PIR מעשי לשימוש ביתי: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

כמו רבים מכם בחוץ שעובדים עם פרויקטים של אוטומציה ביתית, חיפשתי לבנות חיישן PIR פונקציונלי לאוטומציה של כמה סיבובי פינות בבית שלי. למרות שחיישני PIR של מתג האור היו אופטימליים, לא ניתן לכופף פינה. הפרויקט הזה עבר כמה חזרות ואני ניהלתי את הניסיונות דרך הדרכות רבות אחרות זמינות באינטרנט ולא הצלחתי למצוא אחת שעובדת בשבילי. אם אתה רוצה פשוט להגיע לעשייה, דלג קדימה לשלב 3, אחרת המשך לשלב השני שבו אדון בהתפתחות.

אספקה:

מלחם

הלחמה ושטף לאלקטרוניקה

חוט חיבור נוסף

מדפסת תלת מימד

לוח לחם

הבנה בסיסית של האסיו

מיומנויות תכנות בסיסיות של ארדואינו

שלב 1: פיתוח

עוזר הבית הוא כלי נהדר לקישור בין כמה מההגדרות המסובכות יותר שתרצה. בשבילי, קבלת אור בחדר מדרגות עם פינה הייתה העניין הראשוני שלי בפרויקט. למצוא את המדריך הנכון לבניית חיישן PIR יעיל לשימוש ביתי היה מסובך. אין ספק שיש המון דרכים קלות לגרום לזה לעבוד, אבל הפיכתו ליעילה באנרגיה ויעילה לשימוש יומיומי היה סיפור אחר. הייתה גם סוגיית החביון, או כמה מהר האור נדלק ברגע שהוא יקבל את האות. זה פרויקט מסובך ברגע שנכנסתי באמת לעשב הכל. מה שקרה הוא שהגעתי לשתי נקודות עיקריות מדוע העיצוב הזה היה יעיל.

חֶבִיוֹן

התחלתי עם ESPHome לעצב חיישן זה. יש בו את כל הפעמונים והשריקות אבל גם ממשק ידידותי מאוד. למרבה הצער, פרוטוקול ESPhome ועבודת מסגרות הוא משתמש אנרגיה די גדול כאשר אתה סופר את ה- mWh. יש גם קצת בעיית חביון כשהשיחות להפעלת אור צריכות לעבור דרך האתחול של ESPhome, Hassio, ואז בקר האור שלך. גיליתי שאלו יסתיימו בטווח של 10 שניות. כבר היית עולה במדרגות (או שאולי אתה הולך לאט מאוד מכיוון שאין אור). אז מה שהפך לדרך היעילה ביותר מבחינה אנרגטית ומהירה ביותר להביא אות תנועה לחסיו הייתה MQTT.

השימוש ב- MQTT עם IP סטטי הוריד את הזמן לכפחות משתי שניות. האות MQTT יגיע ל- Hassio בין כ- 800ms - 1200ms. די טוב לעזאזל.

חיי סוללה

כפי שצוין קודם לכן, המעבר ל- MQTT חסך רבות גם בצריכת האנרגיה. החיישן הממוצע ללא שינה עמוקה ב- ESPHome יחזיק פחות מיום על סוללות של כ 800mWh. עם שינה עמוקה, בערך 3-5 ימים בהתאם להפעלה. ה- WeMos D1 Mini הוא לא חזיר אנרגיה מטורף, אבל הוא גם לא היעיל ביותר בניהול העוצמה שלו, ולכן היה חשוב לסחוט כל פיסת סוללה. צמצום כל חלק צורך היה השלב החשוב ביותר.

קיימים חיישני PIR רבים אך לא כולם נוצרים שווים. אחת הנקודות הראשונות ששמתי לב אליהן היו הקצב, הזווית וקצב הירי של כל חיישן PIR שנבדק. מבין החיישנים המשמשים מצאתי את ה- SimpleTronics Wide Angle PIR היעיל ביותר מבחינת טווח ועלות אנרגיה. זהו חיישן PIR בזווית רחבה עם טווח מצוין, והוא פועל רק על 3v וזה מדהים בהחלט למה שהייתי צריך.

שלב 2: חומרים

WeMos D1 מיני

מטען USB ליפו/ליתיום T4056

חיישן PIR זווית רחבה של Simplytronics

3.7v 1000 mWh סוללת ליפו

נגדים 2x10k

הנגד 120K

התנגדות 5k

דיודת מיישר 1N4001

קבלים 1uF

טרנזיסטור 2N2222

שלב 3: קוד בסיס וארדואינו

בדרך קלה, הורד את קובץ ה- arduino שנה אותו כך שיעבוד עם ההתקנה שלך. ההיבטים החשובים ביותר שיש לזכור הם לוודא שההגדרות שלך תואמות את מה שניתן ב- Hassio.

בדוגמה שלי, אני משתמש ברוקר היתוש. הכנסתי את ההגדרות האלה לקוד הארדואינו שלי. עבור שרת MQTT שלי, מכיוון שהוא מתארח ב- Hassio, שמתי את כתובת ה- IP של Hassio שלי.

הדבר הבא שנצטרך לעשות הוא להקים כמה חיישני תבניות שיאחזו את נתוני MQTT שלנו כך שיהיה קצת יותר ידידותי בחזית Hassio. אם אתה רוצה לדעת יותר על תבניות ותבניות, אני אוריד את הקישור הזה של Hassio כאן.

תנועה MQTT שלנו תהיה חיישן בינארי תבנית ורמות הסוללה שלנו יהיו חיישן בהסיו.

בקובץ config.yaml הראשי שלי הוספתי כמה שורות שיכללו גם חיישנים בינארי של תבניות וגם חיישני תבנית בקבצי yaml נפרדים. אתה לא צריך לעשות את זה ככה אבל אני מוצא שזה שומר את הדברים קצת יותר מסודרים. לשם כך פשוט השתמש בעורך הקבצים כדי ליצור קובץ yaml חדש ולכנות אותו למשהו שאתה יכול להתייחס אליו ב- config.yaml. בדוגמה שלי אני משתמש ב- templatesensor.yaml ו- templatebinarysensor.yaml

הדבר שצריך לוודא הוא להתקין את הנושאים והעומסים של MQTT כך שיתאימו להתקנה הארדואינית שלך או להיפך.

אחרון חביב, הגדר פריט לוח מחוונים שיכול לראות את רמות הסוללה וחיישן התנועה.

שלב 4: סכמטי ובדיקה

בעקבות סכמת החיווט, חברו את הרכיבים לבדיקה על לוח לחם. הערות חשובות בחיווט היא לוודא שיש לך את חוטי הקרקע הנכונים לאפקט הנפתח. זה מה שיגרום לטרנזיסטור לאפס את WeMos D1 Mini לאחר ההתעוררות. אתה אמור להיות מסוגל לבדוק את פונקציית ההשכמה והאיפוס על ידי חיבור ה- WeMos D1 Mini ליציאת USB. הוא אמור להתאפס ברגע שאתה מנופף ביד מול ה- PIR. זה אופציונלי אבל אתה יכול גם להסיר את נורות ה- smd מחיישן התנועה כדי לסחוט קצת יותר חיי סוללה. אני ממליץ לעשות זאת לאחר שבדקת שחיישן התנועה פועל כצפוי. אם חיבור ה- USB למחשב שלך, בדוק אותו שוב עם ה- arduino IDE שמאתחל ומתאפס באמצעות טריגר מהתנועה.

בלוח המחוונים של Hassio אתה אמור להיות מסוגל לראות כמה ערכים מהסוללה וגם את חיישן התנועה הנכבה. אם הכל הלך טוב עד כה אתה צריך להיות בעסקים! אתה יכול לקחת את אב הטיפוס הקטן הזה של לוח הלחם ולהזיז אותו מסביב לבית שלך והוא יתפקד כחיישן התנועה הביתי החדש שלך. אתה יכול להשתמש בזה כדי להפעיל כל דבר בתוך האסיו, והיית מסיים כאן אם זה כל מה שאתה מחפש. אבל בואו ניתן לזה ליטוש אחרון כדי להיות משהו הראוי לעמוד ביסודי בבית.

כמה טיפים לפתרון בעיות

- על ידי לחיצה על כפתור האיפוס ב- WeMos D1 Mini אתה צריך לגרום ל- MQTT להפעיל עם קוד הארדואינו

- בטל את חלק מקוד הארדואינו כדי לראות היכן כל שלב נמצא ומה הוא עושה לחומרה

- אל תשכח לחבר את כל נקודות ההובלה השליליות

שלב 5: התחברות למתג אור ה- Wifi שלך

למרבה המזל Hassio יש אשף אוטומציה נהדר שיכול לעזור בהגדרה שלך. אני לא הולך להיכנס להוספת אורות או תוספות, אבל אני אראה שאנשי Hassio הקלו מאוד להוסיף אינטגרציות ופלטפורמות אחרות לשליטה עם Hassio. עברו ובדוק כיצד להוסיף את מתג תאורת ה- WiFi לבחירתך.

באשף האוטומציה הזה אנחנו רוצים לשים לב לדבר אחד חשוב שהוא הטריגר. אתה יכול להוסיף את החיישן הבינארי של התבנית כגורם ההדק, אבל גיליתי שחיישן התנועה היה קצת יותר "נמרץ" כאשר הלכתי ישירות עם המטען MQTT. אחרון חביב, הגדר את בחירת האור או המכשיר שלך והחיישן צריך להיות בעסק.

שלב 6: דיור בפרויקט

ברגע שאתה בטוח בלוח הלחם שלך, העבר את כל החלקים ללוח PCB עם אב טיפוס והלחם את כל החיבורים ללוח הקטן ביותר שתמצא. שמרתי על החוטים קצרים, אך גמישים במקרה של שחזור/עריכה/תיקון. עיצוב המארז הוא מארז מינימלי שניתן להכניס אותו לפינה או למשטח שטוח. זה גם עובד ממש טוב עם רצועות הדבק 3M הלא מזיקות =)

שים לב שכמעט שכחתי מאיפה קיבלתי את תבנית האב -טיפוס בפורמט מוזר, אז הייתי מציע פשוט לקצץ את המחשב האישי שלך לגודל ולקדוח חור או שניים. אם המדריך הזה יהיה פופולרי בסופו של דבר, אני אוציא גרסה ערוכה עם גודל נפוץ יותר (הייתי צריך רק שני חיישני תנועה, והיו לי בדיוק שניים מהלוחות המוזרים האלה)

שלב 7: סגירה

אני מקווה שעיצוב זה היה מועיל במאמציך להשיג כמה פרויקטים של אוטומציה ביתית. זה היה די ארוך עבורי להביא את כל החלקים הנעים כדי לייצר את זה להוראה, אבל אני שמח שלקחתי קצת זמן להוריד את זה. פרויקט זה הראה לי מעט מהגבולות של שימוש בכמה מהדרכים הנגישות יותר לתכנות ה- ESP שלי. זה לא אומר שאסור לך להשתמש ב- ESPHome, אבל לפרויקטים המחמירים יותר את ניהול האנרגיה שלהם, ייתכן שתצטרך ללכת בדרך אחרת. החיישנים הסתיימו בסביבות מאי או יוני ומאז לא היו זקוקים לחיוב. עד כה הם עברו בערך 4-5 חודשים ללא צורך בתשלום. כהערה צדדית, נכנסתי גם לפיתוח פריסת PCB חדשה המבוססת על WeMos D1 Mini. העניין ב- WeMos D1 Mini הוא שיש לו ממיר מובנה של 5V עד 3V ומכשיר IC לתכנת USB חשמל. המשמעות היא שאם נבטל את שני הגורמים הללו, נוכל לדחוף את ה- ESP8266 כדי לשאוב אפילו פחות כוח.

שוב תודה על כך שפינקת אותי בהתפלשויות ועקבת אחרי בפרויקט זה.