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

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

Ovaj Instructables temelji se na obavijesti o poštanskom sandučiću Johan Moberg. U usporedbi s ovim projektom, napravio sam neke promjene:

1. Daleko od moje kuće nije samo poštanski sandučić, već i garaža. Nalaze se na jednom mjestu u blizini ceste, a kuća se nalazi oko 50m od zemlje. Zbog vrlo osjetljivog daljinskog upravljača garaže, to se dogodilo nekoliko puta, garažna vrata su slučajno otvorena. Sada bih želio znati jesu li vrata garaže zatvorena ili nisu. Stoga proširujem izvorni 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 stvaraju se 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. U Arduino softveru napravljene su male izmjene, kako bi se održale gornje izmjene hardvera.
5. Bežična poludupleksna komunikacija dobro radi ako obje jedinice (pošiljatelj i primatelj) rade. No, ako jedna od obje jedinice otkaže (kao što je slaba baterija i tako dalje), druga jedinica nastavlja raditi i pretvarati se da komunicira (prijemnik). U tom slučaju komunikacija se prekida čak i ako se pogreška otkloni na bilo kojem mjestu. Rješenje: treba stvoriti novu komunikaciju. Iz tog razloga u pošiljatelju je dodat krug resetiranja s indikatorom.

Opis

Projekt se sastoji od dva dijela: pošiljatelja i primatelja. Pošiljatelj koji se nalazi na mjestu garaže detektira signale kontakta poštanskog sandučića i otvorenog kontakta garažnih vrata. Ako je jedan od ovih kontakata aktiviran, odašiljač HC12 šalje bežični signal prijamniku. Na prijemniku je naznačeno stanje "alarma", poput "pošta je stigla" ili "garažna vrata otvorena" trepćući odgovarajuću LED i reproduciranu pjesmu. Poništavanjem gumba 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. No ta je vrijednost teoretska i mogla bi se postići na otvorenom. Unutar zgrade maksimalni raspon 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 je jedinica 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 trebao bi odgovarati konektorima s obje strane (SMA konektor antene i HC-12 Ipex konektor).

Korak 1: Dijelovi i alati

Koriste se sljedeći dijelovi:

Linkovi su dostupni za manje uobičajene dijelove.

Pošiljatelj:

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

Prijamnik:

• 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
• Dioda univerzalna, 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, super

Alati:

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

Korak 2: Pošiljatelj

Shema pošiljatelja je na gornjoj slici.

Baterije su tri komada AA tipa. Njihova najveća potrošnja je tijekom prve započete komunikacije, (oko 100mA). Pokušajte ovo vrijeme učiniti što kraćim. Tijekom vremena čekanja potrošnja je vrlo niska (manja od 1 ma), a tijekom 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 plava LED lampica 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 omogućuje korištenje samo jednog jednostavnog prekida.

Opis Attiny-85 i HC-12 vrlo je dobro urađen u spomenutim instrukcijama Johan Moberg.

Korak 3: Prijemnik

Prijemnik se napaja iz glavnog napajanja adapterom 220V AC na 5V DC. To bi mogao 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 spoji napon oko 4V na IC2 generator melodije tijekom alarma. T1 pojačava signal zvučniku. Glasnoća se može podešavati 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 spojene su 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 pošiljatelj spreman - plava LED dioda na pošiljatelju je uključena, veza se može uspostaviti pritiskom na gumb Reset na prijemniku.
2. Nakon uspostavljanja veze obje LED diode naizmjenično trepere u razdoblju od oko 2 sekunde.
3. U slučaju alarma, odgovarajuća LED dioda treperi u razdoblju od približno 1 sekunde, druga LED dioda je tamna.

Korak 4: Softver

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

Softver za pošiljatelja treba učitati na MCU Attiny-85. Za programiranje Attinyja koristite Arduino Uno i Arduino IDE softver na računalu. Na internetu postoje mnogi vodiči kako to učiniti. Preporučujem ovo Attiny85 programiranje. Nakon što program učitate u Attiny, umetnite čip u utičnicu na ploči pošiljatelja.

Programiranje Arduino Nano isto je kao i programiranje Arduino Uno. Koristite USB kabel i Arduino IDE s odabranom Nano pločom u "Alati" i "Upravitelj ploče". Ovaj se postupak može izvesti tako da se ploča umetne u ploču za kruh. Nakon programiranja postavite Nano ploču u utičnicu na PCB prijemnika.

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

Korak 5: Hardver i postavljanje

Najkritičniji dijelovi su kontakti za poštu i garažna vrata. Ovi kontakti su smješteni unutar poštanskog sandučića i na mehaničkoj stazi garažnih vrata, na mjestu do kojih vrata dopiru, tijekom zatvaranja. Kontakt poštanskog sandučića sastoji se od trska i neodimijskog magneta. Reed prekidač je pričvršćen ljepljivom trakom, unutar kutije s jedne strane rupe za umetanje slova. Magnet je pričvršćen na poklopac pošte tako da se djelomično otvore poklopac, aktivira prekidač. Žice su spojene na mali XH konektor.

Ista kontaktna otopina 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.

Pošiljatelj

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 nalazi se prekidač za resetiranje, plava LED dioda i SMA antena. Sve ostale komponente su na PCB -u lemljene i povezane žicama u donjem dijelu ploče. Držač baterije i PCB su montirani unutar plastične kutije. To može biti bilo koja plastična kutija odgovarajućih dimenzija, koristim razvodnu kutiju otpornu na vlagu. Kutija se postavlja ispod krova garaže, a žice se provode kroz plastične cijevi.

Na fotografiji kutije pošiljatelja nalaze se neki dijelovi koji nisu predmet ovog članka. U kutiju sam dodao još neke elektronike.

Prijamnik

Komponente prijemnika mogu se staviti u bilo koju univerzalnu kutiju. Koristio sam plastičnu kutiju od 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, gumb za poništavanje i napon napajanja. Na prednjem poklopcu napravljene su rupe za LED diode, u gornjem dijelu za gumb Reset i antenu.

Postavljanje

Kako je napisao autor izvornog projekta, 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 na stol, jedna do druge. Ako postoje problemi, provjerite HC-12 module u jednostavnom krugu s arduinom, na dvije ploče. Upotrijebite upute 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 su modula dobra.

Kao sljedeći korak, pokušajte proširiti arduino uno s HC-12 na ploču, na sve komponente za pošiljatelja i primatelja, te programirajte oba arduina. U tom slučaju provjerite arduino uno pinove u usporedbi s Attiny-85 i Nano u ino datotekama te po potrebi promijenite PIN brojeve. Iz tog razloga, dodao sam unutar ino datoteka odgovarajuće arduino pinove u retke napomena. Ako problem i dalje postoji, pokušajte pronaći grešku u programiranju, koristeći hardversku seriju. Na taj način možete unijeti neke kritične točke programa, provjeriti poruke i vidjeti ih na serijskom monitoru. Možete vidjeti koji su dijelovi programa dovršeni, a koji nisu. Simulirajte prekidače za poštu i garažu dodirom žica. Nakon rješavanja problema, zadnje ploče zamijenite 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.