Pinapagana ng Baterya ng Pintuan at Lock Sensor, Solar, ESP8266, ESP-Ngayon, MQTT: 4 na Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Sa Instructable na ito ipinapakita ko sa iyo kung paano ako gumawa ng isang sensor na pinapatakbo ng baterya upang subaybayan ang pinto at i-lock ang katayuan ng aking malayuang pagbagsak ng bisikleta. Mayroon akong lakas na nog mains, kung gayon mayroon akong lakas na ito ng baterya. Ang baterya ay sinisingil ng isang maliit na solar panel.

Ang module ay idinisenyo para sa mababang operasyon ng kuryente at tumatakbo sa isang ESP-07S na mahimbing ang pagtulog na gigising at sinusuri ang posisyon ng pinto at lock bawat minuto. Gayunpaman, kapag binuksan ang pinto, ang modyul ay ginising ng isang simpleng circuit ng hardware upang agad na maipadala ang impormasyon na 'bukas na pinto'. Ang module ay nakikipag-usap sa pamamagitan ng ESP-Ngayon, kung saan ang oras ng paghahatid ay napakaikli, na nangangailangan lamang ng isang maliit na halaga ng enerhiya.

Ang aking automation sa bahay na tumatakbo sa Openhab at Mosquitto ay humahawak ng mga mensahe at nagpapadala sa akin ng isang nakakaalarma na mensahe sa pamamagitan ng Telegram kung ang alarma ay nakabukas.

Mga gamit

Ang lahat ng mga bahagi ay binili mula sa Aliexpress.

• Ang module na ESP-07S ay pinili para sa madaling koneksyon ng isang panlabas na antena upang madagdagan ang saklaw ng ESP-Ngayon.
• TP4056 charger board na may proteksyon ng baterya
• 18650 LiPo na baterya
• Reed switch (HINDI upang subaybayan ang posisyon ng pinto)
• Pakikipag-ugnay sa switch (subaybayan ang posisyon ng lock)
• Solar panel (6V, 0.6W)
• Mga transistor, resistor, diode, konektor (tingnan ang eskematiko)

Hakbang 1: Hardware

Ang itinakdang eskematiko ay kasama bilang isang larawan. Una kong na-prototyp ang circuit sa isang breadboard. Pagkatapos ay hinihinang ko ang lahat ng mga bahagi sa isang perf board.

Gumagamit ako ng isang module na ESP-07S ESP8266 dahil mayroon itong koneksyon para sa isang panlabas na antena. Dahil ang aking bisikleta ay nasa labas, ang signal ng WiFi ay kailangang dumaan sa isang kongkretong pader. Nalaman ko na ang isang panlabas na antena ay malakas na nagdaragdag ng saklaw ng ESP-Ngayon. Medyo lohikal, dahil ito ay isang signal ng WiFi.

Para sa sensor ng pinto ginamit ko ang isang reed switch na may botn NO at NC na koneksyon. Kapag nakasara ang pinto, isang magnet na nakakabit sa switch ang magbubukas ng switch. Sinusuri ng module ang pinto at lock na estado bawat 60 segundo, subalit, kapag binuksan ang pinto, nais kong masabihan kaagad, kung gayon ipinatupad ko ang isang reset circuit, tingnan sa ibaba.

Para sa lock sensor ginamit ko ang isang contact switch na may botn NO at NC koneksyon. Kapag nakasara ang lock, bubuksan ng lock pin ang switch. Kaya, kapwa ang sensor ng pinto at ang lock sensor ay karaniwang binubuksan (HINDI).

Ang baterya ay sisingilin sa pamamagitan ng isang TP4056 charger board na may proteksyon ng baterya na nakakabit sa isang maliit na 6V solar panel.

Ipapaliwanag ko ang ilang bahagi ng circuit sa ibaba.

I-reset ang circuit

Ang reset circuit na may 2N7000 Mosfet ay konektado sa reset-pin ng ESP8266. Kung ang pintuan ay sarado, ang contact ay bukas, ang parehong gate at ang mapagkukunan ng transistor ay mataas at ang mosfet ay naka-off. Ang capacitor na konektado sa gate ay may positibong singil. Ang ESP8266 reeds GPIO12 bilang HATA = sarado.

Kapag binuksan ang pinto, ang pinagmulan ng mosfet ay konektado sa lupa. Dahil mataas ang gate, ang mosfet ay nakabukas at hinihila ang reset pin sa lupa, na may mga resulta sa isang pag-reset ng ESP8266. Ang capacitor ay pinalabas sa pamamagitan ng R7 at pagkatapos ay patayin ang mosfet. Tingnan ang screenshot ng aking oscilloscope para sa mababang pulso na 50 ms. Pagkatapos ng pulso, ang ESP8266 ay naka-boot. Ang ESP8266 reeds GPIO12 bilang LOW = bukas.

Kapag muling nakasara ang pinto, hinihila ng risistor R6 ang mapagkukunan at pataas ang GPIO12.

Pagsubaybay sa baterya

Ang boltahe ng baterya ay nababasa sa pamamagitan ng isang divider ng boltahe sa pagitan ng VBat at GND. Gayunpaman, hindi ko nais ang isang permanenteng koneksyon sa pagitan ng VBat at GND, dahil pinapalabas nito ang baterya. Dahil doon naglalagay ako ng isang P-channel mosfet sa mataas na bahagi ng divider ng boltahe at ang gate ng mosfet ay hinila, kaya't nakasara ang mosfet. Lamang kapag ang GPIO14 ay mababa, ang mosfet ay nakabukas at ang ESP8266 ay maaaring tambo ng boltahe sa ADC.

Hakbang 2: Software

Ang module na ESP8266 karamihan ay nasa deep mode ng pagtulog upang makatipid ng kuryente.

Tuwing 60 segundo, ang module ay naka-boot up na hindi pinagana ng WiFi at sinusukat ang posisyon ng lock at pinto at sinusuri kung ang mga posisyon na ito ay nagbago kumpara sa mga halagang nakaimbak sa memorya ng RTC. Kung nagbago ang isang posisyon, natutulog ang module para sa isang minimum na oras at nagising na pinagana ang WiFi upang maipadala ang bagong posisyon sa pamamagitan ng ESP-Ngayon. At syempre ang mga bagong posisyon ay nakaimbak sa RTC-memory. Kung walang binago, ang modyul ay natutulog lamang ulit at nagising na naka-off ang WiFi.

Tingnan ang aking iba pang Naituturo kung saan ipinapaliwanag ko kung paano ko ginagamit ang ESP-Ngayon upang maipadala ang mensahe at ibahin ang mga ito sa mga mensahe sa MQTT.

Kung ang 'OTA-circuit' ay manu-manong sarado sa pamamagitan ng isang lumulukso, nagising ang module at kumokonekta sa aking WiFi network upang maghintay para sa isang pag-update ng OTA sa pamamagitan ng ESP8266HTTPUpdateServer.

Tuwing 30 minuto ang boltahe ng baterya ay sinusukat at nai-publish.

Gumagana ito bilang isang makina ng estado. Ang mga estado ay tinukoy sa programa na na-publish sa aking Github.

STATE_CHEK: gumising sa off ang Radio (off ang WiFi), suriin lamang kung may nagbago

STATE_INIT: gumising kasama ang Radio sa (WiFi sa) at ihatid ang mga estado ng pinto at lock

STATE_DOOR: gumising kasama ang Radio, i-publish ang doorstate sa susunod na mag-boot ito

STATE_LOCK: gumising kasama ang Radio, i-publish ang lockstate sa susunod na mag-boot ito

STATE_VOLTAGE: gumising kasama ang Radio, mag-publish ng boltahe sa susunod na mag-boot ito

STATE_OTA 5: gumising kasama ang Radio, pumunta sa OTA modus

Hakbang 3: Magtipon

Gumagamit ako ng mga terminal ng tornilyo at mga konektor ng DC na lalaki / babae upang makapagtipon at ma-disassemble ang aking proyekto. Inilagay ko ang lahat ng mga bahagi sa isang maliit na kahon ng ABS, tingnan ang mga larawan. Na-encapsulate ko ang mga bahagi sa Kapton tape para sa pagkakahiwalay ng elektrisidad

Ikonekta ko ang solar panel sa pamamagitan ng isang lalaki DC-plug (5.5 x 2.1) na may isang 1N5817 diode na may mababang boltahe sa pasulong.

Ang switch ng tambo ay nakadikit sa kahon at isang magnet ang nakadikit sa pinto sa tamang posisyon.

Ang lock contact ay ipinasok mula sa gilid, tingnan ang larawan.

Hakbang 4: Modyul sa Paggawa

Ang natanggap na data ay nabasa ng aking Openhab home automation. Gusto ko, maaari kong mai-post ang mga file ng Openhab.

Sinusubaybayan ko:

• Ang boltahe ng baterya (na may pagtitiyaga kaya nakikita ko ang boltahe sa paglipas ng panahon sa isang grap).
• Ang posisyon ng pinto at lock.
• Ang mga oras na nagbago ang posisyon.

Sa ganitong paraan, kapag natutulog ako, madali kong nakikita kung naka-lock ang lahat ng mga hode.

Ako ang simula ng paggamit, ang baterya ay nasingil sa isang maliwanag na araw, at makalipas ang isang linggo o mahigit pa ang tge na baterya ay buong nasingil. Ngayon sa taglagas, ang baterya ay mananatiling sisingilin. Tila ang module ay napaka-ekonomiya at gumagamit ng mas kaunting enerhiya pagkatapos ng isang maliit na solar panel ay bumubuo. Ang malakas na baterya ay maaaring may kapangyarihan sa loob ng ilang buwan ng kadiliman. Hinahayaan nating makita kung paano gumaganap ang module sa taglamig na ito, kung ang temperatura sa malaglag ay mas mababa.