ESP8266-01 IoT ჭკვიანი ტაიმერი სახლის ავტომატიზაციისთვის: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

განახლებები

2018-09-30: Firmware განახლებულია ვერსიით 1.09. ახლა Sonoff– ის ძირითადი მხარდაჭერით

2018-10-01: Firmware Version 1.10 საცდელი ვერსია ხელმისაწვდომია გამოცდისთვის ESP8266-01 საკითხებთან დაკავშირებით

ახალი ზმნებით, როგორიცაა Internet Of Things (IoT) და სახლის ავტომატიზაცია, გადავწყვიტე გადახედო ჩემს სახლში და მის გარშემო არსებულ ნივთებს, რომლებიც კონტროლდება რაიმე სახის მოწყობილობის საშუალებით. საგნები, რომლებიც გამოირჩეოდნენ, არის შემდეგი:

• საცურაო აუზის ტუმბო
• საცურაო აუზის წყლის შემავსებელი
• საცურაო აუზი და მიმდებარე განათება
• ტელევიზორის/გასართობი სისტემის კაბინეტის განათება

ამ მოწყობილობების გასაკონტროლებლად გამოყენებული საერთო ელემენტია კედლის დანამატის ქრონომეტრები. თითოეული მოწყობილობა აღჭურვილია საკუთარი ტაიმერით და ყველა განლაგებულია სხვადასხვა ადგილას. ასე რომ, რატომ ავირჩიე ეს ნივთები ნივთების ინტერნეტის ან სახლის ავტომატიზაციის პროექტების დასაწყებად, თქვენ შეიძლება გკითხოთ?

სამხრეთ აფრიკაში ცხოვრება ნიშნავს, რომ ელექტროენერგიის გათიშვა ჩვეულებრივი მოვლენაა. ჩემი სახლის სტატისტიკით, მე მქონდა 35 ელექტროენერგიის გათიშვა გასულ წელს, სულ 40 საათი. ეს ჩვეულებრივ არ არის პრობლემა, რადგან ყველა დაინსტალირებული ქრონომეტრი აღჭურვილია სარეზერვო ბატარეით, ენერგიის გათიშვის დროს დროის შესანარჩუნებლად. მაგრამ არის რამდენიმე საკითხი:

• ეს სარეზერვო ბატარეები ძლებს მხოლოდ ერთი ან ორი წლის განმავლობაში, შემდეგ ტაიმერი უნდა შეიცვალოს. ქრონომეტრები აგებულია ისე, რომ ტაიმერი უნდა განადგურდეს შიდა Ni-Cad ბატარეაზე წვდომისათვის.
• ელექტროენერგიის გათიშვისას, გაუმართავი ბატარეების მქონე ქრონომეტრების გადაპროგრამება და დროის დადგენა აუცილებელია.
• ქრონომეტრის ფიზიკური მდებარეობა, როდესაც ჩართულია კედლის ბუდეში, თითქმის შეუძლებელს ხდის LCD ეკრანის წაკითხვას, რომელიც ტაიმერს ათვალიერებს ზემოდან. ეს ნიშნავს, რომ ტაიმერი უნდა იყოს გამორთული, ან მე უნდა დავსხდე იატაკზე, რომ შევწყვიტო ან შეცვალო ტაიმერები ელექტროენერგიის გათიშვის შემდეგ.

ზემოაღნიშნული მიზეზების გამო, მე გადავწყვიტე გამომეცადა ტაიმერების შეცვლის შესაძლებლობა IoT Smart Timer, რომელიც დაკავშირებულია ჩემს ადგილობრივ სახლის ქსელთან.

იდეა იყო ცალკეული ტაიმერის შემუშავება, რომელსაც შეუძლია:

• ავტომატურად დაარეგულირეთ მიმდინარე დრო ინტერნეტის გამოყენებით (IoT)
• მუშაობს მომხმარებლის ქმედებების გარეშე (ჭკვიანი)
• ჩართეთ/გამორთეთ გამომავალი მითითებული დროის მიხედვით (ტაიმერი)
• პროგრამირებადი და კონტროლირებადი ქსელის საშუალებით (სახლის ავტომატიზაცია)

ნაბიჯი 1: დიზაინი ESP8266-01

დიზაინი გაკეთდა ESP8266-01 WiFi მოდულის გამოყენებით, რადგან ეს არის ის, რაც მე მქონდა ხელმისაწვდომი. მისი უმარტივესი ფორმით, ESP8266-01 აქვს ოთხი I/O ქინძისთავები:

• GPIO0
• GPIO2
• TX
• RX

ESP8266-01 ჩართვის რეჟიმი

I/O ქინძისთავების ლოგიკური მდგომარეობა გამოიყენება იმის დასადგენად, თუ რომელ რეჟიმში იტვირთება ESP8266-01. პირველი ნაბიჯი იყო იმის განსაზღვრა, თუ რომელი I/O ქინძისთავებით შეიძლება გამოვიყენოთ გამომავალი რელე.

• ნორმალური გააქტიურების მიზნით, GPIO0 და GPIO2 უნდა იყოს მითითებული ლოგიკურ HIGH- ზე. ამრიგად, ნათელია, რომ ეს ორი ქინძისთავი არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ციფრული გამომავალი.
• Tx pin არის დაყენებული, როგორც გამომავალი ენერგია და გამომავალი მაღალი. ეს Tx pin ასევე გადასცემს სერიულ მონაცემებს ენერგიის გააქტიურების დროს. ამრიგად, ეს პინი ასევე არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამომავალი.

ერთადერთი დარჩენილი პინი არის Rx პინი. ეს პინი დაყენებულია როგორც ენერგიის ჩართვისას და არ არის საჭირო მისი მაღალი დენის გაყვანის დროს. ამრიგად, ეს პინი ყველაზე შესაფერისია გამოსაყენებლად როგორც გამომავალი პინი.

ჩატვირთვა

ESP8266-01– ის სწორი ჩატვირთვის რეჟიმის უზრუნველსაყოფად, ჩართვის დროს, შემდეგი ქინძისთავები მაღლა იწევს 10K რეზისტორების გამოყენებით:

• GPIO0
• GPIO2
• RST
• CH_PD

ეს უზრუნველყოფს მოწყობილობის სწორად ჩატვირთვას ყოველ ჯერზე.

გამომავალი სარელეო

RX არის ერთადერთი პინი, რომელიც შესაფერისია გამოსაყენებლად. ამრიგად, ეს პინი გამოიყენება გამომავალი რელეს NPN ტრანზისტორის საშუალებით. დაემატა სტანდარტული ბორბლიანი დიოდი და ტრანზისტორი ბაზის რეზისტორები.

MODE/SET ღილაკი

ღილაკი დაკავშირებულია GPIO2– თან და გამოშვებული ღილაკით, 10K რეზისტორი გაიყვანს GPIO2– ს მაღლა. ღილაკზე დაჭერით, GPIO2 დაყვანილია 0 ვ -მდე.

ეს ღილაკი გამოიყენება ორი ფუნქციისთვის:

• თავდაპირველად შეიქმნა მოწყობილობის ადგილობრივ WiFi ქსელთან დასაკავშირებლად
• ნორმალური ოპერაციების დროს გამომავალი ხელით გასაკონტროლებლად

ინდიკატორი LED

LED არის დაკავშირებული GPIO0– თან და მიუთითებს შემდეგზე:

• პირველადი გააქტიურებისას, ციმციმებს FAST, რომ მიუთითოს WiFi დაყენების რეჟიმი
• ციმციმები ნელდება, როდესაც ერთეულის დრო არ არის მითითებული
• მიუთითებს გამომავალი რელეს ჩართვა/გამორთვის სტატუსზე

ნაბიჯი 2: კვების ბლოკი

მე ვიყენებ IoT სმარტ ტაიმერს ძაბვის სხვადასხვა დონეზე, შესაბამისად, ელექტროენერგიის მიწოდების ორი ვარიანტი არსებობს:

12 - 24V DC

გამოყენებული DC-DC გადამყვანი შესაფერისია 28V DC– მდე მარაგისთვის. კონვერტორის გამომავალი რეგულირებადია და დადგენილია 5 ვ. ეს უნდა გაკეთდეს ESP8266 მოდულის შეერთებამდე.

დიოდი დაემატა მიწოდების შეყვანის საპირისპირო პოლარობისგან დასაცავად.

220V AC ამ ვარიანტისთვის, მე შევძელი eBay– ზე მცირე 220V/5V გადართვის რეჟიმის კვების წყაროს მოპოვება.

შეყვანის ძაბვის მიუხედავად, IoT სმარტ ტაიმერს სჭირდება ორი კვების წყარო:

5V რკინიგზა

ორივე ვარიანტით, 5V DC მიიღება გადამრთველი რეჟიმის კვების წყაროდან და არა ხაზოვანი მარეგულირებელი. ეს ნიშნავს, რომ ელექტროენერგიის მიწოდებით წარმოიქმნება მინიმალური სითბო. 5V გამოიყენება გამომავალი რელეს მართვისთვის

3.3V რკინიგზა

3.3V ESP8266-01– ისთვის არის მიღებული ASM1117 3.3 მარეგულირებლისგან. ASM1117 3.3 არის ხაზოვანი მარეგულირებელი და შეუძლია გაუმკლავდეს 500 mA- მდე. თუმცა, გამომუშავებული სითბო განისაზღვრება ASM1117- ის შეყვანის ძაბვით. სითბოს შესამცირებლად, ASM1117 იკვებება 5V რკინიგზაზე.

ხმაურის ფილტრაცია

ESP8266-01– ზე ძაბვის ტალღის შესამცირებლად, 3.3V სარკინიგზო ხაზს აქვს 100 - 1000uf კონდენსატორი. ორივე 5V და 3.3V რელსები ასევე დაცულია მაღალი სიხშირის ჩარევისგან 0.1uf კონდენსატორებით.

ნაბიჯი 3: კომპიუტერის დაფის შეკრება

კომპიუტერის დაფა შეიქმნა Eagle– ის უფასო ვერსიის გამოყენებით. ეს არის ცალმხრივი დაფა, რომლის დამზადებაც ადვილია სახლში ტონერის გადაცემის მეთოდის გამოყენებით.

მას შემდეგ, რაც PC დაფა მზადდება, შეიკრიბეთ PC დაფა შემდეგი თანმიმდევრობით:

• შეაერთეთ ASM1117 მარეგულირებელი და სამი 0.1uf SMD კომპონენტი გამგეობის მხარეს
• დაამატეთ ერთი მხტუნავი დაფის კომპონენტის მხარეს
• გამყარეთ რეზისტორები და დიოდები ადგილზე
• დაამატეთ სათაურები ESP8266-01 მოდულისთვის
• დაამატეთ სათაურის ქინძისთავები LED და ღილაკისთვის
• დაამატეთ ხრახნიანი ტერმინალები
• სათაურის ქინძისთავების გამოყენებით, შეაერთეთ DC/DC კონვერტორი დაფაზე.
• გააერთიანეთ რელე თავის ადგილზე
• დაასრულეთ დაფა ტრანზისტორი და 100uf კონდენსატორის შედუღებით.

მას შემდეგ, რაც ყველა კომპონენტი გაერთიანდება დაფაზე, გადაამოწმეთ შედუღების ყველა წერტილი და დარწმუნდით, რომ არ არის მოკლე ჩართვა ბალიშებს შორის.

! ! ! ᲛᲜᲘᲨᲕᲜᲔᲚᲝᲕᲐᲜᲘ ᲩᲐᲜᲐᲬᲔᲠᲘ ! ! ! იმის უზრუნველსაყოფად, რომ კომპიუტერის დაფას შეუძლია გაუმკლავდეს დიდ დენებს გამომავალ კონტაქტებზე, წაისვით ღირსეული რაოდენობის გამაგრება სარელეო კონტაქტებსა და ხრახნიან ტერმინალებს შორის

ნაბიჯი 4: კომპიუტერის დაფის ტესტირება

! ! ! ძალაუფლების გამოყენებამდე! ! !

ამოიღეთ ESP8266-01 მოდული ერთეულიდან. ეს არის ASV1117 მარეგულირებლის გადახურების თავიდან ასაცილებლად 5V მიწოდების მორგებამდე.

არ არსებობს ბევრი ტესტი, რომლის გაკეთებაც შესაძლებელია შეკრების შემდეგ. ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაბიჯი არის ძაბვის სწორი დონის უზრუნველყოფა.

• გამოიყენეთ ერთეული 12 - 24V DC.
• გაზომეთ DC/DC გადამყვანის გამომავალი ძაბვა
• შეცვალეთ კონვერტორის გამომავალი 5.0 -დან 5.5 ვ -მდე.
• შემდეგი, გაზომეთ 3.3V მიწოდება.
• თუ მარაგი ნორმალურია, ამოიღეთ დენი მოწყობილობიდან

ახლა თქვენ შეგიძლიათ ჩაწეროთ ESP8266-01 მოდული მითითებულ სათაურებში.

! ! ! Შენიშვნა !

მას შემდეგ რაც შეამოწმეთ IoT ქრონომეტრი და ის მუშაობს, გამოიყენეთ გამჭვირვალე ლაქი, რომ დაფაროთ კომპიუტერის დაფის შედუღების მხარე. ეს ხელს შეუშლის ბილიკების დაჟანგვას და უზრუნველყოფს დამატებით იზოლაციას სარელეო კონტაქტებსა და დანარჩენ წრეს შორის

ნაბიჯი 5: დანართი

დანართი არ არის ისეთი მნიშვნელოვანი, რამდენადაც კომპიუტერის დაფა და ყველა გაყვანილობა კარგად და უსაფრთხოდ ჯდება მასში.

მშენებლობის გასაადვილებლად, მე შევიმუშავე კაბელი, რომელსაც აქვს LED და MODE/SETUP ღილაკი. ამან მომცა მეტი მოქნილობა LED- ის და ღილაკის ჩასმაში. ამის შემდეგ ეს კაბელი ჩართულია კომპიუტერის დაფის სათაურში.

ფოტოებზე ნაჩვენებია ერთ -ერთი 12V ერთეული, რომელიც გამოიყენება LED განათებისთვის.

ნაბიჯი 6: პროგრამირება ESP8266-01/NodeMCU

ESP8266-01– ის დასაპროგრამებლად, თქვენ ჯერ უნდა შექმნათ Arduino IDE. მე არ შევეხები ამ დეტალებს, რადგან ამ თემაზე უამრავი შესანიშნავი ინსტრუქციაა ხელმისაწვდომი. მე შევარჩიე შემდეგი ბმულები Instructables– ზე მითითებისთვის, ავტორებისთვის რაიმე კონკრეტული ბრძანების გარეშე. მადლობა მათი ინდივიდუალური ინსტრუქციისთვის.

მიჰყევით ამ ESP8266- ს და Arduino IDE- ს, რომ შექმნათ Arduino IDE ESP8266 მოდულისთვის..

შემდეგი, თქვენ დაგჭირდებათ პროგრამისტი ESP8266– ის დასაპროგრამებლად. აქ არის ორი ბმული:

Arduino Uno– ს გამოყენებით

წვრილმანი პროგრამირების საბჭო

ბიბლიოთეკები

თქვენ დაგჭირდებათ დამატებითი ბიბლიოთეკების დაყენება, რომ შეძლოთ კოდის შედგენა. კვლავ მიმართეთ ამ ინსტრუქციას:

დააინსტალირეთ და გამოიყენეთ Arduino ბიბლიოთეკები

არ მახსოვს რომელი ბიბლიოთეკები უნდა დამეყენებინა, მაგრამ ვიცი რომ WiFiManager ცალკე უნდა გადმოიტვირთოს.. მე ეს ბიბლიოთეკებში შევიტანე. Zip ფაილში.

ნაბიჯი 7: პირველად დაყენება

პირველად გამოყენებისას, IoT Smart Timer უნდა იყოს დაკავშირებული WiFi ქსელთან. ეს ამოცანა კეთდება WiFiManager ბიბლიოთეკის გამოყენებით, ამიტომ კოდში არ უნდა შეიყვანოთ SSID ან პაროლები.

მიჰყევით ამ რამდენიმე ნაბიჯს:

• ჩართეთ ერთეული
• LED სწრაფად დაიწყებს ციმციმებას
• დააჭირეთ ღილაკს MODE/SETUP
• როდესაც LED გამორთულია, გაათავისუფლეთ ღილაკი
• დაელოდეთ რამდენიმე წამს, შემდეგ გახსენით თქვენი სმარტფონის ან მოწყობილობის WiFi კავშირები
• ახალი WiFi ქსელის სიტყვა სახელწოდებით IoT Timer გამოჩნდება
• შეარჩიეთ ეს წვდომის წერტილი
• შედით IoT ტაიმერში (პაროლი არ არის საჭირო)
• დაელოდეთ სანამ თქვენი მოწყობილობა არ იქნება დაკავშირებული IoT ტაიმერის ქსელთან
• გახსენით ნებისმიერი ინტერნეტ ბრაუზერი
• მისამართების ზოლში ჩაწერეთ შემდეგი IP მისამართი - 192.168.4.1
• გაიხსნება WiFiManager კონსოლი
• აირჩიეთ კონფიგურაცია WiFi
• ნაჩვენები იქნება Wi -Fi ქსელების ხელმისაწვდომი წერტილების სია
• შეარჩიეთ საჭირო WiFi ქსელი და ჩაწერეთ პაროლი
• შემდეგი, შეიყვანეთ IP მისამართი, რომლის გამოყენება გსურთ IoT ტაიმერთან დასაკავშირებლად
• შეიყვანეთ ნაგულისხმევი კარიბჭის IP მისამართი, რასაც მოჰყვება ნიღაბი
• ყველა პარამეტრის დასრულების შემდეგ დააჭირეთ ღილაკს შენახვა
• გაიხსნება ახალი ფანჯარა, რომელიც დაადასტურებს ახალი მონაცემების შენახვის დადასტურებას
• დახურეთ თქვენი ბრაუზერი

შენახვის შემდეგ, IoT ტაიმერის ქსელი დაიხურება და მოწყობილობა შეეცდება თქვენს WiFi ქსელთან დაკავშირებას.

• შეაერთეთ თქვენი სმარტფონი ან მოწყობილობა იმავე WiFi ქსელთან, როგორც ეს გამოიყენება IoT ტაიმერისთვის.
• გახსენით თქვენი ბრაუზერი
• მისამართების ზოლში ჩაწერეთ თქვენი IoT ტაიმერის IP მისამართი
• გაიხსნება IoT ტაიმერის კონფიგურაციის გვერდი

თქვენი IoT ტაიმერი ახლა მზად არის გამოსაყენებლად

ნაბიჯი 8: IoT ტაიმერის დაყენება

IoT ტაიმერის ჩამონტაჟებული ვებ გვერდი შედგება ხუთი ნაწილისგან:

სტატუსი

ეს აჩვენებს მოწყობილობის სახელს, ასევე ტაიმერის მიმდინარე დროსა და გამომავალ სტატუსს

გარდა ამისა, ამ განყოფილებაში მითითებულია ტაიმერის მუშაობის რეჟიმი. არსებობს სამი რეჟიმი:

• ავტო - გამომავალი იქნება აკონტროლებს სხვადასხვა ტაიმერი პროგრამები
• ჩართული - გამომავალი იძულებულია ჩართული და დარჩება მანამ, სანამ რეჟიმი არ შეიცვლება
• გამორთული - გამომავალი იძულებით გამორთულია და დარჩება გამორთული სანამ რეჟიმი არ შეიცვლება.

პროგრამები

ეს განყოფილება შეიცავს ტაიმერის ჩართვის და გამორთვის დროს. შვიდი პროგრამაა ხელმისაწვდომი და თითოეული პროგრამა შეიძლება ინდივიდუალურად იყოს დადგენილი.

მომდევნო პროგრამის შეცვლამდე დააჭირეთ ღილაკს შენახვა, რათა შეინახოთ მიმდინარე პროგრამაში განხორციელებული ცვლილებები.

ღილაკის ფუნქცია

MODE/SETUP ღილაკი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნორმალური მუშაობის დროს გამომავალი რელეს გასაკონტროლებლად. აქ შეარჩიეთ რა უნდა გააკეთოს ღილაკმა დაჭერისას.

ახალი პარამეტრების შესანახად შენახვის ღილაკზე დაჭერამდე მონიშნეთ ყუთი "განახლების ღილაკის ფუნქცია".

კონფიგურაცია

აქ თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ IoT ტაიმერის სახელი. ეს აადვილებს მრავალ ტაიმერს შორის იდენტიფიცირებას.

ერთეულზე გატარებული დრო ინტერნეტიდან მიიღება NTP დროის სერვერის საშუალებით. სწორი დროის ჩვენების მიზნით, გთხოვთ განაახლოთ დროის ზონა თქვენს რეგიონში.

თუ გსურთ გამოიყენოთ სხვა NTP დროის სერვერი, ჩაწერეთ ახალი IP მისამართი მოცემულ სივრცეში.

ახალი პარამეტრების შესანახად დააჭირეთ ღილაკს "განახლების კონფიგურაცია" სანამ დააჭირეთ ღილაკს "შენახვა".

ᲨᲔᲜᲘᲨᲕᲜᲐ

დროის ზონის შეცვლისას ახალი დრო მხოლოდ მომდევნო დროის მოთხოვნის დროს იქნება სწორი. ერთეული დაყენებულია დროის განახლებისთვის ყოველ 5 წუთში.

დროის მორგება

ზოგჯერ ხდება ისე, რომ NTP დროის სერვერი არ პასუხობს ყოველ ჯერზე მოთხოვნას. თუ ძალიან დიდი დრო დასჭირდება NTP სერვერის საშუალებით დროის დაყენებას, შეგიძლიათ ხელით შეიყვანოთ დრო და თარიღი.

მონიშნეთ ყუთი "განახლების დრო" სანამ შენახვის ღილაკზე დაჭერით ახალი დრო და თარიღი შეინახება.

დროის სინქრონიზაცია

გვერდის ბოლო ნაწილი მიუთითებს დროსა და თარიღს, როდესაც ბოლო დროს სინქრონიზებული იქნა NTP დროის სერვერის საშუალებით.