LEIDS - Sensor Pintu IOT Tenaga Rendah: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Apa itu LEIDS?

LEIDS adalah sensor IOT yang berpusat di sekitar ESP8266. Sensor ini menggunakan papan ini, litar selak lembut, suis reed, dan beberapa magnet untuk membuat sensor pintu yang akan menghantar amaran kepada anda apabila pintu anda terbuka dan ditutup. Sensor ini boleh disambungkan ke pelayan MQTT, IFTTT, atau banyak kerangka lain yang menyokong ESP8266. Instruksional ini akan menggunakan IFTTT untuk membuat sensor dengan mudah yang akan menghantar amaran ke peranti mudah alih anda di mana sahaja anda berada. Sensor juga boleh disiapkan untuk membolehkan pelbagai amaran dari pintu terpisah, peti mel, ketuhar dan apa sahaja yang mempunyai kedudukan fizikal terbuka / tutup atau hidup / mati. Manfaat LEIDS adalah bahawa ia menggunakan kuasa minimum dan hanya menggunakan kuasa ketika pintu terbuka, maka ketika pintu ditutup, ia akan mengirim pesan untuk memberi tahu anda pintu ditutup dan dimatikan. Ini lebih baik daripada tidur dalam modul kerana tidak menggunakan tenaga jika pintu tidak dibuka.

Langkah 1: Bekalan

Senarai di bawah menunjukkan alat dan bahagian yang saya gunakan untuk projek ini. Sensor boleh didesain semula untuk menggunakan bahagian yang berbeza dan kelihatan / berfungsi secara berbeza dan hanya menggunakan konsep yang serupa.

Alat:

• Besi pematerian
• ESP01-UART atau Arduino Uno (pengaturcara untuk ESP8266)
• Pencetak 3D (pilihan)
• Kabel pelompat (pilihan)
• Papan roti (pilihan)

Bahagian:

• ESP8266 ESP-01S x 1
• Reed Switch x 1 (lebih disukai NC, saya hanya dapat menjumpai terbuka sehingga harus menggunakan dua magnet untuk membuatnya berfungsi seperti biasa ditutup)
• Pengatur AMS1117 3.3v
• 2n3904 NPN Transistor x 1
• P-Channel Mosfet x 1 (kami mahukan sesuatu yang mempunyai VGS rendah, lebih baik NDP6020P)
• Bateri Lipo 3.7v 100 mAh x 1
• Pelbagai Perintang (100k ohm, 10k ohm, 220 ohm, 3k3 Ohm)
• Magnet 6x3mm x 2
• Pita pelekap dua sisi
• Kawat
• Pateri
• Papan tulis

Bahagian bercetak 3D:

Kes untuk sensor

Langkah 2: Litar Latching Lembut - Perkakasan

Litar selak lembut yang saya gunakan adalah pengubahsuaian skema yang saya dapati dalam talian. Saya bukan pakar dan saya percaya ada cara yang lebih baik untuk membina litar ini tetapi untuk tujuan saya litar ini berjaya!

Cara kerjanya ialah apabila buluh yang ditukar ditutup oleh medan magnet, ia membolehkan arus masuk ke transistor NPN. Transistor NPN kemudian meletakkan mosfet PNP yang membolehkan arus mengalir ke ESP8266. ESP8266 menyala, menggunakan salah satu pinnya untuk memastikan mosfet PNP tetap di landaskan yang terus mengaktifkan ESP8266. Kemudian apabila ESP8266 selesai dengan tugasnya, ia menetapkan pin output ke LOW yang mengganggu transistor NPN dan menutup pintu di mosfet PNP.

Dengan menggunakan litar seperti ini, ESP8266 dapat dihidupkan oleh suis, dan kemudian dapat mematikan dirinya sepenuhnya melalui isyarat. Ini membolehkan litar menarik arus semasa sensor ditutup / dimatikan.

Langkah 3: ESP8266 - Perkakasan

ESP8266 yang saya gunakan akan menghantar mesej untuk memberi amaran apabila pintu (atau perkara lain) terbuka dan kemudian akan menunggu pintu ditutup untuk menghantar mesej tutup dan menutupnya. ESP8266 akan dikuasakan oleh litar selak lembut dan akan menggunakan satu pin untuk membaca suis buluh dan pin lain untuk terus menghidupkannya dan kemudian untuk mematikannya sendiri. Saya memilih untuk menggunakan ESP-01 kerana faktor bentuknya yang kecil. ESP akan menghantar permintaan web untuk memberitahu kami apabila sensor diubah menjadi "dibuka" dan "ditutup". Kaedah termudah yang saya dapati ialah menggunakan IFTTT dan Helaian Google. Ini dijelaskan dalam langkah-langkah berikut.

Langkah 4: IFTTT untuk Pemberitahuan Jauh - Bahagian 1

Dalam arahan ini akan menggunakan IFTTT dan melaksanakan webhooks dan lembaran google untuk mendapatkan pemberitahuan jauh pada peranti mudah alih kami. Untuk menggunakan perkhidmatan ini, anda memerlukan perkara berikut:

• Akaun Google
• Akaun IFTTT (boleh / harus log masuk dengan akaun Google)
• Aplikasi IFTTT untuk peranti mudah alih anda

Setelah anda membuat / log masuk ke akaun anda, kami akan membuat dua applet. Foto di bahagian atas bahagian ini menunjukkan cara menggerakkan laman web. Langkah-langkah berikut adalah untuk applet pertama, permintaan diaktifkan. Applet ini akan mendapat mesej dari sensor dan menyimpan acara tersebut dalam dokumen helaian Google. Kemudian anda dapat melihat sejarah sensor anda dan melihat kapan ia dibuka dan ditutup.

1. Pergi ke pautan "My Applets" yang terletak di bahagian atas
2. Klik pada butang "Applet Baru"
3. Klik pada butang biru "+ ini"
4. Cari "webhooks" dan klik padanya
5. Pada halaman seterusnya pilih kad "Terima permintaan web"
6. Kemudian tetapkan nama acara kepada apa sahaja yang anda mahukan, saya memilih untuk menamakannya "sensor_activated"
7. Pada halaman berikut, klik butang biru "+ itu"
8. Cari perkhidmatan "lembaran google" dan pilih
9. Pada halaman berikut pilih fungsi "Tambah baris ke spreadsheet"

10. Isi tindakan seperti berikut:

    • Nama Spreadsheet, saya menamakan nama saya "Sensor History"

    • Baris berformat perlu seperti berikut

      {{TerjadiAt}} ||| {{Nilai1}} ||| {{Nilai2}}

    • Tinggalkan medan terakhir seperti yang ada kecuali jika anda ingin menukar tempat applet akan menyimpan status sensor
11. Kemudian klik "Buat Tindakan"
12. Terakhir klik "Selesai" di skrin terakhir

Sekarang mari kita uji bahawa ia berfungsi

1. Pergi ke pautan ini
2. Kemudian klik pada butang "Dokumentasi" (kami akan menggunakan halaman "Dokumentasi" ini kemudian)
3. Sekarang anda akan berada di bahagian peribadi anda sendiri untuk applet IFTTT Webhooks
4. Isi bidang yang tertera "{event}" dengan nama acara anda dalam hal ini nama acara "sensor_activated"
5. Sekarang isi medan "value1", ini adalah medan yang akan menyimpan lokasi sensor anda, saya akan mengisinya dengan "Pintu depan"
6. Sekarang isi medan "value2", ini adalah medan yang akan mempunyai status sensor, saya akan mengisinya dengan "dibuka" hanya untuk ujian
7. Kemudian klik butang "Uji" berwarna biru
8. Sekiranya semuanya berjalan dengan baik maka anda harus mendapat hijau "Acara telah dicetuskan." mesej di bahagian atas
9. Sekarang jika anda ingin melihat bagaimana ia menyimpan mesej anda, anda dapat membuka lembaran google anda dan mencari hamparan yang ditambahkannya, saya telah melampirkan gambar untuk menunjukkan seperti apa hamparan tersebut

Sekarang ke langkah seterusnya menambahkan applet untuk memberitahu kami mengenai perubahan status.

Langkah 5: IFTTT untuk Pemberitahuan Jauh - Bahagian 2

Sekarang kita akan menambahkan applet untuk memberitahu kita apabila spreadsheet status mendapat satu baris; dengan kata lain, apabila sensor melepaskan suatu peristiwa. Seperti sebelumnya kita akan membuat applet baru. Langkah-langkah berikut akan membimbing anda dalam membuat applet kedua. Oleh kerana kami telah melakukan sesuatu yang serupa pada langkah sebelumnya, saya hanya akan menambahkan slaid yang berbeza dengan langkah ini.

1. Pergi ke pautan "My Applets" yang terletak di bahagian atas
2. Klik pada butang "Applet Baru"
3. Klik pada butang biru "+ ini"
4. Cari "lembaran google" dan klik padanya
5. Pada halaman seterusnya pilih kad "Baris baru ditambahkan ke spreadsheet"

6. Kemudian isikan medan untuk menunjukkan hamparan yang ditulis oleh applet lain

   • Dalam contoh ini jalannya adalah "IFTTT / MakerWebooks / sensor_activated"
   • Nama fail adalah "Sejarah Sensor"
7. Pada halaman berikut, klik butang biru "+ itu"
8. Cari perkhidmatan "pemberitahuan" dan pilih

9. Sekarang kita perlu mengisi bidang perkhidmatan pemberitahuan

   • Tajuknya ditukar menjadi

     {{ColumnB}} adalah {{ColumnC}}

   • Mesej ditetapkan ke

     {{ColumnB}} telah {{ColumnC}} pada {{ColumnA}}

   • Pautan dibiarkan begitu sahaja
10. Kemudian klik "Buat Tindakan"
11. Terakhir klik "Selesai" di skrin terakhir

Untuk menguji bahagian kedua sistem pemberitahuan IFTTT, pastikan anda telah memuat turun aplikasi IFTTT pada peranti mudah alih anda dan log masuk dengan bukti kelayakan anda. Dalam kes saya, saya log masuk dengan akaun google saya. Sekarang kita dapat menguji ini dengan kembali ke halaman "Dokumentasi" dan mematikan pengujian dengan nama acara ditetapkan sebagai "sensor_activated", bidang "value1" ditetapkan ke lokasi, dan bidang "value2" ditetapkan ke status.

Ini akan menghantar pemberitahuan kepada anda. Sekiranya anda tidak menerimanya, pastikan anda log masuk dengan akaun yang sama dan bahawa anda telah membenarkan aplikasi menghantar pemberitahuan kepada anda.

Langkah 6: Arduino IDE dan Sketsa

Perisian yang digunakan untuk papan disusun menggunakan Arduino IDE.

Logiknya adalah seperti berikut:

• Suis reed ditutup dengan membuka pintu
• ESP kemudian dihidupkan dan disambungkan ke WiFi
• Setelah sambungan WiFi dibuat, ia akan menghantar permintaan http (menghantar arahan ke internet) yang memberitahu kita bahawa pintu atau sesuatu yang lain telah dibuka
• Kemudian ia membaca isyarat dari suis reed untuk menentukan apakah pintu telah ditutup
• Apabila papan ESP mengetahui bahawa suis buluh dibuka (iaitu pintu ditutup) ia menghantar permintaan http lain yang memberitahu bahawa pintu ditutup
• Kemudian ia menandakan litar selak lembut untuk memotong kuasa ke papan

Muat turun Arduino IDE

Saya telah melampirkan kod arduino ke bahagian ini untuk anda muat turun. Sekiranya anda tidak mempunyai IDE Arduino, anda boleh memuat turunnya dalam talian di

Pasang pengurus papan yang betul

Untuk memuat naik kod ke papan ESP anda, anda perlu memasang pengurus papan di Arduino IDE menggunakan langkah-langkah berikut.

• Pergi ke Fail> Keutamaan untuk membuka tetingkap pilihan
• Di tetingkap pilihan cari bidang yang bertuliskan "URL Pengurus Papan Tambahan"
• Tampal pautan berikut ke dalam bidang ini https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json dan tekan butang "OK"
• Sekarang buka pengurus papan dengan pergi ke Alat> Papan, maka entri pertama adalah Pengurus Papan
• Ketik "ESP8266" di menu papan dan pasang "esp8266" Saya memilih versi 2.5.0 kerana saya mempunyai beberapa masalah dengan versi yang lebih baru
• Sekarang kembali dan pilih papan anda dari Alat> Papan> Modul ESP8266 Generik
• Kemudian tutup dan buka semula idea arduino untuk memastikan perubahan berlaku

Buka lakaran di Arduino IDE

Kami perlu mengubah empat baris kod supaya sensor berfungsi untuk anda

1. Tukar SSID ke WiFi SSID anda sebagai nama wifi anda
2. Tukar kata laluan agar sepadan dengan kata laluan untuk wifi anda
3. Tukar url agar sepadan dengan url dari halaman "Dokumentasi" perkhidmatan "webhook"
4. Tukar lokasi sensor ke tempat yang anda rencanakan untuk meletakkannya, ini boleh menjadi pintu depan, pintu belakang, peti surat, dll.

Sekarang anda telah mengubah kod untuk memenuhi keperluan anda, kami perlu memasukkannya ke papan tulis. Dalam kes saya, saya menggunakan programmer USB dan mengikut arahan untuknya. Ini memerlukan banyak penyelesaian masalah, jadi saya cadangkan anda mencari dalam talian untuk tutorial yang lebih mendalam. Dalam kes saya, saya pasangkan ESP-01s ke pengaturcara, kemudian saya pasangkannya ke komputer, kemudian saya beralih suis dari uart ke prog, terakhir saya cabut dan pasangkan kembali programmer. Ini sekarang menjadikan ESP dalam mod pengaturcaraan. Sekarang saya hanya klik pada butang muat naik dan biarkan muat naik selesai. Sekiranya anda ingin melihat apakah ia tersambung, anda boleh membuka monitor bersiri dan melihat mesej status. Setelah anda memuat naik lakaran, kami akan menyatukan semuanya, memasukkannya ke dalam kandang, dan memasangnya ke lokasi yang kami inginkan.

Langkah 7: Lampiran (Dicetak 3D)

Saya telah merancang penutup berikut untuk menampung semua komponen, membenarkan penempatan magnet dan menyelaraskan suis buluh. Bahagian kedua hanya digunakan untuk menahan magnet kedua yang akan membolehkan suis dibuka dan ditutup.

Setelah semua komponen disatukan, kita boleh memasukkannya ke dalam casing, jika anda mahu, anda boleh menambahkan sedikit gam panas ke bahagian bawah untuk menahan semuanya. Kemudian kita perlu memasukkan satu magnet ke dalam casing dengan elektronik dan sejajarkan suis buluh jika perlu. Magnet lain harus ditekan ke kandang yang lain. Setelah kedua-dua kandang selesai, kita dapat mengujinya dengan meletakkan kedua-dua kandang itu bersama, kemudian memisahkannya dan menyatukannya kembali. Kita sekarang mesti mendapat dua pemberitahuan satu untuk sensor dibuka, dan satu untuk sensor ditutup. Jauhkan kedua-duanya agar bateri tidak habis.

Pasang pita pelekap ke bahagian belakang sensor dan pasangkannya di lokasi yang dikehendaki. Saya memasang lombong di peti surat saya. Sekarang uji bahawa penjajarannya betul dan sensor dapat mengirim mesej terbuka dan tertutup.

Voila, anda sekarang mempunyai sensor anda sendiri untuk memberi tahu anda bila ia dibuka dan ditutup. Beritahu saya jika anda suka dan jika ada perkara yang anda rasa dapat diperbaiki.

Saya juga menyerahkan arahan ini kepada peraduan IOT jadi pastikan untuk menyukai dan memilih ini dan projek IOT lain yang anda nikmati

Langkah 8: Penambahbaikan Masa Depan

Untuk projek ini, saya menghadapi beberapa masalah. Masalah pertama yang saya hadapi ialah penggunaan mosfet yang mempunyai Vg yang terlalu tinggi sehingga saya harus beralih ke yang lain. Kedua, suis reed yang saya gunakan biasanya terbuka dan dalam kes saya suis tertutup biasanya lebih mudah dilaksanakan dan akan menjimatkan banyak ruang. Terakhir, esp 01s sangat sukar untuk digunakan dan saya terpaksa mengacaukan pin gpio agar ia berfungsi dengan baik tetapi saya masih mempunyai beberapa masalah. Saya berpendapat bahawa projek ini dapat mengajar saya banyak konsep dan telah membantu saya menghasilkan lebih banyak idea dan pelaksanaan menggunakan papan esp8266 dan IFTTT.

Naib Johan dalam Cabaran IoT