बैटरी चालित शेड डोर और लॉक सेंसर, सोलर, ESP8266, ESP-Now, MQTT: 4 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

इस निर्देशयोग्य में मैं आपको दिखाता हूं कि कैसे मैंने अपने रिमोट बाइक शेड के दरवाजे और लॉक की स्थिति की निगरानी के लिए बैटरी से चलने वाला सेंसर बनाया। मेरे पास नोग मेन पावर है, इसलिए मेरे पास यह बैटरी चालित है। बैटरी को एक छोटे सौर पैनल द्वारा चार्ज किया जाता है।

मॉड्यूल कम बिजली के संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है और गहरी नींद में ईएसपी -07 एस पर चलता है जो जागता है और हर मिनट दरवाजे और लॉक की स्थिति की जांच करता है। हालांकि, जब दरवाजा खोला जाता है, तो मॉड्यूल को एक साधारण हार्डवेयर सर्किट द्वारा तुरंत 'दरवाजा खुला' सूचना भेजने के लिए जगाया जाता है। मॉड्यूल ईएसपी-नाउ के माध्यम से संचार करता है, जिसमें संचरण का समय बहुत कम है, केवल थोड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

ओपनहैब और मॉस्किटो पर चलने वाला मेरा होम ऑटोमेशन संदेशों को संभालता है और अलार्म चालू होने पर टेलीग्राम के माध्यम से मुझे एक खतरनाक संदेश भेजता है।

आपूर्ति

सभी घटक Aliexpress से खरीदे जाते हैं।

• ESP-07S मॉड्यूल को ESP-Now रेंज को बढ़ाने के लिए बाहरी एंटीना के आसान कनेक्शन के लिए चुना गया है।
• बैटरी सुरक्षा के साथ TP4056 चार्जर बोर्ड
• 18650 लीपो बैटरी
• रीड स्विच (दरवाजे की स्थिति की निगरानी के लिए नहीं)
• संपर्क स्विच (मॉनिटर लॉक स्थिति)
• सौर पैनल (6V, 0.6W)
• ट्रांजिस्टर, प्रतिरोधक, डायोड, कनेक्टर (योजनाबद्ध देखें)

चरण 1: हार्डवेयर

जैसा कि निर्मित योजनाबद्ध चित्र के रूप में शामिल है। मैंने सबसे पहले सर्किट को ब्रेडबोर्ड पर प्रोटोटाइप किया। फिर मैंने सभी घटकों को एक पूर्ण बोर्ड पर मिलाप किया।

मैं एक ESP-07S ESP8266 मॉड्यूल का उपयोग करता हूं क्योंकि इसमें बाहरी एंटीना के लिए एक कनेक्शन है। चूंकि मेरी बाइक का शेड बाहर है, वाईफाई सिग्नल को कंक्रीट की दीवार से गुजरना पड़ता है। मुझे पता चला कि एक बाहरी एंटीना ईएसपी-नाउ की सीमा को दृढ़ता से बढ़ाता है। काफी तार्किक, क्योंकि यह एक वाईफाई सिग्नल है।

डोर सेंसर के लिए मैंने बॉटन NO और NC कनेक्शन के साथ रीड स्विच का इस्तेमाल किया। जब दरवाजा बंद होता है, तो स्विच से जुड़ा एक चुंबक स्विच खोलता है। मॉड्यूल हर 60 सेकंड में दरवाजे और लॉक स्थिति की जांच करता है, हालांकि, जब दरवाजा खोला जाता है, तो मुझे तुरंत सूचित किया जाना चाहिए, इसलिए मैंने एक रीसेट सर्किट लागू किया, नीचे देखें।

लॉक सेंसर के लिए मैंने बॉटन NO और NC कनेक्शन वाले कॉन्टैक्ट स्विच का इस्तेमाल किया। जब ताला बंद होता है, ताला पिन स्विच खोलता है। तो, डोर सेंसर और लॉक सेंसर दोनों ही सामान्य रूप से खुले होते हैं (NO)।

बैटरी को एक छोटे 6V सौर पैनल से जुड़ी बैटरी सुरक्षा के साथ TP4056 चार्जर बोर्ड के माध्यम से चार्ज किया जाता है।

मैं नीचे सर्किट के कुछ हिस्सों के बारे में बताऊंगा।

सर्किट रीसेट करें

2N7000 Mosfet के साथ रीसेट सर्किट ESP8266 के रीसेट-पिन से जुड़ा है। यदि दरवाजा बंद है, तो संपर्क खुला है, ट्रांजिस्टर का गेट और स्रोत दोनों ऊंचा है और मस्जिद बंद है। गेट से जुड़े संधारित्र का धनात्मक आवेश होता है। ESP8266 GPIO12 को उच्च = बंद के रूप में पढ़ता है।

जब दरवाजा खोला जाता है, तो मस्जिद का स्रोत जमीन से जुड़ा होता है। चूंकि गेट ऊंचा है, मस्जिद चालू है और रीसेट पिन को जमीन पर खींचती है, जिसके परिणामस्वरूप ESP8266 का रीसेट होता है। संधारित्र को R7 के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है और फिर मस्जिद को बंद कर देता है। ५० एमएस की कम पल्स के लिए मेरे आस्टसीलस्कप का स्क्रीनशॉट देखें। पल्स के बाद, ESP8266 बूट हो जाता है। ESP8266 GPIO12 को LOW = ओपन के रूप में पढ़ता है।

जब दरवाजा फिर से बंद हो जाता है, तो रोकनेवाला R6 स्रोत और GPIO12 को ऊपर खींचता है।

बैटरी की निगरानी

बैटरी वोल्टेज VBat और GND के बीच वोल्टेज विभक्त के माध्यम से पढ़ा जाता है। हालाँकि, मैं VBat और GND के बीच एक स्थायी कनेक्शन नहीं चाहता, क्योंकि इससे बैटरी खत्म हो जाती है। इसलिए मैंने वोल्टेज डिवाइडर के ऊंचे हिस्से पर एक पी-चैनल मस्जिद लगाई और मस्जिद के गेट को ऊपर खींच लिया गया, इसलिए मस्जिद बंद है। केवल जब GPIO14 कम होता है, तो मस्जिद को चालू किया जाता है और ESP8266 ADC के साथ वोल्टेज को रीड कर सकता है।

चरण 2: सॉफ्टवेयर

बिजली बचाने के लिए ESP8266 मॉड्यूल ज्यादातर डीप स्लीप मोड में है।

प्रत्येक 60 सेकंड में, मॉड्यूल वाईफाई अक्षम के साथ बूट हो जाता है और लॉक और दरवाजे की स्थिति को मापता है और जांचता है कि आरटीसी मेमोरी में संग्रहीत मानों की तुलना में ये स्थिति बदल गई है या नहीं। यदि कोई स्थिति बदल गई है, तो मॉड्यूल न्यूनतम समय के लिए सोता है और ईएसपी-नाउ के माध्यम से नई स्थिति भेजने के लिए सक्षम वाईफाई के साथ जागता है। और निश्चित रूप से नए पदों को आरटीसी-मेमोरी में संग्रहीत किया जाता है। अगर कुछ भी नहीं बदला गया था, तो मॉड्यूल बस फिर से सो जाता है और वाईफाई बंद होने के साथ जाग जाता है।

मेरा अन्य निर्देश देखें जिसमें मैं समझाता हूं कि मैं संदेश प्रसारित करने और उन्हें MQTT संदेशों में बदलने के लिए ESP-Now का उपयोग कैसे करता हूं।

यदि 'OTA-सर्किट' को जम्पर के माध्यम से मैन्युअल रूप से बंद किया जाता है, तो मॉड्यूल जाग जाता है और ESP8266HTTPUpdateServer के माध्यम से OTA अपडेट की प्रतीक्षा करने के लिए मेरे वाईफाई नेटवर्क से जुड़ जाता है।

हर 30 मिनट में बैटरी का वोल्टेज मापा और प्रकाशित किया जाता है।

यह स्टेट मशीन की तरह काम करता है। मेरे जीथब पर प्रकाशित होने वाले कार्यक्रम में राज्यों को परिभाषित किया गया है।

STATE_CHECK: रेडियो बंद (वाईफाई बंद) के साथ जागें, बस जांचें कि क्या कुछ बदल गया है

STATE_INIT: रेडियो चालू (वाईफ़ाई चालू) के साथ जागें और दरवाज़े और लॉक की स्थिति ट्रांसमिट करें

STATE_DOOR: रेडियो चालू करके जागें, अगली बार बूट होने पर डोरस्टेट प्रकाशित करें

STATE_LOCK: रेडियो चालू करके जागें, अगली बार बूट होने पर लॉकस्टेट प्रकाशित करें

STATE_VOLTAGE: रेडियो चालू करके जागें, अगली बार बूट होने पर वोल्टेज प्रकाशित करें

STATE_OTA 5: रेडियो चालू करके जागें, OTA मोड पर जाएं

चरण 3: इकट्ठा

मैं अपने प्रोजेक्ट को असेंबल और डिस्सेबल करने में सक्षम होने के लिए स्क्रू टर्मिनलों और डीसी पुरुष/महिला कनेक्टर का उपयोग करता हूं। मैंने सभी भागों को एक छोटे ABS बॉक्स में रखा, तस्वीरें देखें। मैंने इलेक्ट्रिक आइसोलेशन के लिए केप्टन टेप में पुर्जों को एनकैप्सुलेट किया

मैं एक पुरुष डीसी-प्लग (5.5 x 2.1) के माध्यम से सौर पैनल को 1N5817 डायोड से जोड़ता हूं जिसमें कम आगे वोल्टेज होता है।

रीड स्विच को बॉक्स में चिपका दिया जाता है और सही स्थिति में दरवाजे पर एक चुंबक चिपका दिया जाता है।

ताला संपर्क पक्ष से दर्ज किया गया है, चित्र देखें।

चरण 4: कार्य मॉड्यूल

प्राप्त डेटा मेरे ओपनहैब होम ऑटोमेशन द्वारा पढ़ा जाता है। मैं आपको पसंद करता हूं, मैं ओपनहैब फाइलें पोस्ट कर सकता हूं।

मैं निगरानी करता हूं:

• बैटरी वोल्टेज (दृढ़ता के साथ इसलिए मैं एक ग्राफ में समय के साथ वोल्टेज देखता हूं)।
• दरवाजे और ताले की स्थिति।
• समय की स्थिति बदल गई है।

इस तरह, जब मैं बिस्तर पर जाता हूं, तो मैं आसानी से देख सकता हूं कि सभी शेड बंद हैं या नहीं।

मैं उपयोग की शुरुआत में, बैटरी को एक उज्ज्वल दिन पर चार्ज किया गया था, और एक या दो सप्ताह के बाद tge बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो गई थी। अब शरद ऋतु में बैटरी चार्ज रहती है। जाहिरा तौर पर मॉड्यूल बहुत किफायती है और बहुत कम ऊर्जा का उपयोग करता है तो एक छोटा सौर पैनल उत्पन्न होता है। मांसल बैटरी में शायद कुछ महीनों के अंधेरे के लिए शक्ति होती है। आइए देखें कि इस सर्दी में मॉड्यूल कैसा प्रदर्शन करता है, जब शेड में तापमान बहुत कम होता है।