Mailbox at Garage Door Notifier: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Ang Mga Tagubilin na Ito ay batay sa Johan Moberg Mailbox Notifier. Paghahambing sa proyektong ito, gumawa ako ng ilang pagbabago:

1. Ang malayo sa aking bahay ay hindi lamang mailbox, ngunit garahe din. Ang mga ito ay nasa isang lokasyon na malapit sa kalsada at ang bahay ay matatagpuan halos 50m sa loob ng lupa. Dahil sa napaka-sensitibo na remote garage controller, nangyari ito ng ilang beses, ang pinto ng garahe ay hindi sinasadyang buksan. Ngayon nais kong malaman nang eksakto, kung ang pinto sa garahe ay sarado o hindi. Samakatuwid pinapalawak ko ang orihinal na proyekto para sa isa pang contact, ang contact sa pintuan ng garahe.
2. Ang MCU (Microprocessor Control Unit) sa nagpadala ay mananatiling Attiny-85, na mahalaga para sa mababang paggamit ng kuryente. Walang sapat na mga digital na pin (hindi ko gusto gamitin ang I-reset ang pin) at nilulutas ko ang isang problema sa pamamagitan ng simpleng solusyon sa hardware.
3. Ang pahiwatig ng mga tatanggap ay ginagawa ng mga signal ng optikal at acoustic. Ang mga signal ng optical ay ginawa ng mga leds at para sa isa sa acoustical, mayroong idinagdag na kanta na gumagawa ng circuit. Ang MCU (Microprocessor Control Unit) sa nagpadala ay binago at ito ay si Arduino Nano. Orihinal na nais kong gumamit ng Attiny-85, ngunit ang kakulangan ng isa pang libreng pin ay malaking hadlang. Walang anumang simpleng solusyon sa hardware.
4. Ang mga maliliit na pagbabago ay ginawa sa Arduino software, upang mapanatili ang pagbabago sa hardware sa itaas.
5. Ang komunikasyon na walang kalahating duplex na komunikasyon ay gumagana nang maayos kung ang parehong mga yunit (nagpadala at tatanggap) ay gumagana. Ngunit, kung ang isa sa parehong mga yunit ay nabigo (tulad ng mababang baterya at iba pa), ang iba pang mga yunit ay patuloy na tumatakbo at nagkukunwaring komunikasyon (tatanggap). Sa ganitong kaso, nagambala ang komunikasyon kahit na ang error ay naayos sa anumang site. Solusyon: dapat lumikha ng isang bagong komunikasyon. Para sa kadahilanang ito ay idinagdag ang reset circuit sa nagpadala, na may tagapagpahiwatig.

Paglalarawan

Ang proyekto ay binubuo ng dalawang bahagi: nagpadala at tatanggap. Ang nagpadala na matatagpuan sa site ng garahe ay nakakakita ng mga signal mula sa contact sa mailbox at bukas na contact sa pintuan ng garahe. Kung mayroong isa sa mga contact na ito ay naisaaktibo, nagpapadala ang transmiter HC12 ng wireless signal sa tatanggap. Sa tatanggap ay ipinahiwatig na estado ng "alarma", tulad ng "dumating ang mail" o "bukas ng pinto ng garahe" sa pamamagitan ng pagkurap ng kaukulang led and play na kanta. Sa pamamagitan ng pag-reset ng push button sa unit ng tatanggap, maaaring ang pahiwatig na nakansela at nagsisimula ng isang bagong estado ng paghihintay para sa alarma.

Maximal distansya

Ang module ng komunikasyon ng HC-12 ay nakatuon para sa distansya sa 1.8km. Ngunit ang halagang ito ay panteorya at maaaring maabot sa bukas na hangin. Sa loob ng maximum na saklaw ng pagbuo ay mas maikli. Nagkaroon ako ng problema upang maabot ang distansya tungkol sa 100m na may simpleng string antena. Sa kasong ito, ang parehong mga yunit ay nakatakda sa maximum range - FU4 mode at 1200 baud rate. Ang isang yunit ay nasa loob ng gusali, sa likod ng 4 na makapal na pader. Sa koneksyon ng SMA antena ay itinatag, ngunit hindi matatag. Sa kasong ito ang problema ay nalutas sa pamamagitan ng paglalagay ng unit ng tatanggap sa oriented ng silid sa lugar ng garahe (isang pader lamang).

Ayon sa aking mga karanasan. Inirerekumenda kong gamitin ang mga antennas ng SMA na may wastong extension cord. Ang cable na ito ay dapat na tumutugma sa mga konektor sa magkabilang panig (konektor ng antena SMA at konektor ng HC-12 Ipex).

Hakbang 1: Mga Bahagi at Mga Tool

May mga sumusunod na bahagi na ginamit:

Ibinibigay ang mga link para sa hindi gaanong karaniwang mga bahagi.

Nagpapadala:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Mga resistorista 68, 150, 1k, 10k
• Diode Schottky SR240, ebay
• Universal diode, 1N589 o 1N4148
• Terminal block, banggood
• SMA Antenna, ebay
• Mga Capacitor 1000M
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 o katulad nito
• May hawak ng baterya AA (3 piraso) at mga baterya
• Lumipat ng Micro C + NO + NC para sa Pag-reset
• Humantong 5mm asul
• Mga contact ng tambo para sa mail at mga switch ng pinto ng garahe, banggood
• Mga magnet, banggood
• Prototype PCB, banggood
• Mga Konektor XH, banggood

Tatanggap:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Boltahe pampatatag 7805T
• Melody IC UM66
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 o katulad nito
• Mga resistorista 2x470, 10k
• Trim Pot 10k
• Maliit na tagapagsalita
• Switch Reset, banggood
• Humantong 10mm, berde at dilaw
• Universal diode, 1N589 o 1N4148
• Capacitor 2x10M, 1000M
• Pangunahing adapter 220V AC hanggang 5V DC
• SMA Antenna
• Jack konektor para sa pangunahing adapter, banggood
• Humantong 10mm, 2pcs berde at dilaw
• Mga Konektor XH, banggood

Mga tool:

• Arduino-uno Rev3 board para sa pagtatakda ng HC-12 at pagprograma ng Attiny-85
• Panghinang
• Multimeter
• Breadboard

Hakbang 2: Nagpadala

Ang iskema ng nagpadala ay nasa larawan sa itaas.

Ang mga baterya ay tatlong piraso ng uri ng AA. Ang kanilang pinakamataas na pagkonsumo ay habang nagsimula ang unang komunikasyon, (mga 100mA). Subukang gawing mas maikli ang oras na ito hangga't maaari. Sa panahon ng paghihintay sa oras ng pagkonsumo ay napakababa (mas mababa sa 1ma), at sa panahon ng alarma, ang pagkonsumo ay halos 40mA para sa maikling panahon. D1 protektahan ang mga circuit mula sa labis na boltahe, kung ang mga baterya ay bago.

Lumilikha ang SW3, R1, C1 ng reset circuit. Ang pahiwatig ng estado pagkatapos ng pag-reset, ay asul na humantong D4. Ang humantong na ito ay dapat na ilaw pagkatapos i-reset at ipahiwatig: "handa na ang nagpadala na magtaguyod ng koneksyon". Kung ang asul na humantong ay nakabukas, ang komunikasyon ay maaaring masimulan sa pamamagitan ng pagpindot sa I-reset ang pindutan sa tatanggap.

Ang D2 at D3 ay mga Schottky diode na may mababang boltahe sa pasulong. Dahil sa mga diode na ito, ang switch na "bukas ng pinto ng garahe" ay gumagamit ng parehong makagambala ng software, dahil ang switch na "dumating ang mail". Kung ang SW1 (mail) ay konektado sa lupa, magambala at ang alarma para sa mail ay naaktibo. Kung ang SW2 (garahe) ay konektado sa lupa, makagambala para sa mail ay naaktibo kasama ang alarma para sa garahe. Ang pamamaraang ito ay nalutas ang isang nawawalang pin sa MCU.

Ang naaangkop na indikasyon ng alarma ay ginagawa ng software. Pinapayagan ng solusyon sa hardware na ito na gumamit ng isang simpleng pagkagambala lamang.

Ang paglalarawan ng Attiny-85 at HC-12 ay napakahusay na ginawa sa loob ng nabanggit na Johan Moberg Instructables.

Hakbang 3: Tagatanggap

Ang tatanggap ay pinalakas mula sa pangunahing lakas ng adapter 220V AC hanggang 5V DC. Maaari itong maging anumang maliit na adapter na may kasalukuyang output ng DC tungkol sa 0.3A. Dahil ang boltahe ng output ng adapter ay nakasalalay sa kasalukuyang output, (mayroong boltahe tungkol sa 8V na may mababang kasalukuyang), nagdagdag ako ng simpleng boltahe na stabilizer IC1. Ang pagbawas ng boltahe ng Diode D1 para sa HC-12.

Ang output ng Arduino Nano D7 ay nagkokonekta ng boltahe tungkol sa 4V hanggang IC2 melody generator habang nasa estado ng alarm. T1 amplify signal sa speaker. Maaaring iakma ang dami ng variable na risistor R4. Inirekomenda ko na mag-iwan ng ilang butas sa takip ng tatanggap upang ma-access ang risistor na ito. Ang D5 at D6 ay mga output para sa mga alarm leds. Ang mga D3, D4 na pin ay konektado sa HC-12 at nagbibigay ng serial na komunikasyon. Ang D2 pin ay input at sense state ng "Reset" switch.

Ginagamit ang reset ng switch para sa dalawang pagpapaandar:

1. Isaaktibo ang unang koneksyon. Pagkatapos ng pagpindot dito, dapat magsimula ang komunikasyon.
2. Matapos maitaguyod ang koneksyon at maganap ang alarma, ang pindutang I-reset ay maaaring i-reset ang alarma at baguhin ang estado ng tatanggap para sa "naghihintay".

Sumusunod ang pahiwatig ng LED:

1. Parehong naka-on ang mga leds at permanenteng ilaw. Ito ang paunang estado pagkatapos na ang Power ay tatakbo. Kung ang nagpadala ay handa na - ang asul na humantong sa nagpadala ay Bukas, ang koneksyon ay maaaring maitaguyod ng I-reset ang pindutan ng push sa Receiver.
2. Matapos ang koneksyon ay naitaguyod ang parehong mga leds ay kumikislap na halili sa panahon mga 2 segundo.
3. Sa kaso ng alarma, kaukulang humantong ay kumikislap sa panahon tungkol sa 1 segundo, ang iba pang humantong ay madilim.

Hakbang 4: Software

Ang mga file ng Arduino ino na may kumpletong software ay kasama sa hakbang na ito.

Ang software para sa nagpadala ay dapat na mai-load sa MCU Attiny-85. Para sa programang Attiny gamitin ang Arduino Uno at Arduino IDE software sa PC. Maraming mga tutorial kung paano ito gawin, sa internet. Inirerekumenda ko ang isang ito na Attiny85 Programming. Pagkatapos mag-load ng programa sa Attiny, ipasok ang chip sa socket sa Sender circuit board.

Ang Programming Arduino Nano ay pareho sa pagprograma ng Arduino Uno. Gumamit ng USB cable at Arduino IDE na may napiling Nano board sa "Tools" at "Board manager". Ang prosesong ito ay maaaring gawin sa board na nakapasok sa board ng tinapay. Pagkatapos ng programa ilagay ang Nano board upang mag-socket sa Receiver PCB.

Ang parehong mga yunit ng HC-12 ay dapat itakda sa parehong mga parameter sa Arduino Uno. Ang mga tagubilin ay nasa orihinal na Mga Tagubilin.

Hakbang 5: Hardware at Setting

Ang pinaka-kritikal na bahagi ay ang mga contact para sa pintuan ng mail at garahe. Ang mga contact na ito ay inilalagay sa loob ng mail box at sa garahe ng pintuan ng garahe ng mechanical track, sa lugar kung aling mga pintuan ang maabot, habang isinasara. Ang contact box sa mail ay binubuo ng reed switch at neodymium magnet. Ang switch ng Reed ay naka-mount sa pamamagitan ng adhesive tape, sa loob ng kahon sa isang gilid ng butas para sa pagpasok ng mga titik. Ang magnet ay nakakabit sa flap ng mail sa isang paraan, na bahagyang buksan ang flap, buhayin ang switch. Ang mga wire ay konektado sa isang maliit na konektor ng XH.

Ang parehong solusyon sa pakikipag-ugnay ay ginagamit para sa pintuan ng garahe. Sa kasong ito, ang contact ay maaaring likhain ng limit switch din. Nasa sa iyo ito, aling variant ang pipiliin. Ngunit may ilang higit pang mga posibilidad: Ang parehong mga sistema ng garahe ay maaaring may terminal block na may mga limitasyon ng switch contact, sa loob ng control box ng garahe. Sa kasong ito, ikonekta lamang ang mga wire sa mga may kakayahang turnilyo.

Nagpapadala

Ang mga bahagi ay inilalagay sa prototype PCB, na pinutol sa mas maliit na sukat. Sa board, may mga nakalagay na socket para sa module na HC-12 at para sa Attiny-85, mga konektor para sa baterya, at mga bloke ng terminal para sa parehong mga contact sa alarma. Sa labas ng board ay nakalagay ang I-reset ang switch, asul na humantong at SMA antena. Ang lahat ng iba pang mga bahagi ay nasa PCB na solder at konektado sa pamamagitan ng mga wire sa ibabang bahagi ng board. Ang may hawak ng baterya at PCB ay naka-mount sa loob ng plastic box. Maaari itong maging anumang plastic box na may tamang sukat, gumagamit ako ng damp-proof junction box. Ang kahon ay naka-mount sa ilalim ng bubong ng garahe at ang mga wire ay humantong sa pamamagitan ng plastic tubing.

Sa larawan ng kahon ng nagpadala mayroong ilang mga bahagi, na hindi mga paksa ng artikulong ito. Nagdagdag ako ng ilan pang electronics sa loob ng kahon.

Tagatanggap

Ang mga bahagi ng tatanggap ay maaaring mailagay sa anumang unibersal na kahon. Gumamit ako ng plastik na kahon mula sa lumang wireless door bell. Ang mga bahagi ay solder sa prototype PCB muli, kabilang ang parehong mga humantong diode. Mayroong mga socket para sa MCU at HC-12 module, at mga konektor ng lalaki na solder sa board para sa speaker, pindutan ng I-reset at boltahe ng kuryente. Sa harap na takip ay ginawang mga butas para sa mga leds, sa itaas na bahagi para sa I-reset ang pindutan at antena.

Pagtatakda

Tulad ng isinulat ng may-akda ng orihinal na proyekto, maraming at maraming mga kadahilanan, na maaaring maiwasan ang matagumpay na komunikasyon sa pagitan ng nagpadala at tatanggap. Una sa lahat, i-double check ang koneksyon sa wire at paghihinang. Kung OK ang lahat, subukang itaguyod ang komunikasyon sa parehong mga yunit na nakalagay sa mesa, magkatabi. Kung may mga problema, suriin ang mga module ng HC-12 sa simpleng circuit na may arduino, sa dalawang mga breadboard. Gumamit ng mga tagubilin ayon sa napakahusay na artikulo tungkol sa module: Long range Communication Mayroong simpleng software HC-12 messenger. I-load ang parehong software sa parehong arduino at suriin ang komunikasyon. Kung OK, ang parehong mga module ay mabuti.

Bilang susunod na hakbang, subukang pahabain ang arduino uno sa HC-12 sa breadboard, sa lahat ng mga bahagi para sa nagpadala at tatanggap, at i-program ang parehong mga arduino. Sa kasong ito, suriin ang mga arduino uno pin na paghahambing sa Attiny-85 at Nano sa mga ino file at palitan ang mga numero ng pin, kung kinakailangan. Para sa kadahilanang ito, nagdagdag ako sa loob ng mga file ng ino nararapat na mga pin ng arduino sa mga linya ng pangungusap. Kung magpapatuloy ang problema, subukang maghanap ng error sa pag-program, gamit ang serial serial. Sa ganitong paraan, maaari kang mag-input sa ilang mga kritikal na punto ng programa, suriin ang mga mensahe, at makita ang mga ito sa serial monitor. Maaari mong makita, aling mga bahagi ng programa ang nakumpleto at alin ang hindi. Gayahin ang mga switch para sa mail at garahe sa pamamagitan ng pagpindot sa mga wire. Matapos ang paglutas ng problema palitan ang mga back board ng mga MCU (Attiny at Nano).

Ang unang komunikasyon sa pagitan ng mga yunit ay dapat gawin sa mesa. Kung OK ang lahat, i-mount ang mga unit sa lugar at suriin muli.

Salamat sa pagbabasa at good luck.