Batterijaangedrewe deur- en sluitsensor, sonkrag, ESP8266, ESP-Now, MQTT: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

In hierdie instruksies wys ek jou hoe ek 'n battery -aangedrewe sensor gemaak het om die deur en die sluitstatus van my motorafdak te monitor. Ek het nog nie netspanning nie, daarom het ek 'n battery. Die battery word deur 'n klein sonpaneel gelaai.

Die module is ontwerp vir lae krag en werk op 'n ESP-07S in diepe slaap, wat elke minuut wakker word en die deur- en sluitposisie nagaan. As die deur egter oopgemaak word, word die module wakker gemaak deur 'n eenvoudige hardeware kring om onmiddellik die 'deur oop' inligting te stuur. Die module kommunikeer via ESP-Now, waarin die transmissietyd baie kort is, wat slegs 'n klein hoeveelheid energie benodig.

My tuis -outomatisering wat op Openhab en Mosquitto werk, hanteer die boodskappe en stuur 'n ontstellende boodskap via Telegram as die alarm aangeskakel word.

Voorrade

Alle komponente word by Aliexpress gekoop.

• Die ESP-07S-module word gekies vir die maklike aansluiting van 'n eksterne antenna om die ESP-Now-reeks te vergroot.
• TP4056 laaierbord met batterybeskerming
• 18650 LiPo battery
• Rietskakelaar (NEE om deurposisie te monitor)
• Kontakskakelaar (monitor slot posisie)
• Sonpaneel (6V, 0.6W)
• Transistors, resistors, diode, verbindings (sien skematiese)

Stap 1: Hardeware

Die as-ingeboude skema is as 'n prentjie ingesluit. Ek het eers die kring op 'n broodbord prototipeer. Daarna het ek al die komponente op 'n perfekte bord gesoldeer.

Ek gebruik 'n ESP-07S ESP8266-module, aangesien dit 'n verbinding vir 'n eksterne antenna het. Aangesien my fietsstal buite is, moet die WiFi -sein deur 'n betonmuur gaan. Ek het uitgevind dat 'n eksterne antenna die reikwydte van die ESP-Now sterk vergroot. Nogal logies, aangesien dit 'n WiFi -sein is.

Vir die deursensor gebruik ek 'n rietskakelaar met botn NO en NC verbindings. As die deur toegemaak is, maak 'n magneet aan die skakelaar die skakelaar oop. Die module kontroleer elke 60 sekondes die deur- en sluitstatus, maar as die deur oopgemaak word, wil ek dadelik in kennis gestel word, daarom het ek 'n reset -kring geïmplementeer, sien hieronder.

Vir die slot sensor gebruik ek 'n kontak skakelaar met botn NO en NC verbindings. As die slot gesluit is, maak die sluitpen die skakelaar oop. Die deursensor en die sluitsensor word dus normaalweg oopgemaak (NO).

Die battery word opgelaai via 'n TP4056 -laaibord met 'n batterybeskerming aan 'n klein 6V -sonpaneel.

Ek sal 'n paar dele van die stroombaan hieronder verduidelik.

Herstel kring

Die reset-kring met die 2N7000 Mosfet is gekoppel aan die reset-pen van die ESP8266. As die deur gesluit is, is die kontak oop, beide die hek en die bron van die transistor is hoog en die mosfet is af. Die kapasitor wat aan die hek gekoppel is, het 'n positiewe lading. Die ESP8266 riet GPIO12 as HOOG = geslote.

As die deur oopgemaak word, word die bron van die mosfet met die grond verbind. Aangesien die hek hoog is, word die mosfet aangeskakel en die resetpen na die grond getrek, wat die ESP8266 kan herstel. Die kapasitor word via R7 ontlaai en skakel dan die mosfet uit. Sien die kiekie van my ossilloskoop vir die lae pols van 50 ms. Na die pols begin die ESP8266 aan. Die ESP8266 riet GPIO12 as LAAG = oop.

As die deur weer toegemaak word, trek weerstand R6 die bron en GPIO12 omhoog.

Battery monitering

Die batteryspanning word gelees via 'n spanningsverdeler tussen VBat en GND. Ek wil egter nie 'n permanente verbinding tussen VBat en GND hê nie, want dit leeg die battery. Daarom sit ek 'n P-kanaal mosfet aan die hoë kant van die spanningsverdeler en die hek van die mosfet word opgetrek, sodat die mosfet af is. Slegs as GPIO14 laag is, word die mosfet aangeskakel en kan die ESP8266 die spanning met die ADC verlig.

Stap 2: sagteware

Die ESP8266 -module is meestal in die diep slaapmodus om krag te bespaar.

Elke 60 sekondes begin die module met WiFi uitgeskakel en meet die slot- en deurposisie en kyk of hierdie posisies verander het in vergelyking met die waardes wat in die RTC -geheue gestoor is. As 'n posisie verander het, slaap die module vir 'n minimum tyd en word hy wakker met WiFi om die nuwe posisie via ESP-Now te stuur. En natuurlik word die nuwe posisies in die RTC-geheue gestoor. As niks verander is nie, slaap die module net weer en word wakker met WiFi af.

Sien my ander Instructable waarin ek verduidelik hoe ek ESP-Now gebruik om boodskappe oor te dra en dit na MQTT-boodskappe te omskep.

As die 'OTA-kring' met die hand gesluit word via 'n jumper, word die module wakker en maak verbinding met my WiFi-netwerk om te wag vir 'n OTA-opdatering via ESP8266HTTPUpdateServer.

Elke 30 minute word die spanning van die battery gemeet en gepubliseer.

Dit werk as 'n staatsmasjien. Die state word gedefinieer in die program wat op my Github gepubliseer word.

STATE_CHECK: word wakker met Radio af (WiFi af), kyk net of iets verander het

STATE_INIT: word wakker met Radio aan (WiFi aan) en stuur deur- en sluitstate oor

STATE_DOOR: word wakker met Radio aan, publiseer die deur as die volgende keer dat dit opstart

STATE_LOCK: word wakker met Radio aan, publiseer lockstate volgende keer as dit begin

STATE_VOLTAGE: word wakker met Radio aan, publiseer spanning volgende keer as dit opstart

STATE_OTA 5: word wakker met Radio aan, gaan na die OTA -modus

Stap 3: Monteer

Ek gebruik skroefaansluitings en DC -manlike/vroulike verbindings om my projek te kan monteer en uitmekaar te haal. Ek sit al die onderdele in 'n klein ABS -boks, sien die foto's. Ek het die dele in Kapton -band ingesluit vir elektriese isolasie

Ek verbind die sonpaneel via 'n manlike DC-prop (5,5 x 2,1) met 'n 1N5817-diode met 'n lae voorspanning.

Die rietskakelaar word in die boks vasgeplak en 'n magneet word op die deur op die regte posisie vasgeplak.

Die sluitkontak word van die kant ingegaan, sien die prentjie.

Stap 4: Werkmodule

Die ontvangde data word gelees deur my Openhab -tuisautomatisering. Ek hou daarvan, ek kan die Openhab -lêers plaas.

Ek monitor:

• Die batteryspanning (met volharding, sodat ek die spanning oor tyd in 'n grafiek kan sien).
• Die deur- en slotposisies.
• Die tye wat die posisie verander het.

Op hierdie manier, as ek gaan slaap, kan ek maklik sien of alle skure gesluit is.

Aan die begin van die gebruik is die battery op 'n helder dag gelaai, en na 'n week of so is die battery heeltemal gelaai. Nou in die herfs bly die battery gelaai. Die module is blykbaar baie ekonomies en gebruik baie minder energie as wat 'n klein sonpaneel opwek. Die stewige battery het waarskynlik krag vir 'n paar maande se duisternis. Kom ons kyk hoe die module hierdie winter presteer, as die temperatuur in die skuur baie laer is.