Poplavni alarm z nizko porabo energije v kleti z ESP8266: 3 koraki

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

Pozdravljeni, dobrodošli v mojih prvih navodilih.

Klet moje hiše je vsakih nekaj let poplavljena iz različnih razlogov, kot so močne poletne nevihte, visoka podtalnica ali celo pokanje cevi. Čeprav to ni prijetno mesto, vendar se moj kotel za centralno ogrevanje nahaja tam spodaj in voda lahko poškoduje njegove elektronske dele, zato moram vodo čim prej izčrpati. Težko in neprijetno je preveriti stanje po močni poletni nevihti, zato sem se odločil za alarm na osnovi ESP8266, ki mi v primeru poplave pošlje e-pošto. (Če je poplava posledica visoke podtalnice, je vodostaj običajno manjši od 10 centimetrov, kar ni škodljivo za grelnik, zato ga ni priporočljivo izčrpati, ker se bo vseeno vrnil in bolj ko boste črpali, več bo prišlo do podtalnice naslednjič. Dobro pa je vedeti o situaciji.)

V tej aplikaciji je naprava lahko v mirovanju več let in če vse deluje po načrtih, deluje le nekaj sekund. Uporaba globokega spanca ni praktična, saj črpa preveč toka, če želimo spati zelo dolgo, ESP8266 pa lahko spi le največ 71 minut.

Odločil sem se, da bom s pomočjo plovnega stikala vklopil napajanje ESP. Pri tej rešitvi se ESP ne napaja, ko je stikalo odprto, zato je poraba energije samo samopraznjenje baterij, zaradi česar je sistem pripravljen na alarm več let.

Ko nivo vode doseže plavajoče stikalo, se ESP normalno zažene, poveže z mojim omrežjem WiFi, mi pošlje e-pošto in zaspi z ESP. Deepsleep (0), dokler se napajanje ne izklopi in znova vklopi. Če se ne more povezati z WiFi ali ne more poslati e-pošte, gre v stanje pripravljenosti 20 minut in poskusi znova, dokler ne uspe.

Ta ideja je podobna rešitvi, ki jo je v tem videu opisal Andreas Spiess. Toda zaradi narave poplave in plavajočega stikala nam ni treba dodati MOSFET -a, da bi bil ESP vklopljen, dokler ne dokonča svoje naloge, ker bo plavajoče stikalo zaprto, če bo nivo vode nad nivojem sprožilca.

1. korak: Shema:

Deli

• D1: BAT46 Schottky-dioda za globoko spanje. S Schottkyjevimi diodami imam boljše izkušnje kot upori med D0 in RST.
• Plavajoče stikalo: Enostavno plavajoče stikalo z reed cevjo za 1,2 USD in magnetom na eBayu. Obroč z magnetom lahko preklopite med preklapljanjem med visokim in nizkim nivojem tekočine. eBay Link
• Držalo za baterije: za 2x AAA 1,5V baterije
• P1: 2x 2P 5,08 mm (200mil) vijačne sponke za priključitev žic iz akumulatorja in plovnega stikala.
• C1: 1000uF 10V kondenzator za povečanje stabilnosti ESP, medtem ko je radio vklopljen. Upoštevajte, da če ESP spi v globokem spancu, energija, shranjena v kondenzatorju, zadostuje za napajanje 3-4 minute. V tem obdobju delovanje plovnega stikala ne more znova zagnati ESP, ker ga kondenzator ohranja vklopljenega v globokem spanju. To je zanimivo le med testiranjem.
• U1: mikrokrmilnik LOLIN / Wemos D1 Mini Pro ESP8266. To je profesionalna različica s priključkom za zunanjo anteno, ki bi lahko bila uporabna, ko jo postavite v klet. Prosimo, upoštevajte, da morate ponovno ohladiti "ohm" SMD 0 ohmov, da izberete zunanjo anteno namesto privzete vgrajene keramične antene. Priporočam nakup mikrokrmilnikov LOLIN v uradni trgovini LOLIN AliExpress, ker je tam veliko ponarejenih ali starih različic plošč Wemos / LOLIN.
• Perfboard: 50 mm*50 mm proto plošča bo dovolj za namestitev vseh delov. Vezje je preveč preprosto za izdelavo tiskanega vezja.:)

Upoštevajte, da je baterija priključena na vhod 3.3V. Čeprav ima D1 Mini vgrajen LDO za delovanje USB / LiPo, tega ne potrebujemo, če se napaja iz 3V alkalnih baterij 2xAAA. S to povezavo je moj D1 Mini lahko dokončal svojo nalogo tudi z napajalno napetostjo 1,8 V.

2. korak: Koda

Program bi lahko bil lepši ali enostavnejši, vendar so njegovi deli dobro dokazani v mojih drugih projektih.

Skica uporablja naslednje knjižnice:

ESP8266WiFi.h: Privzeto za plošče ESP8266.

Gsender.h: Knjižnico pošiljateljev Gmail iz Borye lahko prenesete od tukaj.

Potek programa je precej preprost.

• ESP se zažene.
• Prebere pomnilnik RTC, da preveri, ali je prvi zagon ali ne
• Poveže se z WiFi s funkcijo cleverwifi (). Ta se poveže z WiFi z uporabo naslova MAC usmerjevalnika (BSSID) in številke kanala za hitrejšo povezavo, poskusi brez teh po 100 neuspešnih poskusih in po 600 poskusih zaspi. Ta funkcija je izpeljana iz skice varčevalca porabe energije OppoverBakke WiFi, vendar brez shranjevanja podatkov o povezavi v del RTC v tej aplikaciji.
• Preverja napetost akumulatorja z vgrajenimi ESP funkcijami ADC_MODE (ADC_VCC) / ESP.getVcc (). To ne zahteva zunanjega delilnika napetosti ali ožičenja na A0. Kot nalašč za napetosti pod 3,3 V, kar je naš primer.

• Pošlje drugo e-pošto z Gsender.h. Temam in sporočilnim nizom sem dodal spremenljivke in besedilo po meri, da bi poročal o napetosti baterije, času, ki je pretekel od prvega zaznavanja, in nasvetu glede zamenjave baterije. Ne pozabite spremeniti e-poštnega naslova prejemnika.

  • Spi

    • Če je uspešen, spi "večno" z ESP.deepSleep (0); Fizično bo v načinu spanja, dokler nivo vode ne bo visok. Tehnično je to nekaj ur ali največ nekaj dni, kar ne bo izpraznilo baterije z nekaj uA pretoka. Ko voda izteče, se plavajoče stikalo odpre in ESP se popolnoma izklopi, trenutna poraba pa bo 0.
    • Če ne uspe, zaspi 20 minut, nato poskusi znova. V primeru poletne nevihte je možen izpad električnega omrežja. Šteje ponovne zagone in jih shrani v pomnilnik RTC. Ti podatki se uporabljajo za poročanje o času, ki je pretekel od prvega poskusa alarma. (Upoštevajte, da lahko RTC pri testiranju z napajanjem USB in serijskim monitorjem ohrani tudi vrednost števila ciklov med prenosi.)

3. korak: Montaža in namestitev

Ko sem kodo preizkusil na plošči, sem jo spajkal na majhen kos plošče.

Uporabil sem 2 kosa 5 -polnih 2 -polnih vijačnih sponk s premerom 5,08 mm, ženski priključek za ESP, kondenzator in nekaj mostičkov.

Upoštevajte, da je treba SMD upor s številko "0" poleg keramične antene ponovno spajkati na prazne blazinice poleg nje, da izberete zunanjo anteno.

Nato sem vse skupaj dal v majhno električno razdelilno omarico IP55. Žice iz plovnega stikala so povezane s kabelsko uvodnico.

Škatla je postavljena na varno višino, kjer je voda (upam) nikoli ne doseže, zato sem za povezavo plovnega stikala uporabil par razmeroma debele bakrene žice 1 mm^2 (17AWG). S to nastavitvijo lahko ESP zažene in pošlje sporočilo tudi z vhodno napetostjo 1,8 V.

Po namestitvi je ta tihi stražar na straži, vendar upam, da mu kmalu ni treba poslati alarma …