Praktični PIR za kućnu upotrebu: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Kao i mnogi od vas koji rade na projektima kućne automatizacije, i ja sam htio izgraditi funkcionalan PIR senzor za automatizaciju nekih zavoja u kutu u vlastitom domu. Iako bi PIR senzori sa prekidačem za svjetlo bili optimalni, ne možete saviti ugao. Ovaj projekt je prošao kroz nekoliko iteracija, a ja sam pokušao proći kroz mnoge druge dostupne vodiče na internetu i nisam mogao pronaći onu koja mi je uspjela. Ako želite samo prijeći na početak, preskočite na korak 3, u suprotnom nastavite na korak 2 gdje ću razgovarati o razvoju.

Potrošni materijal:

Lemilica

Lemljenje i fluks za elektroniku

Rezervna žica za spajanje

3D štampač

Breadboard

Osnovno razumijevanje Hassia

Osnovne vještine Arduino programiranja

Korak 1: Razvoj

Home Assistant odličan je alat za povezivanje nekih složenijih postavki koje možda želite. Za mene je početno interesovanje za projekat bilo dobijanje svetla na stepeništu sa uglom. Pronalaženje pravog vodiča za izgradnju efikasnog PIR senzora za kućnu upotrebu bilo je teško. Naravno da postoji mnoštvo lakih načina da to funkcionira, ali učiniti ga energetski efikasnim i efikasnim za svakodnevnu upotrebu bila je druga priča. Bilo je i pitanje latencije ili brzine uključivanja svjetla kada dobije signal. To je lukav projekt kad sam zaista ušao u korov svega. Dogodilo se to što sam došao do dvije glavne tačke zašto je ovaj dizajn bio učinkovit.

Latency

Počeo sam s ESPHomeom za dizajn ovog senzora. Ima sva zvona i zvižduke, ali i vrlo prijateljsko sučelje. Nažalost, protokol ESPhome i rad s okvirima prilično su veliki korisnici energije kada računate mWh. Postoji i problem s kašnjenjem kada pozivi za uključivanje svjetla moraju proći kroz podizanje sistema ESPhome -a, Hassio, zatim vaš kontroler svjetla. Otkrio sam da će to završiti u rasponu od 10 sekundi. Već biste išli uz stepenice (ili možda hodate vrlo sporo jer nema svjetla). Dakle, ono što je postalo energetski najefikasniji i najbrži način da se Hassiou prenese signal kretanja bio je MQTT.

Korištenje MQTT -a sa statičkom IP adresom smanjilo je vrijeme na otprilike manje od 2 sekunde. MQTT signal dostigao bi Hasio između 800 i 1200 ms. Prilično prokleto dobro.

Trajanje baterije

Kao što je već spomenuto, prelazak na MQTT također je uštedio mnogo na potrošnji energije. Prosječni senzor bez dubokog sna na ESPHome -u trajao bi manje od jednog dana na baterijama od oko 800 mWh. Dubokim snom, oko 3-5 dana, ovisno o aktivaciji. WeMos D1 Mini nije luda energetska svinja, ali nije ni najefikasniji u upravljanju svojom snagom, pa je važno bilo stisnuti svaki delić baterije. Smanjenje svakog dijela koji troši bio je najvažniji korak.

Postoji mnogo PIR senzora, ali nisu svi stvoreni jednaki. Jedna od prvih točaka koje sam primijetio bila je brzina, kut i brzina opaljenja svakog testiranog PIR senzora. Od korištenih senzora, otkrio sam da je Simplytronics Wide Angle PIR najefikasniji u dometu i cijeni energije. To je širokougaoni PIR senzor s odličnim dometom, a radi samo na 3V što je apsolutno nevjerojatno za ono što mi je trebalo.

Korak 2: Materijali

WeMos D1 Mini

T4056 Lipo/Li-Ion USB punjač

Simplytronics širokougaoni PIR senzor

Lipo baterija od 3,7v 1000 mWh

2x 10k otpornika

120K otpornik

5k Resistor

1N4001 Ispravljačka dioda

1uF kondenzator

2N2222 Tranzistor

Korak 3: Osnovni kod i Arduino

Jednostavno, preuzmite arduino datoteku i izmijenite je kako bi radila s vašim postavkama. Najvažniji aspekti koje treba imati na umu je da provjerite odgovaraju li vaše postavke onome što je dato u Hassio -u.

U mom primjeru koristim Mosquitto Broker. Uneo sam te postavke u svoj arduino kod. Za svoj MQTT server, budući da se nalazi u Hassiju, stavio sam IP adresu svog Hassa.

Sljedeća stvar koju trebamo učiniti je postaviti neke senzore predložaka koji će držati naše MQTT podatke, tako da budu malo prilagođeniji Hassio prednjem kraju. Ako želite znati više o predlošcima i predlošcima, ovdje ću ostaviti ovu vezu Hassio.

Naš MQTT pokreta bit će predložak binarnog senzora, a razina napunjenosti baterije bit će senzor u Hassiu.

U moju glavnu datoteku configuration.yaml dodao sam nekoliko redova za uključivanje i binarnih senzora predloška i senzora predložaka u zasebne datoteke yaml. Ne morate to učiniti na ovaj način, ali smatram da to održava stvari malo organiziranijima. Da biste to učinili jednostavno, pomoću uređivača datoteka stvorite novu yaml datoteku i dajte joj naslov pod naslovom na koji se možete pozvati u configuration.yaml. U mom primjeru koristim templatesensor.yaml i templatebinarysensor.yaml

Ono što morate biti sigurni je da postavite teme i korisni teret MQTT -a tako da odgovaraju vašim arduino postavkama ili obrnuto.

Na kraju, ali ne i najmanje važno, postavite stavku na nadzornoj ploči koja može vidjeti nivo napunjenosti baterije i senzor pokreta.

Korak 4: Shema i testiranje

Slijedeći shemu ožičenja, spojite komponente za testiranje na ploču. Važne napomene pri ožičenju su da provjerite jeste li dobro spojili žice za uzemljenje radi efekta povlačenja. To će učiniti da tranzistor resetira WeMos D1 Mini nakon buđenja. Trebali biste biti u mogućnosti testirati funkciju buđenja i resetiranja priključivanjem WeMos D1 Mini na USB priključak. Trebalo bi se resetirati kada mahnete rukom ispred PIR -a. Ovo je opcionalno, ali možete i odlijepiti smd LED svjetla sa senzora pokreta kako biste skratili malo više trajanja baterije. Preporučio bih da to učinite nakon što provjerite radi li senzor pokreta kako se očekuje. Ako imate USB priključen na računalo, provjerite ga s arduino IDE -om koji se pokreće i resetira pokretačem pokreta.

Na vašoj Hassio nadzornoj ploči trebali biste moći vidjeti neke vrijednosti iz baterije i senzora pokreta koji se isključuju. Ako je do sada sve išlo dobro, trebali biste biti u poslu! Možete uzeti ovaj mali prototip matične ploče i premjestiti ga po kući i funkcionirat će kao vaš novi domaći senzor pokreta. Mogli biste ovo upotrijebiti za pokretanje bilo čega unutar Hassia, a ovdje biste bili gotovi ako samo to tražite. No, hajde da ovom završnom laku napravimo nešto vrijedno uporišta u kući.

Neki savjeti za rješavanje problema

- pritiskom na gumb za resetiranje na WeMos D1 Mini trebali biste aktivirati MQTT s arduino kodom

- raskomentirajte neki od arduino koda da vidite gdje je svaki korak i šta radi s hardverom

- ne zaboravite spojiti sve negativne vodeće točke

Korak 5: Spajanje na prekidač za Wifi svjetlo

Srećom, Hassio ima zaista sjajnog čarobnjaka za automatizaciju koji vam može pomoći pri postavljanju. Neću se baviti dodavanjem svjetla ili dodataka, ali vidjet ću da su ljudi u Hassio-u zaista olakšali dodavanje integracija i drugih platformi koje će se kontrolirati sa Hassiom. Idite i provjerite kako dodati željeni prekidač za svjetlo za WiFi.

U ovom čarobnjaku za automatizaciju želimo obratiti pažnju na jednu važnu stvar, a to je okidač. Mogli ste dodati predložak binarnog senzora kao okidač, ali otkrio sam da je senzor pokreta bio malo "snažniji" kada sam otišao direktno s korisnim teretom MQTT. Na kraju, ali ne i najmanje važno, konfigurirajte vaš izbor svjetla ili uređaja i senzor bi trebao biti u funkciji.

Korak 6: Projektno stanovanje

Nakon što ste sigurni u svoju matičnu ploču, premjestite sve dijelove na prototipsku ploču i lemite sve veze na najmanju ploču koju možete pronaći. Žice sam držao kratke, ali fleksibilne u slučaju oporavka/uređivanja/popravljanja. Dizajn kućišta je minimalno kućište koje se može umetnuti u kutnu ili ravnu površinu. Također radi jako dobro s neoštećujućim ljepljivim 3M trakama =)

Napomena: Pomalo sam zaboravio odakle mi ta čudna formata za izradu prototipa PCB -a, pa bih predložio da jednostavno izrežete vašu PCB na veličinu i izbušite rupu ili dvije. Ako ovaj vodič postane popularan, objavit ću uređenu verziju uobičajenije veličine (trebala su mi samo dva senzora pokreta, a imao sam upravo dvije od tih čudnih ploča)

Korak 7: Zatvaranje

Nadam se da vam je ovaj dizajn bio od pomoći u vašim nastojanjima da pokrenete neke projekte kućne automatizacije. Bilo mi je dosta dugo naterati sve pokretne dijelove da proizvedu ovo uputstvo, ali drago mi je da mi je trebalo neko vrijeme da ga spustim. Ovaj projekt mi je pokazao neke granice korištenja nekih pristupačnijih načina za programiranje mojih ESP -ova. To ne znači da ne biste trebali koristiti ESPHome, ali za projekte koji su stroži u upravljanju energijom, možda ćete morati ići drugačijim putem. Senzori su završeni oko maja ili juna i od tada im nije potrebno punjenje. Do sada su prošli oko 4-5 mjeseci bez potrebe za punjenjem. Kao napomenu, također sam krenuo u razvoj novog izgleda PCB -a zasnovanog na WeMos D1 Mini. Ono što je WeMos D1 Mini je to što ima ugrađen 5v u 3v pretvarač i USB IC programiranje gladno za napajanje. To znači da bismo, ako eliminiramo ova dva faktora, mogli gurnuti ESP8266 da usisa još manje energije.

Još jednom vam zahvaljujem što ste me udovoljili mojim pričama i nastavili s ovim projektom.