Izdelava Homie naprav za IoT ali domačo avtomatizacijo: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ta navodila so del moje serije DIY Home Automation. Oglejte si glavni članek "Načrtovanje sistema domače avtomatizacije". Če še ne veste, kaj je Homie, si oglejte homie-esp8266 + homie od Marvina Rogerja.

Senzorjev je veliko. Zajemam zelo osnovne, da bralcu dam zahteve, da začne graditi "nekaj". To morda ni raketna znanost, vendar bi moralo dejansko delovati.

Če delov nimate, pazite na moj prihajajoči pouk "Sourcing Electronic Parts from Asia".

Naj dodam še nekaj buzz besed: IoT, ESP8266, Homie, DHT22, DS18B20, avtomatizacija doma.

Tema bi morala biti zdaj precej jasna:-)

Ta navodila so zdaj na voljo tudi na moji osebni strani:

1. korak: Začnite

Konvencije

Ta navodila uporabljajo kloni D1 Mini. To so krmilniki, združljivi z Arduino, ki podpirajo WiFi in uporabljajo čip ESP8266. Dobavljajo se v zelo majhnem faktorju (~ 34*25 mm) in so poceni (~ 3-4 $ za klone).

Vsako zgradbo bom ponazoril z uporabo D1 Mini, načrta in nekaj senzorjev. V vsako vključim BOM (BOM), vendar bom preskočil očitne stvari, kot so skakalne žice in plošča (mini ali polna). Osredotočil se bom na "aktivne dele".

Za žice/kable v diagramih (knjižnica Fritzing + AdaFruitFritzing) sem uporabil:

• Rdeča/oranžna za napajanje, običajno 3,3 V. Včasih bo 5V, bodite previdni.
• Črna za tla.
• Rumena za digitalne podatkovne signale: bitovi potujejo in jih je mogoče prebrati s čipi, kot so.
• Modra/vijolična za analogne podatkovne signale: tukaj ni bitov, samo navadna napetost, ki jo je treba izmeriti in izračunati, da razumete, kaj se dogaja.

Homie za ESP8266 pošilja ducat primerov, tam sem začel graditi ta navodila.

Ogledna plošča

D1 je precej prijazen do plošč, vendar bo prihranil le eno vrstico zatičev navzgor in navzdol. V vsakem primeru bo D1 na desni strani, komponente pa na levi strani. Zgornje in spodnje tirnice se bodo uporabljale za prenos 3.3V ali 5V.

Opomba

Primeri Homie so izdelani kot ".ino" skice za Arduino IDE. Moja lastna koda je zgrajena kot ".ccp" za PlatformIO.

To ne bo imelo velike razlike, saj so skice dovolj preproste, da jih lahko kopirate/prilepite ne glede na izbrano orodje.

2. korak: Temperatura in vlažnost: DHT22 / DHT11

Sestavljanje naprave

DHT22 uporablja:

• En digitalni pin za komunikacijo s krmilnikom povežite z D3
• Dve žici za napajanje (3,3 V ali 5 V + GND)
• Digitalni zatič mora biti visoko (priključen na napajanje), za to uporabljamo upor med napajalno tirnico in podatkovnim zatičem

Koda

Projekt PlatformIO lahko prenesete s:

Prvotni primer Homie je tukaj (vendar ne uporablja senzorja):

Za DHT22 uporabite knjižnico senzorjev DHT (ID = 19)

BOM

• Krmilnik: Wemos D1 Mini
• Upor: 10KΩ

• Senzor: (eden od teh)

  • DHT22: Uporabil sem 4 zatiče, ki zahtevajo dodaten upor. V obliki SMD so na voljo 3 pinski moduli, ki vsebujejo upor.
  • DHT11: To je ceneje, vendar manj natančno, preverite svoje zahteve

Korak: Vodotesna temperatura: DS18B20

Sestavljanje naprave DS18B20 uporablja:

• En digitalni pin za komunikacijo s krmilnikom povežite z D3
• Dve žici za napajanje (3,3 V ali 5 V + GND)
• Digitalni zatič mora biti visoko (priključen na napajanje), za to uporabljamo upor med napajalno tirnico in podatkovnim zatičem

DS18B20 je 1-žični senzor. Uporablja vodilo, zato lahko več senzorjev uporabi en sam podatkovni zatič.

Možno je tudi, da NE uporabljate 3,3 V/5 V za napajanje senzorja, to se imenuje parazitski način napajanja. Za podrobnosti glejte podatkovni list.

Koda

Projekt PlatformIO lahko prenesete s:

Tako kot za DHT22 je tudi tukaj izvirni primer Homie (vendar ne uporablja senzorja):

Za vodilo 1 Wire uporabite paket OneWire (ID = 1)

Za DS18B20 uporabite temperaturo Dallas (ID = 54)

BOM

• Krmilnik: Wemos D1 Mini
• Upor: 4,7KΩ
• Senzor: DS18B20, na sliki je vodotesen
• 3 -pinski vijačni priključek za lažjo povezavo kabla s ploščo

4. korak: Svetloba: fotorezistor / fotocelica (digitalno: vklop / izklop)

Sestavljanje naprave

(Žal nimate komponente Fritzing za digitalno fotocelico)

Digitalni modul fotocelice uporablja:

• En digitalni zatič za komunikacijo s krmilnikom povežite z D3
• Dve žici za napajanje (3,3 V + GND)

Možno je uporabiti analogno fotocelico, vendar to tukaj ni dokumentirano, glejte Adafruitov odličen članek "Uporaba fotocelice".

Opomba: V tem primeru je na plošči senzorja potenciometer. Uporablja se za nastavitev meje med "svetlobo" in "temno" svetlobo okolice. Ko je branje 1 izklopljeno, pomeni branje 0, če je vklopljeno.

Koda

Projekt PlatformIO lahko prenesete s:

BOM

Krmilnik: Wemos D1 Mini

Senzor: Modul za zaznavanje svetlobe / svetlobe

5. korak: Svetloba: fotorezistor / fotocelica (analogno)

Sestavljanje naprave

Analogni senzor fotocelice deluje kot upor. Povezoval se bo med analognim vhodom in 3.3V.

Med GND in podatkovnim zatičem je nameščen upor, ki ustvari delilnik napetosti. Namen je ustvariti znani obseg vrednosti:

• Če ni svetlobe, bo fotocelica v bistvu blokirala VCC in tako GND priključila na vaš podatkovni zatič: Pin bo prebral skoraj 0.
• Če je veliko svetle svetlobe, bo fotocelica omogočila pretok VCC na podatkovni pin: Pin bo prebral skoraj polno napetost in kot tak blizu max (1023).

Opomba: Vrednosti analognih nožic se berejo v območju 0-1023 z uporabo analogRead. Za obravnavanje vrednosti 1 bajta to ni praktično, saj bo s tem funkcija preslikave Arduino pomagala zmanjšati z 0-1023 na (na primer) 0-255.

Za umerjanje vrednosti min/max za vaš senzor uporabite skico, kot je ta iz Arduina.

Koda

Projekt PlatformIO lahko prenesete s:

BOM

• Krmilnik: Wemos D1 Mini
• Senzor: od svetlobe odvisen upor (LDR) / fotorezistor
• Upor: 1K ali 10K, potrebno je umeriti glede na vašo celico

Reference

• Izvorna koda strežnika PiDome za stanje osvetlitve lokacije
• Adafruit "Uporaba fotocelice"
• "Fotografski upori" tukaj pri navodilih
• Prekleto nora "Photocell Tutorial", če želite nekaj matematike in grafikonov

6. korak: Optični detektor: QRD1114

Sestavljanje naprave

Koda

BOM

Reference

• Fizično računalništvo: QRD1114 vključuje vzorčno kodo za branje senzorja in uporabo prekinitve za rotacijski dajalnik + natančno oblikovanje tiskanega vezja
• Priročnik za priklop optičnega detektorja QRD1114 pri Sparkfun

7. korak: Zadnje besede

Ta navodila so zelo kratka za razlago osnovnega spremljanja.

Če želimo iti dlje, bomo morali priključiti releje, IR -oddajnik … To bo, upam, pozneje obravnavano, saj mi to dopušča prosti čas. Glavna razlika je v tem, da ne bomo samo »brali« (ali obstaja luč?), Ampak tudi »pisali« (vklopite luč!).