PIR عملی برای استفاده در خانه: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

مانند بسیاری از شما که در پروژه های اتوماسیون خانه کار می کنید ، من به دنبال ایجاد یک سنسور PIR کاربردی برای خودکار کردن پیچ های گوشه ای در خانه خودم بودم. اگرچه سنسورهای PIR سوئیچ نور بهینه بودند ، اما نمی توانید گوشه ای را خم کنید. این پروژه چندین بار تکرار شد و من تلاشها را در بسیاری از آموزشهای موجود دیگر به صورت آنلاین انجام دادم و نتوانستم یکی را که برای من کار می کند پیدا کنم. اگر می خواهید فقط به مرحله اولیه برسید ، مرحله 3 را طی کنید ، در غیر این صورت مرحله دوم را ادامه دهید ، جایی که در مورد توسعه صحبت می کنم.

تدارکات:

آهن لحیم کاری

Solder and Flux برای لوازم الکترونیکی

سیم زاپاس زاپاس

پرینتر سه بعدی

تخته نان

درک اولیه از Hassio

مهارتهای اولیه برنامه نویسی آردوینو

مرحله 1: توسعه

Home Assistant یک ابزار عالی برای پیوند دادن برخی از تنظیمات پیچیده تر است که ممکن است بخواهید. برای من ، گرفتن چراغ در راه پله با گوشه ، علاقه اولیه من به این پروژه بود. یافتن راهنمای مناسب برای ساختن یک حسگر PIR استفاده خانگی م trickثر بود. مطمئناً هزاران راه آسان برای کارکردن آن وجود دارد ، اما کارآمد و کارآمد بودن آن برای استفاده روزمره داستان دیگری بود. همچنین موضوع تأخیر وجود داشت ، یا اینکه چراغ به سرعت با دریافت سیگنال روشن می شود. این یک پروژه دشوار است هنگامی که من واقعاً وارد علف های هرز آن شدم. آنچه اتفاق افتاد این بود که من به دو نکته مهم در مورد دلیل موثر بودن این طرح رسیدم.

تاخیر

من برای طراحی این سنسور با ESPHome شروع کردم. همه زنگ ها و سوت ها را دارد ، اما رابط کاربری بسیار دوستانه ای نیز دارد. متاسفانه ، پروتکل و فریم کار ESPhome هنگام شمارش mWh یک کاربر بسیار بزرگ انرژی است. هنگامی که تماس ها برای روشن کردن چراغ نیاز به عبور از بوت ESPhome ، Hassio ، و سپس کنترل کننده نور شما دارند ، کمی تأخیر وجود دارد. من دریافتم که اینها در محدوده 10 ثانیه به پایان می رسند. شما تا به حال از پله بالا رفته اید (یا شاید از آنجا که نوری وجود ندارد خیلی آهسته راه می روید). بنابراین آنچه کارآمدترین و سریع ترین راه برای رساندن سیگنال حرکت به Hassio شد ، MQTT بود.

استفاده از MQTT با IP ثابت ساخته شده زمان را به کمتر از 2 ثانیه کاهش داد. سیگنال MQTT بین 800 تا 1200 میلی ثانیه به Hassio می رسد. خیلی خوبه لعنتی

عمر باتری

همانطور که قبلاً ذکر شد ، تغییر به MQTT همچنین در مصرف انرژی صرفه جویی زیادی کرد. سنسور متوسط بدون خواب عمیق در ESPHome با باتری های حدود 800 میلی وات ساعت کمتر از یک روز دوام می آورد. با خواب عمیق ، حدود 3-5 روز بسته به فعال سازی. WeMos D1 Mini یک گراز انرژی دیوانه کننده نیست ، اما در مدیریت قدرت نیز کارآمدترین نیست ، بنابراین فشردن هر ذره باتری مهم بود. کاهش هر قسمت پر مصرف مهمترین مرحله بود.

بسیاری از سنسورهای PIR وجود دارد اما همه آنها برابر نیستند. یکی از اولین نکاتی که متوجه شدم سرعت ، زاویه و سرعت شلیک هر سنسور PIR مورد آزمایش بود. از بین سنسورهای مورد استفاده ، Simpletronics Wide Angle PIR م withثرترین در بین برد و هزینه انرژی است. این یک سنسور PIR با زاویه وسیع با برد عالی است و فقط روی 3 ولت کار می کند که برای آنچه که من نیاز داشتم کاملاً شگفت انگیز است.

مرحله 2: مواد

WeMos D1 Mini

شارژر USB T4056 Lipo/Li-Ion

سنسور PIR زاویه باز Simplytronics

3.7 ولت 1000 میلی وات ساعت لیپو

2x مقاومت 10k

مقاومت 120K

مقاومت 5k

دیود اصلاح کننده 1N4001

خازن 1uF

ترانزیستور 2N2222

مرحله 3: کد پایه و آردوینو

به آسانی فایل arduino را بارگیری کرده و آن را تغییر دهید تا با تنظیمات شما کار کند. مهمترین جنبه هایی که باید در نظر داشته باشید این است که مطمئن شوید تنظیمات شما با آنچه در Hassio ارائه شده است مطابقت دارد.

در مثال من ، من از Mosquitto Broker استفاده می کنم. من آن تنظیمات را در کد arduino خود وارد کرده ام. برای سرور MQTT من ، از آنجا که در Hassio میزبانی شده است ، آدرس IP Hassio خود را قرار دادم.

کار بعدی که ما باید انجام دهیم این است که تعدادی سنسور الگو برای نگهداری داده های MQTT خود تنظیم کنیم تا از نظر ظاهری کمی Hassio بیشتر دوستانه باشد. اگر می خواهید در مورد الگوها و الگوها بیشتر بدانید ، این پیوند Hassio را در اینجا می گذارم.

حرکت MQTT ما یک سنسور دودویی قالب و سطح باتری ما یک حسگر در Hassio خواهد بود.

در فایل اصلی configuration.yaml من چند خط اضافه کرده ام تا هم سنسورهای باینری قالب و هم سنسورهای قالب را در فایل های yaml جداگانه قرار دهم. نیازی نیست این کار را به این شکل انجام دهید ، اما من می دانم که اوضاع را کمی منظم تر نگه می دارد. برای انجام این کار ساده ، از ویرایشگر فایل برای ایجاد یک فایل yaml جدید و عنوان آن چیزی که می توانید در configuration.yaml به آن اشاره کنید ، استفاده کنید. در مثال من از templatesensor.yaml و templatebinarysensor.yaml استفاده می کنم

نکته ای که باید از آن مطمئن شوید این است که موضوعات و بارهای MQTT را با تنظیمات arduino شما مطابقت دهید یا برعکس.

نکته آخر اینکه یک داشبورد را تنظیم کنید که میزان باتری و سنسور حرکت را مشاهده کند.

مرحله 4: شماتیک و آزمایش

پس از طرح سیم کشی ، قطعات را برای آزمایش روی تخته نورد سیم کشی کنید. نکات مهم در سیم کشی این است که مطمئن شوید سیم های زمین برای اثر کشش مناسب هستند. این همان چیزی است که ترانزیستور را مجبور به تنظیم مجدد WeMos D1 Mini می کند. شما باید بتوانید عملکرد بیداری و تنظیم مجدد را با اتصال WeMos D1 Mini به پورت usb آزمایش کنید. هنگامی که دست خود را در مقابل PIR تکان می دهید ، باید تنظیم شود. این اختیاری است اما همچنین می توانید چراغ های smd led را از سنسور حرکت جدا کنید تا عمر باتری بیشتر شود. توصیه می کنم این کار را پس از بررسی عملکرد سنسور حرکت مطابق انتظار انجام دهید. اگر USB خود را به کامپیوتر وصل کرده اید ، آن را با IDE arduino که بوت می شود و با یک ماشه از حرکت بازنشانی می شود ، دوباره بررسی کنید.

در داشبورد Hassio شما باید بتوانید مقداری از باتری و همچنین خاموش شدن سنسور حرکت را مشاهده کنید. اگر تا اینجا همه چیز خوب پیش رفته است ، باید در تجارت باشید! می توانید این نمونه کوچک تخته نان را بردارید و آن را در خانه خود جابجا کنید تا به عنوان سنسور حرکت جدید خانگی شما عمل کند. شما می توانید از این برای ایجاد هر چیزی در Hassio استفاده کنید ، و اگر این تمام چیزی است که بدنبال آن هستید ، اینجا را به پایان خواهید رساند. اما بیایید این را آخرین جلای خود قرار دهیم تا چیزی باشد که شایسته تکیه گاه اصلی در خانه باشد.

برخی نکات عیب یابی

- با زدن دکمه تنظیم مجدد در WeMos D1 Mini باید MQTT را با کد arduino فعال کنید

- برخی از کد های آردوینو را کامنت نگذارید تا ببینید هر مرحله در کجا قرار دارد و سخت افزار آن چه می کند

- فراموش نکنید که تمام نقاط منفی سرب را متصل کنید

مرحله 5: اتصال به سوئیچ چراغ Wifi

خوشبختانه Hassio یک جادوگر اتوماسیون واقعا عالی دارد که می تواند به تنظیمات شما کمک کند. من قصد ندارم به افزودن چراغ یا افزودنی بپردازم ، اما خواهم دید که افراد Hassio افزودن ادغام و سایر سیستم عامل ها برای کنترل با Hassio را بسیار آسان کرده اند. بروید و نحوه افزودن سوئیچ نور wifi دلخواه خود را بررسی کنید.

در این جادوگر اتوماسیون ما می خواهیم به یک نکته مهم توجه کنیم ، که ماشه است. شما می توانید سنسور دودویی الگو را به عنوان ماشه اضافه کنید ، اما من متوجه شدم که وقتی مستقیماً با بار MQTT رفتم ، سنسور حرکت کمی "سریعتر" بود. نکته آخر اینکه نور یا دستگاه مورد نظر خود را پیکربندی کنید و سنسور باید در کار باشد.

مرحله 6: پروژه مسکن

هنگامی که به تخته نان خود اطمینان پیدا کردید ، تمام قطعات را روی یک تخته pcb نمونه سازی کنید و تمام اتصالات را به کوچکترین تخته ای که می توانید بچسبانید ، بچسبانید. من سیمها را کوتاه نگه داشته ام ، اما در صورت بازیابی/ویرایش/تعمیر ، انعطاف پذیر است. طراحی کیس یک قاب کوچک است که می توان آن را در گوشه یا سطح صاف قرار داد. همچنین با نوارهای چسبان 3M بدون آسیب = بسیار خوب کار می کند =)

توجه داشته باشید من به نوعی فراموش کرده ام که این نمونه اولیه pcb با فرمت عجیب را از کجا تهیه کرده ام ، بنابراین من پیشنهاد می کنم فقط pcb خود را به اندازه برش داده و یک یا دو سوراخ ایجاد کنید. اگر این راهنما محبوبیت خود را به پایان رساند ، من یک نسخه ویرایش شده با اندازه رایج تر را منتشر می کنم (من فقط به دو سنسور حرکت نیاز داشتم و دقیقاً دو تخته عجیب داشتم)

مرحله 7: بستن

امیدوارم این طرح در تلاش شما برای اجرای برخی پروژه های اتوماسیون خانگی مفید بوده باشد. دستیابی به تمام قطعات متحرک برای تولید این آموزش بسیار طولانی بود ، اما خوشحالم که مدتی وقت گذاشتم تا آن را بردارم. این پروژه محدودیت استفاده از برخی از راههای نزدیکتر برای برنامه نویسی ESP های خود را به من نشان داد. این بدان معنا نیست که شما نباید از ESPHome استفاده کنید ، اما برای پروژه هایی که در مدیریت انرژی خود سختگیرانه تر هستند ، ممکن است لازم باشد مسیر دیگری را طی کنید. سنسورها در حدود ماه مه یا ژوئن به پایان رسید و از آن زمان به بعد نیازی به شارژ ندارند. تا کنون آنها حدود 4-5 ماه را بدون نیاز به هزینه سپری کرده اند. به عنوان یک نکته جانبی ، من همچنین در حال توسعه یک طرح جدید PCB بر اساس WeMos D1 Mini هستم. نکته ای که در مورد WeMos D1 Mini وجود دارد این است که دارای مبدل 5 ولت به 3 ولت و IC برنامه نویسی قدرتمند USB است. این بدان معناست که اگر این دو عامل را حذف کنیم ، می توانیم ESP8266 را وادار کنیم تا حتی قدرت کمتری مصرف کند.

یکبار دیگر از شما تشکر می کنم که مرا درگیر تظاهرات خود کردید و این پروژه را دنبال کردید.