Praktikal na PIR para sa Paggamit sa Tahanan: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Tulad ng marami sa iyo doon na nagtatrabaho sa mga proyekto sa pag-aautomat ng bahay, naghahanap ako upang bumuo ng isang functional PIR sensor para sa pag-automate ng ilang mga pagliko ng sulok sa aking sariling tahanan. Bagaman ang light switch PIR sensors ay naging pinakamainam, hindi mo maaaring ibaluktot ang isang sulok. Ang proyektong ito ay dumaan sa isang pag-ulit at pinatakbo ko ang mga pagtatangka sa maraming iba pang magagamit na mga tutorial sa online at hindi makahanap ng isa na gumagana para sa akin. Kung nais mong makarating lamang sa paggawa, lumaktaw nang maaga sa hakbang 3, kung hindi man ay magpatuloy sa hakbang dalawa kung saan tatalakayin ko ang pag-unlad.

Mga Pantustos:

Panghinang

Solder at Flux para sa electronics

Spare hookup wire

3d printer

Breadboard

Pangunahing Pag-unawa kay Hassio

Pangunahing Mga kasanayan sa Programing Arduino

Hakbang 1: Pag-unlad

Ang Home Assistant ay isang mahusay na tool para sa pag-link ng ilan sa mga mas kumplikadong pag-setup na maaaring gusto mo. Para sa akin, ang pagkuha ng ilaw sa isang hagdanan na may sulok ang aking paunang interes sa proyekto. Ang paghahanap ng tamang gabay sa pagbuo ng isang mabisang paggamit ng PIR sensor sa bahay ay nakakalito. Sigurado na may isang toneladang madaling paraan upang ito ay gumana, ngunit ang paggawa nito ng enerhiya na mabisa at epektibo para sa pang-araw-araw na paggamit ay isa pang kuwento. Mayroon ding isyu ng latency, o kung gaano kabilis ang pag-on ng ilaw sa sandaling makuha nito ang signal. Ito ay isang nakakalito na proyekto sa sandaling talagang napunta ako sa mga damo sa lahat ng ito. Ang nangyari ay bumaba ako sa dalawang pangunahing punto kung bakit epektibo ang disenyo na ito.

Latency

Nagsimula ako sa ESPHome upang idisenyo ang sensor na ito. Mayroon itong lahat ng mga kampanilya at whistles ngunit mayroon ding isang napaka-friendly interface. Sa kasamaang palad, ang ESPhome protocol at frame work ay isang medyo malaking gumagamit ng enerhiya kapag binibilang mo ang mWh. Mayroon ding kaunting isyu ng latency kapag ang mga tawag upang buksan ang isang ilaw ay kailangang dumaan sa bootup ng ESPhome, si Hassio, pagkatapos ay ang iyong light controller. Nalaman kong magtatapos ito sa saklaw ng 10 segundo. Gusto mo na ngunit sa hagdanan (o marahil ay naglalakad ka nang napakabagal dahil walang ilaw). Kaya't kung ano ang naging pinaka mahusay sa enerhiya at pinakamabilis na paraan upang makapagdala ng signal ng paggalaw kay Hassio ay ang MQTT.

Ang paggamit ng MQTT na may isang static na IP na ginawa ay bumaba ang oras sa halos mas mababa sa 2 segundo. Ang signal ng MQTT ay maaabot ang Hassio sa pagitan ng mga 800ms - 1200ms. Medyo sumpain mabuti.

Buhay ng Baterya

Tulad ng nabanggit dati, ang paglipat sa MQTT ay naka-save din ng malaki sa paggamit ng enerhiya. Ang average sensor na walang malalim na pagtulog sa ESPHome ay tatagal ng mas mababa sa isang araw sa halos 800mWh na baterya. Sa mahimbing na pagtulog, halos 3-5 araw depende sa pag-activate. Ang WeMos D1 Mini ay hindi isang nakatutuwang hog na enerhiya, ngunit hindi rin ito ang pinaka episyente sa pamamahala ng lakas nito, kaya't mahalaga ang pagpiga ng bawat baterya. Ang pagbawas sa bawat bahagi ng pag-ubos ay ang pinakamahalagang hakbang.

Maraming mga sensor ng PIR ang umiiral ngunit hindi lahat ay nilikha pantay. Ang isa sa mga unang puntos na napansin ko ay ang rate, anggulo, at rate ng pagpapaputok ng bawat PIR sensor na nasubok. Sa mga ginamit na sensor, nahanap ko ang Simpletronics Wide Angle PIR na pinakamabisang may saklaw at gastos sa enerhiya. Ito ay isang malawak na anggulo ng sensor ng PIR na may mahusay na saklaw, at tumatakbo lamang ito sa 3v na ganap na kamangha-manghang para sa kung ano ang kailangan ko.

Hakbang 2: Mga Kagamitan

WeMos D1 Mini

T4056 Lipo / Li-Ion USB Charger

Simpletronics Wide Angle PIR Sensor

3.7v 1000 mWh Lipo Battery

2x 10k Resistors

120K Resistor

5k Resistor

1N4001 Rectifier Diode

1uF Capacitor

2N2222 Transistor

Hakbang 3: Base Code at Arduino

Bilang isang madaling go, i-download ang arduino file na baguhin ito upang gumana sa iyong pag-set up. Ang pinakamahalagang aspeto na dapat tandaan ay tiyakin na tumutugma ang iyong mga setting sa kung ano ang ibinigay sa Hassio.

Sa aking halimbawa, gumagamit ako ng Mosquitto Broker. Ipinasok ko ang mga setting na iyon sa aking arduino code. Para sa aking MQTT server, mula nang mag-host ito sa Hassio, inilagay ko ang IP address ng aking Hassio.

Susunod na kailangan naming gawin ay mag-set up ng ilang mga sensor ng template upang hawakan ang aming data ng MQTT kaya't medyo mas kaaya-aya sa harap ng Hassio sa harap. Kung nais mong malaman ang tungkol sa mga template at templating, ihuhulog ko rito ang link na Hassio.

Ang aming paggalaw MQTT ay magiging isang template binary sensor at ang aming mga antas ng baterya ay magiging isang sensor sa Hassio.

Sa aking pangunahing file ng config.yaml Nagdagdag ako ng ilang mga linya upang maisama ang parehong mga template ng binary binary at mga sensor ng template sa magkakahiwalay na mga yaml file. Hindi mo kailangang gawin ito sa ganitong paraan ngunit nakita kong pinapanatili nito ang mga bagay na medyo mas naayos. Upang gawin itong simpleng paggamit ng file editor upang lumikha ng isang bagong file ng yaml at pamagatin ito ng isang bagay na maaari mong sanggunian sa config.yaml. Sa aking halimbawa ay gumagamit ako ng templateensor.yaml at templatebinarysensor.yaml

Ang bagay na siguraduhin na i-set up ang mga paksa ng MQTT at mga kargamento upang tumugma sa iyong pag-setup ng arduino o kabaligtaran.

Huling ngunit hindi pa huli, mag-set up ng isang item sa dashboard na maaaring makita ang mga antas ng baterya at sensor ng paggalaw.

Hakbang 4: Skematika at Pagsubok

Kasunod sa eskematiko ng mga kable, i-wire ang mga sangkap para sa pagsubok sa isang breadboard. Ang mga mahahalagang tala sa mga kable ay upang matiyak na mayroon kang mga ground wires na tama para sa pull-down na epekto. Ito ang gagawing i-reset ng transistor ang WeMos D1 Mini sa paggising. Dapat mong masubukan ang paggising at i-reset ang pagpapaandar sa pamamagitan ng pag-plug ng WeMos D1 Mini sa isang usb port. Dapat itong i-reset sa sandaling iwagayway mo ang kamay mo sa harap ng PIR. Opsyonal ito ngunit maaari mo ring paganahin ang smd led lights mula sa sensor ng paggalaw upang pigain nang kaunti pa ang buhay ng baterya. Inirerekumenda kong gawin ito pagkatapos mong masubukan na gumagana ang sensor ng paggalaw tulad ng inaasahan. Kung na-plug mo ang iyong USB sa iyong computer, i-double check ito sa arduino IDE na ang mga bota at i-reset gamit ang isang gatilyo mula sa paggalaw.

Sa iyong Hassio Dashboard dapat mong makita ang ilang mga halaga mula sa baterya at pati na rin ang sensor ng paggalaw ay papatay. Kung ang lahat ay naging maayos sa ngayon dapat ay nasa negosyo ka! Maaari mong kunin ang maliit na prototype ng breadboard na ito at ilipat ito sa paligid ng iyong bahay at gagana ito bilang iyong bagong homemade motion sensor. Maaari mong gamitin ito upang ma-trigger ang anumang bagay sa loob ng Hassio, at magagawa ka rito kung iyon lang ang iyong hinahanap. Ngunit bigyan natin ito ng isang pangwakas na polish upang maging isang bagay na karapat-dapat sa isang mainstay sa bahay.

Ang ilang mga tip sa pag-troubleshoot

- sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutan ng pag-reset sa WeMos D1 Mini dapat mong makuha ang MQTT upang mag-trigger gamit ang arduino code

- Huwag paganahin ang ilan sa mga arduino code upang makita kung nasaan ang bawat hakbang, at kung ano ang ginagawa nito sa hardware

- Huwag kalimutan na ikonekta ang lahat ng mga negatibong puntos ng lead

Hakbang 5: Kumokonekta sa Iyong Wifi Light Switch

Sa kabutihang palad si Hassio ay may isang mahusay na wizard ng automation na makakatulong sa iyong pag-set up. Hindi ako pupunta sa pagdaragdag ng mga ilaw o add-on, ngunit makikita ko na ang mga tao sa Hassio ay napakadali na magdagdag ng mga pagsasama at iba pang mga platform upang makontrol kasama si Hassio. Pumunta at suriin kung paano idaragdag ang iyong pagpipilian ng wifi light switch.

Sa wizard ng automation na ito nais naming bigyang-pansin ang isang mahalagang bagay, na kung saan ay ang gatilyo. Maaari mong idagdag ang template binary sensor bilang trigger, ngunit nahanap ko na ang sensor ng paggalaw ay medyo "snappy" nang direkta akong pumunta sa payload ng MQTT. Huling ngunit hindi pa huli, i-configure ang iyong pagpipilian ng ilaw o aparato at ang sensor ay dapat nasa negosyo.

Hakbang 6: Pabahay ng Proyekto

Kapag nagtitiwala ka na sa iyong breadboard, ilipat ang lahat ng mga bahagi sa isang prototyping pcb board at solder ang lahat ng mga koneksyon sa pinakamaliit na board na maaari mong makita. Iningatan kong maikli ang mga wire, ngunit may kakayahang umangkop sa kaso ng paggaling / pag-edit / pag-aayos. Ang disenyo ng kaso ay isang maliit na kaso na maaaring ipasok sa isang sulok o patag na ibabaw. Gumagana din ito nang maayos sa mga hindi nakakapinsalang mga malagkit na 3M strips =)

Tandaan na medyo nakalimutan ko kung saan nakuha ko ang kakaibang format na ito na prototyping pcb, kaya iminumungkahi ko na i-cut lamang ang iyong pcb sa laki at pagbabarena ng isa o dalawa. Kung ang gabay na ito ay nagtatapos na maging sikat, maglalabas ako ng na-edit na bersyon na may mas karaniwang laki (kailangan ko lamang ng dalawang mga sensor ng paggalaw, at eksaktong dalawa ako sa mga kakatwang board na iyon)

Hakbang 7: Pagsasara

Inaasahan kong ang disenyo na ito ay naging kapaki-pakinabang sa iyong mga pagsusumikap upang makakuha ng ilang mga proyekto sa pag-aautomat ng bahay. Ito ay lubos na isang mahabang agaw para sa akin upang makuha ang lahat ng mga gumagalaw na bahagi upang makagawa ng itinuturo na ito ngunit natutuwa ako na tumagal ako ng ilang oras upang maibaba ito. Ipinakita sa akin ng proyektong ito ang kaunting mga limitasyon ng paggamit ng ilan sa mga mas madaling lapitan na mga paraan para sa pag-program ng aking mga ESP. Hindi nito sinasabing hindi mo dapat gamitin ang ESPHome, ngunit para sa mga proyekto na mas mahigpit sa kanilang pamamahala ng enerhiya, maaaring kailanganin mong pumunta sa ibang ruta. Ang mga sensor ay natapos sa paligid ng Mayo o Hunyo at hindi na nangangailangan ng pagsingil mula noon. Sa ngayon nawala na ang mga 4-5 na buwan nang hindi nangangailangan ng singil. Bilang isang tala sa gilid, napunta rin ako sa pagbuo ng isang bagong layout ng PCB batay sa WeMos D1 Mini. Ang bagay tungkol sa WeMos D1 Mini ay mayroon itong built in 5v hanggang 3v converter at isang power gutom na USB programing IC. Nangangahulugan ito na kung tinanggal namin ang dalawang salik na ito, maaari naming itulak ang ESP8266 na sumuso kahit na mas kaunting lakas.

Muli na namang salamat sa pag-indul sa akin sa aking mga rambling at pagsunod sa proyektong ito.