Obvestilo o nabiralniku in garažnih vratih: 5 korakov (s slikami)

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

Ta Instructables temelji na obvestilu o nabiralniku Johan Moberg. V primerjavi s tem projektom sem naredil nekaj sprememb:

1. Daleč od moje hiše ni le nabiralnik, ampak tudi garaža. Nahajajo se na eni lokaciji blizu ceste, hiša pa se nahaja približno 50 m v kopnem. Zaradi zelo občutljivega daljinskega upravljalnika garaže se je to že nekajkrat zgodilo, garažna vrata so bila po naključju odprta. Zdaj bi rad natančno vedel, ali so vrata v garaži zaprta ali ne. Zato razširjam izvirni projekt za še en kontakt, kontakt za garažna vrata.
2. MCU (mikroprocesorska krmilna enota) v pošiljatelju ostaja Attiny-85, kar je pomembno za nizko porabo energije. Ni dovolj digitalnih zatičev (ne maram uporabljati Reset pin) in problem rešim s preprosto strojno rešitvijo.
3. Prikazovanje sprejemnikov poteka z optičnimi in zvočnimi signali. Optične signale oddajajo svetleče diode, za zvočne pa je dodano pesem, ki proizvaja vezje. MCU (krmilna enota za mikroprocesor) v pošiljatelju je spremenjen in je Arduino Nano. Sprva bi rad uporabil Attiny-85, vendar je bila pomanjkanje še enega prostega zatiča velika ovira. Enostavne strojne rešitve ni.
4. V programski opremi Arduino so bile opravljene majhne spremembe, da bi ohranili nadgradnjo strojne opreme.
5. Brezžična pol dupleksna komunikacija deluje dobro, če delujeta obe enoti (pošiljatelj in sprejemnik). Če pa ena od obeh enot ne uspe (na primer prazna baterija itd.), Druga enota nadaljuje z delovanjem in se pretvarja, da je komunikacija (sprejemnik). V tem primeru se komunikacija prekine, tudi če je napaka odpravljena na katerem koli spletnem mestu. Rešitev: vzpostaviti je treba novo komunikacijo. Zaradi tega je v pošiljatelju dodano vezje za ponastavitev z indikatorjem.

Opis

Projekt je sestavljen iz dveh delov: pošiljatelja in prejemnika. Pošiljatelj, ki se nahaja na mestu garaže, zazna signale stika nabiralnika in stika za odpiranje garažnih vrat. Če je eden od teh kontaktov aktiviran, oddajnik HC12 pošlje brezžični signal sprejemniku. Na sprejemniku je prikazano stanje "alarma", na primer "pošta je prispela" ali "garažna vrata odprta" z utripanjem ustrezne led in predvajane pesmi. S ponastavitvijo gumba na sprejemni enoti se lahko prekliče indikacija in zažene novo stanje čakanja na alarm.

Največja razdalja

Komunikacijski modul HC-12 je namenjen za razdalje do 1,8 km. Toda ta vrednost je teoretična in jo je mogoče doseči na prostem. Največji doseg znotraj stavbe je krajši. Težava je bila doseči razdaljo približno 100 m s preprosto anteno. V tem primeru sta bili obe enoti nastavljeni na največji doseg - način FU4 in hitrost 1200 baud. Ena enota je bila znotraj stavbe, za 4 debelimi stenami. Z anteno SMA je bila povezava vzpostavljena, vendar ni stabilna. V tem primeru je bila težava rešena z namestitvijo sprejemne enote v sobo, usmerjeno na mesto garaže (samo ena stena).

Po mojih izkušnjah. Priporočam uporabo anten SMA z ustreznim podaljškom. Ta kabel mora ustrezati priključkom na obeh straneh (priključek SMA za anteno in priključek HC-12 Ipex).

Korak: Deli in orodja

Uporabljajo se naslednji deli:

Za manj pogoste dele so na voljo povezave.

Pošiljatelj:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Upori 68, 150, 1k, 10k
• Dioda Schottky SR240, ebay
• Univerzalna dioda, 1N589 ali 1N4148
• Terminal block, banggood
• SMA antena, ebay
• Kondenzatorji 1000M
• Tranzistor NPN, S9013, 2N2222 ali podoben
• Držalo za baterije AA (3 kosi) in baterije
• Stikalo Micro C + NO + NC za ponastavitev
• LED 5 mm modra
• Reed stiki za pošto in stikala za garažna vrata, banggood
• Magneti, super
• Prototip PCB, banggood
• Konektorji XH, banggood

Sprejemnik:

• Arduino-nano, super
• HC-12, ebay
• Stabilizator napetosti 7805T
• Melodija IC UM66
• Tranzistor NPN, S9013, 2N2222 ali podoben
• Upori 2x470, 10k
• Trim Pot 10k
• Majhen zvočnik
• Stikalo Ponastavi, banggood
• Led 10 mm, zelena in rumena
• Univerzalna dioda, 1N589 ali 1N4148
• Kondenzator 2x10M, 1000M
• Glavni adapter 220V AC do 5V DC
• SMA antena
• Vtičnica za glavni adapter, banggood
• LED 10 mm, 2 kosa zelena in rumena
• Konektorji XH, banggood

Orodja:

• Arduino-uno Rev3 plošča za nastavitev HC-12 in programiranje Attiny-85
• Spajkalnik
• Multimeter
• Ogledna plošča

2. korak: Pošiljatelj

Shema pošiljatelja je na zgornji sliki.

Baterije so trije kosi tipa AA. Njihova največja poraba je med prvim začetkom komunikacije (približno 100 mA). Poskusite skrajšati ta čas. V času čakanja je poraba zelo nizka (manj kot 1 ma), med alarmom pa je poraba za kratek čas približno 40 mA. D1 ščiti tokokroge pred prenapetostjo, če so baterije nove.

SW3, R1, C1 ustvari vezje za ponastavitev. Indikacija stanja po ponastavitvi je modra LED D4. Ta lučka mora po ponastavitvi zasvetiti in označiti: "pošiljatelj je pripravljen vzpostaviti povezavo". Če modra lučka sveti, lahko komunikacijo začnete s pritiskom na gumb Ponastavi na sprejemniku.

D2 in D3 sta Schottkyjevi diodi z nizko napetostjo naprej. Zaradi teh diod stikalo "garažna vrata odprta" uporablja isto programsko prekinitev, kot stikalo "pošta je prispela". Če je SW1 (pošta) priključen na ozemljitev, se vklopi prekinitev in alarm za pošto. Če je SW2 (garaža) priključen na ozemljitev, se aktivira prekinitev za pošto skupaj z alarmom za garažo. Na ta način je bil rešen en manjkajoči pin na MCU.

Ustrezna indikacija alarma se izvede s programsko opremo. Ta strojna rešitev omogoča uporabo samo enega preprostega prekinitve.

Opis Attiny-85 in HC-12 je zelo dobro narejen v omenjenih navodilih Johan Moberg.

3. korak: sprejemnik

Sprejemnik se napaja iz glavnega napajanja prek adapterja 220V AC na 5V DC. Lahko je kateri koli majhen adapter z enosmernim izhodnim tokom približno 0,3A. Ker je izhodna napetost adapterja odvisna od izhodnega toka (napetost je bila približno 8 V z nizkim tokom), sem dodal preprost stabilizator napetosti IC1. Dioda D1 zmanjša napetost za HC-12.

Arduino Nano izhod D7 med alarmnim stanjem priključi napetost približno 4V na generator melodije IC2. T1 ojača signal na zvočnik. Glasnost lahko nastavite s spremenljivim uporom R4. Za dostop do tega upora priporočam, da pustite luknjo v pokrovu sprejemnika. D5 in D6 sta izhoda za alarmne lučke. Zatiči D3, D4 so priključeni na HC-12 in zagotavljajo serijsko komunikacijo. Pin D2 je vhod in stanje zaznavanja stikala "Ponastavi".

Stikalo za ponastavitev se uporablja za dve funkciji:

1. Aktivirajte prvo povezavo. Po pritisku nanj se mora začeti komunikacija.
2. Ko je povezava vzpostavljena in se pojavi alarm, lahko gumb za ponastavitev ponastavi alarm in spremeni stanje sprejemnika za "čakanje".

LED indikacija je naslednja:

1. Obe svetleči diodi sta vklopljeni in stalno svetita. To je začetno stanje po vklopu sprejemnika. Če je pošiljatelj pripravljen - modra lučka na pošiljatelju je vklopljena, lahko povezavo vzpostavite s pritiskom na gumb Ponastavi na sprejemniku.
2. Po vzpostavitvi povezave obe LED lučki izmenično utripata približno 2 sekundi.
3. V primeru alarma ustrezna LED lučka utripa približno 1 sekundo, druga LED dioda je temna.

4. korak: Programska oprema

V tem koraku so vključene datoteke Arduino ino s celotno programsko opremo.

Programsko opremo za pošiljatelja je treba naložiti v MCU Attiny-85. Za programiranje programa Attiny uporabite programsko opremo Arduino Uno in Arduino IDE v računalniku. Na internetu obstaja veliko vaj, kako to storiti. Priporočam to programiranje Attiny85. Ko program naložite na Attiny, vstavite čip v vtičnico na vezju pošiljatelja.

Programiranje Arduino Nano je enako programiranju Arduino Uno. Uporabite kabel USB in Arduino IDE z izbrano ploščo Nano v »Orodja« in »Upravitelj plošče«. Ta postopek je mogoče izvesti z vstavljeno ploščo na ploščo za kruh. Po programiranju namestite ploščo Nano v vtičnico na sprejemniškem tiskanem vezju.

Obe enoti HC-12 morata biti nastavljeni na enake parametre z Arduino Uno. Navodila so v originalnih navodilih.

5. korak: Strojna oprema in nastavitve

Najbolj kritični deli so kontakti za pošto in garažna vrata. Ti kontakti so nameščeni v poštnem nabiralniku in na mehanskih tirih garažnih vrat, na mestu, kjer segajo vrata, med zapiranjem. Stik poštnega predala je sestavljen iz trstičnega stikala in neodimskega magneta. Reed stikalo je pritrjeno z lepilnim trakom, znotraj škatle na eni strani luknje za vstavljanje črk. Magnet je pritrjen na poštno loputo tako, da se delno odprta loputa aktivira. Žice so povezane z majhnim priključkom XH.

Ista kontaktna rešitev se uporablja za garažna vrata. V tem primeru lahko stik ustvarite tudi s končnim stikalom. Katera varianta bo izbrana, je odvisno od vas. Obstaja pa še nekaj možnosti: Isti garažni sistemi imajo lahko priključni blok s stiki za končno stikalo, znotraj krmilne omarice garaže. V tem primeru samo priključite žice na ustrezne vijake.

Pošiljatelj

Deli so postavljeni na prototip PCB, ki je razrezan na manjšo velikost. Na plošči so nameščene vtičnice za modul HC-12 in za Attiny-85, priključke za baterijo in priključne bloke za oba alarmna kontakta. Zunaj plošče je nameščeno stikalo za ponastavitev, modra LED in SMA antena. Vse ostale komponente so na tiskanem vezju spajkane in povezane z žicami na spodnjem delu plošče. Nosilec baterije in tiskano vezje sta nameščena v plastični škatli. Lahko je katera koli plastična škatla ustreznih dimenzij, uporabljam razvodno omarico, odporno proti vlagi. Škatla je nameščena pod streho garaže, žice pa vodijo skozi plastične cevi.

Na fotografiji pošiljateljeve škatle je nekaj delov, ki niso predmet tega članka. V škatlo sem dodal še nekaj elektronike.

Sprejemnik

Komponente sprejemnika lahko postavite v katero koli univerzalno škatlo. Uporabil sem plastično škatlo iz starega brezžičnega zvonca. Deli so spet spajkani na prototipnem tiskanem vezju, vključno z obema LED diodama. Obstajajo vtičnice za modul MCU in HC-12 ter moški priključki, spajkani na plošči za zvočnik, gumb za ponastavitev in napajalno napetost. Na sprednjem pokrovu so luknje za svetleče diode, v zgornjem delu za gumb za ponastavitev in anteno.

Nastavitev

Kot je napisal avtor izvirnega projekta, obstaja veliko razlogov, ki lahko preprečijo uspešno komunikacijo med pošiljateljem in prejemnikom. Najprej ponovno preverite žično povezavo in spajkanje. Če je vse v redu, poskusite vzpostaviti komunikacijo z obema enotama, ki sta postavljeni drug na drugega. Če pride do težav, preverite module HC-12 v enostavnem vezju z arduinom na dveh ploščah. Uporabite navodila v skladu z zelo dobrim člankom o modulu: Komunikacija na dolge razdalje Obstaja preprosta programska oprema HC-12 messenger. Naložite isto programsko opremo na arduino in preverite komunikacijo. Če je v redu, sta modula dobra.

Naslednji korak je, da poskusite razširiti arduino uno s HC-12 na plošči, na vse komponente za pošiljatelja in prejemnika ter programirati oba arduina. V tem primeru preverite zatiče arduino uno v datotekah ino v primerjavi z Attiny-85 in Nano ter po potrebi spremenite številke pin. Zaradi tega sem v datotekah ino dodal ustrezne zatiče arduino v vrsticah z opombami. Če težave ne odpravite, poskusite poiskati napako pri programiranju s serijsko opremo strojne opreme. Na ta način lahko vnesete nekatere kritične točke programa, preverite sporočila in jih vidite na serijskem monitorju. Vidite lahko, kateri deli programa so zaključeni in kateri ne. Simulirajte stikala za pošto in garažo z dotikom žic. Po reševanju težav zamenjajte zadnje plošče z MCU -ji (Attiny in Nano).

Prvo komunikacijo med enotami je treba opraviti na mizi. Če je vse v redu, namestite enote na mesto in ponovno preverite.

Hvala za branje in veliko sreče.