Mreža senzorskih stanica za osvjetljenje i sigurnosnu kontrolu: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

S ovom mrežom senzorskih postaja konfiguriranom u master/slave načinu rada, moći ćete obavljati kontrolu rasvjete i sigurnosti u svom domu. Ove senzorske stanice (Node01, Node02 u ovom projektu) povezane su s glavnom stanicom (Node00) spojenom na vašu lokalnu WiFi mrežu. Node01 sam instalirao u svoju ostavu, a Node02 u svojoj garaži kontrolirajući svjetla i kretnje. Glavna postaja instalirana je u našoj sobi za sjedenje spojenoj na naš WiFi ruter. Instalirao sam zvono u garaži i mali zvučni signal u glavnoj postaji da se oglasi kad neka senzorska stanica u mreži otkrije kretanje.

Glavne značajke mreže su:

• Moguće je konfigurirati mrežu s više od dvije senzorske stanice (slave stanice) (Node01, Node02, Node03,….)
• Zbog uporabe bežičnih primopredajnika s antenom, mreža je u stanju pokriti široko područje
• Cijelom mrežom možete upravljati s mobilnog telefona
• Pošaljite e -poštu (Gmail račun) kada se otkrije pokret i kada je omogućen način alarma. Dakle, ako omogućite Gmail push obavijesti na svom mobitelu, znat ćete kada se otkrije kretanje u vašoj mreži

za domotičke svrhe:

• Uključite svjetla kad se otkrije smetnja / uvijek uključite svjetla (za cijelu mrežu ili za svaku slave stanicu)
• Promijenite vrijeme u minutama da se svjetla pale nakon otkrivanja pokreta za svaku podređenu postaju

iz sigurnosnih razloga:

• Omogućite i onemogućite način alarma
• Svaka podređena stanica može poslati signal glavnoj stanici (Node00) kada je aktiviran način alarma i detektirano kretanje
• Glavna postaja može aktivirati zvono i poslati e -poruku kada se jedan od ovih signala primi s bilo koje podređene postaje i kada je omogućen način alarma. Glavna postaja (Node00) povezana je s internetom putem wifi veze za upravljanje cijelim sustavom pomoću mobilnog telefona. Konfiguriran je poput WifiWebServera

Korak 1: Popis materijala

Popis materijala koji sam upotrijebio za izradu Node01 i Node02 (slave stanice) je sljedeći:

• Mega ploča 2560 R3
• Plastični nosač za MEGA 2560 R3
• HC-SR501 PIR senzor
• Plastični nosač za HC-SR501
• 5V relej
• Modul bežičnog primopredajnika 2.4G 1100m NRF24L01+PA+LNA s antenom LKY67
• 8Pin adapter NRF24L01 (za poboljšanje značajki NRF24L01)
• HLK-PM01 AC DC 220V do 5V mini napajanje

Popis materijala za izgradnju Node00 (master postaje) je sljedeći:

• Mega ploča 2560 R3
• Plastični nosač za MEGA 2560 R3
• WiFi modul NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266
• Modul bežičnog primopredajnika 2.4G 1100m NRF24L01+PA+LNA s antenom LKY67
• 5v-3.3v VCC adapterska ploča za NRF24L01 (radi poboljšanja značajki NRF24L01)
• Adapter AC-DC, 9V, 1A (2, 1 mm x 5, 5 mm)

Osim toga, koristio sam sljedeće materijale:

• 2 pin 5 mm PCB spojnice
• Kratkospojne žice
• Oglasna ploča MB-102 (800 kontakata)
• Mini lemna ploča 170 kontakata
• Skup LED dioda i otpora
• PCB ploče
• Komplet limenog lemilice
• Pištolj za ljepilo
• Prozirni metakrilat
• zvono

Korak 2: Kako se povezati i programirati Node01 i Node02 (slave stanice)

Za programiranje skice "SlaveSation.ino" trebala mi je biblioteka RF24 i biblioteka mreže RF24.

Na gornjoj shemi toka možete vidjeti logiku senzorske stanice i poruka koje se razmjenjuju između podređene senzorske postaje i glavne.

Prije učitavanja skice morate konfigurirati adresu podređenog čvora u oktalnom formatu

const uint16_t this_node = 01; // Adresa našeg čvora u oktalnom formatu (slave): 01, 02, 03…

Značenje LED dioda na svakoj slave stanici je sljedeće:

• Plava led. Bit će uključeno dok je pin PIR osjetnika visok.
• Green je vodio. Uključit će se kada je alarm povezan.

Korak 3: Kako se povezati i programirati Node00 (Master Station)

Na stanici Node00 možemo pronaći dvije različite ploče:

• MEGA 2560 R3 ploča. Ovaj uređaj se koristi za primanje poruka s slave stanice s otkrivanjem pokreta bežičnom komunikacijom. Aktivirat će se zvono kada se otkrije pokret i alarm se spoji. Za zaustavljanje zvona samo isključite način alarma. Štoviše, slanjem slave stanica šalje poruke s NodeMCU -a kako bi omogućio ili onemogućio detekciju pokreta, uvijek palio svjetla, uvijek gasio svjetla,…
• NodeMCU ploča Lua Amica V2 ESP8266. Radi kao Wifi web poslužitelj za prijenos i primanje naredbi s udaljenog mjesta pomoću web stranice u mobilnom telefonu. Štoviše, šalje poruke e-pošte kada se detektira pokret i omogući alarmni način rada.

Oba uređaja programirana su za međusobnu komunikaciju u konfiguraciji Master (NodeMCU)/Slave (MEGA) putem sinkronog serijskog protokola I2C pomoću knjižnice žica. I2C protokol uključuje korištenje dvije linije za slanje i primanje podataka: pin za serijski sat (SCL) i pin za serijske podatke (SDA) preko kojeg se šalju podaci između dva uređaja.

Kao što možete vidjeti na crtežu, dva pina za I2C komunikaciju na ploči MEGA 2560 R3 su:

1. SDA -> pin 20 SDA
2. SCL -> pin 21 SCL

a drugi u NodemMCU -u su:

1. SDA -> digitalni pin 1
2. SCL -> digitalni pin 2

Prije nego što učitate skicu za ESP8266, morate instalirati ploču ESP8266. Da biste to učinili, morate unijeti "https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json" u "Dodatne URL -ove upravitelja ploče" u prozoru postavki u Arduino IDE -u. Nakon toga morate otvoriti upravitelj ploča i instalirati "esp8266"

Koristim vanjski adapter za napajanje (9V, 1A) za ploču MEGA 2560 R3 (istosmjerna utičnica, 2, 1 mm x 5, 5 mm) i povezujem ploču NodeMCU s pinom 3V3 na ploči MEGA.

Korak 4: WifiWebServer (NodeMCU u glavnoj stanici)

Skica učitana u NodeMCU (Node00 ili glavna stanica) konfigurirana je poput Web poslužitelja spojenog na vašu kućnu WiFi mrežu. Moguće je pristupiti daljinski ako konfigurirate prosljeđivanje portova u usmjerivaču.

Prije nego što učitate skicu WifiWebServerV3.ino u NodeMCU, morate učiniti sljedeće:

1. Ažurirajte port koji ćete konfigurirati na usmjerivaču (prosljeđivanje portova) za daljinski pristup NodeMCU -u
2. Ažurirajte korisnika i lozinku za pristup svojoj kućnoj WiFi mreži
3. Ažurirajte prijavu i lozinku za svoj Gmail račun za slanje e-pošte kada se otkrije pokret i alarm je povezan
4. Ažurirajte adresu e-pošte na koju ćete primati e-poštu

Da biste ažurirali korisnika, lozinku i port koji poslužitelj koristi za slušanje, morate potražiti sljedeći kôd u skici WifiWebServerV3.ino i ažurirati ga:

const char*ssid = "*** vaš ssid ***";

const char*lozinka = "*** vaša lozinka ***"; WiFiServer poslužitelj (80);

Da biste ažurirali adresu e-pošte na koju ćete primati e-poštu, morate potražiti sljedeći kôd i ažurirati ga:

const char*to_email = "*** adresa e-pošte na koju ćete primiti poruku ***";

Da biste ažurirali korisnika i lozinku svog Gmail računa za primanje e-pošte, morate potražiti sljedeći kôd u datoteci "Gsender.h" i ažurirati ga:

const char*EMAILBASE64_LOGIN = "*** vaša adresa e-pošte kodirana u BASE64 ***";

const char*EMAILBASE64_PASSWORD = "*** vaša lozinka kodirana u BASE64 ***"; const char*FROM = "*** vaša adresa e-pošte ***";

Za kodiranje ili dekodiranje podataka u BASE64 koristio sam www.base64encode.org

Ako trebate više informacija o slanju i primanju e-pošte s ESP8266, ovdje postoji "Uputa"

Kada to učinite, možete testirati vezu na usmjerivaču. Ako je uređaj spojen, morate rezervirati dodijeljenu IP adresu za ovaj uređaj. Štoviše, dobra je ideja razgovarati s davateljem internetskih usluga kako biste postavili statičku IP adresu na usmjerivaču.

Da biste pristupili web stranici u blizini vašeg WiFi rutera, samo upišite lokalnu IP adresu koju je usmjerivač dodijelio prema portu koji koristite u web navigatoru. Na primjer: 192.168.40.15:800. Ako pokušate pristupiti daljinski, morate upisati IP adresu usmjerivača prema portu koji koristite kao gore.

Web stranica koju vam prikazujem na slikama programirana je za upravljanje mrežom s dvije podređene postaje.

Sustav je u početku konfiguriran za upravljanje s najviše 5 slave stanica, ali ga možete promijeniti. Samo potražite sljedeći kôd u WifiWebServerV3.ino i SlaveStation.ino

#define number_max_slaves 5

Web stranica je u početku podijeljena u 4 odjeljka:

1. Odjeljak "Navedite" gdje vam prikazuje je li alarm povezan ili nije
2. Odjeljak "Brojač alarma" gdje vam prikazuje broj detekcije pokreta u svakoj slave stanici
3. Odjeljak "Alarm" gdje možete spojiti ili isključiti (CONNECT ALARM/DISCONNECT ALARM) alarm i resetirati brojač alarma (RESET COUNTERS)

4. Odjeljak "Rasvjeta" gdje možete kontrolirati svjetla svake slave stanice. Možete kontrolirati sljedeće:

   • Uključite svjetla na svim podređenim postajama / uključite svjetla samo kad se detektira pokret na svim podređenim postajama (MREŽA UVIJEK UKLJUČENA / MREŽA KAD SE KRETANJE)
   • Promijenite vrijeme u minutama svjetla su uključena za svaku podređenu stanicu (NODExx ON 1 MINUTE/NODEXX ON 2 MINUTE)
   • Uključite svjetla za svaku slave stanicu (NODExx UVIJEK UKLJUČENO)
   • Uključite svjetla za svaku podređenu stanicu samo kad se detektira pokret (NODExx_MOV)

Ne morate ništa mijenjati jer će raditi bez obzira na naziv slave stanica koje konfigurirate. Štoviše, automatski će otkriti broj slave stanica povezanih u mrežu.

Naravno, možete skicu skinuti i jednostavno izmijeniti kôd koji je potreban za prikaz vlastite web stranice za kontrolu.

Korak 5: Od početka…

Evo koraka koje morate slijediti da biste izgradili svoju mrežu:

1. Kupite sav materijal slijedeći popis koji vam dajem u "koraku 1"
2. Spojite komponente prema crtežu koji možete preuzeti u "Korak 2" i "Korak 3"
3. Napravite kutije za svaku slave stanicu i glavnu stanicu. Napravio sam kutije od metakrilata.

4. Konfigurirajte svaku slave stanicu:

   Preuzmite i učitajte skicu "SlaveStation.ino" u jednu ploču MEGA 2560 R3. Morate samo urediti skicu i ažurirati adresu slave stanice kao što možete vidjeti u "Koraku 2"

5. Konfigurirajte glavnu stanicu:

   • Preuzmite i učitajte skicu "SlaveStation.ino" u jedan MEGA 2560 R3. Ne morate ništa mijenjati bez obzira na broj podređenih čvorova vaše mreže. U početku je skica konfigurirana za najviše 5 slave stanica.
   • Preuzmite i učitajte skicu "WifiServerV3.ino" u NodeMCU. Morate ažurirati skicu slijedeći upute u "koraku 4"
6. Konfigurirajte svoj usmjerivač za daljinski pristup NodeMCU (prosljeđivanje portova, statički IP …)