Obavijestivač poštanskog sandučića i garažnih vrata: 5 koraka (sa slikama)

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

Ovaj Instructables je zasnovan na Johan Moberg Mailbox Notifier. U usporedbi s ovim projektom, napravio sam neke promjene:

1. Daleko od moje kuće nije samo poštanski sandučić, već i garaža. Nalaze se na jednoj lokaciji u blizini ceste, a kuća se nalazi na oko 50m od zemljišta. Zbog vrlo osjetljivog daljinskog upravljača garaže, to se dogodilo nekoliko puta, garažna vrata su slučajno otvorena. Sada bih želio znati točno jesu li vrata garaže zatvorena ili nisu. Stoga proširujem originalni projekt za još jedan kontakt, kontakt za garažna vrata.
2. MCU (upravljačka jedinica mikroprocesora) u pošiljatelju ostaje Attiny-85, što je važno za nisku potrošnju energije. Nema dovoljno digitalnih pinova (ne volim koristiti Reset pin) i problem rješavam jednostavnim hardverskim rješenjem.
3. Prikazivanje prijemnika vrši se optičkim i zvučnim signalima. Optički signali se stvaraju LED diodama, a za akustički signal postoji dodana pjesma koja proizvodi kola. MCU (upravljačka jedinica mikroprocesora) u pošiljatelju je promijenjen i to je Arduino Nano. U početku bih želio koristiti Attiny-85, ali nedostatak još jednog slobodnog pina bio je velika prepreka. Ne postoji jednostavno hardversko rješenje.
4. Male promjene su napravljene u Arduino softveru, kako bi se održale gornje izmjene hardvera.
5. Bežična poludupleksna komunikacija dobro funkcionira ako obje jedinice (pošiljatelj i primatelj) rade. No, ako jedna od obje jedinice otkaže (poput slabe baterije i tako dalje), druga jedinica nastavlja raditi i pretvarati se da komunicira (prijemnik). U tom slučaju komunikacija se prekida čak i ako je greška ispravljena na bilo kojoj web lokaciji. Rješenje: Treba stvoriti novu komunikaciju. Iz tog razloga u pošiljatelju je dodano kolo resetiranja sa indikatorom.

Opis

Projekt se sastoji od dva dijela: pošiljatelja i primatelja. Pošiljalac lociran na lokaciji garaže detektuje signale sa kontakta poštanskog sandučeta i otvorenog kontakta garažnih vrata. Ako je jedan od ovih kontakata aktiviran, predajnik HC12 šalje bežični signal prijemniku. Na prijemniku je naznačeno stanje "alarma", poput "pošta je stigla" ili "garažna vrata otvorena" trepćući odgovarajuću LED i reproduciranu pjesmu. Poništavanjem dugmeta na prijemnoj jedinici, indikacija se može otkazati i započeti novo stanje čekanja na alarm.

Maksimalna udaljenost

Komunikacijski modul HC-12 namijenjen je za udaljenost do 1,8 km. Ali ova vrijednost je teoretska i može se postići na otvorenom. Unutar zgrade maksimalni domet je kraći. Imao sam problema s jednostavnom žičanom antenom dosegnuti udaljenost od oko 100 m. U ovom slučaju obje su jedinice bile postavljene na maksimalni raspon - način rada FU4 i brzinu prijenosa 1200. Jedna jedinica je bila unutar zgrade, iza 4 debela zida. Sa SMA antenom veza je uspostavljena, ali nije stabilna. U ovom slučaju problem je riješen postavljanjem prijemne jedinice u prostoriju orijentiranu na mjesto garaže (samo jedan zid).

Prema mojim iskustvima. Preporučujem upotrebu SMA antena s odgovarajućim produžnim kabelom. Ovaj kabel bi trebao odgovarati konektorima s obje strane (SMA konektor za antenu i HC-12 Ipex konektor).

Korak 1: Dijelovi i alati

Koriste se sljedeći dijelovi:

Linkovi su dostupni za manje uobičajene dijelove.

Pošiljalac:

• Attiny-85, eBay
• HC-12, eBay
• Otpornici 68, 150, 1k, 10k
• Dioda Schottky SR240, ebay
• Univerzalna dioda, 1N589 ili 1N4148
• Terminal block, banggood
• SMA antena, ebay
• Kondenzatori 1000M
• Tranzistor NPN, S9013, 2N2222 ili sličan
• Držač baterije AA (3 komada) i baterije
• Uključite mikro C + NO + NC za resetiranje
• Led 5 mm plava
• Kontakti od trske za prekidače pošte i garažnih vrata, banggood
• Magneti, super
• Prototip PCB -a, banggood
• Konektori XH, banggood

Prijemnik:

• Arduino-nano, super
• HC-12, eBay
• Stabilizator napona 7805T
• Melodija IC UM66
• Tranzistor NPN, S9013, 2N2222 ili sličan
• Otpornici 2x470, 10k
• Trim Pot 10k
• Mali zvučnik
• Prekini Reset, banggood
• Led 10 mm, zelena i žuta
• Univerzalna dioda, 1N589 ili 1N4148
• Kondenzator 2x10M, 1000M
• Glavni adapter 220V AC na 5V DC
• SMA antena
• Utičnica za glavni adapter, banggood
• Led 10 mm, 2 kom zelena i žuta
• Konektori XH, banggood

Alati:

• Arduino-uno Rev3 ploča za postavljanje HC-12 i programiranje Attiny-85
• Lemilica
• Multimetar
• Breadboard

Korak 2: Pošiljalac

Šema pošiljaoca je na gornjoj slici.

Baterije su tri komada AA tipa. Njihova najveća potrošnja je tijekom prve komunikacije (oko 100mA). Pokušajte ovo vrijeme učiniti što kraćim. Za vrijeme čekanja potrošnja je vrlo niska (manja od 1 ma), a za vrijeme alarma potrošnja je oko 40 mA za kratko vrijeme. D1 štite krugove od prenapona, ako su baterije nove.

SW3, R1, C1 stvara krug resetiranja. Indikacija stanja nakon resetiranja je plava LED dioda D4. Ova lampica mora svijetliti nakon resetiranja i označavati: "pošiljatelj je spreman za uspostavu veze". Ako je plavi LED dioda uključena, komunikacija se može započeti pritiskom na tipku Reset na prijemniku.

D2 i D3 su Schottkyjeve diode s niskim naponom naprijed. Zbog ove diode prekidač "garažna vrata otvorena" koristi isti softverski prekid kao i prekidač "pošta je stigla". Ako je SW1 (pošta) spojen na masu, prekida se i aktivira se alarm za poštu. Ako je SW2 (garaža) spojen na masu, aktivira se prekid za poštu zajedno sa alarmom za garažu. Na ovaj način riješen je jedan nedostajući pin na MCU -u.

Odgovarajuća indikacija alarma vrši se softverom. Ovo hardversko rješenje omogućava korištenje samo jednog jednostavnog prekida.

Opis Attiny-85 i HC-12 je vrlo dobro urađen unutar pomenutih instrukcija Johan Moberg.

Korak 3: Prijemnik

Prijemnik se napaja iz glavnog napajanja putem adaptera 220V AC na 5V DC. To može biti bilo koji mali adapter s istosmjernom izlaznom strujom oko 0,3A. Budući da izlazni napon adaptera ovisi o izlaznoj struji (postojao je napon oko 8 V sa malom strujom), dodao sam jednostavan stabilizator napona IC1. Dioda D1 smanjuje napon za HC-12.

Arduino Nano izlaz D7 priključuje napon oko 4V na IC2 generator melodije u stanju alarma. T1 pojačava signal prema zvučniku. Glasnoća se može podesiti promjenjivim otpornikom R4. Preporučujem da ostavite rupu u poklopcu prijemnika za pristup ovom otporniku. D5 i D6 su izlazi za alarmne diode. Igle D3, D4 su spojene na HC-12 i omogućuju serijsku komunikaciju. D2 pin je ulazni i osjetljivo stanje sklopke "Reset".

Prekidač za resetiranje koristi se za dvije funkcije:

1. Aktivirajte prvu vezu. Nakon pritiska na njega, komunikacija bi trebala započeti.
2. Nakon što se veza uspostavi i dođe do alarma, tipka Reset može resetirati alarm i promijeniti stanje prijemnika na "čekanje".

LED indikacija je sljedeća:

1. Obje LED diode su uključene i stalno svijetle. Ovo je početno stanje nakon uključivanja prijemnika. Ako je pošiljalac spreman - plava LED dioda na pošiljatelju je uključena, veza se može uspostaviti pritiskom na tipku za poništavanje na prijemniku.
2. Nakon što je veza uspostavljena, obje LED diode trepću naizmjenično u periodu od oko 2 sekunde.
3. U slučaju alarma, odgovarajuća LED lampica treperi u periodu od oko 1 sekunde, druga LED dioda je tamna.

Korak 4: Softver

Arduino ino datoteke s kompletnim softverom uključene su u ovaj korak.

Softver za pošiljaoca treba učitati na MCU Attiny-85. Za programiranje Attiny -a koristite Arduino Uno i Arduino IDE softver na računaru. Na internetu postoji mnogo vodiča kako to učiniti. Preporučujem ovo Attiny85 programiranje. Nakon učitavanja programa na Attiny, umetnite čip u utičnicu na ploči pošiljatelja.

Programiranje Arduino Nano isto je kao i programiranje Arduino Nano. Koristite USB kabel i Arduino IDE s odabranom Nano pločom u "Alati" i "Upravitelj ploče". Ovaj proces se može obaviti ako je ploča umetnuta u ploču za kruh. Nakon programiranja postavite Nano ploču u utičnicu na PCB prijemnika.

Obje jedinice HC-12 trebaju biti postavljene na iste parametre sa Arduino Uno. Upute su u originalnim uputama.

Korak 5: Hardver i postavljanje

Najkritičniji dijelovi su kontakti za poštu i garažna vrata. Ovi kontakti se nalaze unutar poštanskog sandučeta i na mehaničkoj stazi garažnih vrata, na mjestu do kojih vrata dopiru, prilikom zatvaranja. Kontakt poštanskog sandučića sastoji se od trska i neodimijumskog magneta. Reed prekidač je montiran ljepljivom trakom, unutar kutije na jednoj strani rupe za umetanje slova. Magnet je pričvršćen na poklopac pošte tako da se djelomično otvori poklopac, aktivira se prekidač. Žice su spojene na mali XH konektor.

Isto rješenje za kontakt koristi se za garažna vrata. U tom slučaju kontakt se može stvoriti i krajnjim prekidačem. Na vama je koja će se varijanta odabrati. No, postoje još neke mogućnosti: Isti garažni sustavi mogu imati priključni blok s kontaktima krajnjeg prekidača, unutar upravljačke kutije garaže. U tom slučaju samo spojite žice na odgovarajuće vijke.

Pošiljalac

Dijelovi se postavljaju na prototip PCB -a, koji je izrezan na manju veličinu. Na ploči su postavljene utičnice za HC-12 modul i za Attiny-85, konektori za bateriju i priključni blokovi za oba alarmna kontakta. Izvan ploče je postavljen prekidač za resetovanje, plava LED dioda i SMA antena. Sve ostale komponente su na PCB -u lemljene i povezane žicama u donjem dijelu ploče. Držač baterije i štampana ploča su montirani unutar plastične kutije. To može biti bilo koja plastična kutija odgovarajućih dimenzija, koristim razvodnu kutiju otpornu na vlagu. Kutija je montirana ispod krova garaže, a žice se provode kroz plastične cijevi.

Na fotografiji kutije pošiljatelja nalaze se neki dijelovi koji nisu predmet ovog članka. Dodao sam još elektronike unutar kutije.

Prijemnik

Komponente prijemnika mogu se staviti u bilo koju univerzalnu kutiju. Koristio sam plastičnu kutiju sa starog bežičnog zvona na vratima. Dijelovi su ponovno lemljeni na prototipu PCB -a, uključujući obje LED diode. Postoje utičnice za MCU i HC-12 modul, a muški konektori lemljeni na ploči za zvučnik, dugme za resetiranje i napon napajanja. Na prednjem poklopcu su napravljene rupe za LED diode, u gornjem dijelu za dugme Reset i antenu.

Podešavanje

Kako je autor originalnog projekta napisao, postoji mnogo razloga za sprečavanje uspješne komunikacije pošiljatelja i primatelja. Prije svega, dvaput provjerite spoj žice i lemljenje. Ako je sve u redu, pokušajte uspostaviti komunikaciju s obje jedinice postavljene jedna na drugu. Ako postoje problemi, provjerite HC-12 module u jednostavnom krugu s arduinom, na dvije ploče. Koristite uputstva prema vrlo dobrom članku o modulu: Komunikacija na velike udaljenosti Postoji jednostavan softver HC-12 messenger. Učitajte isti softver na arduino i provjerite komunikaciju. Ako je u redu, oba modula su dobra.

Kao sljedeći korak, pokušajte proširiti arduino uno s HC-12 na matičnoj ploči, na sve komponente za pošiljatelja i primatelja i programirajte oba arduina. U tom slučaju provjerite arduino uno pinove u usporedbi s Attiny-85 i Nano u ino datotekama i promijenite brojeve pinova, ako je potrebno. Iz tog razloga, dodao sam unutar ino datoteka odgovarajuće arduino pinove u retke napomena. Ako problem potraje, pokušajte pronaći grešku u programiranju, koristeći hardversku seriju. Na ovaj način možete unijeti neke kritične točke programa, provjeriti poruke i vidjeti ih na serijskom monitoru. Možete vidjeti koji su dijelovi programa završeni, a koji nisu. Simulirajte prekidače za poštu i garažu dodirivanjem žica. Nakon rješavanja problema zamijenite zadnje ploče MCU -ovima (Attiny i Nano).

Prva komunikacija između jedinica trebala bi se obaviti na stolu. Ako je sve u redu, postavite jedinice na mjesto i provjerite ponovo.

Hvala na čitanju i sretno.