Homie ierīču izveide IoT vai mājas automatizācijai: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šī pamācība ir daļa no manas DIY mājas automatizācijas sērijas, skatiet galveno rakstu "DIY mājas automatizācijas sistēmas plānošana". Ja vēl nezināt, kas ir Homija, apskatiet homie-esp8266 + homie no Marvina Rodžera.

Ir daudz sensoru. Es aptveru ļoti vienkāršos, lai lasītājam sniegtu prasības, lai sāktu veidot kaut ko. Tā varētu nebūt raķešu zinātne, bet tai faktiski vajadzētu darboties.

Ja jums nav detaļu, uzmanieties no manas gaidāmās pamācības "Elektronisko detaļu iegāde no Āzijas".

Ļaujiet man pievienot dažus buzz vārdus: IoT, ESP8266, Homie, DHT22, DS18B20, mājas automatizācija.

Tēmai tagad jābūt diezgan skaidrai:-)

Arī šī pamācība tagad ir pieejama arī manā personīgajā lapā:

1. darbība. Darba sākšana

Konvencijas

Šajā instrukcijā tiek izmantoti D1 Mini kloni. Tie ir ar WiFi savienoti Arduino saderīgi kontrolieri, izmantojot mikroshēmu ESP8266. Tie tiek piegādāti ļoti mazā formā (~ 34*25 mm) un ir netīri lēti (~ 3-4 USD par kloniem).

Es ilustrēšu katru konstrukciju, izmantojot D1 Mini, maizes dēli un dažus sensorus. Katram es pievienoju materiālu sarakstu (BOM), bet izlaidīšu acīmredzamas lietas, piemēram, džemperu vadus un maizes dēli (mini vai pilnu). Es pievērsīšos "aktīvajām daļām".

Vadiem/kabeļiem diagrammās (Fritzing + AdaFruitFritzing bibliotēka) es izmantoju:

• Sarkans/oranžs jaudai, parasti 3.3V. Dažreiz tas būs 5V, esiet uzmanīgi.
• Melns zemei.
• Dzeltens ciparu datu signāliem: biti pārvietojas, un tos var nolasīt, izmantojot mikroshēmas.
• Zils/purpursarkans analogiem datu signāliem: šeit nav nekādu bitu, vienkārši spriegums, kas jāmēra un jāaprēķina, lai saprastu, kas notiek.

Homie priekš ESP8266 piegādā duci piemēru, tur es sāku veidot šo pamācību.

Maizes dēlis

D1 ir diezgan draudzīgs maizei, taču tas ietaupīs tikai vienu tapas rindu uz augšu un uz leju. Katrā piemērā D1 būs labajā pusē un sastāvdaļas kreisajā pusē. Augšējā un apakšējā jaudas sliedes tiks izmantotas, lai pārvadātu vai nu 3.3V, vai 5V.

Piezīme

Homie piemēri ir veidoti kā ".ino" skices Arduino IDE. Mans kods tomēr ir veidots kā ".ccp" platformaiIO.

Tam būs ļoti maza atšķirība, jo skices ir pietiekami vienkāršas, lai tās varētu kopēt/ielīmēt neatkarīgi no jūsu izvēlētā rīka.

2. darbība: temperatūra un mitrums: DHT22 / DHT11

Ierīces veidošana

DHT22 izmanto:

• Viena digitālā tapa, lai sazinātos ar kontrolieri, pievienojiet to D3
• Divi barošanas vadi (3.3V vai 5V + GND)
• Digitālajai tapai jābūt augstu (savienotai ar strāvu), tāpēc mēs izmantojam rezistoru starp barošanas sliedi un datu tapu

Kods

PlatformIO projektu var lejupielādēt no:

Sākotnējais Homie piemērs ir šeit (bet neizmanto sensoru):

DHT22 gadījumā izmantojiet DHT sensoru bibliotēku (ID = 19)

BOM

• Kontrolieris: Wemos D1 Mini
• Rezistors: 10KΩ

• Sensors: (viens no šiem)

  • DHT22: Esmu izmantojis 4 tapas, kurām nepieciešams papildu rezistors. SMD piegādā 3 tapas moduļus, kas ietver rezistoru.
  • DHT11: Tas ir lētāk, bet mazāk precīzi, pārbaudiet savas prasības

3. solis: Ūdensnecaurlaidīga temperatūra: DS18B20

DS18B20 izmanto:

• Viena digitālā tapa, lai sazinātos ar kontrolieri, pievienojiet to D3
• Divi barošanas vadi (3.3V vai 5V + GND)
• Digitālajai tapai jābūt augstu (savienotai ar strāvu), tāpēc mēs izmantojam rezistoru starp barošanas sliedi un datu tapu

DS18B20 ir 1 vadu sensors. Tas izmanto kopni, un šādi vairāki sensori var izmantot vienu datu tapu.

Ir arī iespējams NEDRĪKST izmantot 3.3V/5V sensora barošanai, to sauc par parazītu barošanas režīmu. Sīkāku informāciju skatiet datu lapā.

Kods

PlatformIO projektu var lejupielādēt no:

Tāpat kā DHT22, šeit ir oriģinālais Homie piemērs (bet neizmanto sensoru):

1 vadu kopnei izmantojiet OneWire pakotni (ID = 1)

DS18B20 izmantojiet DallasTemperature (ID = 54)

BOM

• Kontrolieris: Wemos D1 Mini
• Rezistors: 4.7KΩ
• Sensors: DS18B20, attēlā ir ūdensizturīgs
• 3 tapas skrūves spailes, lai atvieglotu kabeļa pievienošanu maizes dēlim

4. darbība. Gaisma: fotorezistors / fotoelements (digitālais: ieslēgts / izslēgts)

Ierīces veidošana

(Atvainojiet, nav digitālā fotoelementa Fritzing komponenta)

Fotoelementu digitālais modulis izmanto:

• Viena digitālā tapa, lai sazinātos ar kontrolieri, pievienojiet to D3
• Divi barošanas vadi (3.3V + GND)

Ir iespējams izmantot analogo fotoelementu, taču tas šeit nav dokumentēts, skatiet Adafruit lielisko rakstu "Fotoelementa izmantošana".

Piezīme. Šajā piemērā sensoru panelī ir potenciometrs. To izmanto, lai iestatītu robežu starp "gaišo" un "tumšo" apkārtējo gaismu. Ja 1 lasīšanas indikators ir izslēgts, tad 0 lasīšana nozīmē gaismu, ja tā ir ieslēgta.

Kods

PlatformIO projektu var lejupielādēt no:

BOM

Kontrolieris: Wemos D1 Mini

Sensors: gaismjutīgs / gaismas noteikšanas modulis

5. darbība: gaisma: fotorezistors / fotoelements (analogs)

Ierīces veidošana

Fotoelementa analogais sensors darbojas kā rezistors. Tas izveidos savienojumu starp analogo ieeju un 3.3V.

Starp GND un datu tapu tiek ievietots rezistors, lai izveidotu sprieguma dalītāju. Mērķis ir izveidot zināmu vērtību diapazonu:

• Ja nav gaismas, fotoelements būtībā bloķēs VCC, tādējādi savienojot GND ar jūsu datu tapu: Pin tiks nolasīts gandrīz 0.
• Ja ir daudz spilgtas gaismas, fotoelements ļaus VCC plūst uz datu tapu: tapa nolasīs gandrīz pilnu spriegumu un līdz ar to tuvu maksimumam (1023).

Piezīme. Analogās tapas vērtības tiek nolasītas diapazonā no 0 līdz 1023, izmantojot analogRead. Tas nav praktiski, ja izmantojat 1 baitu vērtības, tāpēc Arduino kartes funkcija palīdzēs samazināt no 0-1023 līdz (piemēram) 0-255.

Lai kalibrētu sensora min/max vērtības, izmantojiet šādu skici no Arduino.

Kods

PlatformIO projektu var lejupielādēt no:

BOM

• Kontrolieris: Wemos D1 Mini
• Sensors: no gaismas atkarīgs rezistors (LDR) / fotorezistors
• Rezistors: 1K vai 10K, nepieciešams kalibrēt, pamatojoties uz jūsu šūnu

Atsauces

• PiDome servera avota kods atrašanās vietas apgaismojumam
• Adafruit "Fotoelementa izmantošana"
• "Fotorezistori" šeit, norādot instrukcijas
• Daži sasodīti traki "fotoelementu apmācība", ja vēlaties matemātiku un grafikus

6. darbība: optiskais detektors: QRD1114

Ierīces veidošana

Kods

BOM

Atsauces

• Fiziskā skaitļošana: QRD1114 ietver parauga kodu, lai nolasītu sensoru un izmantotu pārtraukumu rotējošajam kodētājam + precīzu PCB dizainu
• QRD1114 optisko detektoru savienošanas rokasgrāmata Sparkfun

7. solis: beigu vārdi

Šī pamācība ir ļoti īsa, lai izskaidrotu pamata uzraudzību.

Lai dotos tālāk, mums būs jāpievieno releji, infrasarkanais izstarotājs … Cerams, ka tas tiks apskatīts vēlāk, jo man ļaus brīvais laiks. Galvenā atšķirība ir tā, ka mēs ne tikai "lasīsim" (vai ir gaisma?), Bet arī "rakstīsim" (ieslēgsim gaismu!).