IoT ან სახლის ავტომატიზაციისთვის Homie მოწყობილობების მშენებლობა: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ეს ინსტრუქცია არის ჩემი წვრილმანი სახლის ავტომატიზაციის სერიის ნაწილი, იხილეთ მთავარი სტატია "ხელნაკეთი სახლის ავტომატიზაციის სისტემის დაგეგმვა". თუ თქვენ ჯერ კიდევ არ იცით რა არის ჰომი, გადახედეთ მარინე როჯერის homie-esp8266 + homie– ს.

ბევრი სენსორია. მე ვაშუქებ ძალიან ძირითადს, რათა მკითხველს მივაჩვიო მოთხოვნები, რომ დაიწყონ „რაღაცის“მშენებლობა. ეს შეიძლება არ იყოს სარაკეტო მეცნიერება, მაგრამ ის რეალურად უნდა მუშაობდეს.

თუ ნაწილები არ გაქვთ, გაუფრთხილდით ჩემს მომავალ სასწავლო ინსტრუქციას "აზიის ელექტრონული ნაწილების მოზიდვა".

ნება მომეცით დავამატო რამდენიმე ხმაურიანი სიტყვა: IoT, ESP8266, Homie, DHT22, DS18B20, სახლის ავტომატიზაცია.

თემა ახლა ნათლად უნდა იყოს:-)

ასევე, ეს ინსტრუქცია უკვე ხელმისაწვდომია ჩემი პირადი გვერდიდან:

ნაბიჯი 1: დაწყება

კონვენციები

ეს ინსტრუქცია იყენებს D1 მინი კლონებს. ეს არის WiFi ჩართული Arduino თავსებადი კონტროლერები ESP8266 ჩიპის გამოყენებით. ისინი იგზავნება ძალიან მცირე ფორმის ფაქტორით (~ 34*25 მმ) და იაფია ჭუჭყიანი (კლონებისთვის ~ 3-4 $).

მე ვაჩვენებ თითოეულ ნაგებობას D1 Mini- ს, პურის დაფისა და ზოგიერთი სენსორის გამოყენებით. თითოეულ მათგანში შევიტანე Bill Of Materials (BOM), მაგრამ გამოვტოვებ აშკარა ნივთებს, როგორიცაა ჯუმბერის მავთულები და პურის დაფა (მინი ან სრული). მე ყურადღებას გავამახვილებ "აქტიურ ნაწილებზე".

მავთულის/კაბელების დიაგრამებში (Fritzing + AdaFruitFritzing ბიბლიოთეკა), მე გამოვიყენე:

• წითელი/ნარინჯისფერი სიმძლავრისთვის, ჩვეულებრივ 3.3 ვ. ხანდახან 5V იქნება, ფრთხილად იყავით.
• შავი მიწისთვის.
• ყვითელი ციფრული მონაცემების სიგნალებისთვის: ბიტები მოგზაურობენ და მათი წაკითხვა შესაძლებელია როგორც არის ჩიპებით.
• ლურჯი/მეწამული ანალოგური მონაცემების სიგნალებისთვის: აქ არ არის ბიტი, უბრალოდ ჩვეულებრივი ძაბვა, რომელიც უნდა გაიზომოს და გამოითვალოს იმის გასაგებად, თუ რა ხდება.

Homie for ESP8266 აგზავნის ათეულობით მაგალითს, სწორედ აქედან დავიწყე ამ სასწავლო ინსტრუქციის აგება.

პურის დაფა

D1 არის საკმაოდ მოსახერხებელი, მაგრამ გადაარჩენს მხოლოდ ერთ რიგს ზემოთ და ქვემოთ. თითოეულ მაგალითს ექნება D1 მარჯვენა მხარეს და კომპონენტები მარცხენა მხარეს. ზედა და ქვედა სიმძლავრის რელსები გამოყენებული იქნება 3.3 ვ ან 5 ვ.

შენიშვნა

Homie მაგალითები აგებულია როგორც ".ino" ესკიზები Arduino IDE– სთვის. თუმცა ჩემი საკუთარი კოდი აგებულია როგორც ".ccp" PlatformIO- სთვის.

ეს ძალიან მცირე განსხვავებას გამოიწვევს, რადგან ესკიზები საკმაოდ მარტივია, რომ გადაწერა/ჩასმა რაც არ უნდა იყოს თქვენი არჩეული ინსტრუმენტი.

ნაბიჯი 2: ტემპერატურა და ტენიანობა: DHT22 / DHT11

მოწყობილობის მშენებლობა

DHT22 იყენებს:

• ერთი ციფრული პინი კონტროლერთან დასაკავშირებლად, დაუკავშირეთ მას D3
• ორი მავთული სიმძლავრისთვის (3.3V ან 5V + GND)
• ციფრული პინი უნდა იყოს მაღალი (დაკავშირებულია ენერგიასთან), ამისათვის ჩვენ ვიყენებთ რეზისტორს დენის რელსსა და მონაცემთა პინს შორის

კოდი

PlatformIO პროექტის ჩამოტვირთვა შესაძლებელია აქ:

ჰომის ორიგინალური მაგალითი აქ არის (მაგრამ არ იყენებს სენსორს):

DHT22– ისთვის გამოიყენეთ DHT სენსორების ბიბლიოთეკა (ID = 19)

BOM

• კონტროლერი: Wemos D1 Mini
• რეზისტორი: 10KΩ

• სენსორი: (ერთი მათგანი)

  • DHT22: მე გამოვიყენე 4 ქინძისთავი, რომელიც მოითხოვს დამატებით რეზისტორს. არსებობს 3 ქინძისთავის მოდული, რომელიც იგზავნება როგორც SMD, რომელიც მოიცავს რეზისტორს.
  • DHT11: ეს არის იაფი, მაგრამ ნაკლებად ზუსტი, შეამოწმეთ თქვენი მოთხოვნები

ნაბიჯი 3: წყალგაუმტარი ტემპერატურა: DS18B20

მოწყობილობის მშენებლობა DS18B20 იყენებს:

• ერთი ციფრული პინი კონტროლერთან დასაკავშირებლად, დაუკავშირეთ მას D3
• ორი მავთული სიმძლავრისთვის (3.3V ან 5V + GND)
• ციფრული პინი უნდა იყოს მაღალი (დაკავშირებულია ენერგიასთან), ამისათვის ჩვენ ვიყენებთ რეზისტორს დენის რელსსა და მონაცემთა პინს შორის

DS18B20 არის 1 მავთულის სენსორი. ის იყენებს ავტობუსს და, შესაბამისად, მრავალ სენსორს შეუძლია გამოიყენოს ერთი მონაცემთა პინი.

ასევე შესაძლებელია არ გამოიყენოთ 3.3V/5V სენსორის გასაძლიერებლად, ამას ეწოდება პარაზიტული ენერგიის რეჟიმი. დეტალებისთვის იხილეთ მონაცემთა ცხრილი.

კოდი

PlatformIO პროექტის ჩამოტვირთვა შესაძლებელია აქ:

DHT22– ის მსგავსად, Homie– ს ორიგინალური მაგალითი აქ არის (მაგრამ არ იყენებს სენსორს):

1 მავთულის ავტობუსისთვის გამოიყენეთ OneWire პაკეტი (ID = 1)

DS18B20– ისთვის გამოიყენეთ DallasTemperature (ID = 54)

BOM

• კონტროლერი: Wemos D1 Mini
• რეზისტორი: 4.7KΩ
• სენსორი: DS18B20, სურათზე არის წყალგაუმტარი
• 3 ქინძისთავის ხრახნიანი ტერმინალი, რათა გაადვილდეს საკაბელო კავშირი პურის დაფაზე

ნაბიჯი 4: სინათლე: Photoresistor / Photocell (ციფრული: ჩართვა / გამორთვა)

მოწყობილობის მშენებლობა

(უკაცრავად, არ გაქვთ ციფრული ფოტოელემენტის Fritzing კომპონენტი)

ფოტო უჯრედის ციფრული მოდული იყენებს:

• ერთი ციფრული პინი კონტროლერთან დასაკავშირებლად, დაუკავშირეთ მას D3
• ორი მავთული სიმძლავრისთვის (3.3V + GND)

შესაძლებელია ანალოგური უჯრედის გამოყენება, მაგრამ ეს არ არის დოკუმენტირებული აქ, იხილეთ ადაფრუტის შესანიშნავი სტატია "ფოტოელემენტის გამოყენება".

შენიშვნა: ამ მაგალითში არის პოტენომეტრი სენსორულ დაფაზე. იგი გამოიყენება ზღვარის დასადგენად "ნათელ" და "ბნელ" გარე შუქს შორის. როდესაც კითხულობს 1 ნათურა გამორთულია, შესაბამისად 0 კითხულობს ნიშნავს შუქს თუ ჩართულია.

კოდი

PlatformIO პროექტის ჩამოტვირთვა შესაძლებელია აქ:

BOM

კონტროლერი: Wemos D1 Mini

სენსორი: ფოტომგრძნობიარე / სინათლის გამოვლენის მოდული

ნაბიჯი 5: სინათლე: Photoresistor / Photocell (ანალოგი)

მოწყობილობის მშენებლობა

ფოტო უჯრედის ანალოგური სენსორი მოქმედებს როგორც რეზისტორი. ის დაუკავშირდება ანალოგურ შეყვანას და 3.3 ვ.

რეზისტორი მოთავსებულია GND- სა და მონაცემთა პინს შორის, რათა შეიქმნას ძაბვის გამყოფი. მიზანია შექმნას ღირებულებების ცნობილი დიაპაზონი:

• თუ სინათლე არ არის, ფოტოელემენტი ძირითადად დაბლოკავს VCC- ს, რითაც დააკავშირებს GND- ს თქვენს მონაცემების პინთან: პინი წაიკითხავს თითქმის 0 -ს.
• იქ ბევრი კაშკაშა სინათლეა, ფოტოელექტრონული უჯრედი VCC- ს გადაუშვებს მონაცემთა პინში: პინი წაიკითხავს თითქმის სრულ ძაბვას და, როგორც ასეთი, მაქსიმუმთან ახლოს (1023).

შენიშვნა: ანალოგური ქინძისთავების მნიშვნელობები იკითხება 0-1023 დიაპაზონში analogRead- ის გამოყენებით. ეს არ არის პრაქტიკული 1 ბაიტი მნიშვნელობების გადასაჭრელად, ამისათვის Arduino რუქის ფუნქცია დაგეხმარებათ შეამციროთ 0-1023-დან (მაგალითად) 0-255-მდე.

თქვენი სენსორის მინიმალური/მაქსიმალური მნიშვნელობების დაკალიბრებისთვის გამოიყენეთ ესკიზი Arduino– ს მსგავსი.

კოდი

PlatformIO პროექტის ჩამოტვირთვა შესაძლებელია აქ:

BOM

• კონტროლერი: Wemos D1 Mini
• სენსორი: სინათლისგან დამოუკიდებელი რეზისტორი (LDR) / ფოტორეზისტორი
• რეზისტორი: 1K ან 10K, საჭიროა დაკალიბრება თქვენი უჯრედის მიხედვით

ცნობები

• PiDome სერვერის წყაროს კოდი ადგილმდებარეობის განათების მდგომარეობისთვის
• ადაფრუტის "ფოტო უჯრედის გამოყენება"
• "ფოტორეზისტორები" აქ ინსტრუქციის მიხედვით
• ძალიან გიჟური "ფოტოელემენტის გაკვეთილი" თუ გინდათ მათემატიკა და გრაფიკები

ნაბიჯი 6: ოპტიკური დეტექტორი: QRD1114

მოწყობილობის მშენებლობა

კოდი

BOM

ცნობები

• ფიზიკური გამოთვლა: QRD1114 შეიცავს კოდის ნიმუშს სენსორის წასაკითხად და მბრუნავი კოდირებისათვის შეწყვეტის გამოყენებისათვის + ზუსტი PCB დიზაინისთვის
• QRD1114 ოპტიკური დეტექტორის მიერთების გზამკვლევი Sparkfun– ში

ნაბიჯი 7: საბოლოო სიტყვები

ეს ინსტრუქცია ძალიან მოკლეა ძირითადი მონიტორინგის ასახსნელად.

უფრო შორს წასასვლელად, ჩვენ დაგვჭირდება რელეების, IR გამგზავნის დაკავშირება … იმედია, ეს მოგვიანებით იქნება გაშუქებული, რადგან თავისუფალი დრო ამის საშუალებას მაძლევს. მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ჩვენ არა მხოლოდ "ვკითხულობთ" (არის სინათლე?) არამედ "ვწერთ" (აანთეთ შუქი!).