Praktični PIR za domačo uporabo: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Tako kot mnogi od vas, ki delate s projekti avtomatizacije doma, sem tudi jaz želel zgraditi funkcionalen PIR senzor za avtomatizacijo nekaterih zavojev v svojem domu. Čeprav bi bili senzorji PIR za stikalo za svetlobo optimalni, ne morete upogniti vogala. Ta projekt je šel skozi nekaj ponovitev in poskusil sem skozi številne druge razpoložljive vaje na spletu in nisem našel tistega, ki bi mi pomagal. Če želite priti takoj do izdelave, preskočite na tretji korak, sicer nadaljujte na drugi korak, kjer bom razpravljal o razvoju.

Zaloge:

Spajkalnik

Spajkanje in fluks za elektroniko

Rezervna priključna žica

3D tiskalnik

Ogledna plošča

Osnovno razumevanje Hassio

Osnovne veščine programiranja Arduino

1. korak: Razvoj

Home Assistant je odlično orodje za povezovanje nekaterih bolj zapletenih nastavitev, ki jih morda želite. Zame je bilo prvotno zanimanje za projekt osvetlitev stopnišča z vogalom. Iskanje pravega vodnika za izgradnjo učinkovitega senzorja PIR za domačo uporabo je bilo težavno. Seveda obstaja ogromno preprostih načinov, kako to delovati, toda energetska učinkovitost in vsakodnevna uporaba je bila druga zgodba. Pojavilo se je tudi vprašanje zakasnitve ali hitrosti vklopa svetlobe, ko dobi signal. Ko sem res zašel v plevel, je to zapleten projekt. Zgodilo se je, da sem prišel do dveh glavnih točk, zakaj je bila ta zasnova učinkovita.

Zakasnitev

Z ESPHome sem začel oblikovati ta senzor. Ima vse zvonce in piščalke, a tudi zelo prijazen vmesnik. Na žalost sta protokol in okvir ESPhome precej velik porabnik energije pri štetju mWh. Obstaja tudi nekaj težav z zakasnitvijo, ko morajo klici za vklop luči preiti skozi zagon ESPhome, Hassio, nato vaš krmilnik svetlobe. Ugotovil sem, da se bodo te končale v razponu 10 sekund. Ste že šli po stopnicah (ali pa morda hodite zelo počasi, ker ni svetlobe). MQTT je torej postal najbolj energetsko učinkovit in najhitrejši način za prenos signala gibanja v Hassio.

Uporaba MQTT s statičnim IP je skrajšala čas na približno 2 sekundi. Signal MQTT bi dosegel Hassio med približno 800 ms - 1200 ms. Prekleto dobro.

Življenjska doba baterije

Kot smo že omenili, je prehod na MQTT veliko prihranil tudi pri porabi energije. Povprečni senzor brez globokega spanja na ESPHome bi zdržal manj kot en dan pri približno 800mWh baterijah. Z globokim spanjem, približno 3-5 dni, odvisno od aktivacije. WeMos D1 Mini ni nori energetski prašič, vendar tudi ni najučinkovitejši pri upravljanju svoje moči, zato je bilo pomembno, da iztisnete vsak delček baterije. Zmanjšanje vsakega porabnega dela je bil najpomembnejši korak.

Obstaja veliko senzorjev PIR, vendar niso vsi ustvarjeni enaki. Ena prvih točk, ki sem jih opazil, je bila hitrost, kot in hitrost streljanja vsakega testiranega senzorja PIR. Od uporabljenih senzorjev sem ugotovil, da je Simplytronics Wide Angle PIR najučinkovitejši glede na doseg in stroške energije. To je širokokotni PIR senzor z odličnim dosegom in deluje le na 3v, kar je neverjetno, kar sem potreboval.

2. korak: Materiali

WeMos D1 Mini

T4056 Lipo/Li-Ion USB polnilec

Širokokotni PIR senzor Simplytronics

Lipo baterija 3,7v 1000 mWh

2x 10k uporov

120K upor

5k upor

1N4001 usmerniška dioda

1uF kondenzator

2N2222 Tranzistor

3. korak: Osnovna koda in Arduino

Preprosto prenesite datoteko arduino in jo spremenite tako, da bo ustrezala vašim nastavitvam. Najpomembnejši vidiki, ki jih morate upoštevati, so, da se prepričate, da se vaše nastavitve ujemajo s tistimi, ki so podane v sistemu Hassio.

V mojem primeru uporabljam posrednika Mosquitto. Te nastavitve sem vnesel v kodo arduino. Za svoj strežnik MQTT, saj gostuje v Hassiu, sem dal naslov IP svojega Hassio.

Naslednja stvar, ki jo moramo storiti, je, da nastavimo nekaj senzorjev za predloge, ki bodo hranili naše podatke MQTT, tako da bo nekoliko bolj prijazen prednji del Hassio. Če želite izvedeti več o predlogah in predlogah, bom tukaj spustil to povezavo Hassio.

Naš MQTT gibanja bo predlogo binarnega senzorja, raven napolnjenosti baterije pa senzor v Hassiu.

V svoji glavni datoteki configuration.yaml sem dodal nekaj vrstic, ki vključujejo binarne senzorje predloge in senzorje predloge v ločene datoteke yaml. Ni vam treba storiti na ta način, vendar se mi zdi, da so stvari nekoliko bolj organizirane. Če želite to narediti preprosto, uporabite urejevalnik datotek, da ustvarite novo datoteko yaml in jo naslovite na nekaj, na kar se lahko sklicujete v configuration.yaml. V svojem primeru uporabljam templatesensor.yaml in templatebinarysensor.yaml

Prepričati se morate, da nastavite teme in koristne obremenitve MQTT tako, da ustrezajo vašim nastavitvam arduino ali obratno.

Nenazadnje nastavite element armaturne plošče, ki bo videl stanje baterije in senzor gibanja.

4. korak: Shema in testiranje

Po shemi ožičenja priključite komponente za testiranje na ploščo. Pomembne opombe pri ožičenju so, da zagotovite, da so ozemljitvene žice pravilne za učinek spuščanja. Zaradi tega bo tranzistor ponastavil WeMos D1 Mini ob budnosti. Funkcijo prebujanja in ponastavitve bi morali preizkusiti tako, da WeMos D1 Mini priključite na vrata USB. Ponastaviti se mora, ko z roko pomahate pred PIR. To ni obvezno, lahko pa tudi odlepite LED -luči smd s senzorja gibanja in tako podaljšate življenjsko dobo baterije. Priporočam, da to storite, potem ko preizkusite, ali senzor gibanja deluje po pričakovanjih. Če imate USB priključen na računalnik, ga dvakrat preverite z arduino IDE, ki se zažene in ponastavi s sprožilcem iz gibanja.

Na nadzorni plošči Hassio bi morali videti nekatere vrednosti iz baterije in tudi senzorja gibanja, ki se izklopi. Če je bilo do sedaj vse v redu, bi morali biti v poslu! Lahko bi vzeli ta prototip majhne plošče in ga premaknili po hiši in deloval bo kot vaš novi domači senzor gibanja. To bi lahko uporabili za sprožitev česar koli v Hassiu, in tukaj bi končali, če to vse, kar iščete. Toda pustimo temu končni lak za nekaj, kar je vredno osnove doma.

Nekaj nasvetov za odpravljanje težav

- s pritiskom na gumb za ponastavitev na WeMos D1 Mini bi morali aktivirati MQTT s kodo arduino

- odkomentirajte nekaj kode arduino, da vidite, kje je vsak korak in kaj dela s strojno opremo

- ne pozabite povezati vseh negativnih vodilnih točk

5. korak: Povežite se s stikalom za luč Wifi

Na srečo ima Hassio res odličnega čarovnika za avtomatizacijo, ki vam lahko pomaga pri nastavitvi. Ne bom se ukvarjal z dodajanjem luči ali dodatkov, vendar bom videl, da so ljudje v podjetju Hassio resnično olajšali dodajanje integracij in drugih platform, ki jih je mogoče nadzorovati s sistemom Hassio. Pojdite in preverite, kako dodate izbrano stikalo za luč za wifi.

V tem čarovniku za avtomatizacijo želimo biti pozorni na eno pomembno stvar, to je sprožilec. Kot sprožilec lahko dodate binarni senzor predloge, vendar sem ugotovil, da je senzor gibanja nekoliko bolj "hiter", ko sem šel neposredno z nosilnostjo MQTT. Nenazadnje pa konfigurirajte svojo izbiro svetlobe ali naprave in senzor bi moral delovati.

6. korak: Projektno stanovanje

Ko ste prepričani s svojo ploščo, vse dele premaknite na prototipno ploščo tiskane plošče in spajajte vse povezave na najmanjšo ploščo, ki jo najdete. Žice sem ohranil kratke, vendar prilagodljive v primeru obnovitve/urejanja/popravila. Zasnova ohišja je minimalno ohišje, ki ga je mogoče vstaviti v vogal ali ravno površino. Zelo dobro deluje tudi z neškodljivimi lepilnimi 3M trakovi =)

Opomba: Nekako sem pozabil, kje sem dobil ta čuden format za izdelavo prototipov tiskane plošče, zato predlagam, da preprosto zmanjšate svoj tiskani tiskalnik na velikost in izvrtate luknjo ali dve. Če bo ta vodnik postal priljubljen, bom izdal urejeno različico s pogostejšo velikostjo (potreboval sem le dva senzorja gibanja in imel sem točno dve od teh čudnih plošč)

7. korak: Zapiranje

Upam, da je bila ta zasnova v pomoč pri vaših prizadevanjih za izvedbo nekaterih projektov avtomatizacije doma. Dolgo sem potreboval, da sem vse gibljive dele izdelal za poučevanje, vendar sem vesel, da sem si vzel nekaj časa, da sem ga spravil dol. Ta projekt mi je pokazal nekaj omejitev uporabe nekaterih bolj dostopnih poti za programiranje mojih ESP. To ne pomeni, da ne bi smeli uporabljati ESPHome, toda za projekte, ki so bolj strogi pri upravljanju z energijo, boste morda morali iti na drugo pot. Senzorji so bili končani okoli maja ali junija in od takrat ne potrebujejo polnjenja. Doslej so minili približno 4-5 mesecev, ne da bi morali plačati. Kot stransko opombo sem se lotil tudi razvoja nove postavitve tiskanega vezja, ki temelji na WeMos D1 Mini. Dejstvo pri WeMos D1 Mini je, da ima vgrajen pretvornik 5v v 3v in napajalni IC za programiranje USB. To pomeni, da bi lahko, če bi odpravili ta dva dejavnika, ESP8266 posesali še manj energije.

Še enkrat hvala, ker ste me razvajali in spremljali ta projekt.