54)

БОМ

• Контроллер: Wemos D1 Mini
• Резистор: 4.7KΩ
• Сенсор: DS18B20, суретте су өткізбейтін
• Кабельді тақтаға қосуды жеңілдету үшін 3 істікшелі бұрандалы терминал

4 -қадам: Жарық: Фоторезистор / Фотоэлемент (сандық: Қосу / өшіру)

Құрылғыны құрастыру

(Кешіріңіз, цифрлық фотоэлемент үшін Fritzing компоненті жоқ)

Фотоэлементті цифрлық модуль мыналарды қолданады:

• Контроллермен байланысу үшін бір сандық түйреуішті D3 -ке қосыңыз
• Қуат үшін екі сым (3.3V + GND)

Аналогтық фотоэлементті қолдануға болады, бірақ бұл жерде құжатталмаған, Adafruit -тің «Фотоэлементті пайдалану» тамаша мақаласын қараңыз.

Ескерту: Бұл мысалда сенсорлық тақтада потенциометр бар. Ол «жарық» пен «қараңғы» сыртқы жарық арасындағы шектеуді орнату үшін қолданылады. Оқу кезінде 1 жарық өшірулі, сондықтан 0 мәні қосулы болса жарық дегенді білдіреді.

Код

PlatformIO жобасын мына жерден жүктеуге болады:

БОМ

Контроллер: Wemos D1 Mini

Сенсор: фотосезімтал / жарық анықтау модулі

5 -қадам: Жарық: Фоторезистор / Фотоэлемент (аналогты)

Құрылғыны құрастыру

Фотоэлементті аналогтық сенсор резистор ретінде әрекет етеді. Ол аналогтық кіріс пен 3.3В арасында қосылады.

Кернеуді бөлу үшін GND мен деректер түйреуішінің арасына резистор қойылады. Мақсаты белгілі мәндер диапазонын құру:

• Егер жарық болмаса, фотоэлемент негізінен VCC -ті блоктайды, осылайша GND -ді деректер түйреуішіне қосады: PIN 0 -ге жуық оқиды.
• Бұл жерде жарқын жарық көп, фотоэлементтер ДК -ге деректер түйреуішіне өтуге мүмкіндік береді: түйреуіш толық кернеуді оқиды және максимумға (1023) жақын болады.

Ескерту: Аналогты түйреуіштер мәндері analogRead көмегімен 0-1023 диапазонында оқылады. Бұл 1 байт мәнімен жұмыс істеу үшін практикалық емес, себебі Arduino map функциясы 0-1023-тен (мысалы) 0-255-ке дейін азайтуға көмектеседі.

Сенсордың минималды/максималды мәндерін калибрлеу үшін Arduino -ның осындай эскизін қолданыңыз.

Код

PlatformIO жобасын мына жерден жүктеуге болады:

БОМ

• Контроллер: Wemos D1 Mini
• Сенсор: жарыққа тәуелді резистор (LDR) / фоторезистор
• Резистор: 1K немесе 10K, ұяшыққа негізделген калибрлеу қажет

Әдебиеттер

• Орынның жарық жағдайына арналған PiDome серверінің бастапқы коды
• Адафруттың «Фотоэлементті қолдану»
• «Фоторезисторлар» мұнда нұсқаулықтарда
• Егер сіз математика мен графиктерді алғыңыз келсе, ақылсыз «Photocell оқулығы»

6 -қадам: Оптикалық детектор: QRD1114

Құрылғыны құрастыру

Код

БОМ

Әдебиеттер

• Физикалық есептеу: QRD1114 сенсорды оқуға және айналмалы кодер үшін үзілісті қолдануға арналған үлгі кодын + ПХД -ның дәл конструкциясын қамтиды
• QRD1114 оптикалық детекторды қосуға арналған нұсқаулық Sparkfun

7 -қадам: Қорытынды сөздер

Бұл нұсқаулық негізгі бақылауды түсіндіруге өте қысқа.

Әрі қарай жүру үшін бізге реле, инфрақызыл сәуле шығарғышты қосу керек … Бұл бос уақыт маған мүмкіндік беретіндіктен кейінірек қарастырылады деп үміттенемін. Негізгі айырмашылық - біз «оқимыз» (жарық бар ма?), Сонымен қатар «жазамыз» (жарықты қосыңыз!).