Sensor i derës dhe bllokimit të mbushur me bateri, diellor, ESP8266, ESP-Tani, MQTT: 4 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Në këtë Instructable unë ju tregoj se si kam bërë një sensor të mundësuar nga bateria për të monitoruar derën dhe bllokimin e gjendjes së stendës sime të biçikletës në distancë. Unë nuk kam energji elektrike, prandaj e kam me bateri. Bateria ngarkohet nga një panel i vogël diellor.

Moduli është projektuar për funksionim me fuqi të ulët dhe funksionon me një ESP-07S në gjumë të thellë i cili zgjohet dhe kontrollon pozicionin e derës dhe bllokimit çdo minutë. Sidoqoftë, kur dera hapet, moduli zgjohet nga një qark i thjeshtë harduerik për të dërguar menjëherë informacionin e 'derës së hapur'. Moduli komunikon përmes ESP-Now, në të cilin koha e transmetimit është shumë e shkurtër, duke kërkuar vetëm një sasi të vogël energjie.

Automatizimi i shtëpisë sime që funksionon në Openhab dhe Mosquitto trajton mesazhet dhe më dërgon një mesazh alarmues përmes Telegramit nëse alarmi është ndezur.

Furnizimet

Të gjithë përbërësit janë blerë nga Aliexpress.

• Moduli ESP-07S është zgjedhur për lidhjen e lehtë të një antene të jashtme për të rritur gamën ESP-Now.
• Tabela e ngarkuesit TP4056 me mbrojtje nga bateria
• Bateri 18650 LiPo
• Ndërprerës kallami (JO për të monitoruar pozicionin e derës)
• Çelësi i kontaktit (pozicioni i bllokimit të monitorit)
• Paneli diellor (6V, 0.6W)
• Transistorë, rezistorë, diodë, lidhje (shiko skemën)

Hapi 1: Pajisje kompjuterike

Skema e ndërtuar është përfshirë si një fotografi. Fillimisht kam prototipizuar qarkun në një dërrasë buke. Pastaj bashkova të gjithë përbërësit në një tabelë perf.

Unë përdor një modul ESP-07S ESP8266 pasi ka një lidhje për një antenë të jashtme. Meqenëse derdhja ime e biçikletave është jashtë, sinjali WiFi duhet të kalojë nëpër një mur betoni. Kam zbuluar se një antenë e jashtme rrit fuqishëm gamën e ESP-Tani. Mjaft logjike, pasi është një sinjal WiFi.

Për sensorin e derës kam përdorur një ndërprerës kallami me lidhje botn NO dhe NC. Kur dera është e mbyllur, një magnet i bashkangjitur hap çelësin. Moduli kontrollon derën dhe gjendjen e kyçjes çdo 60 sekonda, megjithatë, kur dera të hapet, dua të informohem menjëherë, prandaj zbatova një qark të rivendosur, shih më poshtë.

Për sensorin e kyçjes kam përdorur një ndërprerës kontakti me lidhje botn NO dhe NC. Kur kyçi është i mbyllur, kunja e kyçjes hap çelësin. Pra, si sensori i derës ashtu edhe sensori i kyçjes normalisht hapen (JO).

Bateria ngarkohet përmes një bordi ngarkues TP4056 me mbrojtje nga bateria e bashkangjitur në një panel të vogël diellor 6V.

Unë do të shpjegoj disa pjesë të qarkut më poshtë.

Rivendos qarkun

Qarku i rivendosjes me 2N7000 Mosfet është i lidhur me kunjin e rivendosjes të ESP8266. Nëse dera është e mbyllur, kontakti është i hapur, porta dhe burimi i tranzistorit janë të larta dhe mosfet janë të fikura. Kondensatori i lidhur me portën ka një ngarkesë pozitive. ESP8266 kallami GPIO12 si HIGH = i mbyllur.

Kur dera hapet, burimi i mosfetit lidhet me tokën. Meqenëse porta është e lartë, mosfet ndizet dhe tërheq pinin e rivendosjes në tokë, me rezultatet në një rivendosje të ESP8266. Kondensatori shkarkohet përmes R7 dhe më pas e fik mosfetin. Shihni pamjen e oshiloskopit tim për pulsin e ulët prej 50 ms. Pas pulsit, ESP8266 ngrihet. ESP8266 kallam GPIO12 si LOW = hapur.

Kur dera mbyllet përsëri, rezistenca R6 tërheq burimin dhe GPIO12 lart.

Monitorimi i baterisë

Tensioni i baterisë lexohet përmes një ndarësi të tensionit midis VBat dhe GND. Sidoqoftë, nuk dua një lidhje të përhershme midis VBat dhe GND, sepse shkarkon baterinë. Prandaj, unë vendos një mosfet të kanalit P në anën e lartë të ndarësit të tensionit dhe porta e mosfetit tërhiqet lart, kështu që mosfet fiken. Vetëm kur GPIO14 është i ulët, mosfet ndizet dhe ESP8266 mund të kalojë tensionin me ADC.

Hapi 2: Softueri

Moduli ESP8266 është kryesisht në gjendje gjumi të thellë për të kursyer energji.

Çdo 60 sekonda, moduli fillon me WiFi të çaktivizuar dhe mat pozicionin e kyçjes dhe derës dhe kontrollon nëse këto pozicione kanë ndryshuar në krahasim me vlerat e ruajtura në kujtesën RTC. Nëse pozicioni ka ndryshuar, moduli fle për një kohë minimale dhe zgjohet me WiFi të aktivizuar për të dërguar pozicionin e ri përmes ESP-Tani. Dhe sigurisht pozicionet e reja ruhen në kujtesën RTC. Nëse asgjë nuk ka ndryshuar, moduli thjesht fle përsëri dhe zgjohet me WiFi të fikur.

Shih Instructable-in tim tjetër në të cilin shpjegoj se si e përdor ESP-Now për të transmetuar mesazhe dhe për t'i transformuar ato në mesazhe MQTT.

Nëse 'qarku OTA' mbyllet manualisht përmes një kërcyesi, moduli zgjohet dhe lidhet me rrjetin tim WiFi për të pritur për një azhurnim OTA përmes ESP8266HTTPUpdateServer.

Çdo 30 minuta tensioni i baterisë matet dhe publikohet.

Punon si makinë shtetërore. Gjendjet përcaktohen në programin i cili publikohet në Github tim.

STATE_CHECK: zgjohuni me Radio të fikur (WiFi të fikur), vetëm kontrolloni nëse diçka ka ndryshuar

STATE_INIT: zgjohuni me Radio të ndezur (WiFi aktiv) dhe transmetoni gjendjet e dyerve dhe të kyçjes

STATE_DOOR: zgjohuni me Radio të ndezur, publikoni datën e derës herën tjetër kur të fillojë

STATE_LOCK: zgjohuni me Radio të ndezur, publikoni lockstate herën tjetër kur të fillojë

STATE_VOLTAGE: zgjohuni me Radio të ndezur, publikoni tension herën tjetër kur të ndizet

STATE_OTA 5: zgjohuni me Radio të ndezur, shkoni në modalitetin OTA

Hapi 3: Mblidhni

Unë përdor terminalet me vida dhe lidhëset mashkull/femër DC për të qenë në gjendje të montoj dhe çmontoj projektin tim. I vendos të gjitha pjesët në një kuti të vogël ABS, shiko fotografitë. I kapsulova pjesët në kasetë Kapton për izolim elektrik

Unë e lidh panelin diellor përmes një prizë mashkullore DC (5.5 x 2.1) me një diodë 1N5817 e cila ka një tension të ulët përpara.

Çelësi i kallamit është ngjitur në kuti dhe një magnet është ngjitur në derë në pozicionin e duhur.

Kontakti i kyçjes futet nga ana, shihni foton.

Hapi 4: Moduli i punës

Të dhënat e marra lexohen nga automatizimi im i shtëpisë Openhab. Më pëlqen, mund të postoj skedarët Openhab.

Unë monitoroj:

• Tensioni i baterisë (me këmbëngulje kështu që unë e shoh tensionin me kalimin e kohës në një grafik).
• Pozicionet e derës dhe bllokimit.
• Kohët që pozicioni ka ndryshuar.

Në këtë mënyrë, kur shkoj në shtrat, mund ta shoh lehtë nëse të gjitha kasollet janë të kyçura.

Në fillim të përdorimit, bateria u karikua në një ditë të ndritshme, dhe pas një jave ose më shumë bateria u ngarkua plotësisht. Tani në vjeshtë, bateria mbetet e ngarkuar. Me sa duket moduli është shumë ekonomik dhe përdor shumë më pak energji sesa gjeneron një panel i vogël diellor. Bateria e fortë ndoshta ka fuqi për disa muaj errësirë. Le të shohim se si funksionon moduli këtë dimër, kur temperatura në hambar është shumë më e ulët.