صندوق پستی و اعلان درب گاراژ: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

این دستورالعمل بر اساس اعلان صندوق پستی یوهان موبرگ است. در مقایسه با این پروژه ، برخی تغییرات را انجام دادم:

1. دور از خانه من نه تنها صندوق پستی ، بلکه گاراژ نیز وجود دارد. آنها در یک مکان نزدیک جاده قرار دارند و خانه در حدود 50 متر داخل زمین واقع شده است. با توجه به کنترل کننده گاراژ از راه دور بسیار حساس ، چند بار اتفاق افتاده است ، درب گاراژ به طور تصادفی باز شده است. اکنون می خواهم دقیقاً بدانم که آیا در گاراژ بسته است یا خیر. بنابراین پروژه اصلی را برای یک تماس دیگر ، تماس درب گاراژ ، گسترش می دهم.
2. MCU (واحد کنترل ریزپردازنده) در فرستنده Attiny-85 باقی می ماند ، که برای مصرف کم برق مهم است. پین های دیجیتالی کافی وجود ندارد (من دوست ندارم از Reset pin استفاده کنم) و یک مشکل را با راه حل سخت افزاری ساده حل می کنم.
3. نشانگر گیرنده ها توسط سیگنال های نوری و صوتی انجام می شود. سیگنال های نوری توسط led ساخته می شوند و برای آکوستیک ، آهنگ تولید کننده مدار اضافه می شود. MCU (واحد کنترل ریزپردازنده) در فرستنده تغییر کرده است و آن آردوینو نانو است. در ابتدا من می خواهم از Attiny-85 استفاده کنم ، اما فقدان یک پین رایگان دیگر مانع بزرگی بود. هیچ راه حل سخت افزاری ساده ای وجود ندارد.
4. تغییرات کوچکی در نرم افزار آردوینو انجام شد تا تغییرات سخت افزاری فوق حفظ شود.
5. اگر هر دو دستگاه (فرستنده و گیرنده) کار کنند ، ارتباط بی سیم نیمه دوطرفه به خوبی کار می کند. اما ، اگر یکی از هر دو واحد خراب شود (مانند باتری کم و غیره) ، واحد دیگر به کار خود ادامه می دهد و ارتباط (گیرنده) را نشان می دهد. در چنین شرایطی ، حتی اگر خطا در هر سایتی ثابت شده باشد ، ارتباط قطع می شود. راه حل: باید ارتباط جدیدی ایجاد شود. به همین دلیل ، مدار تنظیم مجدد در فرستنده با نشانگر اضافه شده است.

شرح

پروژه شامل دو بخش است: فرستنده و گیرنده. فرستنده ای که در محل گاراژ قرار دارد ، سیگنال های تماس صندوق پستی و تماس باز درب گاراژ را تشخیص می دهد. اگر یکی از این مخاطبین فعال باشد ، فرستنده HC12 سیگنال بی سیم را به گیرنده ارسال می کند. روی گیرنده حالت "زنگ هشدار" ، مانند "ایمیل رسیده است" یا "درب گاراژ باز است" با چشمک زدن آهنگ مربوطه و پخش شده نشان داده شده است. با تنظیم مجدد دکمه روی دستگاه گیرنده ، ممکن است نشانگر لغو شده و حالت جدیدی از انتظار برای زنگ را آغاز کند.

حداکثر فاصله

ماژول ارتباطی HC-12 برای مسافت 1.8 کیلومتر اختصاص داده شده است. اما این ارزش نظری است و می توان آن را در فضای باز به دست آورد. حداکثر محدوده داخل ساختمان کوتاهتر است. من برای رسیدن به فاصله حدود 100 متری با آنتن سیم ساده مشکل داشتم. در این حالت هر دو واحد روی حداکثر برد تنظیم شده اند - حالت FU4 و نرخ باود 1200. یک واحد در داخل ساختمان ، پشت 4 دیوار ضخیم بود. با اتصال آنتن SMA برقرار شد ، اما پایدار نبود. در این مورد ، مشکل با قرار دادن واحد گیرنده در اتاق جهت گاراژ (فقط یک دیوار) حل شد.

با توجه به تجربیات من. توصیه می کنم از آنتن های SMA با سیم کشی مناسب استفاده کنید. این کابل باید با کانکتورهای دو طرف (کانکتور SMA آنتن و کانکتور HC-12 Ipex) مطابقت داشته باشد.

مرحله 1: قطعات و ابزارها

از قطعات زیر استفاده می شود:

پیوندها برای قطعات کمتر رایج ارائه شده است.

فرستنده:

• Attiny-85 ، ebay
• HC-12 ، ebay
• مقاومت 68 ، 150 ، 1k ، 10k
• دیود Schottky SR240 ، ebay
• دیود جهانی ، 1N589 یا 1N4148
• بلوک ترمینال ، banggood
• SMA Antenna ، ebay
• خازن ها 1000M
• ترانزیستور NPN ، S9013 ، 2N2222 یا مشابه آن
• نگهدارنده باتری AA (3 عدد) و باتری
• برای بازنشانی ، Micro C + NO + NC را تغییر دهید
• آبی 5 میلی متری
• مخاطبین نی برای کلیدهای پست و درب گاراژ ، banggood
• آهن ربا ، Banggood
• نمونه اولیه PCB ، banggood
• اتصالات XH ، banggood

گیرنده:

• آردوینو-نانو ، banggood
• HC-12 ، ebay
• تثبیت کننده ولتاژ 7805T
• ملودی IC UM66
• ترانزیستور NPN ، S9013 ، 2N2222 یا مشابه آن
• مقاومت 2x470 ، 10k
• قابلمه پیرایش 10k
• بلندگوی کوچک
• تنظیم مجدد را تغییر دهید ، banggood
• LED 10 میلی متر ، سبز و زرد
• دیود جهانی ، 1N589 یا 1N4148
• خازن 2x10M ، 1000M
• آداپتور اصلی 220V AC به 5V DC
• آنتن SMA
• اتصال جک برای آداپتور اصلی ، banggood
• LED 10 میلی متر ، 2 عدد سبز و زرد
• اتصالات XH ، banggood

ابزارها:

• برد Arduino-uno Rev3 برای تنظیم HC-12 و برنامه نویسی Attiny-85
• آهن لحیم کاری
• مولتی متر
• تخته نان

مرحله 2: فرستنده

طرح ارسال کننده در تصویر بالا نشان داده شده است.

باتری ها سه تکه از نوع AA هستند. حداکثر مصرف آنها در اولین ارتباط برقرار شده است (حدود 100 میلی آمپر). سعی کنید این زمان را تا حد ممکن کوتاه کنید. در زمان انتظار ، مصرف بسیار کم است (کمتر از 1ma) ، و در زمان زنگ خطر ، مصرف برای مدت کوتاهی حدود 40mA است. اگر باتری ها جدید هستند مدارها را از ولتاژ بیش از حد محافظت می کند.

SW3 ، R1 ، C1 مدار بازنشانی را ایجاد می کند. نشانگر وضعیت پس از تنظیم مجدد ، آبی آبی D4 است. این چراغ باید پس از تنظیم مجدد روشن شود و نشان دهد: "فرستنده آماده برقراری ارتباط است". اگر LED آبی روشن است ، می توانید با فشار دادن دکمه Reset روی گیرنده ، ارتباط را شروع کنید.

D2 و D3 دیودهای Schottky با ولتاژ پایین به جلو هستند. با توجه به این دیودها ، سوئیچ "درب گاراژ باز است" از همان وقفه نرم افزاری استفاده می کند ، زیرا کلید "ایمیل رسیده است". اگر SW1 (نامه) به زمین متصل باشد ، وقفه و زنگ ارسال نامه فعال می شود. اگر SW2 (گاراژ) به زمین متصل است ، وقفه نامه به همراه زنگ هشدار برای گاراژ فعال می شود. به این ترتیب یک پین گمشده در MCU حل شد.

نشانگر زنگ مناسب توسط نرم افزار انجام می شود. این راه حل سخت افزاری اجازه می دهد تا فقط از یک وقفه ساده استفاده کنید.

شرح Attiny-85 و HC-12 در دستورالعمل های ذکر شده یوهان موبرگ بسیار خوب انجام شده است.

مرحله 3: گیرنده

منبع تغذیه گیرنده از آداپتور 220V AC به 5V DC تغذیه می شود. این می تواند هر آداپتور کوچکی با جریان خروجی DC حدود 0.3A باشد. از آنجا که ولتاژ خروجی آداپتور به جریان خروجی بستگی دارد ، (ولتاژ حدود 8 ولت با جریان کم وجود داشت) ، من تثبیت کننده ولتاژ ساده IC1 را اضافه کرده ام. دیود D1 ولتاژ را برای HC-12 کاهش می دهد.

آردوینو نانو خروجی D7 ولتاژ حدود 4 ولت را در حالت هشدار به مولد ملودی IC2 وصل می کند. T1 سیگنال را به بلندگو تقویت می کند. حجم را می توان با مقاومت متغیر R4 تنظیم کرد. توصیه می کنم برای دسترسی به این مقاومت مقداری سوراخ روی پوشش گیرنده بگذارید. D5 و D6 خروجی های چراغ های هشدار هستند. پین های D3 ، D4 به HC-12 متصل هستند و ارتباط سریال را ارائه می دهند. پین D2 حالت ورودی و حسی کلید "Reset" است.

از کلید Reset برای دو عملکرد استفاده می شود:

1. اولین اتصال را فعال کنید. پس از فشار دادن آن ، ارتباط باید شروع شود.
2. پس از برقراری اتصال و ایجاد زنگ هشدار ، دکمه تنظیم مجدد می تواند زنگ هشدار را تنظیم کرده و وضعیت گیرنده را برای "انتظار" تغییر دهد.

نشانگر LED به شرح زیر است:

1. هر دو چراغ روشن هستند و برای همیشه روشن می شوند. این حالت اولیه پس از روشن شدن گیرنده است. اگر فرستنده آماده است - چراغ آبی روی فرستنده روشن است ، می توان با فشار دادن دکمه تنظیم مجدد روی گیرنده ، اتصال را برقرار کرد.
2. پس از برقراری اتصال ، هر دو چراغ به طور متناوب در مدت زمان حدود 2 ثانیه چشمک می زنند.
3. در صورت زنگ هشدار ، led مربوطه در مدت زمان 1 ثانیه چشمک می زند ، led دیگر تاریک است.

مرحله 4: نرم افزار

فایل های آردوینو اینو با نرم افزار کامل در این مرحله گنجانده شده است.

نرم افزار فرستنده باید در MCU Attiny-85 بارگیری شود. برای برنامه نویسی Attiny از نرم افزار Arduino Uno و Arduino IDE در رایانه استفاده کنید. آموزش های زیادی برای انجام این کار در اینترنت وجود دارد. من این برنامه نویسی Attiny85 را توصیه می کنم. پس از بارگیری برنامه در Attiny ، تراشه را روی سوکت برد مدار فرستنده وارد کنید.

برنامه نویسی Arduino Nano همان برنامه نویسی Arduino Uno است. در "Tools" و "Board Board" از کابل USB و Arduino IDE با برد نانو انتخاب شده استفاده کنید. این فرایند را می توان با قرار دادن تخته در تخته نان انجام داد. پس از برنامه نویسی ، برد نانو را روی PCB گیرنده قرار دهید.

هر دو واحد HC-12 باید با Arduino Uno روی پارامترهای یکسان تنظیم شوند. دستورالعمل ها در دستورالعمل اصلی هستند.

مرحله 5: سخت افزار و تنظیمات

مهمترین قسمتها تماس با نامه و درب گاراژ است. این مخاطبین در داخل صندوق پستی و در مسیر مکانیکی درب گاراژ ، در محل بسته شدن درب ، در هنگام بسته شدن قرار می گیرند. تماس صندوق پستی شامل سوئیچ نی و آهنربای نئودیمیوم است. سوئیچ نی با نوار چسب ، داخل جعبه در یک طرف سوراخ برای درج حروف نصب شده است. آهن ربا به فلپ ایمیل متصل شده است ، به طوری که فلپ تا حدی باز می شود ، سوئیچ را فعال می کند. سیمها به یک کانکتور کوچک XH متصل می شوند.

همین راه حل تماس برای درب گاراژ استفاده می شود. در این مورد ، تماس می تواند توسط محدودیت سوئیچ نیز ایجاد شود. این به شما بستگی دارد که کدام گزینه انتخاب شود. اما برخی امکانات دیگر نیز وجود دارد: ممکن است سیستم های گاراژ مشابه دارای بلوک ترمینال با کنتاکت های سوئیچ محدود در داخل جعبه کنترل گاراژ باشند. در این حالت ، فقط سیم ها را به پیچ های مناسب وصل کنید.

فرستنده

قطعات روی نمونه اولیه PCB قرار می گیرند که به اندازه کوچکتر بریده می شود. روی برد ، سوکت هایی برای ماژول HC-12 و Attiny-85 ، اتصالات باتری و بلوک های ترمینال برای هر دو مخاطب زنگ قرار داده شده است. در خارج از برد سوئیچ تنظیم مجدد ، LED آبی و آنتن SMA قرار داده شده است. تمام قطعات دیگر روی PCB لحیم شده و با سیم در قسمت پایین برد متصل می شوند. نگهدارنده باتری و PCB در داخل جعبه پلاستیکی نصب شده است. این می تواند هر جعبه پلاستیکی با ابعاد مناسب باشد ، من از جعبه اتصال ضد رطوبت استفاده می کنم. جعبه زیر سقف گاراژ نصب شده و سیم ها از طریق لوله های پلاستیکی هدایت می شوند.

در عکس جعبه فرستنده قسمت هایی وجود دارد که موضوع این مقاله نیستند. لوازم الکترونیکی بیشتری داخل جعبه اضافه کردم.

گیرنده

اجزای گیرنده را می توان در هر جعبه جهانی قرار داد. من از جعبه پلاستیکی زنگ قدیمی درب بی سیم استفاده کرده ام. قطعات دوباره بر روی نمونه اولیه PCB لحیم می شوند ، از جمله هر دو دیود led. سوکت هایی برای ماژول MCU و HC-12 وجود دارد و اتصالات نر برای بلندگو ، دکمه تنظیم مجدد و ولتاژ برق روی برد لحیم شده اند. در قسمت جلویی سوراخ هایی برای چراغ ها ، در قسمت بالا برای دکمه تنظیم مجدد و آنتن ایجاد شده است.

تنظیمات

همانطور که نویسنده پروژه اصلی نوشته است ، دلایل زیادی وجود دارد که می تواند مانع ارتباط موفق بین فرستنده و گیرنده شود. اول از همه ، اتصال سیم و لحیم کاری را دوباره بررسی کنید. اگر همه چیز خوب است ، سعی کنید با هر دو واحد که روی میز قرار گرفته اند ارتباط برقرار کنید. در صورت وجود مشکل ، ماژول های HC-12 را در مدار ساده با آردوینو ، روی دو تخته نان بررسی کنید. با توجه به مقاله بسیار خوب در مورد ماژول ، از دستورالعمل ها استفاده کنید: ارتباطات دوربرد نرم افزار ساده HC-12 messenger وجود دارد. نرم افزار مشابه را در arduino بارگذاری کرده و ارتباطات را بررسی کنید. اگر خوب است ، هر دو ماژول خوب هستند.

به عنوان مرحله بعدی ، سعی کنید arduino uno را با HC-12 روی نانبرد ، به تمام اجزای فرستنده و گیرنده گسترش دهید و هر دو آردوینو را برنامه ریزی کنید. در این حالت ، پین arduino uno را در مقایسه با Attiny-85 و Nano در فایلهای ino بررسی کنید و در صورت لزوم شماره پین ها را تغییر دهید. به همین دلیل ، من داخل فایلهای ino پین های مربوط به arduino را در خطوط اظهار نظر اضافه کرده ام. اگر مشکل همچنان ادامه داشت ، سعی کنید با استفاده از سریال سخت افزاری خطایی در برنامه نویسی پیدا کنید. به این ترتیب ، می توانید برخی از نقاط مهم برنامه را وارد کرده ، پیامها را بررسی کرده و آنها را در مانیتور سریال مشاهده کنید. می توانید ببینید کدام بخش از برنامه تکمیل شده است و کدام قسمت نیست. با لمس سیمها ، کلیدهای پست و گاراژ را شبیه سازی کنید. پس از حل مشکل ، تخته های پشتی را با MCU (Attiny و Nano) جایگزین کنید.

اولین ارتباط بین واحدها باید روی میز انجام شود. اگر همه چیز خوب است ، واحدها را در محل نصب کرده و دوباره بررسی کنید.

با تشکر از خواندن شما و موفق باشید.