Συναγερμός πλημμύρας Υπόγειο εξαιρετικά χαμηλής ισχύος με ESP8266: 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Γεια σας, καλώς ήλθατε στο πρώτο μου εκπαιδευτικό.

Το υπόγειο του σπιτιού μου πλημμυρίζει κάθε λίγα χρόνια για διάφορους λόγους, όπως έντονες καλοκαιρινές καταιγίδες, υψηλά υπόγεια ύδατα ή ακόμα και σκάσιμο σωλήνα. Αν και δεν είναι ωραίο μέρος, αλλά ο λέβητας κεντρικής θέρμανσης βρίσκεται εκεί κάτω και το νερό μπορεί να βλάψει τα ηλεκτρονικά μέρη του, οπότε πρέπει να αντλήσω το νερό το συντομότερο δυνατό. Είναι δύσκολο και άβολο να ελέγξω την κατάσταση μετά από μια έντονη καλοκαιρινή καταιγίδα, έτσι αποφάσισα να κάνω έναν συναγερμό βασισμένο στο ESP8266 που μου στέλνει ένα e-mail σε περίπτωση πλημμύρας. (Όταν η πλημμύρα προκαλείται από υψηλά υπόγεια ύδατα, η στάθμη του νερού είναι συνήθως μικρότερη από 10 εκατοστά, κάτι που δεν είναι επιβλαβές για τον θερμαντήρα και δεν συνιστάται να αντλείται γιατί έτσι κι αλλιώς θα επιστρέψει και όσο περισσότερο αντλείτε, τόσο περισσότερα υπόγεια νερά θα έρχονται την επόμενη φορά. Αλλά είναι καλό να γνωρίζουμε για την κατάσταση.)

Σε αυτήν την εφαρμογή, η συσκευή μπορεί να βρίσκεται σε «ύπνο» για χρόνια και αν όλα λειτουργούν όπως έχει προγραμματιστεί, λειτουργεί μόνο για λίγα δευτερόλεπτα. Η χρήση βαθύ ύπνου δεν είναι πρακτική καθώς αντλεί πολύ ρεύμα αν θέλουμε να κοιμηθούμε για πολύ μεγάλα χρονικά διαστήματα και το ESP8266 μπορεί να κοιμηθεί μόνο για περίπου 71 λεπτά το πολύ.

Αποφάσισα να χρησιμοποιήσω έναν πλωτήρα διακόπτη για να ενεργοποιήσω την ισχύ του ESP. Με αυτήν τη λύση το ESP δεν τροφοδοτείται όταν ο διακόπτης είναι ανοιχτός, οπότε η κατανάλωση ενέργειας είναι μόνο η αυτο-εκφόρτιση των μπαταριών, η οποία διατηρεί το σύστημα έτοιμο για συναγερμό για χρόνια.

Όταν η στάθμη του νερού φτάσει στον διακόπτη πλωτήρα, το ESP ξεκινά κανονικά, συνδέεται στο δίκτυό μου WiFi, μου στέλνει ένα e-mail και κοιμάται για πάντα με το ESP. Deepsleep (0) μέχρι να απενεργοποιηθεί και να ενεργοποιηθεί ξανά. Εάν δεν μπορεί να συνδεθεί σε WiFi ή δεν μπορεί να στείλει το e-mail, κοιμάται για 20 λεπτά και προσπαθεί ξανά μέχρι την επιτυχία.

Αυτή η ιδέα είναι παρόμοια με τη λύση που περιγράφει ο Andreas Spiess σε αυτό το βίντεο. Αλλά λόγω της φύσης της πλημμύρας και του διακόπτη πλωτήρα, δεν χρειάζεται να προσθέσουμε ένα MOSFET για να διατηρήσουμε το ESP ενεργοποιημένο μέχρι να τελειώσει το έργο του, επειδή ο διακόπτης πλωτήρα θα κλείσει εάν η στάθμη του νερού είναι πάνω από τη σκανδάλη Το

Βήμα 1: Το σχηματικό:

Ανταλλακτικά

• D1: BAT46 Δίοδος Schottky για αφύπνιση σε βαθύ ύπνο. Έχω καλύτερες εμπειρίες με διόδους Schottky από αντιστάσεις μεταξύ D0 και RST.
• Float Switch: Απλός σωλήνας καλαμιού 1,2 $ και μαγνητικός πλωτήρας από το eBay. Ο δακτύλιος με τον μαγνήτη μπορεί να αντιστραφεί για να αλλάξει μεταξύ μεταγωγής υψηλού και χαμηλού επιπέδου ρευστού. Σύνδεσμος eBay
• Θήκη μπαταρίας: για 2 μπαταρίες AAA 1.5V
• P1: Βιδωτοί ακροδέκτες 2x 2P 5,08mm (200mil) για τη σύνδεση των καλωδίων από την μπαταρία και τον διακόπτη πλωτήρα.
• C1: Πυκνωτής 1000uF 10V για αύξηση της σταθερότητας του ESP ενώ το ραδιόφωνο είναι ενεργοποιημένο. Λάβετε υπόψη, εάν το ESP βρίσκεται σε βαθύ ύπνο, η ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή είναι αρκετή για να τον τροφοδοτήσει για 3-4 λεπτά. Σε εκείνη την περίοδο, η λειτουργία του διακόπτη πλωτήρα δεν μπορεί να κάνει επανεκκίνηση του ESP επειδή ο πυκνωτής το διατηρεί σε λειτουργία ενώ βρίσκεται σε βαθύ ύπνο. Αυτό είναι ενδιαφέρον μόνο κατά τη διάρκεια των δοκιμών.
• U1: μικροελεγκτής LOLIN / Wemos D1 Mini Pro ESP8266. Αυτή είναι η επαγγελματική έκδοση με εξωτερική υποδοχή κεραίας, η οποία μπορεί να είναι χρήσιμη όταν τοποθετηθεί στο υπόγειο. Λάβετε υπόψη, θα πρέπει να συγκολλήσετε ξανά την "αντίσταση" SMD 0 ohm για να επιλέξετε την εξωτερική κεραία αντί της προεπιλεγμένης κεραμικής κεραίας. Σας προτείνω να αγοράσετε μικροελεγκτές LOLIN από το επίσημο κατάστημα LOLIN AliExpress επειδή υπάρχουν πολλές πλαστές πλαστικές πλατφόρμες Wemos / LOLIN εκεί έξω.
• Perfboard: Μια πρωτότυπη πλάκα 50mm*50mm θα είναι αρκετή για να χωρέσει όλα τα μέρη. Το κύκλωμα είναι πολύ απλό για να φτιάξετε ένα PCB.:)

Λάβετε υπόψη ότι η μπαταρία είναι συνδεδεμένη στην είσοδο 3.3V. Αν και το D1 Mini διαθέτει ενσωματωμένο LDO για λειτουργία USB / LiPo, δεν το χρειαζόμαστε όταν τροφοδοτείται από τα 3V αλκαλικών μπαταριών 2xAAA. Με αυτήν τη σύνδεση το D1 Mini μπόρεσε να ολοκληρώσει το έργο του με μόνο τάση τροφοδοσίας 1,8V επίσης.

Βήμα 2: Ο κώδικας

Το πρόγραμμα θα μπορούσε να είναι καλύτερο ή απλούστερο, αλλά τα μέρη του είναι καλά αποδεδειγμένα σε άλλα έργα μου.

Το σκίτσο χρησιμοποιεί τις ακόλουθες βιβλιοθήκες:

ESP8266WiFi.h: Προεπιλογή για πίνακες ESP8266.

Gsender.h: Βιβλιοθήκη αποστολέων Gmail από τη Borya, μπορείτε να κατεβάσετε από εδώ.

Η ροή του προγράμματος είναι αρκετά απλή.

• Το ESP ξεκινά.
• Διαβάζει μνήμη RTC για να ελέγξει είναι μια πρώτη εκκίνηση ή όχι
• Συνδέεται σε WiFi χρησιμοποιώντας τη λειτουργία cleverwifi (). Αυτό συνδέεται με WiFi χρησιμοποιώντας τη διεύθυνση MAC του δρομολογητή (BSSID) και τον αριθμό καναλιού για ταχύτερη σύνδεση, επαναλαμβάνει χωρίς αυτές μετά από 100 ανεπιτυχείς προσπάθειες και κοιμάται μετά από 600 προσπάθειες. Αυτή η λειτουργία προήλθε από το σκίτσο εξοικονόμησης ενέργειας WiFi του OppoverBakke, αλλά χωρίς την αποθήκευση των δεδομένων σύνδεσης στο τμήμα RTC σε αυτήν την εφαρμογή.
• Ελέγχει την τάση της μπαταρίας με το ενσωματωμένο ESP χαρακτηριστικά ADC_MODE (ADC_VCC) / ESP.getVcc (). Αυτό δεν απαιτεί εξωτερικό διαχωριστή τάσης ή καλωδίωση στο A0. Ιδανικό για τάσεις κάτω από 3,3V, που είναι η περίπτωσή μας.

• Στέλνει ένα e-mail με το Gsender.h. Πρόσθεσα μεταβλητές και προσαρμοσμένο κείμενο στο θέμα και τις συμβολοσειρές μηνυμάτων για να αναφέρω την τάση της μπαταρίας, παρέλθει χρόνος από την πρώτη ανίχνευση και συμβουλές σχετικά με την αντικατάσταση της μπαταρίας. Μην ξεχάσετε να αλλάξετε τη διεύθυνση e-mail του παραλήπτη.

  • Κοιμάται

    • Εάν είναι επιτυχής, κοιμάται "για πάντα" με το ESP.deepSleep (0). Φυσικά θα είναι σε κατάσταση ύπνου έως ότου η στάθμη του νερού είναι υψηλή. Αυτό είναι τεχνικά λίγες ώρες ή το πολύ λίγες ημέρες, οι οποίες δεν θα εξαντλήσουν την μπαταρία με το ελάχιστο ρεύμα ύπνου uA. Όταν φύγει το νερό, ο διακόπτης πλωτήρα θα ανοίξει και το ESP θα απενεργοποιηθεί τελείως και η τρέχουσα κατανάλωση θα είναι 0.
    • Εάν δεν είναι επιτυχής, κοιμάται για 20 λεπτά και μετά προσπαθεί ξανά. Είναι πιθανό να υπάρχει διακοπή ρεύματος AC σε περίπτωση θερινής καταιγίδας. Μετρά τις επανεκκινήσεις και τις αποθηκεύει στη μνήμη RTC. Αυτές οι πληροφορίες χρησιμοποιούνται για την αναφορά του χρόνου που έχει παρέλθει από την πρώτη απόπειρα συναγερμού. (Σημειώστε, όταν το δοκιμάζετε με τροφοδοσία USB και σειριακή οθόνη, το RTC μπορεί να διατηρήσει την τιμή του κύκλου μετρήσεων μεταξύ των λήψεων.)

Βήμα 3: Συναρμολόγηση και εγκατάσταση

Αφού δοκίμασα τον κωδικό σε ένα breadboard, τον κόλλησα σε ένα μικρό κομμάτι από σανίδα.

Χρησιμοποίησα 2 τεμάχια ακροδεκτών πίσσας 5 πόρων 5,08 mm 2 πόλων, ραμμένα μεταξύ τους, μια γυναικεία κεφαλίδα για το ESP, έναν πυκνωτή και μερικούς βραχυκυκλωτήρες.

Σημειώστε ότι η αντίσταση SMD με τον αριθμό "0" δίπλα στην κεραμική κεραία πρέπει να συγκολληθεί ξανά στα άδεια τακάκια δίπλα της για να επιλέξετε την εξωτερική κεραία.

Στη συνέχεια, έβαλα το όλο θέμα σε ένα μικρό ηλεκτρικό κουτί διακλάδωσης IP55. Τα καλώδια από τον διακόπτη πλωτήρα συνδέονται μέσω ενός στυπιοθλίπτη καλωδίου.

Το κουτί τοποθετείται σε ένα ασφαλές ύψος, όπου το νερό δεν μπορεί (ελπίζουμε) να το φτάσει ποτέ, οπότε χρησιμοποίησα ένα ζεύγος χάλκινου καλωδίου σχετικά χοντρών 1mm^2 (17AWG) για να συνδέσω τον διακόπτη πλωτήρα. Με αυτήν τη ρύθμιση, το ESP θα μπορούσε να ξεκινήσει και να στείλει το μήνυμα ακόμη και με τάση εισόδου 1,8V.

Μετά την εγκατάσταση, αυτός ο σιωπηλός φύλακας είναι σε επιφυλακή, αλλά ελπίζω να μην χρειαστεί να στείλει ξυπνητήρι σύντομα…