Izgradnja Homie uređaja za IoT ili kućnu automatizaciju: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ovo uputstvo dio je moje serije DIY Home Automation, pogledajte glavni članak "Planiranje sistema kućne automatizacije". Ako još ne znate šta je Homie, pogledajte homie-esp8266 + homie od Marvina Rogera.

Postoji mnogo senzora. Pokrivam one osnovne kako bih čitatelju dao zahtjeve da započne s izgradnjom "nečega". To možda nije raketna znanost, ali bi to zapravo trebalo funkcionirati.

Ako nemate dijelove, pazite na moje nadolazeće instrukcije "Nabavljanje elektronskih dijelova iz Azije".

Dopustite mi da dodam nekoliko dobrih riječi: IoT, ESP8266, Homie, DHT22, DS18B20, kućna automatizacija.

Tema bi sada trebala biti jasna:-)

Takođe, ovo uputstvo je sada dostupno i na mojoj ličnoj stranici:

Korak 1: Početak

Konvencije

Ova instrukcija koristi D1 Mini klonove. Ovo su Arduino kompatibilni kontroleri s omogućenim WiFi -om koji koriste čip ESP8266. Dostavljaju se u vrlo malom faktoru (~ 34*25 mm) i jeftini su u prljavštini (~ 3-4 $ za klonove).

Ilustrirat ću svaku verziju koristeći D1 Mini, matičnu ploču i neke senzore. Uključujem Bill of Materials (BOM) za svaki, ali ću preskočiti očigledne stvari kao što su kratkospojne žice i matična ploča (mini ili puna). Usredotočit ću se na "aktivne dijelove".

Za žice/kabele u dijagramima (biblioteka Fritzing + AdaFruitFritzing) koristio sam:

• Crvena/narandžasta za napajanje, obično 3.3V. Ponekad će biti 5V, budite oprezni.
• Crno za tlo.
• Žuta za digitalne podatkovne signale: Bitovi putuju i mogu se čitati kao što jesu pomoću čipova.
• Plava/ljubičasta za analogne signale podataka: Ovdje nema bitova, samo običan napon koji se mora izmjeriti i izračunati da bi se razumjelo šta se dešava.

Homie za ESP8266 isporučuje desetak primjera, tu sam počeo graditi ovu instrukciju.

Breadboard

D1 je prilično prilagođen matičnoj ploči, ali će uštedjeti samo jedan red pinova gore i dolje. Svaki primjer će imati D1 s desne strane, a komponente s lijeve strane. Gornje i donje šine za napajanje će se koristiti za nošenje 3.3V ili 5V.

Bilješka

Homie primjeri izrađeni su kao ".ino" skice za Arduino IDE. Moj vlastiti kod je međutim izgrađen kao ".ccp" za PlatformIO.

Ovo neće imati velike razlike jer su skice dovoljno jednostavne da se mogu kopirati/zalijepiti bez obzira na vaš alat.

Korak 2: Temperatura i vlažnost: DHT22 / DHT11

Konstrukcija uređaja

DHT22 koristi:

• Jedan digitalni pin za komunikaciju s kontrolerom, spojite ga na D3
• Dvije žice za napajanje (3,3 V ili 5 V + GND)
• Digitalni pin mora biti visok (spojen na napajanje), za to koristimo otpornik između razvodnika i podatkovnog pina

Kod

Projekt PlatformIO možete preuzeti sa:

Originalni primjer Homie je ovdje (ali ne koristi senzor):

Za DHT22 koristite biblioteku DHT senzora (ID = 19)

BOM

• Kontroler: Wemos D1 Mini
• Otpornik: 10KΩ

• Senzor: (jedan od ovih)

  • DHT22: Koristio sam vrstu 4 pina za koju je potreban dodatni otpornik. Postoje 3 pinska modula koji se isporučuju kao SMD koji uključuju otpornik.
  • DHT11: Ovo je jeftinije, ali manje precizno, provjerite svoje zahtjeve

Korak 3: Temperatura vodootpornosti: DS18B20

Izrada uređaja DS18B20 koristi:

• Jedan digitalni pin za komunikaciju s kontrolerom, spojite ga na D3
• Dvije žice za napajanje (3,3 V ili 5 V + GND)
• Digitalni pin mora biti visok (spojen na napajanje), za to koristimo otpornik između razvodnika i podatkovnog pina

DS18B20 je 1-žični senzor. Koristi sabirnicu i kao takvi više senzora može koristiti jedan pin za podatke.

Također je moguće NE koristiti 3.3V/5V za napajanje senzora, to se naziva parazitski način napajanja. Za detalje pogledajte tehnički list.

Kod

Projekt PlatformIO možete preuzeti sa:

Kao i za DHT22, originalni Homie primjer je ovdje (ali ne koristi senzor):

Za 1-Wire sabirnicu koristite paket OneWire (ID = 1)

Za DS18B20 upotrijebite DallasTemperature (ID = 54)

BOM

• Kontroler: Wemos D1 Mini
• Otpornik: 4.7KΩ
• Senzor: DS18B20, na slici je vodootporan
• 3 -pinski vijčani terminal za lakše spajanje kabela na matičnu ploču

Korak 4: Svjetlo: fotootpornik / fotoćelija (digitalno: uključeno / isključeno)

Konstrukcija uređaja

(Nažalost, nemate komponentu Fritzing za digitalnu fotoćeliju)

Digitalni modul fotoćelije koristi:

• Jedan digitalni pin za komunikaciju s kontrolerom, spojite ga na D3
• Dvije žice za napajanje (3,3 V + GND)

Moguće je koristiti analognu fotoćeliju, ali to ovdje nije dokumentirano, pogledajte odličan članak Adafruit "Korištenje fotoćelije".

Napomena: U ovom primjeru na ploči senzora nalazi se potenciometar. Koristi se za postavljanje granice između "svjetla" i "tamnog" ambijentalnog svjetla. Kada je očitano 1 svjetlo isključeno, 0 znači svjetlo ako je uključeno.

Kod

Projekt PlatformIO možete preuzeti sa:

BOM

Kontroler: Wemos D1 Mini

Senzor: Fotoosjetljiv / modul za otkrivanje svjetlosti

Korak 5: Svjetlo: fotootpornik / fotoćelija (analogno)

Konstrukcija uređaja

Analogni senzor fotoćelije djeluje kao otpornik. Povezivat će se između analognog ulaza i 3.3V.

Između GND -a i podatkovnog pina nalazi se otpornik kako bi se stvorio razdjelnik napona. Svrha je stvoriti poznati raspon vrijednosti:

• Ako nema svjetla, fotoćelija će u osnovi blokirati VCC, povezujući tako GND sa vašim pinom za podatke: Pin će očitati gotovo 0.
• Ako ima puno jakog svjetla, fotoćelija će pustiti VCC da teče do podatkovnog pina: Pin će očitavati gotovo puni napon i kao takav blizu max (1023).

Napomena: Vrijednosti analognih pinova očitavaju se u rasponu 0-1023 pomoću analognog čitanja. Nije praktično baviti se vrijednostima od 1 bajta, jer će ova funkcija karte Arduino pomoći smanjiti sa 0-1023 na (na primjer) 0-255.

Za kalibraciju min/max vrijednosti za vaš senzor upotrijebite skicu poput ove iz Arduina.

Kod

Projekt PlatformIO možete preuzeti sa:

BOM

• Kontroler: Wemos D1 Mini
• Senzor: Otpornik ovisan o svjetlu (LDR) / fotootpornik
• Otpornik: 1K ili 10K, potrebno je kalibrirati na temelju vaše ćelije

Reference

• Izvorni kod servera PiDome za stanje osvjetljenja lokacije
• Adafruit "Korištenje fotoćelije"
• "Fotootpornici" ovdje na uputstvima
• Neki prokleto ludi "Photocell Tutorial" ako želite matematiku i grafikone

Korak 6: Optički detektor: QRD1114

Konstrukcija uređaja

Kod

BOM

Reference

• Fizičko računanje: QRD1114 uključuje uzorak koda za čitanje senzora i korištenje prekida za rotacijski davač + precizan dizajn PCB -a
• QRD1114 Vodič za spajanje optičkih detektora u Sparkfun -u

Korak 7: Završne riječi

Ova instrukcija je vrlo kratka za objašnjenje osnovnog praćenja.

Da bismo išli dalje, morat ćemo spojiti releje, IC odašiljač … Ovo će se, nadam se, kasnije pokriti jer mi to dopušta slobodno vrijeme. Glavna razlika je u tome što nećemo samo "čitati" (ima li svjetla?) Nego i "pisati" (uključiti svjetlo!).