აკუმულატორით დაფარული კარის და საკეტის სენსორი, მზის, ESP8266, ESP-Now, MQTT: 4 ნაბიჯი (სურათებით)

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

ამ ინსტრუქციებში მე გაჩვენებთ, თუ როგორ გავაკეთე ბატარეაზე მომუშავე სენსორი, რათა მონიტორინგი გამეკეთებინა ჩემი დისტანციური ველოსიპედის ფარდის კარისა და ჩაკეტვისთვის. მე არ მაქვს მაგისტრალური ენერგია, ამიტომ მაქვს ბატარეაზე მომუშავე. ბატარეა იტენება პატარა მზის პანელით.

მოდული განკუთვნილია დაბალი სიმძლავრის მუშაობისთვის და მუშაობს ESP-07S– ზე ღრმა ძილში, რომელიც იღვიძებს და ყოველ წუთს ამოწმებს კარის და საკეტის პოზიციას. თუმცა, როდესაც კარი იხსნება, მოდული იღვიძებს მარტივი აპარატურის წრედით, რომ დაუყოვნებლივ გაგზავნოს ინფორმაცია "კარი ღია". მოდული კომუნიკაციას უწევს ESP-Now– ს საშუალებით, რომელშიც გადაცემის დრო ძალიან მოკლეა, საჭიროებს მხოლოდ მცირე რაოდენობის ენერგიას.

ჩემი სახლის ავტომატიზაცია, რომელიც მუშაობს Openhab და Mosquitto– ში, ამუშავებს შეტყობინებებს და აგზავნის ჩემს საგანგაშო შეტყობინებას Telegram– ის საშუალებით, თუ მაღვიძარა ჩართულია.

მარაგები

ყველა კომპონენტი შეძენილია Aliexpress– დან.

• ESP-07S მოდული არჩეულია გარე ანტენის ადვილად დასაკავშირებლად ESP-Now დიაპაზონის გასაზრდელად.
• TP4056 დამტენი დაფა ბატარეის დაცვით
• 18650 LiPo ბატარეა
• ლერწმის გადამრთველი (არა კარის პოზიციის მონიტორინგისთვის)
• საკონტაქტო გადამრთველი (მონიტორის დაბლოკვის პოზიცია)
• მზის პანელი (6V, 0.6W)
• ტრანზისტორები, რეზისტორები, დიოდი, კონექტორები (იხ. სქემა)

ნაბიჯი 1: აპარატურა

როგორც აშენებული სქემა შედის სურათის სახით. მე პირველად შევქმენი სქემა პურის დაფაზე. შემდეგ ყველა კომპონენტი გავაფორმე პერფის დაფაზე.

მე ვიყენებ ESP-07S ESP8266 მოდულს, რადგან მას აქვს გარე ანტენის კავშირი. ვინაიდან ჩემი ველოსიპედის სათავსო გარეთ არის, WiFi სიგნალმა უნდა გაიაროს ბეტონის კედელი. აღმოვაჩინე, რომ გარე ანტენა მკვეთრად ზრდის ESP-Now დიაპაზონს. საკმაოდ ლოგიკურია, რადგან ეს არის WiFi სიგნალი.

კარის სენსორისთვის მე გამოვიყენე ლერწმის გადამრთველი botn NO და NC კავშირებით. როდესაც კარი დაკეტილია, მაგნიტი, რომელიც მიმაგრებულია ხსნის გადამრთველს. მოდული ამოწმებს კარის და ჩაკეტვის მდგომარეობას ყოველ 60 წამში, თუმცა, როდესაც კარი ღიაა, მინდა დაუყოვნებლივ ვიყო ინფორმირებული, რის გამოც განვახორციელე გადატვირთვის სქემა, იხილეთ ქვემოთ.

საკეტის სენსორისთვის გამოვიყენე საკონტაქტო გადამრთველი botn NO და NC კავშირებით. როდესაც საკეტი დახურულია, საკეტი pin ხსნის გადამრთველს. ასე რომ, როგორც კარის სენსორი, ასევე საკეტის სენსორი ჩვეულებრივ გახსნილია (არა).

ბატარეა იტენება TP4056 დამტენი დაფის საშუალებით, ბატარეის დაცვით, რომელიც მიმაგრებულია პატარა 6V მზის პანელზე.

ქვემოთ განვმარტავ მიკროსქემის ზოგიერთ ნაწილს.

წრის გადატვირთვა

გადატვირთვის სქემა 2N7000 Mosfet– ით არის დაკავშირებული ESP8266– ის გადატვირთვის პინთან. თუ კარი დაკეტილია, კონტაქტი ღიაა, კარიბჭეც და ტრანზისტორის წყაროც მაღალია და მოსფეტი გამორთულია. კარიბჭესთან დაკავშირებულ კონდენსატორს აქვს დადებითი მუხტი. ESP8266 ლერწამი GPIO12 როგორც მაღალი = დახურულია.

როდესაც კარი იხსნება, მოსფეტის წყარო მიწასთან არის დაკავშირებული. მას შემდეგ, რაც კარიბჭე მაღალია, mosfet ჩართულია და იზიდავს გადატვირთვის პინს ადგილზე, რის შედეგადაც ხდება ESP8266 გადატვირთვა. კონდენსატორი იხსნება R7– ის საშუალებით და შემდეგ გამორთავს mosfet– ს. იხილეთ ჩემი ოსცილოსკოპის ეკრანის ანაბეჭდი დაბალი პულსი 50 ms. პულსის შემდეგ, ESP8266 ჩექმდება. ESP8266 ლერწამია GPIO12 როგორც დაბალი = ღია.

როდესაც კარი ისევ დაკეტილია, რეზისტორი R6 იზიდავს წყაროს და GPIO12 მაღლა.

ბატარეის მონიტორინგი

ბატარეის ძაბვა იკითხება ძაბვის გამყოფი VBat- სა და GND- ს შორის. თუმცა, მე არ მინდა მუდმივი კავშირი VBat- სა და GND- ს შორის, რადგან ის დატენავს ბატარეას. ამიტომ მე ვდებ P- არხის mosfet ძაბვის გამყოფის მაღალ მხარეს და mosfet- ის კარიბჭე მაღლა იწევს, ამიტომ mosfet გამორთულია. მხოლოდ მაშინ, როდესაც GPIO14 დაბალია, mosfet ჩართულია და ESP8266- ს შეუძლია დაძლიოს ძაბვა ADC– ით.

ნაბიჯი 2: პროგრამული უზრუნველყოფა

ESP8266 მოდული ძირითადად ღრმა ძილის რეჟიმშია ენერგიის დაზოგვის მიზნით.

ყოველ 60 წამში, მოდული იტვირთება WiFi გამორთული და ზომავს საკეტის და კარის პოზიციას და ამოწმებს შეიცვალა თუ არა ეს პოზიციები RTC მეხსიერებაში შენახულ მნიშვნელობებთან შედარებით. თუ პოზიცია შეიცვალა, მოდული იძინებს მინიმალური დროით და იღვიძებს WiFi- ით, რათა გაგზავნოს ახალი პოზიცია ESP-Now- ის საშუალებით. და რა თქმა უნდა, ახალი პოზიციები ინახება RTC მეხსიერებაში. თუ არაფერი შეცვლილა, მოდული ისევ იძინებს და იღვიძებს WiFi გამორთული.

იხილეთ ჩემი სხვა Instructable, რომელშიც მე ავუხსენი, როგორ ვიყენებ ESP-Now შეტყობინების გადასაცემად და მათ MQTT შეტყობინებებად გადასაყვანად.

თუ 'OTA- წრე' ხელით დაიხურება ჯუმბერის საშუალებით, მოდული იღვიძებს და უკავშირდება ჩემს WiFi ქსელს და ელოდება OTA განახლებას ESP8266HTTPUpdateServer- ის საშუალებით.

ყოველ 30 წუთში ბატარეის ძაბვა იზომება და ქვეყნდება.

ის მუშაობს როგორც სახელმწიფო მანქანა. სახელმწიფოები განსაზღვრულია პროგრამაში, რომელიც გამოქვეყნებულია ჩემს Github– ზე.

STATE_CHECK: გაიღვიძეთ გამორთული რადიოთი (გამორთული WiFi), უბრალოდ შეამოწმეთ შეიცვალა თუ არა რამე

STATE_INIT: გაიღვიძეთ რადიოს ჩართვით (WiFi ჩართულია) და გადასცეს კარი და ჩაკეტვის მდგომარეობა

STATE_DOOR: გაიღვიძეთ რადიო ჩართული, გამოაქვეყნეთ კარის დრო შემდეგ ჯერზე, როდესაც ის დაიწყება

STATE_LOCK: გაიღვიძეთ რადიო ჩართული, გამოაქვეყნეთ lockstate შემდეგ ჯერზე, როდესაც ის ჩატვირთვის

STATE_VOLTAGE: გაიღვიძეთ ჩართული რადიოთი, გამოაქვეყნეთ ძაბვა შემდეგ ჯერზე, როდესაც ის ჩავა

STATE_OTA 5: გაიღვიძეთ რადიო ჩართული, გადადით OTA რეჟიმში

ნაბიჯი 3: შეკრება

ვიყენებ ხრახნიან ტერმინალებს და DC მამრობითი/მდედრობითი კონექტორებს, რომ შევძლო ჩემი პროექტის აწყობა და დაშლა. ყველა ნაწილი პატარა ABS ყუთში ჩავდე, ნახეთ სურათები. კაპტონის ფირზე ნაწილები მოვათავსე ელექტრო იზოლაციისთვის

მზის პანელს ვაკავშირებ მამრობითი DC- დანამატის (5.5 x 2.1) საშუალებით 1N5817 დიოდთან, რომელსაც აქვს დაბალი წინ ძაბვა.

ლერწმის გადამრთველი წებოვანია ყუთში და მაგნიტი წებოვანია კარზე სწორ ადგილას.

საკეტის კონტაქტი შემოდის გვერდიდან, იხილეთ სურათი.

ნაბიჯი 4: სამუშაო მოდული

მიღებული მონაცემები იკითხება ჩემი Openhab სახლის ავტომატიზაციით. მე მომწონს, შემიძლია გამოვაქვეყნო Openhab ფაილები.

ვაკვირდები:

• ბატარეის ძაბვა (დაჟინებით, ასე რომ მე ვხედავ ძაბვას დროთა განმავლობაში გრაფიკში).
• კარის და საკეტის პოზიციები.
• დრო შეიცვალა პოზიცია.

ამ გზით, როდესაც დასაძინებლად მივდივარ, ადვილად ვხედავ ჩაკეტილია თუ არა ყველა ფარდული.

გამოყენების დასაწყისში, ბატარეა იტენებოდა ნათელ დღეს, და ერთი კვირის შემდეგ tge ბატარეა სრულად იტენებოდა. შემოდგომაზე, ბატარეა კვლავ დამუხტულია. როგორც ჩანს, მოდული არის ძალიან ეკონომიური და იყენებს გაცილებით ნაკლებ ენერგიას, ვიდრე მცირე მზის პანელი გამოიმუშავებს. ძროხის ბატარეას ალბათ აქვს ძალა რამდენიმე თვის სიბნელეში. ვნახოთ, როგორ მუშაობს მოდული ამ ზამთარში, როდესაც ფარდულში ტემპერატურა გაცილებით დაბალია.