LEIDS - Бага энергитэй IOT хаалганы мэдрэгч: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

LEIDS гэж юу вэ?

LEIDS бол ESP8266 дээр суурилсан IOT мэдрэгч юм. Энэхүү мэдрэгч нь энэхүү самбар, зөөлөн түгжээний хэлхээ, зэгс унтраалга, зарим соронзыг ашиглан хаалга нээгдэж хаагдахад танд дохио өгөх хаалганы мэдрэгчийг бий болгодог. Энэхүү мэдрэгчийг MQTT сервер, IFTTT эсвэл ESP8266 -ийг дэмждэг бусад олон хүрээтэй холбож болно. Энэхүү зааварчилгаа нь IFTTT -ийг ашиглан хаана байгаагаас үл хамааран гар утсандаа дохио өгөх мэдрэгчийг хялбархан бүтээх болно. Мэдрэгчийг тусдаа хаалга, шуудангийн хайрцаг, зуух болон нээлттэй, хаах, асаах/унтраах бусад зүйлээс олон удаа сэрэмжлүүлэг өгөх боломжийг тохируулах боломжтой. LEIDS -ийн давуу тал нь хамгийн бага эрчим хүч хэрэглэдэг бөгөөд зөвхөн хаалга онгойсон үед л хүч хэрэглэдэг, дараа нь хаалга хаагдах үед танд хаалга хаагдаж, унтрах тухай мессеж илгээдэг. Энэ нь модулийг гүн унтуулахаас илүү дээр юм, учир нь хаалгыг онгойлгоогүй тохиолдолд энерги зарцуулдаггүй.

Алхам 1: хангамж

Доорх жагсаалтад миний энэ төсөлд ашигласан багаж хэрэгсэл, эд ангиудыг харуулав. Мэдрэгчийг өөр өөр хэсгүүдийг ашиглах, өөр өөр харагдах/ажиллах, ижил төстэй ойлголтуудыг ашиглахаар дахин төлөвлөх боломжтой.

Хэрэгсэл:

• Гагнуурын төмөр
• ESP01-UART эсвэл Arduino Uno (ESP8266 програмист)
• 3D принтер (заавал биш)
• Холбогч кабель (заавал биш)
• Breadboard (заавал биш)

Эд анги:

• ESP8266 ESP-01S x 1
• Reed Switch x 1 (илүү зохимжтой Сүлжээний холболт, би зүгээр л нээлттэй байдаг тул ердийн соронзон хаалттай ажиллахын тулд хоёр соронз ашиглах хэрэгтэй)
• AMS1117 3.3v зохицуулагч
• 2n3904 NPN транзистор x 1
• P-Channel Mosfet x 1 (бид бага VGS, NDP6020P байвал зохимжтой)
• 3.7v 100 мАч Lipo зай x 1
• Төрөл бүрийн эсэргүүцэл (100k ом, 10k ohm, 220 ohm, 3k3 Ohm)
• 6x3 мм хэмжээтэй соронз x 2
• Хоёр талт холбох соронзон хальс
• Утас
• Гагнуур
• Perfboard

3D хэвлэсэн хэсэг:

Мэдрэгчийн хайрцаг

Алхам 2: Зөөлөн түгжих хэлхээ - Тоног төхөөрөмж

Миний ашиглаж буй зөөлөн түгжээний хэлхээ бол онлайнаар олсон схемийн өөрчлөлт юм. Би шинжээч биш бөгөөд энэ хэлхээг бий болгох илүү сайн арга зам байдаг гэдэгт би итгэдэг, гэхдээ миний бодлоор энэ хэлхээ энэ ажлыг хийдэг!

Ажлын арга нь зэгсийг солих нь соронзон орноор хаагдахад NPN транзистор руу гүйдэл өгөх явдал юм. Дараа нь NPN транзистор нь ESP8266 руу гүйдэл дамжуулах боломжийг олгодог PNP мосфетийг суурилуулдаг. ESP8266 нь асаалттай бөгөөд PNP мосфетийг газардуулахын тулд нэг зүүгээ ашигладаг бөгөөд энэ нь ESP8266 -ийг үргэлжлүүлэн ажиллуулдаг. Дараа нь ESP8266 -ийг даалгавраа гүйцэтгэж дуусахад гаралтын зүүг LOW болгож NPN транзисторыг тасалдуулж PNP мосфет дээрх хаалгыг хаадаг.

Ийм хэлхээг ашигласнаар ESP8266 -ийг унтраалгаар асааж, дараа нь дохиогоор өөрийгөө бүрэн унтрааж болно. Энэ нь мэдрэгч хаагдах/унтрах үед хэлхээнд гүйдэл гүйх боломжийг олгодог.

Алхам 3: ESP8266 - Техник хангамж

Миний ашиглаж буй ESP8266 нь хаалга (эсвэл бусад зүйл) нээлттэй байх үед дохио өгөх мессеж илгээж, хаалга хаагдах хүртэл ойрхон мессеж илгээж, унтрах болно. ESP8266 нь зөөлөн түгжээний хэлхээгээр тэжээгддэг бөгөөд нэг зүүгээр зэгсэн унтраалгыг уншиж, өөр зүүгээр өөрийгөө асаалттай байлгаж дараа нь унтраадаг. Жижиг хэлбэрийн хүчин зүйлээс шалтгаалан би ESP-01-ийг ашиглахаар шийдсэн. ESP нь мэдрэгчийг "нээх", "хаах" болгож өөрчлөхөд бидэнд мэдэгдэх вэб хүсэлтийг илгээх болно. Миний олж мэдсэн хамгийн хялбар арга бол IFTTT болон Google Sheets ашиглах явдал байв. Үүнийг дараах алхамуудад тайлбарласан болно.

Алхам 4: Алсын мэдэгдэлд зориулсан IFTTT - 1 -р хэсэг

Энэхүү зааварчилгаанд IFTTT -ийг ашиглаж, манай гар утасны төхөөрөмж дээр алсын мэдэгдэл авахын тулд webhooks болон google -ийн хуудсыг ашиглах болно. Эдгээр үйлчилгээг ашиглахын тулд танд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

• Google акаунт
• IFTTT данс (Google акаунтаар нэвтрэх боломжтой/байх ёстой)
• Таны хөдөлгөөнт төхөөрөмжид зориулсан IFTTT програм

Та дансаа үүсгэж/нэвтэрсний дараа бид хоёр апплет үүсгэх болно. Энэ хэсгийн дээд талд байгаа зургууд нь вэб хуудсыг хэрхэн маневрлахыг харуулсан болно. Дараахь алхамууд нь эхний апплет, үйл явдлыг цуцлах хүсэлт юм. Энэхүү апплет нь мэдрэгчээс мессеж хүлээн авч, үйл явдлыг Google хуудасны баримт бичигт хадгалах болно. Дараа нь та мэдрэгчийнхээ түүхийг үзэж, хэзээ нээгдэж, хаагдсан болохыг харах боломжтой.

1. Дээд талд байрлах "Миний апплетууд" холбоос руу очно уу
2. "Шинэ апплет" товчийг дарна уу
3. Цэнхэр "+энэ" товчлуур дээр дарна уу
4. "Webhooks" гэж хайгаад дээр нь дарна уу
5. Дараагийн хуудсан дээр "Вэб хүсэлтийг хүлээн авах" картыг сонгоно уу
6. Дараа нь үйл явдлын нэрийг хүссэнээрээ тохируулаарай, би үүнийг "sensor_activated" гэж нэрлэхээр сонгосон.
7. Дараагийн хуудсан дээр цэнхэр "+тэр" товчийг дарна уу
8. "Google хуудас" үйлчилгээг хайж олоод сонгоно уу
9. Дараагийн хуудсан дээр "Хүснэгтэнд мөр нэмэх" функцийг сонгоно уу

10. Үйлдлийг дараах байдлаар бөглөнө үү.

    • Хүснэгтийн нэр, би уурхайгаа "Мэдрэгчийн түүх" гэж нэрлэсэн.

    • Форматлагдсан мөр дараах байдалтай байх ёстой

      {{OccurredAt}} ||| {{Утга1}} ||| {{Утга2}}

    • Апплет мэдрэгчийн статусыг хаана хадгалахыг өөрчлөхийг хүсэхгүй байгаа бол сүүлчийн талбарыг хэвээр үлдээгээрэй
11. Дараа нь "Үйлдэл үүсгэх" дээр дарна уу.
12. Эцэст нь эцсийн дэлгэц дээр "Finish" дээр дарна уу

Одоо энэ нь ажилладаг эсэхийг туршиж үзье

1. Https://ifttt.com/maker_webhooks энэ линк рүү орно уу
2. Дараа нь "Баримтжуулалт" товчийг дарна уу (бид энэ "Баримтжуулалт" хуудсыг дараа дахин ашиглах болно)
3. Одоо та IFTTT Webhooks апплетын хувийн хэсэгт байх болно
4. "{Event}" гэж бичсэн талбарыг өөрийн үйл явдлын нэрээр бөглөнө үү, энэ тохиолдолд үйл явдлын нэрийг "sensor_activated" гэж бичнэ үү.
5. Одоо "утга1" талбарыг бөглөнө үү, энэ бол таны мэдрэгчийн байршлыг хадгалах болно, би үүнийг "Урд хаалга" -аар бөглөх болно.
6. Одоо "утга2" талбарыг бөглөнө үү, энэ бол мэдрэгчийн статустай талбар юм, би үүнийг туршихын тулд "нээгдсэн" гэж бөглөх гэж байна.
7. Дараа нь цэнхэр "Үүнийг турших" товчийг дарна уу
8. Хэрэв бүх зүйл сайн болсон бол та "Үйл явдал идэвхжсэн" гэсэн ногоон тэмдэг авах ёстой. дээд талд байгаа зурвас
9. Хэрэв та энэ зурвас хэрхэн хадгалагдаж байгааг харахыг хүсч байвал google хуудсаа нээж, нэмж оруулсан хүснэгтийг олж болно, би хүснэгт ямар байхыг харуулахын тулд зургийг хавсаргасан болно.

Дараагийн алхам руу апплет нэмж, статусын өөрчлөлтийн талаар бидэнд мэдэгдээрэй.

Алхам 5: Алсын мэдэгдэлд зориулсан IFTTT - 2 -р хэсэг

Одоо бид статусын хүснэгтэд мөр нэмэх үед бидэнд мэдэгдэх апплет нэмэх болно; өөрөөр хэлбэл, мэдрэгч үйл явдлыг унтраах үед. Өмнөх шиг бид шинэ апплет үүсгэх болно. Дараахь алхамууд нь хоёр дахь апплетийг бий болгоход тань туслах болно. Өмнөх алхам дээр бид үүнтэй төстэй зүйл хийсэн тул би энэ алхамаас өөр слайдыг нэмж оруулах болно.

1. Дээд талд байрлах "Миний апплетууд" холбоос руу очно уу
2. "Шинэ апплет" товчийг дарна уу
3. Цэнхэр "+энэ" товчлуур дээр дарна уу
4. "Google хуудас" гэж хайгаад дээр нь дарна уу
5. Дараагийн хуудсан дээр "Хүснэгтэнд шинэ мөр нэмэгдсэн" картыг сонгоно уу

6. Дараа нь нөгөө апплетийн бичиж буй хүснэгтийг зааж өгөх талбаруудыг бөглөнө үү

   • Энэ жишээнд "IFTTT/MakerWebooks/sensor_activated" зам байна.
   • Файлын нэр нь "Мэдрэгчийн түүх" юм.
7. Дараагийн хуудсан дээр цэнхэр "+тэр" товчийг дарна уу
8. "Мэдэгдэл" үйлчилгээг хайж олоод сонгоно уу

9. Одоо бид мэдэгдлийн үйлчилгээний талбаруудыг бөглөх хэрэгтэй

   • Гарчиг болгон өөрчилсөн

     {{ColumnB}} нь {{ColumnC}} байсан

   • Зурвасыг тохируулсан байна

     {{ColumnB}} нь {{ColumnA}} дээр {{ColumnC}} байсан

   • Холбоос ганцаараа үлджээ
10. Дараа нь "Үйлдэл үүсгэх" дээр дарна уу.
11. Эцэст нь эцсийн дэлгэц дээр "Finish" дээр дарна уу

IFTTT мэдэгдлийн системийн хоёрдахь хэсгийг туршихын тулд IFTTT програмыг гар утсандаа татаж аваад итгэмжлэлээ ашиглан нэвтэрсэн эсэхээ шалгаарай. Энэ тохиолдолд би Google акаунтаараа нэвтэрч байна. Одоо бид үүнийг "Баримтжуулалт" хуудас руу буцаж очоод үйл явдлын нэрийг "sensor_activated", "утга1" талбарыг байршилд, "утга2" талбарыг статусаар тохируулснаар туршиж болно.

Энэ нь танд мэдэгдэл илгээх ёстой. Хэрэв та хүлээн аваагүй бол та ижил акаунтаар нэвтэрсэн эсэхээ баталгаажуулж, програм танд мэдэгдэл илгээхийг зөвшөөрсөн эсэхээ шалгаарай.

Алхам 6: Arduino IDE ба Sketch

Самбарын програм хангамжийг Arduino IDE ашиглан эмхэтгэдэг.

Логик нь дараах байдалтай байна.

• Зэгсэн унтраалга хаалгыг онгойлгох замаар хаагддаг
• Дараа нь ESP асаалттай бөгөөд WiFi сүлжээнд холбогддог
• WiFi холболт үүсгэсний дараа хаалга эсвэл өөр зүйл нээгдсэнийг бидэнд хэлэх http хүсэлтийг илгээдэг (интернетэд тушаал илгээдэг).
• Дараа нь зэгс унтраалгын дохиог уншиж хаалгыг хаасан эсэхийг шалгана
• ESP самбар нь зэгс унтраалга нээгдсэнийг олж мэдсэний дараа (өөрөөр хэлбэл хаалга хаагдсан) хаалга хаагдсан тухай өөр http хүсэлт илгээдэг.
• Дараа нь самбарын хүчийг таслахын тулд зөөлөн түгжээний хэлхээг дохио өгдөг

Arduino IDE татаж авах

Би татаж авахын тулд энэ хэсэгт arduino кодыг хавсаргав. Хэрэв танд Arduino IDE байхгүй бол https://www.arduino.cc/en/Main/Software хаягаар онлайнаар татаж авах боломжтой.

Зөв самбар менежерийг суулгаарай

Кодоо ESP самбарт байршуулахын тулд та дараах алхмуудыг ашиглан Arduino IDE дээр самбарын менежер суулгах хэрэгтэй.

• Тохиргоо цонхыг нээхийн тулд Файл> Тохиргоо руу очно уу
• Тохиргооны цонхонд "Нэмэлт самбар менежерийн URL" гэсэн талбарыг олоорой.
• Дараах линкийг энэ талбарт оруулна уу https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json болон "OK" товчийг дарна уу.
• Одоо Tools> Board руу очиж самбарын менежерийг нээнэ үү, дараа нь хамгийн эхний оруулга нь Board Manager болно
• Самбарын цэсэнд "ESP8266" гэж бичээд "esp8266" -ийг суулгаарай, би шинэ хувилбаруудтай холбоотой зарим асуудалтай тулгарсан тул 2.5.0 хувилбарыг сонгоно уу.
• Одоо буцаж очоод Tools> Board> General ESP8266 Module -ээс самбараа сонгоно уу
• Дараа нь өөрчлөлт гарсан эсэхийг баталгаажуулахын тулд arduino ide -ийг хааж, дахин нээнэ үү

Ноорог зургийг Arduino IDE дээр нээнэ үү

Бид кодын дөрвөн мөрийг өөрчлөх хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр мэдрэгч танд тохирох болно

1. SSID -ийг өөрийн WiFi SSID гэж өөрчилнө үү, өөрөөр хэлбэл таны wifi -ийн нэр
2. Нууц үгээ wifi сүлжээнийхээ нууц үгтэй тохируулахын тулд солино уу
3. "Webhook" үйлчилгээний "Баримтжуулалт" хуудаснаас url -ийг тааруулахын тулд url -ийг өөрчилнө үү
4. Мэдрэгчийн байршлыг байрлуулахаар төлөвлөж буй газраа өөрчил, энэ нь урд хаалга, арын хаалга, шуудангийн хайрцаг гэх мэт байж болно.

Та кодыг өөрийн хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчилсний дараа бид үүнийг самбар дээр ачаалах хэрэгтэй. Миний хувьд би USB програмист ашиглаж, түүний зааврыг дагаж байна. Энэ нь маш олон алдааг олж засварлах шаардлагатай байж магадгүй тул илүү нарийвчилсан хичээлийг онлайнаар хайж олохыг танд зөвлөж байна. Миний хувьд би ESP-01-ийг програмист руу залгаж, дараа нь компьютерт холбож, дараа нь унтраалгыг uart-аас prog руу шилжүүлж, эцэст нь програмистыг салгаад буцааж залгана. Энэ нь одоо ESP-ийг програмчлалын горимд үлдээдэг. Одоо би байршуулах товчлуур дээр дараад байршуулалтыг дуусгахыг зөвшөөрөв. Хэрэв та холбогдсон эсэхийг харахыг хүсвэл цуваа дэлгэцийг нээж, статусын мессежийг үзэх боломжтой. Та ноорогоо байршуулсны дараа бид бүгдийг гагнаж, хаалтанд хийж, хүссэн байрандаа холбоно.

Алхам 7: Хаалт (3D хэвлэсэн)

Би бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг багтаах, соронз байрлуулах, зэгс унтраалгыг тохируулахын тулд дараахь хашлага зохион бүтээсэн. Хоёрдахь хэсгийг зүгээр л хоёр дахь соронзыг барихад ашигладаг бөгөөд энэ нь унтраалгыг онгойлгох, хаах боломжийг олгодог.

Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнаж дууссаны дараа бид хайрцган дээр дарж болно, хэрэв та хүсвэл бүх зүйлийг хадгалахын тулд ёроолд нь бага зэрэг халуун цавуу нэмж болно. Дараа нь бид цахилгаан хэрэгсэлтэй хайрцагт нэг соронз дарах хэрэгтэй. шаардлагатай бол зэгс солих. Нөгөө соронзыг нөгөө хашлага руу дарах хэрэгтэй. Хоёр хаалтыг барьж дууссаны дараа бид хоёр хашлагыг хооронд нь холбож, дараа нь салгаж, буцааж нийлүүлэх замаар туршиж үзэх боломжтой. Одоо бид мэдрэгчийг нээсэн, мэдрэгчийг хаасан гэсэн хоёр мэдэгдэл авах ёстой. Зайг цэнэггүй болгохгүйн тулд хоёуланг нь хамт байлга.

Мэдрэгчийн ар талд бэхэлгээний соронзон хальсыг бэхлээд хүссэн газарт нь түрхэнэ. Би шуудангийн хайрцган дээрээ уурхайгаа суулгалаа. Одоо тохируулга зөв эсэхийг шалгаж, мэдрэгч нээлттэй, хаалттай мессеж илгээх боломжтой эсэхийг шалгаарай.

Воила, одоо танд нээгдэж хаагдахад танд мэдэгдэх өөрийн гэсэн мэдрэгч бий. Хэрэв танд таалагдаж байвал, сайжруулах боломжтой гэж бодож байгаа зүйл байвал надад хэлээрэй.

Би бас энэхүү зааварчилгааг IOT тэмцээнд оруулах гэж байгаа тул энэ болон танд таалагдсан бусад IOT төслүүдэд дуртай байж саналаа өгөөрэй

Алхам 8: Ирээдүйн сайжруулалтууд

Энэ төслийн хувьд би хэд хэдэн асуудалтай тулгарсан. Надад тулгарсан анхны асуудал бол хэт өндөр Vgs -тэй мосфет ашиглах явдал байсан тул би өөр рүү шилжих шаардлагатай болсон. Хоёрдугаарт, миний ашигладаг зэгс унтраалга нь ихэвчлэн нээлттэй байдаг бөгөөд миний хувьд ердийн хаалттай унтраалга нь хэрэгжүүлэхэд илүү хялбар бөгөөд маш их зай хэмнэх байсан. Эцэст нь esp 01 -ууд ажиллахад маш хэцүү байсан бөгөөд үүнийг зөв ажиллуулахын тулд gpio тээглүүртэй эвдрэх шаардлагатай болсон ч надад зарим асуудал байсаар байсан. Энэ төсөл нь надад маш олон ойлголтуудыг зааж өгч, esp8266 самбар болон IFTTT -ийг ашиглан илүү олон санаа, хэрэгжилт гаргахад тусалсан гэж бодож байна.

IoT Challenge -д дэд байр эзэлсэн