Տնային օգտագործման գործնական PIR: 7 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Ձեզանից շատերի պես, որոնք աշխատում են տան ավտոմատացման նախագծերի հետ, ես փնտրում էի կառուցել ֆունկցիոնալ PIR տվիչ ՝ սեփական տան որոշ անկյունային շրջադարձերի ավտոմատացման համար: Չնայած լույսի անջատիչի PIR տվիչները կլինեին օպտիմալ, դուք չեք կարող թեքել անկյունը: Այս նախագիծը մի քանի անգամ կրկնվեց, և ես փորձերը անցա բազմաթիվ այլ մատչելի ձեռնարկների միջոցով առցանց և չգտա մեկը, որն ինձ համար աշխատում էր: Եթե ցանկանում եք ուղղակիորեն մոտենալ կատարմանը, առաջ անցեք 3 -րդ քայլին, հակառակ դեպքում շարունակեք երկրորդ քայլին, որտեղ ես կքննարկեմ զարգացումը:

Պարագաներ:

Sոդման երկաթ

Solder and Flux էլեկտրոնիկայի համար

Պահեստային կապի մետաղալար

3D տպիչ

Breadboard

Հասսիոյի հիմնական ըմբռնումը

Arduino ծրագրավորման հիմնական հմտություններ

Քայլ 1: Developmentարգացում

Home Assistant- ը հիանալի գործիք է, որը կցանկանայի կապել որոշ ավելի բարդ կարգավորումներ: Ինձ համար անկյունով սանդուղքներում լույս ստանալը նախագծի իմ նախնական հետաքրքրությունն էր: Տնային օգտագործման արդյունավետ PIR ցուցիչ կառուցելու ճիշտ ուղեցույցը բարդ էր: Իհարկե, կան մի քանի հեշտ եղանակներ այն աշխատեցնելու համար, բայց էներգաարդյունավետ և ամենօրյա օգտագործման համար արդյունավետ դարձնելը այլ պատմություն էր: Կար նաև ուշացման հարցը, կամ թե որքան արագ լույսը կբացվի ազդանշանը ստանալուց հետո: Դա բարդ ծրագիր է, երբ ես իսկապես մտա այդ ամենի մոլախոտերի մեջ: Այն, ինչ տեղի ունեցավ, եկավ երկու հիմնական կետի, թե ինչու է այս դիզայնը արդյունավետ:

Ուշացում

Ես սկսեցի ESPHome- ի հետ `այս սենսորը նախագծելու համար: Այն ունի բոլոր զանգերն ու սուլոցները, բայց նաև շատ բարեկամական ինտերֆեյս: Unfortunatelyավոք, ESPhome- ի արձանագրությունը և շրջանակային աշխատանքը բավականին մեծ էներգիա են օգտագործում, երբ հաշվում եք mWh- ը: Կա նաև մի փոքր ուշացման խնդիր, երբ լույսը միացնելու կոչերը պետք է անցնեն ESPhome- ի բեռնախցիկով, Hassio- ով, այնուհետև ձեր լույսի կարգավորիչով: Ես պարզեցի, որ դրանք կավարտվեն 10 վայրկյանի սահմաններում: Դուք արդեն բարձրանում էիք աստիճաններով (կամ գուցե շատ դանդաղ եք քայլում, քանի որ լույս չկա): Այսպիսով, Hassio- ին շարժման ազդանշան բերելու էներգաարդյունավետ և ամենաարագ միջոցը դարձավ MQTT- ը:

MQTT- ի ստատիկ IP- ով օգտագործումը ժամանակը կրճատեց մինչև 2 վայրկյանից պակաս: MQTT ազդանշանը կհասնի Hassio- ին մոտ 800ms - 1200ms միջև: Բավականին լավ:

Մարտկոցի կյանք

Ինչպես արդեն նշվեց, MQTT- ին անցնելը նույնպես շատ խնայեց էներգիայի սպառումը: ESPHome- ում խորը քուն չունեցող միջին սենսորը մոտ 800 մՎտ / ժ մարտկոցների վրա կտևի մեկ օրից պակաս: Խորը քնի դեպքում `մոտ 3-5 օր` կախված ակտիվացումից: WeMos D1 Mini- ն էներգիայի խելագար խոզ չէ, բայց նաև ամենաարդյունավետը չէ իր էներգիան կառավարելու մեջ, ուստի մարտկոցի ամեն մի կտոր սեղմելը կարևոր էր: Ամեն սպառող մասի կրճատումը ամենակարևոր քայլն էր:

Գոյություն ունեն բազմաթիվ PIR տվիչներ, բայց ոչ բոլորն են ստեղծված հավասար: Առաջին կետերից մեկը, որը ես նկատեցի, փորձարկված յուրաքանչյուր PIR սենսորի արագությունն էր, անկյունը և կրակման արագությունը: Օգտագործված սենսորներից ես պարզեցի, որ Simplytronics Wide Angle PIR- ը ամենաարդյունավետն է հեռահարության և էներգիայի արժեքով: Դա լայն անկյունային PIR տվիչ է `գերազանց տիրույթով, և այն աշխատում է միայն 3 վ -ով, ինչը բացարձակապես զարմանալի է այն ամենի համար, ինչ ինձ պետք էր:

Քայլ 2: Նյութեր

WeMos D1 Mini

T4056 Lipo/Li-Ion USB լիցքավորիչ

Simplytronics Wide Angle PIR տվիչ

3.7v 1000 mWh Lipo մարտկոց

2x 10k դիմադրիչներ

120K դիմադրություն

5k դիմադրություն

1N4001 ուղղիչ դիոդ

1uF կոնդենսատոր

2N2222 տրանզիստոր

Քայլ 3: Հիմնական ծածկագիր և Arduino

Հեշտությամբ ներբեռնեք arduino ֆայլը, փոփոխեք այն ՝ ձեր կարգավորումների հետ աշխատելու համար: Ամենակարևոր ասպեկտները, որոնք պետք է հիշել, համոզվելն է, որ ձեր կարգավորումները համընկնում են Hassio- ում տրվածին:

Իմ օրինակում ես օգտագործում եմ Mosquitto Broker- ը: Ես այդ պարամետրերը մուտքագրել եմ իմ arduino կոդի մեջ: Իմ MQTT սերվերի համար, քանի որ այն տեղակայված է Hassio- ում, ես տեղադրել եմ իմ Hassio- ի IP հասցեն:

Հաջորդ բանը, որ մենք պետք է անենք, մի քանի կաղապարային տվիչների ստեղծումն է `մեր MQTT տվյալները պահելու համար, այնպես որ դա մի փոքր ավելի բարեկամական Hassio- ի առջև է: Եթե ցանկանում եք ավելին իմանալ կաղապարների և ձևանմուշների մասին, ես այստեղ կթողնեմ Hassio- ի այս հղումը:

Մեր շարժման MQTT- ը կլինի կաղապարային երկուական ցուցիչ, իսկ մարտկոցի մակարդակը `սենսոր Hassio- ում:

Իմ հիմնական configuration.yaml ֆայլում ես ավելացրել եմ որոշ տողեր `առանձին yaml ֆայլերում ներառելու և՛ կաղապարի երկուական սենսորներ, և՛ ձևանմուշային տվիչներ: Պետք չէ դա անել այսպես, բայց ես գտնում եմ, որ դա մի փոքր ավելի կազմակերպված է պահում: Դա պարզ կատարելու համար օգտագործեք ֆայլի խմբագիրը ՝ ստեղծելու նոր yaml ֆայլ և այն վերնագրեք այն, ինչին կարող եք անդրադառնալ configuration.yaml- ում: Իմ օրինակում ես օգտագործում եմ templatesensor.yaml և templatebinarysensor.yaml

Պետք է համոզվել, որ MQTT թեմաներն ու բեռնվածությունը կարգավորել ձեր arduino- ի կարգավորմանը կամ հակառակը:

Վերջին, բայց ոչ ամենակարևորը, կարգավորեք վահանակի տարր, որը կարող է տեսնել մարտկոցի մակարդակը և շարժման տվիչը:

Քայլ 4: Սխեմատիկ և թեստավորում

Էլեկտրագծերի սխեմայից հետո մետաղալարով ամրացրեք բաղադրիչները հացահատիկի վրա փորձարկելու համար: Էլեկտրագծերի մեջ կարևոր նշումներ են `համոզվել, որ գետնի լարերը ճիշտ են ձգվող էֆեկտի համար: Սա այն է, ինչը կստիպի տրանզիստորը վերականգնել WeMos D1 Mini- ն արթնանալուց հետո: Դուք պետք է կարողանաք ստուգել արթնացման և վերականգնման գործառույթը `միացնելով WeMos D1 Mini- ն USB պորտին: Այն պետք է վերականգնվի, երբ ձեռքը թափահարեք PIR- ի դիմաց: Սա ընտրովի չէ, բայց կարող եք նաև ապամոդել smd լուսադիոդային լույսերը շարժման սենսորից `մարտկոցի մի փոքր ավելի սեղմման համար: Ես խորհուրդ կտայի դա անել այն բանից հետո, երբ դուք ստուգեցիք, որ շարժման տվիչը գործում է ինչպես և սպասվում էր: Եթե ձեր USB- ը միացված է ձեր համակարգչին, կրկնակի ստուգեք այն arduino IDE- ով, որը բեռնվում և վերակայվում է շարժման ձգանով:

Ձեր Hassio կառավարման վահանակում դուք պետք է կարողանաք տեսնել մարտկոցի որոշ արժեքներ, ինչպես նաև շարժման սենսորը, որն անջատվում է: Եթե մինչ այժմ ամեն ինչ լավ է ընթանում, ապա պետք է զբաղվեք բիզնեսով: Դուք կարող եք վերցնել այս փոքրիկ տախտակի նախատիպը և տեղափոխել այն ձեր տան շուրջը, և այն կգործի որպես ձեր նոր տնական շարժման տվիչ: Դուք կարող եք օգտագործել սա ՝ Հասսիոյի ներսում որևէ բան խթանելու համար, և դուք կավարտվեիք այստեղ, եթե դա այն է, ինչ փնտրում եք: Բայց եկեք սա վերջնական հղկում տանք, որպեսզի այն լինի այն, ինչը արժանի է տան հենարանին:

Որոշ անսարքությունների վերացման խորհուրդներ

- WeMos D1 Mini- ի վրա զրոյական կոճակը սեղմելով ՝ դուք պետք է ստանաք MQTT- ն, որը ձգում է arduino կոդի հետ:

- մեկնաբանեք arduino կոդի մի մասը `տեսնելու, թե որտեղ է յուրաքանչյուր քայլ և ինչ է դա անում ապարատային սարքավորման վրա

- մի մոռացեք կապել բոլոր բացասական առաջատար կետերը

Քայլ 5. Միացում ձեր Wifi լույսի անջատիչին

Բարեբախտաբար, Hassio- ն իսկապես հիանալի ավտոմատացման հրաշագործ ունի, որը կարող է օգնել ձեր կարգավորմանը: Ես մտադիր չեմ լուսարձակներ կամ հավելումներ ավելացնել, բայց կտեսնեմ, որ Hassio- ի մարդիկ իսկապես դյուրինացրել են Hassio- ի հետ վերահսկվող ինտեգրացիաներ և այլ հարթակներ ավելացնելը: Անցեք և տեսեք, թե ինչպես ավելացնել ձեր ընտրած wifi լույսի անջատիչը:

Այս ավտոմատացման հրաշագործում մենք ցանկանում ենք ուշադրություն դարձնել մեկ կարևոր բանի, որը ձգանն է: Դուք կարող եք ավելացնել ձևանմուշի երկուական տվիչը որպես ձգան, բայց ես գտա, որ շարժման տվիչը մի փոքր ավելի «արագ» էր, երբ ուղղակիորեն գնում էի MQTT բեռնվածությամբ: Վերջինը, բայց ոչ պակաս կարևորը, կազմաձևեք ձեր ընտրած լույսը կամ սարքը, և սենսորը պետք է գործի:

Քայլ 6: Projectրագրի բնակարանային ապահովում

Երբ ձեր տախտակի վրա վստահ լինեք, բոլոր մասերը տեղափոխեք նախատիպի pcb տախտակի վրա և միացրեք բոլոր կապերը ամենափոքր տախտակին, որը կարող եք գտնել: Ես լարերը պահել եմ կարճ, բայց ճկուն վերականգնման/խմբագրման/վերանորոգման դեպքում: Գործի դիզայնը նվազագույն պատյան է, որը կարող է տեղադրվել անկյունային կամ հարթ մակերևույթի մեջ: Այն իրոք լավ է աշխատում ոչ վնասող սոսինձ 3M շերտերով =)

Ուշադրություն դարձրեք, ես մի տեսակ մոռացել եմ, թե որտեղից եմ վերցրել այս տարօրինակ ձևաչափով pcb- ի նախատիպը, ուստի ես կառաջարկեի պարզապես հատել ձեր pcb- ի չափսերը և մեկ -երկու անցք հորատել: Եթե այս ուղեցույցն ավարտվի հանրաճանաչությամբ, ես կթողնեմ ավելի տարածված չափսերով խմբագրված տարբերակ (ինձ անհրաժեշտ էին ընդամենը երկու շարժման տվիչներ, և ես ունեի այդ տարօրինակ տախտակներից հենց երկուսը)

Քայլ 7: Փակում

Հուսով եմ, որ այս դիզայնը օգտակար է եղել ձեր տան ավտոմատացման որոշ նախագծեր իրականացնելու ձեր ջանքերում: Ինձ համար բավականին երկար ճանապարհ էր, որպեսզի բոլոր շարժվող մասերը ստեղծեին այս ուսանելի աշխատանքը, բայց ուրախ եմ, որ որոշ ժամանակ տրամադրեցի այն իջեցնելու համար: Այս նախագիծն ինձ մի փոքր ցույց տվեց իմ ESP- ները ծրագրավորելու համար որոշ առավել մատչելի հնարավորությունների օգտագործման սահմանները: Սա չի նշանակում, որ չպետք է օգտագործեք ESPHome- ը, բայց էներգիայի կառավարման մեջ ավելի խիստ նախագծերի համար կարող է այլ ճանապարհ անցնել: Սենսորներն ավարտվել են մայիսին կամ հունիսին և այդ ժամանակից ի վեր լիցքավորման կարիք չունեն: Մինչ այժմ նրանք մոտ 4-5 ամիս են անցել ՝ առանց գանձման կարիք ունենալու: Որպես կողմնակի նշում, ես նաև զբաղվել եմ WeBos D1 Mini- ի հիման վրա նոր PCB դասավորության մշակմամբ: WeMos D1 Mini- ի մասին է այն, որ այն ունի ներկառուցված 5v- ից 3v փոխարկիչ և հզոր ծրագրավորող USB ծրագրավորման IC: Սա նշանակում է, որ եթե մենք վերացնեինք այս երկու գործոնները, մենք կարող էինք դրդել ESP8266- ին ՝ նույնիսկ ավելի քիչ էներգիա սպառելու:

Եվս մեկ անգամ շնորհակալ եմ, որ ինձ նվիրեցիք իմ չարաճճիություններին և հետևեցիք այս նախագծին: