Peti Surat dan Pemberitahuan Pintu Garasi: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Instructables ini berdasarkan Johan Moberg Mailbox Notifier. Berbanding dengan projek ini, saya melakukan beberapa perubahan:

1. Jauh dari rumah saya bukan sahaja peti surat, tetapi garaj juga. Mereka berada di satu lokasi yang berdekatan dengan jalan raya dan rumahnya terletak kira-kira 50m di darat. Oleh kerana pengawal garaj jarak jauh yang sangat sensitif, telah berlaku beberapa kali, pintu garaj terbuka secara tidak sengaja. Sekarang saya ingin tahu dengan tepat, jika pintu di garaj ditutup atau tidak. Oleh itu, saya memperluaskan projek asal untuk satu lagi kenalan, kenalan pintu garaj.
2. MCU (Unit Kawalan Mikroprosesor) dalam pengirim tetap Attiny-85, yang penting untuk penggunaan kuasa rendah. Tidak ada pin digital yang mencukupi (saya tidak suka menggunakan pin Reset) dan saya menyelesaikan masalah dengan penyelesaian perkakasan yang mudah.
3. Petunjuk penerima dilakukan dengan isyarat optik dan akustik. Isyarat optik dibuat oleh led dan untuk satu akustik, terdapat litar tambahan yang menghasilkan lagu. MCU (Unit Kawalan Mikroprosesor) dalam pengirim diubah dan ia adalah Arduino Nano. Pada asalnya saya ingin menggunakan Attiny-85, tetapi kekurangan satu lagi pin percuma adalah halangan besar. Tidak ada penyelesaian perkakasan sederhana.
4. Perubahan kecil dilakukan dalam perisian Arduino, untuk mengekalkan pengubahsuaian perkakasan di atas.
5. Komunikasi separuh dupleks tanpa wayar berfungsi dengan baik jika kedua-dua unit (penghantar dan penerima) berfungsi. Tetapi, jika salah satu dari kedua unit tersebut gagal (seperti bateri rendah dan sebagainya), unit lain terus berjalan dan berpura-pura komunikasi (penerima). Dalam kes sedemikian, komunikasi terganggu walaupun ralat diperbaiki di mana-mana laman web. Penyelesaian: komunikasi baru harus dibuat. Atas sebab ini terdapat rangkaian set semula di pengirim, dengan penunjuk.

Penerangan

Projek ini terdiri daripada dua bahagian: pengirim dan penerima. Pengirim yang terletak di laman garaj mengesan isyarat dari kenalan peti mel dan kenalan terbuka pintu garaj. Sekiranya ada salah satu kenalan ini diaktifkan, pemancar HC12 menghantar isyarat tanpa wayar ke penerima. Pada penerima ditunjukkan keadaan "penggera", seperti "surat tiba" atau "pintu garaj terbuka" dengan mengedipkan lagu yang dipimpin dan dimainkan yang sesuai. Dengan menetapkan semula butang tekan pada unit penerima, boleh menjadi indikasi dibatalkan dan memulakan keadaan baru menunggu penggera.

Jarak maksimum

Modul komunikasi HC-12 dikhaskan untuk jarak hingga 1.8km. Tetapi nilai ini bersifat teoritis dan dapat dicapai di udara terbuka. Julat maksimum di dalam bangunan lebih pendek. Saya menghadapi masalah untuk mencapai jarak sekitar 100m dengan antena tali sederhana. Dalam kes ini, kedua-dua unit ditetapkan pada julat maksimum - mod FU4 dan 1200 baud rate. Satu unit berada di dalam bangunan, di belakang 4 dinding tebal. Dengan sambungan antena SMA terjalin, tetapi tidak stabil. Dalam hal ini masalahnya diselesaikan dengan meletakkan unit penerima ke ruangan yang berorientasi ke lokasi garaj (hanya satu dinding).

Mengikut pengalaman saya. Saya mengesyorkan untuk menggunakan antena SMA dengan kabel sambungan yang betul. Kabel ini harus sesuai dengan penyambung di kedua-dua belah pihak (penyambung SMA antena dan penyambung HC-12 Ipex).

Langkah 1: Bahagian dan Alat

Terdapat bahagian-bahagian berikut yang digunakan:

Pautan disediakan untuk bahagian yang kurang biasa.

Penghantar:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Perintang 68, 150, 1k, 10k
• Diode Schottky SR240, ebay
• Diod sejagat, 1N589 atau 1N4148
• Blok terminal, banggood
• Antena SMA, ebay
• Kapasitor 1000M
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 atau yang serupa
• Pemegang AA bateri (3 keping) dan bateri
• Tukar Micro C + NO + NC untuk Tetapkan Semula
• Dipimpin biru 5mm
• Reed kenalan untuk pertukaran pintu surat dan garaj, banggood
• Magnet, banggood
• Prototaip PCB, banggood
• Penyambung XH, banggood

Penerima:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Penstabil voltan 7805T
• Melodi IC UM66
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 atau yang serupa
• Perintang 2x470, 10k
• Trim Pot 10k
• Pembesar suara kecil
• Tukar Tetapan Semula, banggood
• Dipimpin 10mm, hijau dan kuning
• Diod sejagat, 1N589 atau 1N4148
• Kapasitor 2x10M, 1000M
• Penyesuai utama 220V AC hingga 5V DC
• Antena SMA
• Penyambung jack untuk penyesuai utama, banggood
• Dipimpin 10mm, 2pcs hijau dan kuning
• Penyambung XH, banggood

Alat:

• Papan Arduino-uno Rev3 untuk menetapkan HC-12 dan pengaturcaraan Attiny-85
• Besi pematerian
• Multimeter
• Papan roti

Langkah 2: Menghantar

Skema pengirim terdapat pada gambar di atas.

Bateri adalah tiga keping jenis AA. Penggunaan puncak mereka adalah semasa komunikasi pertama dimulakan, (sekitar 100mA). Cuba buat masa ini sesingkat mungkin. Semasa menunggu masa penggunaan sangat rendah (kurang dari 1ma), dan semasa penggera, penggunaan sekitar 40mA untuk waktu yang singkat. D1 melindungi litar dari voltan berlebihan, jika bateri baru.

SW3, R1, C1 membuat litar ulang. Petunjuk keadaan selepas diset semula, berwarna biru LED D4. Petunjuk ini mesti menyala setelah diset semula dan menunjukkan: "pengirim sudah siap untuk membuat sambungan". Sekiranya LED biru menyala, komunikasi dapat dimulakan dengan menekan butang Reset pada penerima.

D2 dan D3 adalah dioda Schottky dengan voltan hadapan rendah. Oleh kerana dioda ini, suis "pintu garaj terbuka" menggunakan gangguan perisian yang sama, seperti pertukaran "surat tiba". Sekiranya SW1 (mel) dihubungkan ke tanah, gangguan dan penggera untuk mel diaktifkan. Sekiranya SW2 (garaj) dihubungkan ke tanah, gangguan untuk mel diaktifkan bersama dengan penggera untuk garaj. Dengan cara ini diselesaikan satu pin yang hilang pada MCU.

Petunjuk penggera yang sesuai dilakukan oleh perisian. Penyelesaian perkakasan ini hanya boleh menggunakan satu gangguan sederhana.

Penerangan mengenai Attiny-85 dan HC-12 dibuat dengan baik di dalam Johan Moberg Instructables yang disebutkan.

Langkah 3: Penerima

Penerima dikuasakan dari kuasa utama oleh penyesuai 220V AC hingga 5V DC. Ia boleh menjadi penyesuai kecil dengan arus keluaran DC sekitar 0.3A. Kerana voltan output penyesuai bergantung pada arus keluaran, (ada voltan sekitar 8V dengan arus rendah), saya telah menambahkan IC1 penstabil voltan sederhana. Diode D1 menurunkan voltan untuk HC-12.

Arduino Nano output D7 menyambungkan voltan sekitar 4V ke penjana melodi IC2 semasa keadaan penggera. T1 menguatkan isyarat ke pembesar suara. Isipadu boleh disesuaikan dengan perintang pemboleh ubah R4. Saya mengesyorkan untuk meninggalkan beberapa lubang pada penutup penerima untuk mengakses perintang ini. D5 dan D6 adalah output untuk led penggera. Pin D3, D4 disambungkan ke HC-12 dan menyediakan komunikasi bersiri. Pin D2 adalah input dan keadaan rasa suis "Reset".

Suis tetapan semula digunakan untuk dua fungsi:

1. Aktifkan sambungan pertama. Setelah menekannya, komunikasi harus dimulakan.
2. Setelah sambungan terjalin dan penggera berlaku, butang Reset dapat menetapkan semula penggera dan mengubah keadaan penerima untuk "menunggu".

Petunjuk LED berikut:

1. Kedua-dua LED dihidupkan dan menyala secara kekal. Ini adalah keadaan awal setelah penerima dihidupkan. Sekiranya pengirim sudah siap - LED biru pada pengirim dihidupkan, sambungan dapat dilakukan dengan menekan semula butang pada Penerima.
2. Setelah sambungan dibuat, kedua-dua LED berkedip secara bergantian dalam jangka masa sekitar 2 saat.
3. Sekiranya penggera, lampu LED berkedip dalam masa kira-kira 1 saat, lampu LED yang lain gelap.

Langkah 4: Perisian

Fail Arduino ino dengan perisian lengkap disertakan dalam langkah ini.

Perisian untuk pengirim harus dimuat ke MCU Attiny-85. Untuk pengaturcaraan Attiny gunakan perisian Arduino Uno dan Arduino IDE pada PC. Terdapat banyak tutorial bagaimana melakukannya, di internet. Saya mencadangkan Pengaturcaraan Attiny85 yang ini. Setelah memuatkan program ke Attiny, masukkan cip ke soket pada papan litar Pengirim.

Pengaturcaraan Arduino Nano sama dengan pengaturcaraan Arduino Uno. Gunakan kabel USB dan Arduino IDE dengan papan Nano terpilih di "Tools" dan "Board manager". Proses ini dapat dilakukan dengan papan dimasukkan ke papan roti. Selepas pengaturcaraan letakkan papan Nano ke soket pada PCB Penerima.

Kedua-dua unit HC-12 harus ditetapkan pada parameter yang sama dengan Arduino Uno. Arahan adalah dalam Instructables yang asli.

Langkah 5: Perkakasan dan Pengaturan

Bahagian yang paling kritikal adalah kenalan untuk surat dan pintu garaj. Kenalan ini diletakkan di dalam peti surat dan di trek mekanikal pintu garaj, di tempat pintu masuk, semasa ditutup. Hubungan peti mel terdiri daripada suis reed dan magnet neodymium. Suis reed dipasang dengan pita pelekat, di dalam kotak di satu sisi lubang untuk memasukkan huruf. Magnet dilampirkan ke penutup surat sedemikian, sehingga penutup terbuka, mengaktifkan suis. Wayar disambungkan ke penyambung XH kecil.

Penyelesaian hubungan yang sama digunakan untuk pintu garaj. Dalam hal ini, kontak juga dapat dibuat dengan pengalih had. Terserah anda, varian mana yang akan dipilih. Tetapi ada beberapa kemungkinan lagi: Sistem garaj yang sama mungkin mempunyai blok terminal dengan kenalan suis had, di dalam kotak kawalan garaj. Dalam kes ini, sambungkan wayar ke skru yang kompeten.

Penghantar

Bahagian diletakkan pada prototaip PCB, yang dipotong menjadi ukuran yang lebih kecil. Di papan, terdapat soket untuk modul HC-12 dan untuk Attiny-85, penyambung untuk bateri, dan blok terminal untuk kedua-dua kenalan penggera. Di luar papan diletakkan Reset suis, LED biru dan antena SMA. Semua komponen lain berada di PCB yang disolder dan disambungkan dengan wayar di bahagian bawah papan. Pemegang bateri dan PCB dipasang di dalam kotak plastik. Ia mungkin kotak plastik dengan dimensi yang betul, saya menggunakan kotak persimpangan kalis lembap. Kotak dipasang di bawah bumbung garaj dan wayar dipimpin melalui tiub plastik.

Pada foto kotak pengirim terdapat beberapa bahagian, yang bukan merupakan subjek artikel ini. Saya menambah beberapa elektronik di dalam kotak.

Penerima

Komponen penerima boleh diletakkan di dalam kotak universal. Saya telah menggunakan kotak plastik dari loceng pintu tanpa wayar lama. Bahagian disolder pada prototaip PCB sekali lagi, termasuk kedua diod yang dipimpin. Terdapat soket untuk modul MCU dan HC-12, dan penyambung lelaki disolder di papan untuk pembesar suara, butang Reset dan voltan kuasa. Di penutup depan dibuat lubang untuk led, di bahagian atas untuk butang Reset dan antena.

Menetapkan

Seperti yang telah ditulis oleh pengarang projek asal, terdapat banyak dan banyak alasan, yang dapat menghalang kejayaan komunikasi antara pengirim dan penerima. Pertama sekali, periksa sambungan wayar dan pematerian. Sekiranya semuanya baik-baik saja, cubalah menjalin komunikasi dengan kedua-dua unit yang diletakkan di atas meja, bersebelahan. Sekiranya terdapat masalah, periksa modul HC-12 dalam litar sederhana dengan arduino, pada dua papan roti. Gunakan arahan mengikut artikel yang sangat baik mengenai modul: Komunikasi jarak jauh Terdapat perisian ringkas HC-12 messenger. Muatkan perisian yang sama ke arduino dan periksa komunikasi. Sekiranya OK, kedua-dua modul itu bagus.

Sebagai langkah seterusnya, cuba luaskan arduino uno dengan HC-12 pada papan roti, ke semua komponen untuk pengirim dan penerima, dan atur kedua arduino. Dalam kes ini, periksa pin arduino uno yang membandingkan dengan Attiny-85 dan Nano dalam fail ino dan ubah nombor pin, jika perlu. Atas sebab ini, saya telah menambahkan di dalam fail ino pin arduino yang sesuai dalam baris komen. Sekiranya masalah berterusan, cuba cari ralat dalam pengaturcaraan, menggunakan siri perkakasan. Dengan cara ini, anda dapat memasukkan beberapa titik penting program, menyemak mesej, dan melihatnya di monitor bersiri. Anda dapat melihat, bahagian program mana yang selesai dan yang tidak. Simulasikan suis surat dan garaj dengan menyentuh wayar. Setelah menyelesaikan masalah ganti papan belakang dengan MCU (Attiny dan Nano).

Komunikasi pertama antara unit harus dilakukan di atas meja. Sekiranya semuanya baik-baik saja, pasang unit di tempat dan periksa lagi.

Terima kasih kerana membaca dan semoga berjaya.