Αισθητήρας κίνησης ESP-01 με βαθύ ύπνο: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Εργάζομαι στην κατασκευή σπιτικών αισθητήρων κίνησης που στέλνουν ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου όταν ενεργοποιείται. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα οδηγιών και άλλα παραδείγματα για να το κάνετε αυτό. Πρόσφατα χρειάστηκε να το κάνω με αισθητήρα κίνησης PIR που λειτουργεί με μπαταρία και ESP-01. Το ESP-01 είναι πολύ λειτουργικό και έχει όλες τις απαιτούμενες δυνατότητες, οπότε γιατί να μην χρησιμοποιήσετε το ελάχιστο και το λιγότερο ακριβό απαραίτητο; Προστέθηκε στη μίξη μια άλλη ξεχωριστή και απομακρυσμένη μονάδα ESP-01 που ενεργοποίησε ένα βομβητή όταν ενεργοποιήθηκε ο αισθητήρας κίνησης.

Ο κώδικας και η ενδεχόμενη διάταξη κυκλώματος έχει συγκεντρωθεί από πολλές πηγές στον ιστό και δεν νομίζω ότι μπορώ να τους προσδιορίσω συγκεκριμένα. Η ιδέα της αποστολής μηνυμάτων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου μέσω gmail προήλθε από εκπαιδευτικές και άλλες πηγές και ο τελικός κώδικας είναι ένα αμάλγαμα από αυτές τις πηγές. Ο βαθύς ύπνος στη δουλειά με οδήγησε σε πολλά μονοπάτια που συχνά αποδείχθηκαν άκαρπα. Το αστείο είναι ότι, μόλις ένα μονοπάτι αποδειχθεί γόνιμο, σταματάτε να ψάχνετε περισσότερα μονοπάτια. Λέω λοιπόν ευχαριστώ όλους εκείνους που συνέβαλαν στην επιτυχία μου και είναι ακόμα άγνωστοι.

Είχα το ίδιο πρόβλημα με τον αισθητήρα PIR να λειτουργήσει για να ενεργοποιήσει τον βαθύ ύπνο ESP-01. Πολλά μονοπάτια μέχρι που υπήρχε ένα που λειτούργησε.

Περιττό να πω ότι υπήρχαν κάποια ενδιαφέροντα εμπόδια ή ίσως πιο συναφή, μια καλύτερη κατανόηση των ηλεκτρονικών που απαιτούσα. Συνεχίζετε να μαθαίνετε μέχρι να λειτουργήσει κάτι και στη συνέχεια δεν χρειάζεται να μάθετε άλλο.

Το ESP-01 κάνει βαθύ ύπνο καθώς και οποιαδήποτε άλλη μονάδα ESP8266 αρκεί να μην χρειάζεστε χρονομετρημένο ύπνο. Εάν θέλετε η μονάδα να ξυπνήσει μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, το ESP-01 δεν είναι η μονάδα που θα χρησιμοποιηθεί. Αλλά δεν είναι αυτό που ήθελα. Ο χρόνος που έχει παρέλθει είναι άσκοπος όταν χρησιμοποιείται PIR. Wantedθελα το ESP-01 να ξυπνήσει μόνο όταν ενεργοποιηθεί με κίνηση που ανιχνεύεται από το PIR. Εάν δεν υπάρχει κίνηση για ώρες ή ημέρες, το ESP-01 παραμένει σε κατάσταση ύπνου χρησιμοποιώντας ελάχιστη ισχύ μπαταρίας.

Θα δείτε πολλά κυκλώματα που χρησιμοποιούν GPIO16 συνδεδεμένο με το ESP8266 Reset επειδή το GPIO16 είναι το σήμα αφύπνισης. Αυτό είναι αλήθεια, αλλά είναι το σήμα αφύπνισης από τον χρονικό ύπνο. Μπορούμε να αγνοήσουμε αυτό το PIN, το οποίο είναι καλό επειδή δεν είναι διαθέσιμο στο ESP-01.

Βασικά, το μόνο που χρειαζόμαστε είναι να πάρουμε το σήμα από το PIR για να ενεργοποιήσουμε τον πείρο επαναφοράς ESP-01. Η πρώτη δυσκολία που θα υποθέσετε είναι ότι το Reset ενεργοποιείται σε σήμα LOW και το PIR στέλνει σήμα HIGH όταν ενεργοποιηθεί. Η επαναφορά πρέπει επίσης να είναι Υ HIGHΗΛΗ ή να επιπλέει στην εκκίνηση. Για να κρατήσω αυτό το σύντομο, αφού δοκίμασα διάφορα κυκλώματα, αποφάσισα να χρησιμοποιήσω ένα τρανζίστορ NPN με αντίσταση έλξης για να διατηρήσω τον πείρο RESET HIGH κατά την εκκίνηση. Η έξοδος από το PIR είναι ελάχιστη αλλά παρέχει αρκετό ρεύμα βάσης για να ενεργοποιήσετε το τρανζίστορ.

Όπως θα δείτε στο παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος, το ESP-01 ξυπνούσε από βαθύ ύπνο κάθε φορά που το PIR ανιχνεύει την κίνηση.

Υπήρχε όμως άλλο πρόβλημα. Η επαναφορά του ESP-01 έγινε μόνο αφού το PIR σταμάτησε να ανιχνεύει την κίνηση και επέστρεψε σε χαμηλό σήμα απενεργοποιώντας το τρανζίστορ και επιστρέφοντας τον πείρο Reset στο HIGH λόγω της αντίστασης έλξης. Αυτό θα σήμαινε ότι το μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου δεν θα αποσταλεί, ούτε θα ενεργοποιηθεί ο βομβητής μέχρι να σταματήσει η ανίχνευση της κίνησης από το PIR. Wantedθελα η σκανδάλη να συμβεί μόλις γίνει αντιληπτή η κίνηση.

Αυτό που διαπίστωσα από αυτήν τη συμπεριφορά είναι ότι το ESP-01 ενεργοποιεί πραγματικά την ανερχόμενη άκρη του σήματος. Κρατώντας το πείρο Reset στη γείωση δεν ενεργοποιεί πραγματικά το ESP-01 από βαθύ ύπνο, αλλά τη στιγμή που η τάση ανεβαίνει στο σήμα HIGH, τότε συμβαίνει η επαναφορά.

Η πολύ απλή απάντησή μου σε αυτή τη συμπεριφορά ήταν να προσθέσω έναν πυκνωτή στη γραμμή μεταξύ της εξόδου PIR και της βάσης του τρανζίστορ. Αυτό έκανε το τρανζίστορ να ενεργοποιηθεί μόνο όταν ο πυκνωτής φορτιζόταν. Μόλις φορτιστεί, δεν υπήρχε άλλο ρεύμα και το τρανζίστορ απενεργοποιήθηκε. Η αντίσταση 5k επιτρέπει την αποστράγγιση του ρεύματος στη γείωση. Δοκίμασα αυτό με ένα LED στη θέση του ESP-01 και μπορούσα να δω το LED να αναβοσβήνει για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου πριν απενεργοποιηθεί. Αυτός ο μικρός παλμός ήταν αρκετός για να τραβήξει τη καρφίτσα επαναφοράς στη γείωση στιγμιαία και αρκετά για να ενεργοποιήσει την επαναφορά από βαθύ ύπνο.

Βήμα 1: Μονάδα ESP-01 Deep Sleep

Η μονάδα βαθύ ύπνου χρησιμοποιεί δύο τάσεις εργασίας. Το τυχαίο 5v+ της μπαταρίας για το PIR και επίσης μια πλακέτα ρυθμιστή 3,3 volt για το ESP-01. Ενσωματώνω επίσης μια δίοδο στο κύκλωμα για να αποτρέψω την αντίστροφη τάση των κατεστραμμένων τμημάτων. Αυτό χρησιμοποιεί λίγη επιπλέον ενέργεια και μειώνει την τάση της μπαταρίας κατά 0,7 βολτ. Η δίοδος μπορεί να μείνει εκτός του κυκλώματος εάν είστε βέβαιοι ότι δεν θα αντιστρέψετε ποτέ τους αγωγούς της μπαταρίας. Ένας διακόπτης προστίθεται επίσης από ευκολία.

Αυτή η ενότητα είναι μια μικρή ενημέρωση στην αρχική μου διάταξη ύπνου σε βάθος. Στη διαμόρφωση non deep sleep, το PIR συνδέεται απευθείας με τον πείρο RX του ESP-01. Χρησιμοποιώ τον πείρο RX του ESP-01 ως τον πείρο εισόδου για το PIR για μερικούς λόγους. Το GPIO0 δεν λειτούργησε επειδή κατά την εκκίνηση ο κωδικός PIN εξόδου PIR θα ήταν ΧΑΜΗΛΟΣ προκαλώντας την είσοδο του ESP-01 στη λειτουργία φλας. Δεν χρησιμοποίησα GPIO2 γιατί τότε δεν μπορούσα να χρησιμοποιήσω το ενσωματωμένο LED για οπτική ανατροφοδότηση. Οι ακίδες RX και TX περιγράφονται συχνά ως επιπλέον ακίδες IO, αλλά η εμπειρία μου είναι ότι το RX είναι ένας επιπλέον πείρος ΕΙΣΟΔΟΥ και το TX είναι ένας επιπλέον πείρος ΕΞΟΔΟΥ.

Σε διαμόρφωση βαθύ ύπνου, η σύνδεση RX δεν είναι απολύτως απαραίτητη. Το χρησιμοποιώ μόνο για να παρακολουθώ πόσο καιρό ενεργοποιείται το PIR ενεργοποιώντας το LED ενώ η είσοδος είναι Υ HIGHΗΛΗ. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, εάν διαγράψετε τη λειτουργία βρόχου και χρησιμοποιήσετε μόνο τη ρουτίνα εγκατάστασης, τότε η σύνδεση RX είναι περιττή.

Ακολουθεί η λίστα με τα μέρη για τη μονάδα βαθύ ύπνου ESP-01:

1 - 5 x 7 cm PCB Prototype Board

Υποδοχή 1 - 2 ακίδων

2 - 1 x 3 γυναικείες κεφαλίδες

1 - AMS1117 - 3.3 πλακέτα κυκλώματος ρυθμιστή τάσης

1 - 1 x 3 Καρφίτσα κεφαλίδας ανδρικής γωνίας δεξιάς γωνίας

1 - 1 x 3 καρφίτσα κεφαλίδας θηλυκής υποδοχής

1 - 1 x 4 καρφίτσα κεφαλίδας θηλυκής υποδοχής

1 - 2 x 4 γυναικεία κεφαλίδα

Πυκνωτής 1 - 1uf

1 - HC -SR501 PIR Motion Sensor

1 - 2N2222 Τρανζίστορ

Αντίσταση 1 - 10k

1 - 4.7k Αντίσταση

Αντίσταση 1 - 1k

Δίοδος 1 - 1N4148

1 - διακόπτης SS12D00G4 SPDT

1 - ESP -01

Μπαταρία 1 - 4AA

Λάβετε υπόψη ότι στο βίντεο η πλακέτα κυκλώματος χρησιμοποιεί έναν προσαρμογέα πλάκας ESP-01 αντί για την κεφαλίδα 2 x 4. Ενώ αυτός ο προσαρμογέας είναι πιο εύκολο να κολληθεί, η κεφαλίδα 2 x 4 λειτουργεί μια χαρά και ταιριάζει καλύτερα.

Βήμα 2: ESP-01 Deep Sleep Code

Ο κώδικας Deep Sleep εκτελεί δύο λειτουργίες. Στείλτε ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (μέσω gmail ως προεπιλογή) και στείλτε ένα αίτημα ιστού http στη σχετική μονάδα βομβητή ESP-01 για ενεργοποίηση του βομβητή.

Όταν ενεργοποιηθεί, αυτή η ενότητα παρέχει δύο επιλογές ειδοποιήσεων και μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη όταν δεν δίνετε προσοχή στα μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου.

Θα χρειαστεί να ενημερώσετε έξι γραμμές κώδικα με τις συγκεκριμένες τιμές σας για να λειτουργήσει το σκίτσο:

const char* ssid = "xxxxx"; // Το SSID WiFi σας char char* password = "xxxxx"; // Ο κωδικός πρόσβασης WiFi σας String Senders_Login = "xxxxx"; // η σύνδεση του παρόχου email σας String Senders_Password = "xxxxx"; // τον κωδικό πρόσβασης του παρόχου email σας

Προς = "xxxxxx"; Από = "xxxxxx"; // Το Gmail γενικά προτιμά να είναι ίδιο με το Senders_Login και μπορεί να αντικατασταθεί

Βρήκα τη μονάδα βαθύ ύπνου να λειτουργεί απρόβλεπτα όταν ο αισθητήρας PIR ορίστηκε σε κάτω από 10 δευτερόλεπτα για το μήκος του συμβάντος σκανδάλης. Έχω ρυθμίσει το δικό μου σε 20 δευτερόλεπτα. Αυτό έχει αποδειχθεί πολύ αξιόπιστο, αλλά σημαίνει επίσης ότι μπορεί να συμβούν γεγονότα ενεργοποίησης με αυτήν τη συχνότητα.

Έχω προσθέσει επίσης κώδικα στη λειτουργία βρόχου για να διατηρήσω το led ESP-01 ανοιχτό όσο το PIR εξακολουθεί να ανιχνεύει κίνηση. Όλος ο κώδικας στη λειτουργία βρόχου μπορεί να αφαιρεθεί και η κλήση σε βαθύ ύπνο να μετακινηθεί στο τέλος της λειτουργίας ρύθμισης.

Χρησιμοποιώ τη λειτουργία αναλαμπής για έναν οπτικό δείκτη δραστηριότητας με τη μονάδα ESP-01.

Ενώ έχω χρησιμοποιήσει και δοκιμάσει τη συνδεσιμότητα με το gmail, λειτουργούν και άλλοι πάροχοι email. Έχω δοκιμάσει ένα ζευγάρι. Στην πραγματικότητα, βρήκα το gmail πιο ενοχλητικό. Το Gmail απαιτεί να έχετε ρυθμίσει τον λογαριασμό σας για πρόσβαση σε λιγότερο ασφαλείς εφαρμογές. Αυτή η ρύθμιση λογαριασμού είναι OFF από προεπιλογή, οπότε βεβαιωθείτε ότι τη βρίσκετε και την αλλάξετε σε λιγότερο ασφαλή. Το Gmail ΔΕΝ θα λειτουργήσει διαφορετικά.

Εάν επιλέξετε να έχετε περισσότερες από μία μονάδες βομβητή, προσθέστε επιπλέον κλήσεις του προγράμματος -πελάτη http (επαναλάβετε τις τρεις γραμμές κώδικα αλλά αλλάξτε τη διεύθυνση IP που χρησιμοποιείται και ορίστε μόνο τη μεταβλητή httpCode ως int μία φορά!

Σημειώστε ότι η διεύθυνση IP του βομβητή είναι κωδικοποιημένη σε αυτήν την ενότητα. Δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε τη διεύθυνση IP που έχω επιλέξει, αλλά πρέπει να αντιστοιχίσετε τη διεύθυνση IP της κλήσης ιστού σε αυτήν την ενότητα με τη διεύθυνση IP της εγκατάστασης διακομιστή ιστού στην επόμενη λειτουργική μονάδα.

Βήμα 3: Ενότητα ESP-01 Buzzer

Η μονάδα βομβητή έχει μια αρκετά απλή ρύθμιση. Χρησιμοποιεί μια υποδοχή USB αντί για μια μπαταρία επειδή δεν νομίζω ότι αυτή η μονάδα είναι κατάλληλη για μια μπαταρία. Πρέπει να παραμένει ενεργοποιημένο και το nework/wifi να είναι συνδεδεμένο ανά πάσα στιγμή, επειδή ποτέ δεν γνωρίζει πότε θα γίνει ένα αίτημα ιστού. Αυτό απαιτεί περισσότερη συνεχή τροφοδοσία από ό, τι είναι χρήσιμες οι μπαταρίες.

Οι μονάδες Buzzer μπορούν να τοποθετηθούν βολικά σε πολλές τοποθεσίες παρέχοντας ειδοποίηση για ένα συμβάν σκανδάλης αισθητήρα κίνησης, όπου κι αν βρίσκεστε!

Ο βομβητής είναι συνδεδεμένος με τα 5v της υποδοχής USB και υπάρχει μια άλλη πλακέτα ρυθμιστή 3.3v που παρέχει ενέργεια στο ESP-01.

Η μονάδα βομβητή θα λειτουργήσει χρησιμοποιώντας TX, GPIO0 ή GPIO2 για την έξοδο. Στη διαμόρφωσή μου χρησιμοποιώ GPIO0. (Στην εικόνα της μονάδας το καλώδιο είναι συνδεδεμένο στο GPIO2 αλλά το έχω μεταφέρει από τότε.) Ενώ το GPIO0 δεν λειτούργησε για τη μονάδα βαθιάς αναστολής λειτουργίας (ως INPUT) λειτουργεί καλά με αυτήν τη διάταξη ως OUTPUT. Δεν τραβιέται στη γείωση κατά την εκκίνηση που θα προκαλέσει προβλήματα. Χρησιμοποίησα όντως GPIO2, αλλά τότε δεν μπορούσα να χρησιμοποιήσω το ενσωματωμένο LED για οποιαδήποτε ανατροφοδότηση, αλλά χρησιμοποιώντας το GPIO0 για OUTPUT μπορώ να χρησιμοποιήσω το LED εν πλω.

Προσπάθησα να χρησιμοποιήσω ένα τρανζίστορ NPN για να τροφοδοτήσω τον βομβητή στο κύκλωμα όταν το ESP-01 έβαλε ένα σήμα HIGH στην καρφίτσα GPIO0, αλλά τα αποτελέσματα ήταν τρομερά ασυνεπή. Ο βομβητής φαινόταν να θέλει να ακούγεται ανά πάσα στιγμή, ακόμη και με πολύ μικρή ισχύ. Έτσι, χρησιμοποίησα ένα MOSFET καναλιού Ν (2n7000) και το αποτέλεσμα ήταν φοβερό. Ο πείρος IO οδηγεί την Πύλη όπως απαιτείται.

Ενώ χρειαζόμαστε μόνο δύο ακίδες από τη σύνδεση USB Vcc (+) και Gnd (-), χρησιμοποιώ μια κεφαλίδα 5 ακίδων για να συνδεθώ στην πλακέτα PCB για επιπλέον σταθερότητα και για συγκόλληση πριν συνδέσω το USB στο ρυθμιστή. Ο ρυθμιστικός πίνακας 3.3v μου ήρθε με τις ακίδες προεγκατεστημένες και στο μυαλό μου, ανάποδα. Έτσι, για να τοποθετήσετε τον ρυθμιστή στις ακίδες κεφαλίδας, μπορείτε να δείτε ότι η πλακέτα κυκλώματος είναι κρυμμένη, αλλά χειρότερα από αυτό, το vcc και το gnd στον ρυθμιστή αντιστρέφονται από το vcc και το gnd στην υποδοχή USB. Έτσι τα καλώδια διασταυρώνονται.

Σημειώστε επίσης ότι + η ισχύς για τον ενεργό βομβητή προέρχεται από τα 5v του USB. Επίσης, μια κεφαλίδα θηλυκής υποδοχής 4 ακίδων λειτουργεί καλά με την τοποθέτηση των ακίδων του βομβητή.

ESP-01 Λίστα ανταλλακτικών μονάδας Buzzer:

1 - 5 x 7 Πίνακας PCB

1 - Υποδοχή μίνι USB με κεφαλίδες ακίδων (7 ακίδες)

2 - 1 x 3 γυναικείες κεφαλίδες

1 - AMS1117-3.3 v πλακέτα ρυθμιστή τάσης

1 - 2 x 4 γυναικεία κεφαλίδα

2 - 1 x 4 κεφαλίδες θηλυκών υποδοχών

1 - 2N7000 N -channel MOSFET

Αντίσταση 1 - 10 ohm

1 - 5v Active Buzzer

Βήμα 4: Κωδικός μονάδας ESP-01 Buzzer

Η μονάδα βομβητή λειτουργεί ως απλός διακομιστής Ιστού ESP-01. Απαντά με ένα απλό μήνυμα σε ένα root αίτημα και όταν λάβει το αίτημα buzz, θα ενεργοποιήσει τον βομβητή. Το GPIO0 χρησιμοποιείται για τον ακροδέκτη GPIO για το σήμα βομβητή.

Σημειώστε ότι το ESP-01 έχει διαμορφωθεί με σκληρή κωδικοποιημένη διεύθυνση IP. Αυτό απαιτείται ώστε η μονάδα βαθύ ύπνου να συζευχθεί με τη διεύθυνση του βομβητή.

Όπως και η προηγούμενη ενότητα, θα πρέπει να ενημερώσετε δύο γραμμές κώδικα με τις συγκεκριμένες τιμές σας:

// SSID και Κωδικός πρόσβασης του WiFi routerconst char* ssid = "xxxxxxx";

const char* password = "xxxxxxxx";

Εάν έχετε δημιουργήσει πολλές μονάδες βομβητή, κάθε μία θα πρέπει να φορτωθεί με τη δική της μοναδική διεύθυνση IP.

Μπορείτε επίσης να προσθέσετε διαφορετικές μεθόδους buzz που παράγουν διαφορετικές μελωδίες βομβητή. Για παράδειγμα, εάν έχετε έναν αισθητήρα PIR στην μπροστινή πόρτα και έναν στην πίσω πόρτα, ο καθένας μπορεί να υποβάλει αίτημα ιστού σε κάθε μονάδα βομβητή σας, αλλά ένας αισθητήρας μπορεί να έχει ένα σκίτσο που καλεί buzz και το άλλο σκίτσο μπορεί να καλέσει buzz2 έτσι ώστε να μπορείτε να διακρίνετε από τον ήχο ποιος αισθητήρας ενεργοποιήθηκε. Και ούτω καθεξής και ούτω καθεξής! Η συνάρτηση buzz2 δεν υπάρχει αλλά απλώς αντιγράψτε τη λειτουργία buzz και αλλάξτε τις τιμές καθυστέρησης.

Για τον διακομιστή ιστού, θα πρέπει απλώς να προσθέσετε μια γραμμή κώδικα όπως αυτή:

server.on ("/buzz2", buzz2);

Βήμα 5: Τελικές σκέψεις

Αυτό είναι το πρώτο μου διδάξιμο, οπότε μπορεί να έχω χάσει κάποια πρακτικά πράγματα που έπρεπε να συμπεριλάβω. Ο πίνακας ρυθμιστή AMS1117-3.3 που χρησιμοποίησα περιλαμβάνει ένα μικρό led που ανάβει όταν είναι ενεργοποιημένο. Για τη μονάδα βαθύ ύπνου δεν ήθελα αυτό να οδηγήσει και να αποστραγγίσει την ενέργεια χωρίς λόγο. Έτσι, ξεπέρασα ό, τι μπορούσα στη μία πλευρά του led στον πίνακα και στη συνέχεια χρησιμοποίησα ένα μαχαίρι χρησιμότητας για να κόψω τη γραμμή ιχνών. Αυτό ήταν πιο εύκολο από όσο νόμιζα και εμποδίζει το LED να ανάψει. Δεν μπόρεσα να προσδιορίσω ποια είναι η έλλειψη ισχύος όταν το ESP-01 βρίσκεται σε βαθύ ύπνο, αλλά μπορεί να έχω μια απάντηση σε λίγες εβδομάδες. Ένας συνάδελφός μου έτρεχε τον αισθητήρα (όχι σε βαθύ ύπνο) και βρήκε τις μπαταρίες να έχουν αδειάσει (5AA) σε περίπου μία εβδομάδα. Νομίζω ότι αυτή η ρύθμιση πρέπει να δώσει ένα μήνα ή και περισσότερο. Θα δούμε.

Η μονάδα βαθύ ύπνου κόστισε περίπου $ 8 CDN σε μέρη (οι μπαταρίες δεν περιλαμβάνονται!) Και η μονάδα βομβητή 5 $.