პრაქტიკული PIR სახლის გამოყენებისათვის: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

როგორც ბევრი თქვენგანი, რომელიც მუშაობს სახლის ავტომატიზაციის პროექტებთან, მეც ვეძებდი ფუნქციონალური PIR სენსორის შექმნას საკუთარ სახლში კუთხის შემობრუნების ავტომატიზაციისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ სინათლის გადამრთველი PIR სენსორები იქნებოდა ოპტიმალური, თქვენ ვერ მოხრით კუთხეს. ამ პროექტმა გაიარა რამოდენიმე გამეორება და მე განვაცადე ბევრი სხვა ხელმისაწვდომი გაკვეთილი ინტერნეტში და ვერ ვიპოვე ის, რაც ჩემთვის მუშაობდა. თუ გსურთ, რომ მიიღოთ მხოლოდ სამუშაო, გადადით მე –3 საფეხურზე, წინააღმდეგ შემთხვევაში გააგრძელეთ მეორე საფეხურზე, სადაც მე განვიხილავ განვითარებას.

მასალები:

გასაყიდი რკინა

Solder და Flux ელექტრონიკისთვის

სათადარიგო დამაკავშირებელი მავთული

3D პრინტერი

პურის დაფა

ჰასიოს ძირითადი გაგება

არდუინოს პროგრამირების ძირითადი უნარები

ნაბიჯი 1: განვითარება

სახლის ასისტენტი არის შესანიშნავი ინსტრუმენტი, რაც შეიძლება დაგჭირდეთ ზოგიერთი უფრო რთული კონფიგურაციის დასაკავშირებლად. ჩემთვის, კუთხის კიბეზე სინათლის შუქი იყო ჩემი საწყისი ინტერესი პროექტში. საშინაო გამოყენების PIR სენსორის შესაქმნელად სწორი სახელმძღვანელოს პოვნა რთული იყო. რასაკვირველია, არსებობს მრავალი მარტივი გზა, რათა ის იმუშაოს, მაგრამ მისი ენერგოეფექტური და ეფექტური გამოყენება ყოველდღიური გამოყენებისათვის იყო სხვა ამბავი. ასევე იყო ლატენტურობის საკითხი, ან რამდენად სწრაფად ირთვებოდა შუქი სიგნალის მიღების შემდეგ. ეს სახიფათო პროექტია, როდესაც მე მართლაც ჩავვარდი ამ ყველაფრის სარეველში. რაც მოხდა ის იყო, რომ მივედი ორ მთავარ წერტილზე, თუ რატომ იყო ეს დიზაინი ეფექტური.

ლატენტურობა

მე დავიწყე ESPHome– ით ამ სენსორის დიზაინი. მას აქვს ყველა ზარი და სასტვენი, მაგრამ ასევე ძალიან მეგობრული ინტერფეისი. სამწუხაროდ, ESPhome პროტოკოლი და ჩარჩო მუშაობა საკმაოდ დიდი ენერგიის მომხმარებელია, როდესაც თქვენ ითვლით mWh. ასევე არსებობს შეფერხების საკითხი, როდესაც შუქის ჩართვის ზარები უნდა გაიაროს ESPhome– ის ჩატვირთვისას, Hassio– ს, შემდეგ კი თქვენი სინათლის კონტროლერის საშუალებით. აღმოვაჩინე, რომ ეს დასრულდება 10 წამის დიაპაზონში. თქვენ უკვე ადიხართ კიბეზე (ან იქნებ ძალიან ნელა დადიხართ, რადგან შუქი არ არის). რა გახდა ენერგოეფექტური და უსწრაფესი გზა ჰასიოზე მოძრაობის სიგნალის მოსატანად იყო MQTT.

MQTT– ის გამოყენებამ სტატიკური IP– ით შეამცირა დრო დაახლოებით 2 წამზე ნაკლებ დროზე. MQTT სიგნალი მიაღწევს ჰასიოს შორის დაახლოებით 800ms - 1200ms. საკმაოდ ჯანდაბა.

ბატარეის ხანგრძლივობა

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, MQTT– ზე გადასვლა ასევე დაზოგავს ენერგიის მოხმარებას. საშუალო სენსორი, რომელსაც არ აქვს ღრმა ძილი ESPHome– ზე, ერთ დღეზე ნაკლები გაგრძელდება დაახლოებით 800mWh ბატარეაზე. ღრმა ძილით, დაახლოებით 3-5 დღე დამოკიდებულია აქტივაციაზე. WeMos D1 Mini არ არის გიჟური ენერგიის ღორი, მაგრამ ის ასევე არ არის ყველაზე ეფექტური თავისი ენერგიის მართვაში, ასე რომ ბატარეის ყოველი ნაწილის მოხმარება მნიშვნელოვანი იყო. ყოველი მომხარებელი ნაწილის შემცირება იყო ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაბიჯი.

ბევრი PIR სენსორი არსებობს, მაგრამ ყველა არ არის თანაბარი. ერთ -ერთი პირველი პუნქტი, რომელიც მე შევამჩნიე იყო თითოეული PIR სენსორის ტესტირების სიჩქარე, კუთხე და სროლის სიჩქარე. გამოყენებული სენსორებიდან აღმოვაჩინე, რომ Simplytronics Wide Angle PIR ყველაზე ეფექტური იყო დიაპაზონისა და ენერგიის ღირებულებით. ეს არის ფართო კუთხის PIR სენსორი შესანიშნავი დიაპაზონით და ის მუშაობს მხოლოდ 3 ვ -ზე, რაც აბსოლუტურად გასაოცარია იმისთვის, რაც მჭირდებოდა.

ნაბიჯი 2: მასალები

WeMos D1 მინი

T4056 Lipo/Li-Ion USB დამტენი

Simplytronics ფართო კუთხის PIR სენსორი

3.7v 1000 mWh ლიპო ბატარეა

2x 10k რეზისტორები

120K რეზისტორი

5k რეზისტორი

1N4001 მაკორექტირებელი დიოდი

1uF კონდენსატორი

2N2222 ტრანზისტორი

ნაბიჯი 3: ძირითადი კოდი და არდუინო

მარტივად, გადმოწერეთ arduino ფაილი და შეცვალეთ იგი თქვენს კონფიგურაციასთან მუშაობისთვის. ყველაზე მნიშვნელოვანი ასპექტი, რომელიც უნდა გახსოვდეთ არის დარწმუნდეთ, რომ თქვენი პარამეტრები ემთხვევა იმას, რაც მოცემულია Hassio– ში.

ჩემს მაგალითში მე ვიყენებ Mosquitto Broker- ს. მე შევიყვანე ეს პარამეტრები ჩემს არდუინოს კოდში. ჩემი MQTT სერვერისთვის, რადგან მასპინძლობს Hassio– ში, მე დავამატე ჩემი Hassio– ს IP მისამართი.

შემდეგი რაც ჩვენ უნდა გავაკეთოთ არის შაბლონის სენსორების დაყენება ჩვენი MQTT მონაცემების შესანახად, ასე რომ ის უფრო ჰასიოს ფრონტალური მეგობრულია. თუ გსურთ მეტი იცოდეთ შაბლონებისა და შაბლონების შესახებ, მე დავტოვებ ამ Hassio ბმულს აქ.

ჩვენი მოძრაობის MQTT იქნება შაბლონის ორობითი სენსორი და ჩვენი ბატარეის დონე იქნება სენსორი Hassio– ში.

ჩემს ძირითად კონფიგურაციაში. თქვენ არ გჭირდებათ ამის გაკეთება, მაგრამ მე მიმაჩნია, რომ ის ცოტა უფრო ორგანიზებულად ინარჩუნებს საქმეს. ამის გასაადვილებლად გამოიყენეთ ფაილის რედაქტორი ახალი yaml ფაილის შესაქმნელად და დაასახელეთ ის, რისი მითითებაც შეგიძლიათ configuration.yaml- ში. ჩემს მაგალითში ვიყენებ templatesensor.yaml და templatebinarysensor.yaml

მთავარია დარწმუნდეთ იმაში, რომ დააყენოთ MQTT თემები და დატვირთვები თქვენს არდუინოს კონფიგურაციასთან ან პირიქით.

ბოლო, მაგრამ არანაკლებ მნიშვნელოვანი, დააყენეთ დაფის ელემენტი, რომელსაც შეუძლია დაინახოს ბატარეის დონე და მოძრაობის სენსორი.

ნაბიჯი 4: სქემატური და ტესტირება

გაყვანილობის სქემატური სქემის შემდეგ, შეაერთეთ კომპონენტები პურის დაფაზე შესამოწმებლად. გაყვანილობისას მნიშვნელოვანი შენიშვნებია დარწმუნდეთ, რომ მიწების მავთულები სწორია გასაშლელი ეფექტისთვის. ეს აიძულებს ტრანზისტორს გადატვირთოს WeMos D1 Mini გამოღვიძებისთანავე. თქვენ უნდა შეგეძლოთ შეამოწმოთ გაღვიძებისა და გადატვირთვის ფუნქცია WeMos D1 Mini– ს USB პორტზე ჩართვით. ის უნდა აღდგეს მას შემდეგ, რაც ხელს აიქნევთ PIR– ის წინ. ეს არის სურვილისამებრ, მაგრამ თქვენ ასევე შეგიძლიათ ჩამოაშოროთ smd led ნათურები მოძრაობის სენსორიდან, რათა გაზარდოთ ბატარეის ხანგრძლივობა. მე გირჩევთ ამის გაკეთებას მას შემდეგ, რაც შეამოწმეთ, რომ მოძრაობის სენსორი მუშაობს ისე, როგორც მოსალოდნელი იყო. თუ თქვენს კომპიუტერში ჩართული გაქვთ USB, ორმაგად შეამოწმეთ ის arduino IDE– ით, რომელიც ჩატვირთავს და გადატვირთავს მოძრაობის ტრიგერით.

თქვენს Hassio Dashboard– ში თქვენ უნდა გქონდეთ შესაძლებლობა დაინახოთ ზოგიერთი მნიშვნელობა ბატარეიდან და ასევე მოძრაობის სენსორი გამორთულია. თუ ყველაფერი კარგად მიდის აქამდე, თქვენ უნდა იყოთ ბიზნესში! თქვენ შეგიძლიათ აიღოთ ეს პატარა დაფის პროტოტიპი და გადაიტანოთ იგი თქვენს სახლში და ის იქნება თქვენი ახალი ხელნაკეთი მოძრაობის სენსორი. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს ჰასიოს შიგნით რაიმეს გასააქტიურებლად და თქვენ აქ დაასრულებდით, თუკი სულ ამას ეძებთ. მაგრამ მოდით ეს საბოლოო გაპრიალება იყოს ის, რაც ღირსია სახლის საყრდენი.

პრობლემის მოგვარების რამდენიმე რჩევა

- WeMos D1 Mini- ზე გადატვირთვის ღილაკზე დაჭერით თქვენ უნდა მიიღოთ MQTT არდუინოს კოდთან ერთად

- გაუკეთეთ კომენტარი არდუინოს კოდს, რომ ნახოთ სად არის თითოეული ნაბიჯი და რას აკეთებს იგი ტექნიკისთვის

- არ დაგავიწყდეთ დაკავშირება ყველა უარყოფითი ტყვიის წერტილთან

ნაბიჯი 5: დაუკავშირდით თქვენს Wifi განათების გადამრთველს

საბედნიეროდ, Hassio– ს აქვს მართლაც დიდი ავტომატიზაციის ოსტატი, რომელიც დაგეხმარებათ თქვენს კონფიგურაციაში. მე არ ვაპირებ შუქების ან დანამატების დამატებას, მაგრამ ვნახავ, რომ Hassio– ს ადამიანებმა მართლაც გაუადვილეს ინტეგრაციისა და სხვა პლატფორმების დამატება Hassio– სთან გასაკონტროლებლად. გადადით და გაეცანით როგორ დაამატოთ თქვენი არჩევანის wifi ნათურა.

ამ ავტომატიზაციის ოსტატში ჩვენ გვინდა ყურადღება მივაქციოთ ერთ მნიშვნელოვან საკითხს, რომელიც არის გამომწვევი. თქვენ შეგიძლიათ დაამატოთ შაბლონის ორობითი სენსორი, როგორც გამომწვევი, მაგრამ აღმოვაჩინე, რომ მოძრაობის სენსორი იყო უფრო "სწრაფი", როდესაც პირდაპირ MQTT დატვირთვით მივედი. ბოლო, მაგრამ არანაკლებ მნიშვნელოვანი, დააკონფიგურირეთ თქვენი შუქის ან მოწყობილობის არჩევანი და სენსორი უნდა იყოს ბიზნესში.

ნაბიჯი 6: პროექტის საცხოვრებელი

მას შემდეგ, რაც დარწმუნებული იქნებით თქვენი დაფის დაფაზე, გადაიტანეთ ყველა ნაწილი პროტოტიპის კომპიუტერის დაფაზე და შეაერთეთ ყველა კავშირი ყველაზე პატარა დაფაზე, რომელსაც ნახავთ. მე შევინახე მავთულები მოკლე, მაგრამ მოქნილი აღდგენის/რედაქტირების/შეკეთების შემთხვევაში. საქმის დიზაინი არის მინიმალური საქმე, რომელიც შეიძლება ჩასვა კუთხეში ან ბრტყელ ზედაპირზე. ის ასევე მშვენივრად მუშაობს დაუზიანებელი წებოვანი 3M ზოლებით =)

შენიშვნა მე რაღაცნაირად დამავიწყდა საიდან მივიღე ეს უცნაური ფორმატის pcb პროტოტიპები, ამიტომ მე გირჩევთ უბრალოდ შეწყვიტოთ თქვენი pcb ზომა და გაბურღოთ ერთი ან ორი ხვრელი. თუ ეს სახელმძღვანელო პოპულარული გახდება, მე გამოვაქვეყნებ რედაქტირებულ ვერსიას უფრო გავრცელებული ზომით (მე მჭირდებოდა მხოლოდ ორი მოძრაობის სენსორი, და მე მქონდა ზუსტად ორი უცნაური დაფა)

ნაბიჯი 7: დახურვა

ვიმედოვნებ, რომ ეს დიზაინი დაგეხმარათ თქვენი სახლის ავტომატიზაციის პროექტების განხორციელებაში. ჩემთვის საკმაოდ გრძელი პერიოდი იყო, რომ ყველა მოძრავი ნაწილი შემეძლო ამ სასწავლო პროგრამის შესაქმნელად, მაგრამ მიხარია, რომ გარკვეული დრო დამჭირდა მისი ჩამოსაყალიბებლად. ამ პროექტმა დამანახა ჩემი ESP– ების დაპროგრამებისთვის უფრო მიუწვდომელი გზების გამოყენების შეზღუდვები. ეს არ ნიშნავს იმას, რომ თქვენ არ უნდა გამოიყენოთ ESPHome, მაგრამ პროექტებისთვის, რომლებიც უფრო მკაცრია ენერგიის მენეჯმენტში, შეიძლება დაგჭირდეთ სხვა მარშრუტის გავლა. სენსორები დასრულდა მაისსა და ივნისში და მას შემდეგ არ ჭირდებათ ბრალი. ჯერჯერობით ისინი 4-5 თვე გავიდა ბრალის გარეშე. როგორც გვერდითი შენიშვნა, მე ასევე შევედი ახალი PCB განლაგების შემუშავებაში WeMos D1 Mini– ს საფუძველზე. WeMos D1 Mini- ს შესახებ ის არის, რომ მას აქვს ჩაშენებული 5V- დან 3V- მდე კონვერტორი და ელექტროენერგიის მგრძნობიარე USB პროგრამირების IC. ეს ნიშნავს, რომ თუ ჩვენ აღმოვფხვრით ამ ორ ფაქტორს, ჩვენ შეგვიძლია ESP8266- ს ვუბიძგოთ, რომ კიდევ უფრო ნაკლები ენერგია მოიხმაროს.

კიდევ ერთხელ გმადლობთ, რომ დამეხმარეთ ჩემს უხეშობაში და მიჰყევით ამ პროექტს.