Praktikal PIR untuk Kegunaan Rumah: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

Seperti kebanyakan anda di luar sana yang bekerja dengan projek automasi rumah, saya ingin membina sensor PIR yang berfungsi untuk mengautomasikan beberapa selekoh sudut di rumah saya sendiri. Walaupun sensor PIR suis cahaya mungkin optimum, anda tidak boleh membengkokkan sudut. Projek ini melalui beberapa iterasi dan saya menjalankan percubaan melalui banyak tutorial lain yang tersedia dalam talian dan tidak dapat menjumpai yang sesuai untuk saya. Sekiranya anda ingin mengikuti pembuatannya, teruskan ke langkah 3, jika tidak, teruskan ke langkah kedua di mana saya akan membincangkan perkembangannya.

Bekalan:

Besi pematerian

Solder dan Flux untuk elektronik

Kawat penyambung ganti

Pencetak 3D

Papan roti

Pemahaman Asas Hassio

Kemahiran Pengaturcaraan Arduino asas

Langkah 1: Pembangunan

Pembantu Rumah adalah alat yang bagus untuk menghubungkan beberapa persediaan yang lebih rumit yang mungkin anda mahukan. Bagi saya, mendapatkan cahaya di tangga dengan sudut adalah minat awal saya dalam projek ini. Mencari petunjuk yang tepat untuk membina sensor PIR kegunaan rumah yang berkesan adalah sukar. Tentu ada banyak cara mudah untuk membuatnya berfungsi, tetapi menjadikannya cekap tenaga dan berkesan untuk penggunaan sehari-hari adalah kisah lain. Terdapat juga masalah latensi, atau seberapa cepat cahaya akan menyala setelah mendapat isyarat. Ini adalah projek yang sukar setelah saya benar-benar memasuki rumput kesemuanya. Apa yang berlaku ialah saya melihat dua perkara utama mengapa reka bentuk ini berkesan.

Kependaman

Saya bermula dengan ESPHome untuk merancang sensor ini. Ia mempunyai semua loceng dan wisel tetapi juga antara muka yang sangat mesra. Malangnya, protokol dan kerangka kerja ESPhome adalah pengguna tenaga yang cukup besar semasa anda mengira mWh. Terdapat juga sedikit masalah latensi apabila panggilan untuk menghidupkan lampu perlu melalui boot ESPhome, Hassio, kemudian pengawal cahaya anda. Saya mendapati bahawa ini akan berakhir dalam jarak 10 saat. Anda sudah berada di tangga (atau mungkin anda berjalan dengan perlahan kerana tidak ada cahaya). Oleh itu, cara yang paling cekap tenaga dan paling pantas untuk membawa isyarat gerakan ke Hassio adalah MQTT.

Menggunakan MQTT dengan IP statik yang dibuat menjatuhkan masa menjadi kurang dari 2 saat. Isyarat MQTT akan mencapai Hassio antara 800ms - 1200ms. Cukup bagus.

Hayat Bateri

Seperti disebutkan sebelumnya, beralih ke MQTT juga banyak menjimatkan penggunaan tenaga. Sensor rata-rata tanpa tidur nyenyak di ESPHome akan bertahan kurang dari sehari pada bateri sekitar 800mWh. Dengan tidur nyenyak, kira-kira 3-5 hari bergantung pada pengaktifan. WeMos D1 Mini bukan babi tenaga gila, tetapi juga tidak paling cekap dalam menguruskan kuasanya, jadi penting untuk menyekat setiap bateri. Mengurangkan setiap bahagian yang memakan adalah langkah yang paling penting.

Banyak sensor PIR wujud tetapi tidak semua diciptakan sama. Salah satu titik pertama yang saya perhatikan adalah kadar, sudut, dan kadar penembakan setiap sensor PIR yang diuji. Daripada sensor yang digunakan, saya mendapati Simplytronics Wide Angle PIR paling berkesan dengan julat dan kos tenaga. Ia adalah sensor PIR sudut lebar dengan jarak yang sangat baik, dan hanya berjalan pada 3v yang sangat mengagumkan untuk apa yang saya perlukan.

Langkah 2: Bahan

WeMos D1 Mini

Pengecas USB T4056 Lipo / Li-Ion

Sensor PIR Sudut Lebar Simplytronics

3.7v 1000 mWh Lipo Bateri

Perintang 2x 10k

Perintang 120K

Perintang 5k

Diod Penyearah 1N4001

Kapasitor 1uF

Transistor 2N2222

Langkah 3: Kod Asas dan Arduino

Dengan mudah, muat turun fail arduino ubah suai agar berfungsi dengan persediaan anda. Aspek yang paling penting untuk diingat adalah memastikan tetapan anda sesuai dengan yang diberikan di Hassio.

Dalam contoh saya, saya menggunakan Mosquitto Broker. Saya telah memasukkan tetapan tersebut ke dalam kod arduino saya. Untuk pelayan MQTT saya, sejak dihoskan di Hassio, saya meletakkan alamat IP Hassio saya.

Perkara seterusnya yang perlu kita lakukan ialah menyediakan beberapa sensor templat untuk menyimpan data MQTT kita supaya lebih mesra Hassio front-end. Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai templat dan templat, saya akan meletakkan pautan Hassio ini di sini.

Pergerakan MQTT kami akan menjadi sensor binari templat dan tahap bateri kami akan menjadi sensor di Hassio.

Dalam fail konfigurasi utama.yaml saya telah menambahkan beberapa baris untuk memasukkan sensor binari templat dan sensor templat dalam fail yaml yang berasingan. Anda tidak perlu melakukannya dengan cara ini tetapi saya dapati ini menjadikan semuanya lebih teratur. Untuk melakukan ini, gunakan penyunting fail untuk membuat fail yaml baru dan beri tajuk sesuatu yang boleh anda rujuk dalam konfigurasi.yaml. Dalam contoh saya, saya menggunakan templatesensor.yaml dan templatebinarysensor.yaml

Perkara yang harus dipastikan adalah untuk mengatur topik dan muatan MQTT agar sesuai dengan persediaan arduino anda atau sebaliknya.

Akhir sekali, siapkan item papan pemuka yang dapat melihat tahap bateri dan sensor gerakan.

Langkah 4: Skematik dan Ujian

Mengikuti skema pendawaian, pasangkan komponen untuk diuji pada papan roti. Catatan penting dalam pendawaian adalah memastikan bahawa kabel wayar tanah betul untuk kesan pull-down. Inilah yang akan menjadikan transistor menetapkan semula WeMos D1 Mini ketika bangun. Anda seharusnya dapat menguji fungsi bangun dan ulang dengan memasukkan WeMos D1 Mini ke port usb. Ia harus diset semula apabila anda melambaikan tangan anda di hadapan PIR. Ini adalah pilihan tetapi anda juga boleh melepaskan lampu LED smd dari sensor gerakan untuk mengurangkan hayat bateri sedikit lebih banyak. Saya akan mengesyorkan melakukan ini setelah anda menguji bahawa sensor gerakan berfungsi seperti yang diharapkan. Sekiranya anda memasang USB ke komputer anda, periksa semula dengan arduino IDE yang boot dan diset semula dengan pencetus dari gerakan.

Di Papan Pemuka Hassio, anda seharusnya dapat melihat beberapa nilai dari bateri dan juga sensor gerakan mati. Sekiranya semuanya berjalan lancar sejauh ini, anda semestinya berniaga! Anda boleh mengambil prototaip papan roti kecil ini dan memindahkannya di sekitar rumah anda dan ia akan berfungsi sebagai sensor gerakan buatan sendiri yang baru. Anda boleh menggunakan ini untuk mencetuskan apa sahaja di Hassio, dan anda akan selesai di sini jika itu semua yang anda cari. Tetapi mari kita memberikan ini sebagai cat terakhir untuk menjadi sesuatu yang layak menjadi andalan di rumah.

Beberapa petua penyelesaian masalah

- dengan menekan butang reset pada WeMos D1 Mini, anda harus mendapatkan MQTT untuk dicetuskan dengan kod arduino

- melepaskan beberapa kod arduino untuk melihat di mana setiap langkahnya, dan apa yang dilakukannya pada perkakasan

- jangan lupa menghubungkan semua titik pendahuluan negatif

Langkah 5: Menyambung ke Suis Lampu Wifi Anda

Untungnya Hassio mempunyai wizard automasi yang sangat baik yang dapat membantu penyediaan anda. Saya tidak akan menambah lampu atau add-on, tetapi saya akan melihat bahawa orang-orang di Hassio menjadikannya sangat mudah untuk menambahkan integrasi dan platform lain untuk dikendalikan dengan Hassio. Pergi dan periksa cara menambahkan pilihan lampu wifi anda.

Dalam wizard automasi ini, kami ingin memperhatikan satu perkara penting, iaitu pencetus. Anda boleh menambahkan sensor binari templat sebagai pencetus, tetapi saya dapati sensor gerakan sedikit lebih "pantas" ketika saya langsung menggunakan muatan MQTT. Akhir sekali, konfigurasikan pilihan cahaya atau peranti anda dan sensor harus digunakan.

Langkah 6: Perumahan Projek

Setelah anda yakin dengan papan roti anda, alihkan semua bahagian ke papan pcb prototaip dan pasangkan semua sambungan ke papan terkecil yang anda dapati. Saya telah membuat wayar pendek, tetapi fleksibel sekiranya berlaku pemulihan / penyuntingan / pembaikan. Reka bentuk casing adalah sarung minimum yang boleh dimasukkan ke permukaan sudut atau rata. Ia juga berfungsi dengan baik dengan jalur pelekat 3M yang tidak merosakkan =)

Nota Saya agak lupa dari mana saya mendapat prototaip format pelik ini, jadi saya cadangkan hanya mengurangkan saiz pcb anda dan menggerudi satu atau dua lubang. Sekiranya panduan ini akhirnya menjadi popular, saya akan mengeluarkan versi yang diedit dengan ukuran yang lebih biasa (saya hanya memerlukan dua sensor gerakan, dan saya mempunyai dua papan pelik itu)

Langkah 7: Penutup

Saya harap reka bentuk ini dapat membantu usaha anda untuk menjayakan beberapa projek automasi rumah. Jangka masa yang agak lama bagi saya untuk mendapatkan semua bahagian yang bergerak untuk menghasilkan instruksi ini, tetapi saya gembira kerana saya mengambil sedikit masa untuk menurunkannya. Projek ini menunjukkan kepada saya sedikit had penggunaan beberapa jalan yang lebih mudah untuk memprogramkan ESP saya. Ini tidak bermaksud anda tidak boleh menggunakan ESPHome, tetapi untuk projek yang lebih ketat dalam pengurusan tenaga mereka, anda mungkin perlu melalui jalan yang lain. Sensor selesai sekitar Mei atau Jun dan tidak memerlukan caj sejak itu. Setakat ini mereka menghabiskan masa sekitar 4-5 bulan tanpa memerlukan bayaran. Sebagai catatan, saya juga telah mengembangkan susun atur PCB baru berdasarkan WeMos D1 Mini. Perkara mengenai WeMos D1 Mini ialah ia mempunyai penukar 5v hingga 3v dan IC pengaturcaraan USB yang lapar. Ini bermaksud bahawa jika kita menghilangkan kedua-dua faktor ini, kita dapat mendorong ESP8266 untuk menyedot tenaga yang lebih sedikit.

Sekali lagi terima kasih kerana memanjakan saya dan terus mengikuti projek ini.