Зайгаар тэжээгддэг саравчны хаалга ба түгжээний мэдрэгч, нар, ESP8266, ESP-Now, MQTT: 4 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Энэхүү гарын авлагад би алсын зайнаас унадаг дугуйн амбаарынхаа хаалга, түгжээний байдлыг хянахын тулд батерейгаар ажилладаг мэдрэгчийг хэрхэн яаж хийснийг танд үзүүлэх болно. Надад цахилгаан сүлжээ байхгүй тул батерейгаар цэнэглэдэг. Зайг жижиг нарны зайгаар цэнэглэдэг.

Модуль нь бага эрчим хүчээр ажиллах зориулалттай бөгөөд гүн нойронд ESP-07S дээр ажилладаг бөгөөд минут тутамд босч, хаалга, түгжээний байрлалыг шалгадаг. Гэсэн хэдий ч хаалгыг онгойлгоход модулийг энгийн тоног төхөөрөмжийн хэлхээгээр сэрээж 'хаалга онгойсон' мэдээллийг нэн даруй илгээдэг. Модуль нь ESP-Now-ээр дамждаг бөгөөд дамжуулах хугацаа маш богино бөгөөд маш бага энерги шаарддаг.

Openhab болон Mosquitto дээр ажилладаг миний гэрийн автоматжуулалт нь мессежийг зохицуулж, сэрүүлгийг асаасан тохиолдолд Telegram -ээр дамжуулан надад түгшүүртэй мессеж илгээдэг.

Хангамж

Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг Aliexpress -аас худалдаж авдаг.

• ESP-07S модулийг ESP-Now хүрээг нэмэгдүүлэхийн тулд гадаад антенныг хялбархан холбох зорилгоор сонгосон.
• Зайны хамгаалалттай TP4056 цэнэглэгч самбар
• 18650 LiPo батерей
• Зэгсэн унтраалга (хаалганы байрлалыг хянах NO)
• Холбоо барих унтраалга (дэлгэцийн түгжээний байрлал)
• Нарны хавтан (6V, 0.6W)
• Транзистор, резистор, диод, холбогч (схемийг үзнэ үү)

Алхам 1: Техник хангамж

Баригдсан схемийг зураг хэлбэрээр оруулсан болно. Би эхлээд хэлхээний талбар дээр прототип хийсэн. Дараа нь би бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг самбар дээр гагнав.

Би гадаад антенны холболттой тул ESP-07S ESP8266 модулийг ашигладаг. Миний дугуйн саравч гадаа байгаа тул WiFi дохио нь бетонон ханаар дамжин өнгөрөх шаардлагатай болдог. Гадны антенн нь ESP-Now-ийн хүрээг эрс нэмэгдүүлдэг болохыг би олж мэдсэн. Энэ бол WiFi дохио тул нэлээд логик юм.

Хаалганы мэдрэгчийн хувьд би NON ба NC холболттой зэгс унтраалгыг ашигласан. Хаалга хаагдахад унтраалгыг онгойлгосон соронз нээнэ. Модуль нь 60 секунд тутамд хаалга, түгжээний байдлыг шалгадаг боловч хаалгыг онгойлгоход надад нэн даруй мэдэгдэхийг хүсч байгаа тул дахин тохируулах хэлхээг доороос үзнэ үү.

Түгжих мэдрэгчийн хувьд би NON ба NC холболттой холбоо барих унтраалгыг ашигласан. Түгжээ хаагдах үед түгжээний зүү нь унтраалгыг нээдэг. Тиймээс хаалганы мэдрэгч ба түгжээний мэдрэгчийг ихэвчлэн нээдэг (ҮГҮЙ).

Батерейг жижиг 6V нарны хавтан дээр зайг хамгаалсан TP4056 цэнэглэгч хавтангаар цэнэглэдэг.

Би хэлхээний зарим хэсгийг доор тайлбарлах болно.

Хэлхээг дахин тохируулах

2N7000 Mosfet бүхий дахин тохируулах хэлхээ нь ESP8266-ийн дахин тохируулах зүүтэй холбогдсон байна. Хэрэв хаалга хаагдсан бол контакт нээлттэй, транзисторын хаалга, эх үүсвэр хоёулаа өндөр, мосфет унтраалттай байна. Хаалгатай холбогдсон конденсатор нь эерэг цэнэгтэй. ESP8266 нь GPIO12 зэгс нь HIGH = хаалттай байдаг.

Хаалга онгойлгоход мосфетын эх үүсвэр нь газардуулгатай холбогддог. Хаалга өндөр тул мосфетийг асааж, дахин тохируулах зүүг газарт татаж, ESP8266 -ийг дахин тохируулах болно. Конденсаторыг R7 -ээр цэнэглэж, дараа нь мосфетыг унтраадаг. Миний осциллографын дэлгэцийн агшинг 50 мс -ийн бага импульсийн хувьд үзнэ үү. Импульсийн дараа ESP8266 ачаалах болно. ESP8266 нь LIO = нээлттэй байхад GPIO12 зэгс.

Хаалга дахин хаагдахад R6 эсэргүүцэл нь эх үүсвэрийг татаж, GPIO12 -ийг дээшлүүлнэ.

Батерейны хяналт

Батерейны хүчдэлийг VBat ба GND хооронд хүчдэл хуваагчаар уншдаг. Гэсэн хэдий ч би батерейг цэнэггүй болгодог тул VBat ба GND -ийн хооронд байнгын холболт хийхийг хүсэхгүй байна. Тиймээс би хүчдэл хуваагчийн өндөр талд P сувгийн мосфет байрлуулсан бөгөөд хаалганы хаалга татагдсан тул мосфет унтарсан байна. Зөвхөн GPIO14 бага байхад мосфетийг асааж, ESP8266 нь ADC -тэй хүчдэлийг хадаж чаддаг.

Алхам 2: Програм хангамж

ESP8266 модуль нь эрчим хүч хэмнэхийн тулд ихэвчлэн гүн унтах горимд байдаг.

Модуль нь 60 секунд тутамд WiFi -ийг идэвхгүй болгож, түгжээ, хаалганы байрлалыг хэмжиж, RTC санах ойд хадгалагдсан утгуудтай харьцуулахад эдгээр байрлал өөрчлөгдсөн эсэхийг шалгадаг. Хэрэв байрлал өөрчлөгдсөн бол модуль хамгийн бага хугацаанд унтдаг бөгөөд WiFi идэвхжсэн үед сэрж шинэ байрлалыг ESP-Now-ээр илгээх боломжтой болно. Мэдээжийн хэрэг шинэ байрлалыг RTC санах ойд хадгална. Хэрэв юу ч өөрчлөгдөөгүй бол модуль дахин унтаж, WiFi унтраалттай сэрдэг.

Зурвас дамжуулах, MQTT мессеж болгон хувиргахын тулд ESP-Now-ийг хэрхэн ашиглах талаар тайлбарласан миний бусад зааврыг үзнэ үү.

Хэрэв 'OTA-хэлхээг' холбогчоор гараар хаасан бол модуль нь сэрээд миний WiFi сүлжээнд холбогдож ESP8266HTTPUpdateServer-ээр дамжуулан OTA шинэчлэлтийг хүлээнэ.

30 минут тутамд батерейны хүчдэлийг хэмжиж нийтэлдэг.

Энэ нь төрийн машинаар ажилладаг. Мужуудыг миний Github дээр нийтлэгдсэн хөтөлбөрт тодорхойлсон болно.

STATE_CHECK: Радио унтраалттай (WiFi унтраалттай) сэрээрэй, ямар нэг зүйл өөрчлөгдсөн эсэхийг шалгаарай

STATE_INIT: Радио асаалттай (WiFi асаалттай) сэрж, хаалга, түгжээний төлөвийг дамжуулна

STATE_DOOR: Радио асаалттай сэрээд дараагийн удаа асах үед хаалганы хаалгыг хэвлэ

STATE_LOCK: Радио асаалттай сэрээд дараагийн удаа асах үед lockstate -ийг нийтэлнэ үү

STATE_VOLTAGE: Радио асаалттай сэрээд дараагийн удаа асах үед хүчдэлийг нийтлээрэй

STATE_OTA 5: Радио асаалттай сэрээд OTA горим руу очно уу

Алхам 3: угсрах

Би өөрийн төслийг угсрах, задлахын тулд шураг терминал, DC эрэгтэй/эмэгтэй холбогчийг ашигладаг. Би бүх эд ангиудыг ABS -ийн жижиг хайрцагт хийж, зургуудыг үзнэ үү. Би цахилгаан тусгаарлах зориулалттай эд ангиудыг Каптон соронзон хальсанд багтаасан

Би нарны хавтанг урагш бага хүчдэлтэй 1N5817 диодтой эрэгтэй DC залгуураар (5.5 x 2.1) холбодог.

Зэгсэн унтраалгыг хайрцагт наасан бөгөөд соронзыг хаалган дээр зөв байрлалд наасан байна.

Түгжих контактыг хажуу талаас нь оруулна уу, зургийг үзнэ үү.

Алхам 4: Ажлын модуль

Хүлээн авсан өгөгдлийг миний Openhab гэрийн автоматжуулалт уншдаг. Би дуртай, би Openhab файлуудыг нийтлэх боломжтой.

Би хянадаг:

• Батерейны хүчдэл (тууштай байснаар би хүчдэлийг график дээрээс харж байна).
• Хаалга ба түгжээний байрлал.
• Цаг үе нь байр суурь өөрчлөгдсөн.

Ийм байдлаар унтахдаа бүх саравч түгжигдсэн эсэхийг хялбархан харж чадна.

Ашиглаж эхэлж байтал гэрэл гэгээтэй өдөр батерейг цэнэглэж, долоо хоногийн дараа батерейг бүрэн цэнэглэв. Одоо намар батерей нь цэнэглэгдсэн хэвээр байна. Модуль нь маш хэмнэлттэй бөгөөд бага нарны зай үүсгэж байснаас хамаагүй бага эрчим хүч зарцуулдаг бололтой. Үхэртэй батерей нь хэдэн сарын харанхуйд ажиллах чадвартай байдаг. Модны энэ саравчны температур хамаагүй доогуур байхад энэ модулийн гүйцэтгэлийг харцгаая.