LEIDS - Sensori i derës IOT me energji të ulët: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Çfarë është LEIDS?

LEIDS është një sensor IOT i bazuar në ESP8266. Ky sensor përdor këtë tabelë, një qark të butë të fiksimit, një ndërprerës kallami dhe disa magnetë për të krijuar një sensor të derës që do t'ju dërgojë një alarm kur dera juaj hapet dhe mbyllet. Ky sensor mund të lidhet me serverin tuaj MQTT, IFTTT ose shumë korniza të tjera që mbështesin ESP8266. Ky udhëzues do të përdorë IFTTT për të krijuar me lehtësi një sensor që do të dërgojë një alarm në pajisjen tuaj celular pa marrë parasysh se ku jeni. Sensori gjithashtu mund të konfigurohet për të lejuar sinjalizime të shumta nga dyer të veçanta, kuti postare, furra dhe çdo gjë tjetër që ka një pozicion fizik të hapur/mbyllur ose ndezur/fikur. Përfitimi i LEIDS është se ai përdor energji minimale dhe përdor energji vetëm kur një derë është e hapur, atëherë kur dera është e mbyllur ajo dërgon një mesazh për t'ju paralajmëruar se dera ishte e mbyllur dhe fiket. Kjo është më mirë sesa gjumi i thellë i modulit pasi nuk përdor energji nëse dera nuk hapet.

Hapi 1: Furnizimet

Listat më poshtë tregojnë mjetet dhe pjesët që kam përdorur për këtë projekt. Sensori mund të ridizajnohet për të përdorur pjesë të ndryshme dhe për të parë/funksionuar ndryshe dhe thjesht për të përdorur koncepte të ngjashme.

Mjetet:

• Makine per ngjitjen e metalit
• ESP01-UART ose Arduino Uno (programues për ESP8266)
• Printer 3D (opsional)
• Kabllot kërcyese (opsionale)
• Breadboard (sipas dëshirës)

Pjesët:

• ESP8266 ESP-01S x 1
• Reed Switch x 1 (mundësisht NC, mund ta gjeja normalisht të hapur, kështu që duhet të përdor dy magnete për ta bërë atë të funksionojë normalisht)
• AMS1117 3.3v Rregullatori
• 2n3904 NPN Transistor x 1
• P-Channel Mosfet x 1 (ne duam diçka që ka një VGS të ulët, mundësisht një NDP6020P)
• 3.7v 100 mAh bateri Lipo x 1
• Rezistenca të ndryshme (100k Ohm, 10k Ohm, 220 Ohm, 3k3 Ohm)
• Magnet 6x3mm x 2
• Shirit montimi me dy anë
• Tela
• Saldator
• Pllakë perfe

Pjesë të printuara 3D:

Rast për sensorin

Hapi 2: Qarku i butë i fiksimit - Pajisje kompjuterike

Qarku i butë i shulit që po përdor është një modifikim i një skeme që gjeta në internet. Unë nuk jam ekspert dhe besoj se ka mënyra më të mira për të ndërtuar këtë qark, por për qëllimin tim ky qark bën punën!

Mënyra se si funksionon është se kur kallami i kyçur mbyllet nga një fushë magnetike lejon rrymë në transistorin NPN. Transistori NPN pastaj bazon mosfetin PNP i cili lejon që rryma të rrjedhë në ESP8266. ESP8266 ndizet, përdor një nga kunjat e tij për të mbajtur të qëndrueshëm mosfet PNP i cili vazhdon të fuqizojë ESP8266. Pastaj kur ESP8266 të përfundojë me detyrat e tij, e vendos atë pin dalës në LOW i cili ndërpret transistorin NPN dhe mbyll portën në mosfet PNP.

Duke përdorur një qark të tillë, ESP8266 mund të ndizet nga një ndërprerës, dhe pastaj mund të fiket plotësisht përmes sinjalit. Kjo lejon që qarku të mos tërheqë rrymë kur sensori është i mbyllur/fikur.

Hapi 3: ESP8266 - Pajisje kompjuterike

ESP8266 që po përdor do të dërgojë një mesazh për të paralajmëruar kur një derë (ose diçka tjetër) është e hapur dhe pastaj do të presë që dera të mbyllet për të dërguar një mesazh të ngushtë dhe të mbyllet. ESP8266 do të mundësohet nga qarku i fiksimit të butë dhe do të përdorë një kunj për të lexuar çelësin e kallamit dhe një kunj tjetër për ta mbajtur veten të ndezur dhe më pas për ta fikur. Zgjodha të përdor ESP-01 për shkak të faktorit të vogël të formës. ESP do të dërgojë një kërkesë në internet për të na njoftuar kur sensori ndryshohet në "i hapur" dhe "i mbyllur". Metoda më e lehtë që gjeta ishte përdorimi i IFTTT dhe Google Sheets. Kjo shpjegohet në hapat e mëposhtëm.

Hapi 4: IFTTT për Njoftimet në distancë - Pjesa 1

Në këtë udhëzues do të jetë përdorimi i IFTTT dhe zbatimi i lidhjeve të uebit dhe fletëve të Google për të marrë njoftime në distancë në pajisjen tonë celular. Për të përdorur këto shërbime do t'ju duhet sa më poshtë:

• Një llogari Google
• Një llogari IFTTT (mund/duhet të identifikohet me llogarinë Google)
• Aplikacioni IFTTT për pajisjen tuaj celular

Pasi të keni krijuar/regjistruar në llogaritë tuaja, ne do të krijojmë dy apleta. Fotografitë në krye të këtij seksioni tregojnë se si të manovroni në uebfaqe. Hapat e mëposhtëm janë për apletin e parë, kërkesa e shkarkuar nga ngjarja. Ky aplet do të marrë një mesazh nga sensori dhe do ta ruajë ngjarjen në një dokument të fletëve të Google. Pastaj mund të shikoni historinë e sensorit tuaj dhe të shihni kur është hapur dhe mbyllur.

1. Shkoni te lidhja "Apletet e mia" të vendosura në krye
2. Klikoni në butonin "Aplet i ri"
3. Klikoni në butonin blu "+kjo"
4. Kërkoni për "lidhëset e uebit" dhe klikoni mbi të
5. Në faqen tjetër zgjidhni kartën "Merrni një kërkesë në internet"
6. Pastaj vendosni emrin e ngjarjes në çdo gjë që dëshironi, unë zgjodha ta quaj atë "sensor_activated"
7. Në faqen në vijim klikoni butonin blu "+that"
8. Kërkoni për shërbimin "fletët e Google" dhe zgjidhni atë
9. Në faqen në vijim zgjidhni funksionin "Shto rresht në spreadsheet"

10. Plotësoni veprimin si më poshtë:

    • Emri i tabelave, timen e kam quajtur "Historia e sensorit"

    • Rreshti i formatuar duhet të duket si më poshtë

      {{Ndodhi në}} ||| {{Vlera 1}} ||| {{Vlera2}}

    • Lëreni fushën e fundit siç është nëse nuk doni të ndryshoni ku apleti do të ruajë statusin e sensorit
11. Pastaj klikoni "Krijo veprim"
12. Së fundmi klikoni "Finish" në ekranin përfundimtar

Tani le të provojmë që funksionon

1. Shkoni në këtë lidhje
2. Pastaj klikoni në butonin "Dokumentacioni" (ne do ta përdorim përsëri këtë faqe "Dokumentim" më vonë)
3. Tani do të jeni në seksionin tuaj personal për apletin IFTTT Webhooks
4. Plotësoni fushën ku thotë "{event}" me emrin e ngjarjes tuaj në këtë rast emri i ngjarjes është "sensor_activated"
5. Tani plotësoni fushën "vlera 1", kjo është fusha që do të mbajë vendndodhjen e sensorit tuaj, unë do ta plotësoj me "Dera e përparme"
6. Tani plotësoni fushën "vlera2", kjo është fusha që do të ketë statusin e sensorit, unë do ta plotësoj me "hapur" vetëm për testim
7. Pastaj klikoni në butonin blu "Testoni atë"
8. Nëse gjithçka shkoi mirë, atëherë duhet të merrni një "Ngjarja është shkaktuar". mesazh në krye
9. Tani nëse doni të shihni se si e ruajti mesazhin tuaj, mund të hapni fletët tuaja të Google dhe të gjeni tabelën që shtoi, unë kam bashkangjitur një fotografi për të treguar se si do të duket spreadsheet

Tani në hapin tjetër duke shtuar një aplet për të na njoftuar për ndryshimin e statusit.

Hapi 5: IFTTT për Njoftimet në distancë - Pjesa 2

Tani do të shtojmë një aplet për të na njoftuar kur tabela e statusit të shtohet një rresht; me fjalë të tjera, kur sensori ndez një ngjarje. Si më parë, ne do të krijojmë një aplet të ri. Hapat e mëposhtëm do t'ju udhëheqin në krijimin e apletit të dytë. Meqenëse ne kemi bërë diçka të ngjashme në hapin e mëparshëm, unë do të shtoj vetëm rrëshqitjet që janë të ndryshme në këtë hap.

1. Shkoni te lidhja "Apletet e mia" të vendosura në krye
2. Klikoni në butonin "Aplet i ri"
3. Klikoni në butonin blu "+kjo"
4. Kërkoni për "fletët e Google" dhe klikoni mbi të
5. Në faqen tjetër zgjidhni kartën "Rreshti i ri i shtuar në spreadsheet"

6. Pastaj plotësoni fushat për të treguar fletën e spreadsheet -it ku apleti tjetër po i shkruan

   • Në këtë shembull rruga është "IFTTT/MakerWebooks/sensor_activated"
   • Emri i skedarit është "Historia e sensorit"
7. Në faqen në vijim klikoni butonin blu "+that"
8. Kërkoni për shërbimin "njoftimet" dhe zgjidhni atë

9. Tani duhet të plotësojmë fushat e shërbimit të njoftimit

   • Titulli ndryshohet në

     {{ColumnB}} ishte {{ColumnC}}

   • Mesazhi është vendosur në

     {{ColumnB}} ishte {{ColumnC}} në {{ColumnA}}

   • Lidhja lihet vetëm
10. Pastaj klikoni "Krijo veprim"
11. Së fundmi klikoni "Finish" në ekranin përfundimtar

Për të testuar pjesën e dytë të sistemit të njoftimeve IFTTT sigurohuni që keni shkarkuar aplikacionin IFTTT në pajisjen tuaj celular dhe identifikohuni me kredencialet tuaja. Në rastin tim unë jam duke hyrë me llogarinë time google. Tani mund ta testojmë këtë duke u kthyer në faqen "Dokumentacioni" dhe duke e shkarkuar testin me emrin e ngjarjes të caktuar si "sensor_activated", fushën "vlera 1" të vendosur në vendndodhje dhe fushën "vlera2" të vendosur në status.

Kjo duhet t'ju dërgojë një njoftim. Nëse nuk merrni një, sigurohuni që jeni regjistruar me të njëjtën llogari dhe se keni lejuar që aplikacioni t'ju dërgojë njoftime.

Hapi 6: Arduino IDE dhe Sketch

Softueri i përdorur për bordin është përpiluar duke përdorur Arduino IDE.

Logjika është si më poshtë:

• Çelësi i kallamit mbyllet duke hapur derën
• ESP pastaj ndizet dhe lidhet me WiFi
• Pasi të vendoset lidhja WiFi, ai dërgon një kërkesë http (dërgon një komandë në internet) që na tregon se është hapur një derë ose diçka tjetër
• Pastaj lexon një sinjal nga ndërprerësi i kallamit për të përcaktuar nëse dera është mbyllur
• Kur bordi ESP zbulon se çelësi i kallamit është hapur (dmth. Dera ishte e mbyllur) ai dërgon një kërkesë tjetër http që na thotë se dera ishte e mbyllur
• Pastaj sinjalizon qarkun e butë të shulit për të ndërprerë fuqinë në tabelë

Shkarkoni Arduino IDE

Unë kam bashkangjitur kodin arduino në këtë seksion për ta shkarkuar. Nëse nuk keni Arduino IDE, mund ta shkarkoni në internet në

Instaloni menaxherin e duhur të bordit

Për të ngarkuar kodin në bordin tuaj ESP ju duhet të instaloni një menaxher të bordit në Arduino IDE duke përdorur hapat e mëposhtëm.

• Shkoni te Skedari> Preferencat për të hapur dritaren e preferencave
• Në dritaren e preferencave gjeni fushën që thotë "URL shtesë të Menaxherit të Bordit"
• Ngjiteni lidhjen e mëposhtme në këtë fushë https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json dhe shtypni butonin "OK"
• Tani hapni menaxherin e bordeve duke shkuar te Tools> Board, atëherë hyrja e parë do të jetë Menaxher i Bordeve
• Shkruani "ESP8266" në menunë e tabelës dhe instaloni "esp8266" Unë zgjedh versionin 2.5.0 pasi kam pasur disa probleme me versionet më të reja
• Tani kthehuni mbrapsht dhe zgjidhni tabelën tuaj nga Tools> Board> Generic ESP8266 Module
• Pastaj mbylleni dhe rihapni idenë arduino për t'u siguruar që ndryshimet kanë ndodhur

Hapni skicën në Arduino IDE

Ne duhet të modifikojmë katër rreshta të kodit në mënyrë që sensori të funksionojë për ju

1. Ndryshoni SSID -in tuaj WiFi SSID a.k.a. emrin e wifi -t tuaj
2. Ndryshoni fjalëkalimin që të përputhet me fjalëkalimin për wifi -në tuaj
3. Ndryshoni url -në që të përputhet me url -në nga faqja "Dokumentacioni" i shërbimit "webhook"
4. Ndryshoni vendndodhjen e sensorit në vendin ku planifikoni ta vendosni, kjo mund të jetë dera e përparme, dera e pasme, kutia postare, etj.

Tani që keni modifikuar kodin që i përshtatet nevojave tuaja, ne duhet ta ngarkojmë atë në tabelë. Në rastin tim unë jam duke përdorur një programues USB dhe po ndjek udhëzimet për të. Kjo mund të kërkojë shumë zgjidhjen e problemeve, kështu që unë ju sugjeroj të shikoni në internet për një mësim më të thelluar. Në rastin tim unë e lidh ESP-01 me programuesin, pastaj e lidh atë në kompjuter, pastaj e kaloj kalimin nga uart në prog, së fundi e shkëput dhe e kyç përsëri programuesin. Kjo tani e lë ESP në modalitetin e programimit. Tani thjesht klikoj në butonin e ngarkimit dhe e lë ngarkimin të përfundojë. Nëse doni të shihni nëse lidhet, mund të hapni monitorin serik dhe të shikoni mesazhet e statusit. Pasi të keni ngarkuar skicën, ne do të bashkojmë gjithçka së bashku, do ta vendosim në një rrethim dhe do ta montojmë në vendin tonë të dëshiruar.

Hapi 7: Shtojca (e printuar 3D)

Unë kam projektuar rrethimin e mëposhtëm për të akomoduar të gjithë përbërësit, për të lejuar vendosjen e një magneti dhe për të lidhur kalimin e kallamit. Pjesa e dytë sapo përdoret për të mbajtur një magnet të dytë që do të lejojë që çelësi të hapet dhe mbyllet.

Pasi të jenë bashkuar të gjithë përbërësit së bashku, ne mund t'i shtypim ato në kasë, nëse dëshironi mund të shtoni pak ngjitës të nxehtë në pjesën e poshtme për të mbajtur gjithçka brenda. Pastaj ne duhet të shtypim një magnet në kasë me elektronikën dhe të rreshtojmë çelësi i kallamit sipas nevojës. Magneti tjetër duhet të shtypet në rrethimin tjetër. Pasi të dyja mbylljet të jenë përfunduar, ne mund ta provojmë duke i bashkuar të dyja rrethimet, pastaj duke i ndarë ato dhe duke i sjellë përsëri së bashku. Tani duhet të marrim dy njoftime, një për sensorin e hapur dhe një për sensorin e mbyllur. Mbajini të dyja së bashku për të mos u shkarkuar bateria.

Bashkangjitni shiritin e montimit në pjesën e pasme të sensorëve dhe aplikojini ato në vendin e dëshiruar. Unë e vendosa timen në kutinë time postare. Tani provoni që shtrirja është e saktë dhe se sensori është në gjendje të dërgojë një mesazh të hapur dhe të mbyllur.

Voila, tani keni sensorin tuaj për t'ju paralajmëruar kur hapet dhe mbyllet. Më tregoni nëse ju pëlqen dhe nëse ka ndonjë gjë që mendoni se mund të përmirësohet.

Unë gjithashtu po e dorëzoj këtë udhëzues në konkursin IOT, prandaj sigurohuni që të pëlqeni dhe votoni për këtë dhe çdo projekt tjetër IOT që ju ka pëlqyer

Hapi 8: Përmirësimet e së ardhmes

Për këtë projekt hasa në disa çështje. Problemi i parë që hasa ishte përdorimi i një mosfeti që kishte shumë të lartë një Vgs kështu që më duhej të kaloja në një tjetër. Së dyti, çelësi i kallamit që kam përdorur është normalisht i hapur dhe në rastin tim një ndërprerës normalisht i mbyllur do të kishte qenë më i lehtë për t’u zbatuar dhe do të kishte kursyer shumë hapësirë. Së fundmi, esp 01s ishte shumë e vështirë për të punuar dhe më duhej të ngatërrohesha me kunjat e gpio për ta bërë atë të funksiononte siç duhet, por prapë kisha disa çështje. Unë mendoj se ky projekt ishte në gjendje të më mësonte shumë koncepte dhe më ka ndihmuar të dal me më shumë ide dhe zbatime duke përdorur bordet esp8266 dhe IFTTT.

Vrapues në Sfidën IoT