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

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

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

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

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

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

Tema bi sada trebala biti jasna:-)

Također, ova instrukcija je sada dostupna i s moje osobne stranice:

Korak 1: Početak

Konvencije

Ovaj instruktor 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 gradnju pomoću D1 Mini, matične ploče i nekih senzora. Uključujem Bill of Materials (BOM) za svaki, ali preskočit ću očite 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/Narančasta za napajanje, obično 3.3V. Ponekad će biti 5V, budite oprezni.
• Crna za tlo.
• Žuta za digitalne podatkovne signale: Bitovi putuju i mogu se čitati čipovima kakvi jesu.
• Plava/ljubičasta za analogne podatkovne signale: Ovdje nema bitova, samo običan napon koji se mora izmjeriti i izračunati kako bi se razumjelo što se događa.

Homie za ESP8266 isporučuje desetak primjera, tu sam počeo graditi ovaj instruktor.

Oglasna ploča

D1 je prilično prikladan za izradu ploča, 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 tračnice za napajanje koristit će se za prijenos 3.3V ili 5V.

Bilješka

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

To će napraviti vrlo malu razliku jer su skice dovoljno jednostavne da se mogu kopirati/zalijepiti bez obzira na vaš alat.

Korak 2: Temperatura i vlažnost: DHT22 / DHT11

Izrada 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 visoko (spojen na napajanje), za to koristimo otpornik između razvodnika i podatkovnog pina

Kodirati

Projekt PlatformIO možete preuzeti s:

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

Za DHT22 upotrijebite knjižnicu DHT senzora (ID = 19)

BOM

• Upravljač: Wemos D1 Mini
• Otpornik: 10KΩ

• Senzor: (jedan od ovih)

  • DHT22: Koristio sam vrstu 4 pina koja zahtijeva dodatni otpornik. Postoje 3 pinska modula koji se isporučuju kao SMD, što uključuje otpornik.
  • DHT11: Ovo je jeftinije, ali manje točno, 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 visoko (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.

Kodirati

Projekt PlatformIO možete preuzeti s:

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

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

Za DS18B20 upotrijebite DallasTemperature (ID = 54)

BOM

• Upravljač: Wemos D1 Mini
• Otpornik: 4,7KΩ
• Senzor: DS18B20, na slici je vodootporan
• 3 -pinski vijčani terminal za lakše spajanje kabela na ploču

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

Izrada uređaja

(Nažalost, nemate komponentu Fritzing za digitalnu fotoćeliju)

Digitalni modul fotoćelija 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. Kad je čitanje 1 isključeno, stoga 0 znači svjetlo ako je uključeno.

Kodirati

Projekt PlatformIO možete preuzeti s:

BOM

Upravljač: Wemos D1 Mini

Senzor: Fotoosjetljivi / Modul za otkrivanje svjetla

Korak 5: Svjetlo: fotootpornik / fotoćelija (analogno)

Izrada uređaja

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

Između GND -a i podatkovnog pina nalazi se otpornik za stvaranje razdjelnika napona. Svrha je stvoriti poznati raspon vrijednosti:

• Ako nema svjetla, fotoćelija će u osnovi blokirati VCC, povezujući tako GND s vašim podatkovnim pinom: Pin će očitati gotovo 0.
• S mnogo jakog svjetla, fotoćelija će dopustiti VCC -u 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 Arduina pomoći smanjiti s 0-1023 na (na primjer) 0-255.

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

Kodirati

Projekt PlatformIO možete preuzeti s:

BOM

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

Reference

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

Korak 6: Optički detektor: QRD1114

Izrada uređaja

Kodirati

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.

Za daljnji rad 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!).