Από φακό στον αισθητήρα κίνησης με ESP8266 και MQTT: 5 βήματα (με εικόνες)

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

Σε αυτήν την ανάρτηση, θα παρουσιάσω τα παρακάτω στοιχεία:

• Οι λυχνίες LED χρειάζονται ένα περιοριστικό κύκλωμα ρεύματος
• πώς να φτιάξετε έναν φακό
• Κάντε ένα φως που τροφοδοτείται από τη φορητή μπαταρία και μειώστε τις λυχνίες LED κατά ESP8266 μέσω MQTT

Το βίντεο είναι μια ανακεφαλαίωση και μια σύντομη εξήγηση για το πώς λειτουργεί αυτό,

Σχεδίαζα να συμπεριλάβω αισθητήρα PIR, αλλά το σεμινάριο διαρκεί αρκετά, έτσι ώστε ο αισθητήρας PIR να παρουσιαστεί στο δεύτερο μέρος αυτού του θέματος

Ας αρχίσει λοιπόν.

Βήμα 1: Οι λυχνίες LED χρειάζονται ρεύμα για να περιοριστούν

Για τους αρχάριους, αυτό είναι περίεργο λαμβάνοντας υπόψη πώς συνήθως ενεργοποιείτε έναν λαμπτήρα πυρακτώσεως ή φθορισμού. Μην ανησυχείτε, αυτοί οι λαμπτήρες LED στο ράφι έρχονται ήδη με μετασχηματιστή ρεύματος AC-DC και περιορισμένο ρεύμα. Αλλά θα ήταν ωραίο να φτιάξουμε κάτι από την αρχή.

Ένα κλειδί για να γυρίσετε ένα LED είναι ένα κύκλωμα περιορισμού ρεύματος. Αυτό λειτουργεί ως βαλβίδα για το ρεύμα, έτσι ώστε μόλις η τάση που εφαρμόζεται στο LED να γίνει αγώγιμη, το ρεύμα που διαπερνά τα LED δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από αυτό που ρυθμίζεται από το κύκλωμα. Οι λυχνίες LED αποτυγχάνουν συνήθως λόγω υπερθέρμανσης. Κανένα κύκλωμα περιορισμού ρεύματος δεν είναι σίγουρος τρόπος για να κάψετε τα LED σε λίγα δευτερόλεπτα. Παρεμπιπτόντως, η στερέωση των τσιπ LED, αυτά που έρχονται στο πλαίσιο αλουμινίου, σε μια ψύκτρα μειώνουν το τσιπ LED και γενικά συνιστάται.

Ξύναγα πολύ το κεφάλι μου όταν το έμαθα γύρω στο 2015, και εξακολουθούσα να γρατζουνίζω το κεφάλι μου (για διαφορετικούς λόγους). Έμαθα από αυτό το σεμινάριο και η ξεκάθαρη εξήγησή του με γλιτώνει.

Το κύκλωμα είναι προσαρτημένο. Οι έντονες γραμμές δηλώνουν την κύρια διαδρομή φορτίου και οι λεπτότερες δείχνουν τον μηχανισμό ελέγχου για τον έλεγχο του ρεύματος της κύριας διαδρομής που είναι περίπου 150 mA. Η Βικιπαίδεια έχει ένα σύντομο άρθρο και κάποιες παραπομπές που επισυνάπτονται. Ο περιορισμός ρεύματος μπορεί να κατασκευαστεί με ένα τρανζίστορ αντικαθιστώντας το MOSFET με τρανζίστορ φορτίου μέσου ρεύματος όπως τα BD135, BD139.

Βήμα 2: Φτιάξτε έναν φακό

Απαιτούμενα μέρη:

1. ένα MOSFET καναλιού N (IRF540N $ 1,62/10τεμ, 30N06, $ 1,1.75/10τεμ.)
2. ένα τρανζίστορ NPN (όπως το S8085)
3. Αντίσταση 3,9 ohm - 2W, το ρεύμα περιορίζεται γύρω στα 0,6/3,9 = 153mA
4. Αντίσταση 100kR (1/4W)
5. Διακόπτης push-lock
6. Υπάρχει 0.5W 8mm LED, $ 3.18/100τεμ εδώ
7. Μπαταρία λιθίου 18660. Έσωσα μερικά από αυτά από μια τράπεζα ισχύος. Μπαταρία φορητού υπολογιστή (4, 6, 8 κυψέλες) κατασκευασμένη από 18650 κυψέλες αλλά προσεκτική με αυτά τα υλικά.
8. 1 ενίσχυση έως 12V, σαν αυτή, 0,56 $
9. 1 φορτιστής λιθίου όπως αυτός, 0,30 $

Η κύρια διαφορά με το παραπάνω κύκλωμα είναι η χρήση μπαταρίας λιθίου (18660) με πλακέτα ενίσχυσης αντί για προσαρμογέα τροφοδοσίας 5V.

Η τελευταία φωτογραφία δείχνει τον τελικό φακό και φορτιζόταν από οποιαδήποτε πηγή micro USB (> 1A).

Βήμα 3: Διαδίκτυο των πραγμάτων με αυτόν τον φακό;

Χωρίζω αυτό το μέρος σε τρία βήματα:

• Προετοιμάστε έναν συνδρομητή (αυτός)
• Ρύθμιση διακομιστή MQTT (επόμενο βήμα)
• και προετοιμάστε έναν εκδότη (ο επόμενος)

Μέρη:

Πρώτον, ναι, χρησιμοποίησα αυτό το τσιτάτο, γνωστό και ως IOT, αλλά αυτό θα μπορούσε να κάνει έναν καλό συνδυασμό της χρήσης του κυκλώματος στο Βήμα 2 με ένα ESP8266 και στη συνέχεια να ελέγξει την ένταση του φωτός με τη μέθοδο MQTT.

Τα μέρη του κυκλώματος είναι πανομοιότυπα, εκτός από:

1. Αντικαταστήστε την ενίσχυση 12V από τον πίνακα ενίσχυσης MT3608, 1,92 $/5 τεμάχια, αυτή μπορεί να αυξήσει την τάση μιας μπαταρίας 18650 (περίπου 3,7V) στα 28 V, αρκετά για να τροφοδοτήσει 8LED (αντί για 3).
2. Η θέση απενεργοποίησης στο διακόπτη συνδέεται με το GPIO 1 ή 2 στο ESP8266 για σήμα PWM.
3. ESP8266 01, 1,68 $ το καθένα. Σαν αυτό
4. AMS1117 3.3 V, ρυθμιστής τάσης για ESP8266, ορισμένοι πυκνωτές
5. Μια μονάδα USB για να αναβοσβήνει ESP8266, 0,78 $/τεμάχια όπως αυτό

Btw. αυτοί οι σύνδεσμοι είναι για λόγους ευκολίας.

Συγκόλληση και μεταφόρτωση:

• Συγκολλήστε μέρη μαζί και χρησιμοποιήστε τα παραπάνω σχήματα. Κάποιο προκατασκευασμένο κύκλωμα τάσης 3,3 μπορεί να σας εξοικονομήσει χρόνο (1,38 $/5 τεμάχια όπως αυτό). Μπερδεύτηκα να θυμηθώ τον πείρο όταν περιστρέφω την πλακέτα PCB και κατέληξα να ικανοποιήσω κάποιον ρυθμιστή τάσης AMS1117.
• Επόμενο. Κάντε μια μικρή τροποποίηση όπως στην τρίτη φωτογραφία για να κρατήσετε πατημένο το GPIO 0 στο GND, πατήστε γρήγορα την καρφίτσα RST με την καρφίτσα GND για να βάλετε το ESP8266 σε Flashmode.
• Κατεβάστε τον κωδικό εδώ από το GitHub μου και ανεβάστε τον κωδικό στο ESP 8266 χρησιμοποιώντας το Arduino IDE.

Επισήμανα τη γραμμή για να εμφανιστεί το θέμα στο οποίο έχει εγγραφεί ο συνδρομητής. Κάθε μήνυμα που δημοσιεύεται σε αυτό το θέμα θα μεταβιβάζεται σε άλλους πελάτες (συνδρομητές) σε αυτό το θέμα. Το EPS8266 σε αυτό το κύκλωμα θα ακούσει το μήνυμα JSON που δημοσιεύτηκε στο θέμα και θα εμφανιστεί εάν πραγματοποιήθηκε αλλαγή στο κανάλι Τρία

* μια φορά κι έναν καιρό, πίστευα ότι θα μπορούσα να βάλω μια πτυσσόμενη αντίσταση (100k) για να γειώσει την Πύλη του MOSFET όταν το ESP8266 δεν παρουσιάστηκε. Αυτό λειτουργεί ελλείψει ενός ESP8266, αλλά με το ESP8266, η αντίσταση κατεβάζει επίσης το GPIO0 ή το 2 στο GND, καθιστώντας το σε λειτουργία Flash ή μη εκκίνησης (όταν το GPIO2 είναι ΧΑΜΗΛΟ). Αν συμβεί αυτό, θα δείτε ένα πράσινο χρώμα.

Βήμα 4: Ρύθμιση διακομιστή MQTT

Το MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) είναι ένα πρωτόκολλο ακαταστασίας που βασίζεται στη μέθοδο δημοσίευσης-εγγραφής. Η συσκευή που φιλοξενεί το μήνυμα MQTT μέσα και έξω ονομάζεται μεσίτης. Σαν πραγματικός μεσίτης, φιλοξενεί την ανταλλαγή μεταξύ εκδοτών (πωλητών) και συνδρομητών (αγοραστών). Κανένα χρήμα δεν αλλάζει χέρια. Υπάρχουν πολλά σεμινάρια για αυτό.

Εδώ είναι η ανακεφαλαίωση. Το Raspberry Pi είναι η πιο δημοφιλής συσκευή για αυτό. Frist, εγκαταστήστε το MQTT από:

sudo apt-get install mosquitto mosquitto-clients

ελέγξτε εάν ο διακομιστής MQTT λειτουργεί ανοίγοντας δύο τερματικά στο Raspberry, το ένα πληκτρολογήστε την πρώτη γραμμή και το άλλο για την επόμενη:

mosquitto_sub -h localhost -t "yourtopic"

mosquitto_pub -t "yourtopic" -h localost -m "πες κάτι"

Θα πρέπει να δείτε την ένδειξη "πείτε κάτι" στον πρώτο τερματικό. Γουάλα! Δουλεύει.

Το "#" θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να ακούσετε οποιοδήποτε θέμα, αντικαταστήστε το "yourtopic" από το "#"

Τώρα δεν θέλετε κάποιος να μπορεί να δημοσιεύσει ή να εγγραφεί στον διακομιστή MQTT σας, θα πρέπει να ορίσετε έναν κωδικό πρόσβασης, κάνοντας αυτό:

cd

mosquitto_passwrd -c pwfile mqtt_user

Το mqtt_user μπορεί να είναι άλλα ονόματα χρηστών που σας αρέσουν, εισαγάγετε τον κωδικό πρόσβασης δύο φορές και ενημερώστε το αρχείο.conf με:

sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf

προσθέτει αυτές τις δύο γραμμές:

επιτρέψτε_ανώνυμο ψευδές

password_file/home/pi/pwfile

στη συνέχεια επανεκκινήστε το κουνούπι με:

sudo systemctl επανεκκίνηση κουνουπιού

κάντε μια δοκιμή συμπεριλαμβάνοντας το όνομα με έναν κωδικό πρόσβασης όπως:

mosquitto_sub -h localhost -t "yourtopic" -u "mqtt_user" -P "123456"

mosquitto_pub -h localhost -t "yourtopic" -u "mqtt_user" -P "123456" -m "είναι ασφαλές αυτό;"

Επίσης, εάν το MQTT αρνηθεί τη σύνδεση, δοκιμάστε αυτό για να βάλετε την υπηρεσία MQTT στο παρασκήνιο του συστήματος Linux με:

κουνούπι -δ

Βρήκα ότι αυτές οι αναφορές είναι καλές για να ρίξετε μια ματιά. Έμαθα κάτι από αυτά τα δύο σήμερα.

1. Adafruit:
2. Stees-internet-guide.com

Βήμα 5: Προετοιμάστε έναν εκδότη

Για αυτό, φτιάχνω έναν απλό πίνακα ελέγχου για να σπρώξω το μήνυμα στον διακομιστή MQTT. Στην κατάσταση αναμονής, η οθόνη LCD εμφανίζει το ρολόι.

Μέρη:

1. Οθόνη SSD1306, 2,41 $ το καθένα
2. EPS8266 WEMOS D1 Mini, $ 2,53 το καθένα
3. Ένα ποτενσιόμετρο
4. Ένας διακόπτης διαφάνειας 4 ακίδων.
5. δύο LED 3mm,
6. μερικές αντιστάσεις

Συγκόλληση:

Ακολουθούν τα σχήματα αυτού του τερματικού:

Ανεβάστε τον κωδικό:

Το επώνυμο WEMOS ESP8266 είναι ευχάριστο στη συνεργασία. Χρειάζεστε μόνο ένα micro USB, πατήστε το κουμπί μεταφόρτωσης στο Arduino IDE αναβοσβήστε το τσιπ. Ο κωδικός είναι εδώ (GitHub):

Για να δημοσιεύσετε ένα μήνυμα, πατήστε το διακόπτη για να ενεργοποιήσετε το πράσινο led (και να απενεργοποιήσετε το κόκκινο), στη συνέχεια σύρετε προς τα πάνω την καρφίτσα και προσαρμόστε και, τέλος, πιέστε ξανά το κουμπί για να σπρώξετε το μήνυμα στον διακομιστή MQTT. Ο πίνακας ελέγχου θα μπορούσε να δημοσιεύσει ένα μήνυμα JSON σε 4 κανάλια.

Ρίξτε μια ματιά στο χαρακτηριστικό του κώδικα (στιγμιότυπο οθόνης). Αυτό είναι το θέμα στο οποίο ο πίνακας ελέγχου σπρώχνει το μήνυμα και οι λυχνίες LED μας είναι πολύ πρόθυμοι να δουν οποιοδήποτε νέο από το μήνυμα JSON

Αυτό είναι περίπου αυτό. Ελπίζω το σεμινάριο να είναι χρήσιμο.