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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

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 je projekt prošao kroz nekoliko iteracija, a ja sam pokušao proći kroz mnoge druge dostupne tutoriale na internetu i nisam mogao pronaći onu koja mi je uspjela. Ako želite tek prijeći na početak, preskočite na korak 3, u suprotnom nastavite na korak 2 gdje ću raspravljati o razvoju.

Pribor:

Lemilica

Lemljenje i fluks za elektroniku

Rezervna žica za spajanje

3D pisač

Oglasna ploča

Osnovno razumijevanje Hassia

Osnovne vještine Arduino programiranja

Korak 1: Razvoj

Home Assistant izvrstan je alat za povezivanje nekih složenijih postavki koje možda želite. Za mene je početno zanimanje za projekt bilo osvjetljavanje stubišta s kutom. Pronalaženje pravog vodiča za izgradnju učinkovite PIR osjetnice za kućnu upotrebu bilo je teško. Naravno da postoji mnoštvo lakih načina da to funkcionira, ali učiniti ga energetski učinkovitim i učinkovitim za svakodnevnu uporabu 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 da sam došao do dvije glavne točke zašto je ovaj dizajn bio učinkovit.

Latencija

Počeo sam s ESPHomeom dizajnirati ovaj senzor. 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 mali problem s kašnjenjem kada pozivi za uključivanje svjetla moraju proći kroz podizanje sustava ESPhome, 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, MQTT je postao energetski najučinkovitiji i najbrži način za donošenje signala kretanja u Hassio.

Korištenje MQTT -a sa statičkim IP -om smanjilo je vrijeme na manje od 2 sekunde. MQTT signal dosegao bi Hassio između 800 i 1200 ms. Prilično prokleto dobro.

Život baterije

Kao što je već spomenuto, prijelaz 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 najučinkovitiji u upravljanju svojom snagom, pa je važno bilo stisnuti svaku bateriju. 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 najučinkovitiji u dometu i cijeni energije. To je širokokutni PIR senzor s izvrsnim 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 širokokutni PIR senzor

Lipo baterija od 3,7v 1000 mWh

2x 10k otpornika

120K otpornik

5k otpornik

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 navedeno u Hassio -u.

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

Sljedeća stvar koju moramo učiniti je postaviti neke senzore predložaka koji će držati naše MQTT podatke kako bi bili malo prilagođeniji Hassio prednjem kraju. Ako želite znati više o predlošcima i predlošcima, ovdje ću ispustiti ovu vezu Hassio.

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

U svoju glavnu datoteku configuration.yaml dodao sam neke retke kako bih uključio i binarne senzore predložaka i senzore 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, upotrijebite uređivač datoteka da biste stvorili novu datoteku yaml i naslovili je nešto na što se možete pozvati u configuration.yaml. U svom primjeru koristim templatesensor.yaml i templatebinarysensor.yaml

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

Posljednje, ali ne i najmanje važno, postavite stavku nadzorne ploče koja može vidjeti razine baterije i senzor pokreta.

Korak 4: Shema i ispitivanje

Slijedeći shemu ožičenja, spojite komponente za ispitivanje na ploču. Važne napomene u ožičenju su da provjerite jeste li ispravno spojili žice uzemljenja radi učinka povlačenja. To će natjerati tranzistor da resetira WeMos D1 Mini nakon buđenja. Trebali biste moći testirati funkciju buđenja i resetiranja tako što ćete WeMos D1 Mini priključiti na USB priključak. Trebalo bi se resetirati nakon što mašete rukom ispred PIR -a. Ovo je izborno, ali možete i odlijepiti smd LED svjetla s senzora pokreta kako biste skratili malo više trajanja baterije. Preporučio bih da to učinite nakon što provjerite funkcionira li senzor pokreta prema očekivanjima. Ako imate USB priključen na računalo, dvaput ga provjerite pomoću arduino IDE -a koji se pokreće i resetira pokretačem pokreta.

Na svojoj nadzornoj ploči Hassio trebali biste 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 da pokrenete bilo što unutar Hassia, a ovdje biste bili gotovi ako je to sve što tražite. No, dopustimo da ovaj završni lak bude 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 kodova da vidite gdje je svaki korak i što radi s hardverom

- ne zaboravite spojiti sve negativne vodeće točke

Korak 5: Spajanje na prekidač za svjetlo Wifi

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 doista olakšali dodavanje integracija i drugih platformi koje se mogu kontrolirati s 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 izravno otišao s korisnim teretom MQTT. Na kraju, ali ne i najmanje važno, konfigurirajte svoj izbor svjetla ili uređaja, a senzor bi trebao biti u funkciji.

Korak 6: Projekt stanovanja

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

Napomena: Pomalo sam zaboravio odakle mi ovaj čudni format za izradu prototipa PCB -a, pa bih predložio da jednostavno izrežete svoj 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 točno 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 automatizacije doma. Dugo mi je trebalo da natjeram sve pokretne dijelove da proizvedu ovu instrukciju, ali drago mi je da mi je trebalo neko vrijeme da je spustim. Ovaj mi je projekt pokazao neke granice korištenja nekih pristupačnijih načina programiranja 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 svibnja ili lipnja 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 temeljenog na WeMos D1 Mini. Ono što je WeMos D1 Mini je to što ima ugrađeni pretvarač od 5v do 3v 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 buranjima i nastavili s ovim projektom.