NodeMCU Home Automation (ESP8266): 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Γεια σας παιδιά! Ελπίζω να σας άρεσε ήδη το προηγούμενο διδακτικό μου "Arduino Heart Beat With ECG Display & Sound" και είστε έτοιμοι για ένα νέο, ως συνήθως έκανα αυτό το σεμινάριο για να σας καθοδηγήσω βήμα προς βήμα κάνοντας τέτοιου είδους εξαιρετικά εκπληκτικά χαμηλού κόστους ηλεκτρονικά έργα που είναι το "σύστημα αυτοματισμού NodeMCU Home".

Κατά την εκπόνηση αυτού του έργου, προσπαθήσαμε να βεβαιωθούμε ότι αυτό το διδακτικό θα είναι ο καλύτερος οδηγός για εσάς, προκειμένου να σας βοηθήσουμε εάν θέλετε να φτιάξετε το δικό σας Smart σπίτι, οπότε ελπίζουμε ότι αυτό το διδακτικό περιέχει τα απαραίτητα έγγραφα. Αυτό το έργο είναι τόσο βολικό να γίνει ειδικά μετά την απόκτηση του προσαρμοσμένου PCB που παραγγείλαμε από το JLCPCB για να βελτιώσουμε την εμφάνιση της ηλεκτρονικής μας συσκευής και επίσης υπάρχουν αρκετά έγγραφα και κωδικοί σε αυτόν τον οδηγό για να μπορείτε να δημιουργήσετε εύκολα το έργο σας NodeMCU.

Έχουμε κάνει αυτό το έργο σε μόλις 4 ημέρες, μόλις δύο ημέρες για να αποκτήσουμε όλα τα απαραίτητα μέρη και να ολοκληρώσουμε την κατασκευή του υλικού και τη συναρμολόγηση, στη συνέχεια έχουμε προετοιμάσει τον κώδικα που ταιριάζει στο έργο μας και ξεκινάμε τις δοκιμές και την προσαρμογή.

Τι θα μάθετε από αυτό το διδακτικό:

1. Κάνοντας τη σωστή επιλογή υλικού για το έργο σας ανάλογα με τις λειτουργίες του.
2. Κατανοήστε τα συστήματα αυτοματισμού σπιτιού.
3. Προετοιμάστε το διάγραμμα κυκλώματος για να συνδέσετε όλα τα επιλεγμένα εξαρτήματα.
4. Συναρμολογήστε όλα τα μέρη του έργου (κουτί συσκευών και ηλεκτρονική διάταξη)..
5. Ξεκινήστε την πρώτη δοκιμή και επικυρώστε το έργο.

Βήμα 1: Τι είναι το σύστημα αυτοματισμού σπιτιού

Ένα σύστημα αυτοματισμού σπιτιού είναι απλώς ένα σύστημα που επιτρέπει σε ορισμένους χρήστες να έχουν πρόσβαση σε ορισμένες ηλεκτρικές συσκευές, όπως συσκευές αστραπής συσκευές ελέγχου θυρών θερμοκρασίας κλπ. Και αυτή η πρόσβαση παρακολουθείται μέσω μιας βασικής εφαρμογής που συνδέεται με το κύριο σύστημα μέσω ασύρματου ή ενσύρματου πρωτοκόλλου, περίπου στο τμήμα αυτοματισμού, το σύστημα είναι σε θέση να ρυθμίσει ορισμένες περιβαλλοντικές παραμέτρους αυτόματα χρησιμοποιώντας ορισμένους ενεργοποιητές και μερικούς αισθητήρες, για παράδειγμα το σύστημα μπορεί να διαβάσει δεδομένα θερμοκρασίας από έναν αισθητήρα θερμοκρασίας και αποφασίζει να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει ένα κλιματιστικό.

Στο έργο μας θα δημιουργήσουμε το κύριο σύστημα που είναι μια ηλεκτρονική πλακέτα κυκλώματος βασισμένη σε έναν πίνακα NodeMCU dev που έχει ήδη μια λειτουργία wifi και αυτή η πλακέτα θα περιβάλλεται από κάποια ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως ρελέ οπτοπαιδιών LED και αισθητήρες, σχετικά με τους αισθητήρες που θα χρησιμοποιήσει τον αισθητήρα κίνησης για ανίχνευση συναγερμού, ένα DHT11 για μέτρηση θερμοκρασίας και υγρασίας και BH1750 για ανίχνευση φωτός.

Σχετικά με τους ενεργοποιητές, θα ελέγξουμε μερικούς λαμπτήρες AC 220V και έναν ανεμιστήρα DC και όλοι αυτοί οι ενεργοποιητές θα ελέγχονται μέσω μιας εφαρμογής Android που έχουμε αναπτύξει μέσω της εφαρμογής Blynk. Έτσι, σε αυτήν την εφαρμογή έβαλα ορισμένους μετρητές για την ανάγνωση των αναλογικών τιμών από τους αισθητήρες και τοποθέτησα μερικά κουμπιά και ρυθμιστικά για τον έλεγχο των εξόδων μου.

Βήμα 2: Μέρη CAD και υλικού

Χρησιμοποίησα το λογισμικό solidworks για να σχεδιάσω αυτό το μοντέλο σπιτιού το οποίο έχει ήδη πρίζες για τα σημεία αστραπής τους αισθητήρες και τον ανεμιστήρα, μπορείτε να πάρετε τα αρχεία STL από το σύνδεσμο λήψης παρακάτω, αφού προετοιμάσω το σχέδιο, τα μέρη μου έχουν παραχθεί πολύ καλά μέσω ενός Κοπή λέιζερ CNC.

Βήμα 3: Διάγραμμα κυκλώματος

Προχωρώντας στα ηλεκτρονικά, δημιούργησα αυτό το διάγραμμα κυκλώματος που περιλαμβάνει όλα τα απαραίτητα μέρη που απαιτούνται για αυτό το έργο. Συνδέω τις πραγματικές εξόδους στον πίνακα NodeMCU Dev και χρησιμοποιώ το DHT11; Το BH1750 και οι αισθητήρες κίνησης που συνδέονται με τη θύρα I²C και την είσοδο ADC, επίσης χρησιμοποίησα τη μοναδική έξοδο PWM της πλακέτας μου NodeMCU Dev και τη σύνδεσα σε βιδωτό ακροδέκτη για να ελέγξω τη φωτεινότητα ορισμένων LED, χρησιμοποίησα διαχωρισμένη ισχύ τροφοδοσία για τα ρελέ και το NodeMCU και με αυτόν τον τρόπο θα προστατεύσω την πλακέτα Dev μου ελέγχοντας την τάση AC 220V.

Βήμα 4: Κατασκευή PCB

Σχετικά με το JLCPCB

Η JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), είναι η μεγαλύτερη επιχείρηση πρωτοτύπων PCB στην Κίνα και κατασκευαστής υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στο γρήγορο πρωτότυπο PCB και στην παραγωγή μικρών παρτίδων PCB. Με πάνω από 10 χρόνια εμπειρίας στην κατασκευή PCB, η JLCPCB έχει περισσότερους από 200, 000 πελάτες στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, με πάνω από 8.000 online παραγγελίες πρωτοτύπων PCB και μικρή ποσότητα παραγωγής PCB την ημέρα. Η ετήσια παραγωγική ικανότητα είναι 200, 000 τ.μ. για διάφορα PCB 1 επιπέδου, 2 στρώσεων ή πολλαπλών στρωμάτων. Η JLC είναι επαγγελματίας κατασκευαστής PCB με μεγάλη κλίμακα, εξοπλισμό φρεατίων, αυστηρή διαχείριση και ανώτερη ποιότητα.

Μιλώντας ηλεκτρονικά

Αφού έκανα τον σχεδιασμό του κυκλώματος, μετέτρεψα αυτό το κύκλωμα σε ένα προσαρμοσμένο σχέδιο PCB με σχήμα σπιτιού για να αποκτήσω ένα όμορφο σχέδιο PCB όταν παραγγέλνουμε το κύκλωμά μας και για να το κάνω, το μόνο που χρειάζομαι είναι να μεταφερθώ στον JLCPCB, τον καλύτερο προμηθευτή PCB με σειρά για να αποκτήσω την καλύτερη υπηρεσία κατασκευής PCB, μετά από μερικά απλά κλικ ανέβασα τα κατάλληλα αρχεία GERBER του σχεδιασμού μου και έθεσα ορισμένες παραμέτρους και αυτή τη φορά θα χρησιμοποιήσουμε το μαύρο χρώμα για αυτό το έργο με χρυσές κηλίδες. μόλις τέσσερις ημέρες μετά την τοποθέτηση της παραγγελίας και τα PCB μου βρίσκονται στην επιφάνεια εργασίας μου.

Σχετικά αρχεία λήψης

Όπως μπορείτε να δείτε στις παραπάνω εικόνες, το PCB είναι πολύ καλά κατασκευασμένο και έχω τον ίδιο σχεδιασμό PCB που φτιάξαμε για τον κύριο πίνακα και όλες τις ετικέτες, τα λογότυπα είναι εκεί για να με καθοδηγήσουν κατά τη διάρκεια των βημάτων συγκόλλησης. Μπορείτε επίσης να κατεβάσετε το αρχείο Gerber για αυτό το κύκλωμα από τον παρακάτω σύνδεσμο λήψης στην περίπτωση που θέλετε να κάνετε μια παραγγελία για το ίδιο σχέδιο κυκλώματος.

Βήμα 5: Συστατικά

Πριν ξεκινήσουμε τη συγκόλληση των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, ας αναθεωρήσουμε τη λίστα εξαρτημάτων για το έργο μας, οπότε θα χρειαστούμε:

★ ☆ ★ Τα απαραίτητα συστατικά ☆ ★

• Το PCB που έχουμε παραγγείλει από το JLCPCB
• Ο πίνακας NodeMCU:
• Αισθητήρας BH1750:
• Αισθητήρας DHT11:
• Αισθητήρας κίνησης:
• Φωτεινά σημεία:
• DC ανεμιστήρας:
• Τα ρελέ:
• Οι οπτοπληρωτές:
• Μερικές αντιστάσεις και τρανζίστορ
• Ορισμένες λυχνίες LED και δίοδοι zener
• Μερικοί σύνδεσμοι με κεφαλίδες:
• Μερικοί σύνδεσμοι SIL

Βήμα 6: Συναρμολόγηση υλικού

Τώρα όλα είναι έτοιμα, ας αρχίσουμε να κολλάμε τα ηλεκτρονικά μας εξαρτήματα στο PCB και για να το κάνουμε αυτό χρειαζόμαστε ένα συγκολλητικό σίδερο και ένα σύρμα συγκόλλησης και έναν σταθμό επεξεργασίας SMD για εξαρτήματα SMD.

Πρώτα η ασφάλεια

Συγκολλητικό σίδερο Ποτέ μην αγγίζετε το στοιχείο του συγκολλητικού σιδήρου….400 ° C! Κρατήστε τα καλώδια που θα θερμανθούν με τσιμπιδάκια ή σφιγκτήρες. Επιστρέφετε πάντα το κολλητήρι στη βάση του όταν δεν το χρησιμοποιείτε. Μην το βάζετε ποτέ στον πάγκο εργασίας. Απενεργοποιήστε τη μονάδα και αποσυνδέστε την όταν δεν τη χρησιμοποιείτε. Όπως μπορείτε να δείτε, η χρήση αυτού του PCB είναι τόσο εύκολη λόγω της πολύ υψηλής ποιότητας κατασκευής του και χωρίς να ξεχνάτε τις ετικέτες που θα σας καθοδηγήσουν ενώ κολλάτε κάθε συστατικό επειδή θα βρείτε στο επάνω στρώμα μεταξιού μια ετικέτα κάθε εξαρτήματος που υποδεικνύει την τοποθέτησή του τον πίνακα και με αυτόν τον τρόπο θα είστε 100% σίγουροι ότι δεν θα κάνετε λάθη συγκόλλησης. Έχω κολλήσει κάθε στοιχείο στην τοποθέτησή του και μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και τις δύο πλευρές του PCB για να κολλήσετε τα ηλεκτρονικά σας εξαρτήματα.

Βήμα 7: Μέρος & δοκιμή λογισμικού

Τώρα έχουμε έτοιμο το PCB και όλα τα εξαρτήματα είναι πολύ καλά κολλημένα και μετά την ολοκλήρωση της συναρμολόγησης πρέπει να μεταβούμε στο τμήμα λογισμικού. Έφτιαξα αυτόν τον κωδικό NodeMCU για εσάς που χρησιμοποιείτε το Arduino IDE και αν ακόμα δεν ξέρετε πώς να το χρησιμοποιήσετε Οι πίνακες NodeMCU με το Arduino IDE απλώς ελέγξτε αυτό το οδηγό βίντεο που παρέχουμε, σχετικά με τον κώδικα θα δοκιμάσουμε πρώτα την πλακέτα κυκλώματος που έχουμε φτιάξει με έναν κωδικό δοκιμής κωδικού δοκιμής που σας επιτρέπει να ελέγχετε τα LED της πλακέτας. Μόλις εκτελέσετε την εφαρμογή Blynk, θα βρείτε τον επιλεγμένο πίνακα NodeMCU ήδη online (εάν χρησιμοποιείτε το διακριτικό που παρέχεται από τον Blynk στον κωδικό σας). Τώρα το μόνο που χρειαζόμαστε είναι ο τελικός κώδικας που μπορείτε να έχετε δωρεάν από τον παρακάτω σύνδεσμο λήψης, ο κώδικας σχολιάζεται πολύ καλά, ώστε να μπορείτε να τον κατανοήσετε και να τον προσαρμόσετε για τις δικές σας ανάγκες.