Pastkastes un garāžas durvju paziņotājs: 5 soļi (ar attēliem)

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

Šī pamācība ir balstīta uz Johana Moberga pastkastes paziņotāju. Salīdzinot ar šo projektu, es veicu dažas izmaiņas:

1. Tālu no manas mājas ir ne tikai pastkaste, bet arī garāža. Tie atrodas vienā vietā netālu no ceļa, un māja atrodas aptuveni 50 m zemes iekšpusē. Sakarā ar ļoti jutīgu garāžas tālvadības pulti, tas ir noticis dažas reizes, garāžas durvis tika atvērtas nejauši. Tagad es gribētu precīzi zināt, vai garāžas durvis ir aizvērtas. Tāpēc es pagarinu sākotnējo projektu vēl vienam kontaktam, garāžas durvju kontaktam.
2. MCU (mikroprocesora vadības bloks) sūtītājā paliek Attiny-85, kas ir svarīgi zemam enerģijas patēriņam. Nav pietiekami daudz digitālo tapu (man nepatīk izmantot Reset pin), un es atrisinu problēmu, izmantojot vienkāršu aparatūras risinājumu.
3. Uztvērēju indikācija tiek veikta ar optiskiem un akustiskiem signāliem. Optiskos signālus rada gaismas diodes, un akustiskajam signālam tiek pievienota ķēdes producējoša dziesma. Sūtītājā ir mainīts MCU (mikroprocesora vadības bloks), un tas ir Arduino Nano. Sākotnēji es gribētu izmantot Attiny-85, taču vēl viena brīva tapas trūkums bija liels šķērslis. Nav neviena vienkārša aparatūras risinājuma.
4. Arduino programmatūrā tika veiktas nelielas izmaiņas, lai saglabātu augstāku aparatūras modifikāciju.
5. Bezvadu pusdupleksā komunikācija darbojas labi, ja darbojas abas vienības (sūtītājs un saņēmējs). Bet, ja viena no abām ierīcēm neizdodas (piemēram, zems akumulatora uzlādes līmenis un tā tālāk), otra ierīce turpina darboties un izliekas par komunikāciju (uztvērēju). Šādā gadījumā saziņa tiek pārtraukta, pat ja kļūda ir novērsta jebkurā vietnē. Risinājums: jāizveido jauna komunikācija. Šī iemesla dēļ sūtītājam ir pievienota atiestatīšanas ķēde ar indikatoru.

Apraksts

Projekts sastāv no divām daļām: sūtītāja un saņēmēja. Sūtītājs, kas atrodas garāžas vietā, uztver signālus no pastkastes kontakta un garāžas durvju atvērtā kontakta. Ja ir aktivizēts kāds no šiem kontaktiem, raidītājs HC12 nosūta bezvadu signālu uztvērējam. Uz uztvērēja tiek parādīts "trauksmes" stāvoklis, piemēram, "pasts ir saņemts" vai "atvērtas garāžas durvis", mirgot atbilstošajam led un atskaņotajai dziesmai. Atiestatot uztvērēja bloka pogu, indikators var tikt atcelts un sākas jauns brīdinājuma gaidīšanas stāvoklis.

Maksimālais attālums

HC-12 sakaru modulis ir paredzēts attālumam līdz 1,8 km. Bet šī vērtība ir teorētiska un to var sasniegt brīvā dabā. Ēkas iekšējais maksimālais diapazons ir īsāks. Man bija grūtības sasniegt aptuveni 100 m attālumu ar vienkāršu stīgu antenu. Šajā gadījumā abas vienības tika iestatītas uz maksimālo diapazonu - FU4 režīmu un 1200 batu pārraides ātrumu. Viena vienība bija ēkas iekšpusē, aiz 4 biezām sienām. Ar SMA antenas savienojums tika izveidots, bet nav stabils. Šajā gadījumā problēma tika atrisināta, novietojot uztvērēju telpā, kas orientēta uz garāžas vietu (tikai viena siena).

Pēc manas pieredzes. Es iesaku izmantot SMA antenas ar atbilstošu pagarinātāju. Šim kabelim jāatbilst savienotājiem abās pusēs (antenas SMA savienotājs un HC-12 Ipex savienotājs).

1. darbība: detaļas un rīki

Tiek izmantotas šādas detaļas:

Ir pieejamas saites uz retāk sastopamām daļām.

Sūtītājs:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Rezistori 68, 150, 1k, 10k
• Diode Schottky SR240, ebay
• Universāls diode, 1N589 vai 1N4148
• Termināla bloks, banggood
• SMA antena, ebay
• Kondensatori 1000M
• Tranzistors NPN, S9013, 2N2222 vai līdzīgs
• Baterijas AA turētājs (3 gab.) Un baterijas
• Atiestatīšanai pārslēdziet Micro C + NO + NC
• Led 5 mm zils
• Niedru kontakti pasta un garāžas durvju slēdžiem, banggood
• Magnēti, bezgala labi
• PCB prototips, labs
• Savienotāji XH, banggood

Uztvērējs:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Sprieguma stabilizators 7805T
• Melodija IC UM66
• Tranzistors NPN, S9013, 2N2222 vai līdzīgs
• Rezistori 2x470, 10k
• Apgriešanas katls 10k
• Mazs skaļrunis
• Slēdža atiestatīšana
• Led 10 mm, zaļš un dzeltens
• Universāls diode, 1N589 vai 1N4148
• Kondensators 2x10M, 1000M
• Galvenais adapteris 220V AC līdz 5V DC
• SMA antena
• Domkrata savienotājs galvenajam adapterim
• Led 10mm, 2gab zaļā un dzeltenā krāsā
• Savienotāji XH, banggood

Rīki:

• Arduino-uno Rev3 tāfele HC-12 iestatīšanai un Attiny-85 programmēšanai
• Lodāmurs
• Multimetrs
• Maizes dēlis

2. darbība. Sūtītājs

Sūtītāja shēma ir attēlā iepriekš.

Baterijas ir trīs AA tipa gabali. To maksimālais patēriņš ir pirmās saziņas laikā (aptuveni 100 mA). Mēģiniet padarīt šo laiku pēc iespējas īsāku. Gaidīšanas laikā patēriņš ir ļoti zems (mazāk par 1 mA), un trauksmes laikā patēriņš īsā laikā ir aptuveni 40 mA. D1 aizsargā ķēdes no pārsprieguma, ja baterijas ir jaunas.

SW3, R1, C1 izveido atiestatīšanas ķēdi. Stāvokļa indikācija pēc atiestatīšanas ir zila gaismas diode D4. Šim indikatoram pēc atiestatīšanas jāiedegas un jānorāda: "sūtītājs ir gatavs izveidot savienojumu". Ja deg zilā gaismas diode, saziņu var sākt, nospiežot uztvērēja pogu Reset.

D2 un D3 ir Schottky diodes ar zemu spriegumu uz priekšu. Sakarā ar šīm diodēm slēdzis "atvērtas garāžas durvis" izmanto to pašu programmatūras pārtraukumu, kā slēdzis "pasts ieradās". Ja SW1 (pasts) ir pievienots zemei, tiek pārtraukta un tiek aktivizēta pasta trauksme. Ja SW2 (garāža) ir pievienots zemei, pasta pārtraukšana tiek aktivizēta kopā ar trauksmi garāžai. Šādā veidā tika atrisināta viena trūkstošā tapa uz MCU.

Piemērotu trauksmes indikāciju veic programmatūra. Šis aparatūras risinājums ļauj izmantot tikai vienu vienkāršu pārtraukumu.

Attiny-85 un HC-12 apraksts ir ļoti labi izstrādāts pieminētajos Johan Moberg Instructables.

3. solis: uztvērējs

Uztvērēju no galvenās barošanas baro adapteris 220V AC līdz 5V DC. Tas varētu būt jebkurš mazs adapteris ar līdzstrāvas izejas strāvu aptuveni 0,3A. Tā kā adaptera izejas spriegums ir atkarīgs no izejas strāvas (ar zemu strāvu bija aptuveni 8 V spriegums), esmu pievienojis vienkāršu sprieguma stabilizatoru IC1. Diode D1 samazina spriegumu HC-12.

Arduino Nano izeja D7 trauksmes stāvoklī pieslēdz spriegumu aptuveni 4 V pie IC2 melodijas ģeneratora. T1 pastiprina skaļruņa signālu. Skaļumu var regulēt ar mainīgu rezistoru R4. Es iesaku atstāt dažus caurumus uztvērēja pārsegā, lai piekļūtu šim rezistoram. D5 un D6 ir trauksmes gaismas diožu izejas. D3, D4 tapas ir savienotas ar HC-12 un nodrošina sērijas sakarus. D2 tapa ir slēdža "Atiestatīt" ievades un sajūtas stāvoklis.

Atiestatīšanas slēdzis tiek izmantots divām funkcijām:

1. Aktivizējiet pirmo savienojumu. Pēc tā nospiešanas jāsāk saziņa.
2. Kad savienojums ir izveidots un notiek trauksme, poga Atiestatīt var atiestatīt trauksmi un mainīt uztvērēja stāvokli gaidīšanai.

LED indikators ir šāds:

1. Abas gaismas diodes ir ieslēgtas un pastāvīgi deg. Šis ir sākotnējais stāvoklis pēc uztvērēja ieslēgšanas. Ja sūtītājs ir gatavs - sūtītāja zilā gaismas diode ir ieslēgta, savienojumu var izveidot, nospiežot pogu Reset uz uztvērēja.
2. Pēc savienojuma izveides abas gaismas diodes pārmaiņus mirgo aptuveni 2 sekunžu laikā.
3. Trauksmes gadījumā atbilstošais indikators mirgo aptuveni 1 sekundes laikā, bet otrs - tumšs.

4. solis: programmatūra

Šajā solī ir iekļauti Arduino ino faili ar pilnu programmatūru.

Programmatūra sūtītājam jāielādē MCU Attiny-85. Attiny programmēšanai datorā izmantojiet Arduino Uno un Arduino IDE programmatūru. Internetā ir daudz pamācību, kā to izdarīt. Es iesaku šo Attiny85 programmēšanu. Pēc programmas ielādes Attiny ievietojiet mikroshēmu ligzdā uz sūtītāja shēmas plates.

Arduino Nano programmēšana ir tāda pati kā Arduino Uno programmēšana. Izmantojiet USB kabeli un Arduino IDE ar izvēlēto Nano plati sadaļā "Rīki" un "Plāksnes pārvaldnieks". Šo procesu varētu veikt, ieliekot dēli maizes dēlī. Pēc programmēšanas ievietojiet Nano plati uztvērēja PCB ligzdā.

Abām vienībām HC-12 jābūt iestatītām ar vienādiem parametriem, izmantojot Arduino Uno. Instrukcijas ir oriģinālās instrukcijās.

5. solis: Aparatūra un iestatīšana

Vissvarīgākās daļas ir pasta un garāžas durvju kontakti. Šie kontakti tiek novietoti pastkastes iekšpusē un pie garāžas durvju mehāniskās sliedes, vietā, kur durvis sasniedz, aizvēršanas laikā. Pasta kastes kontakts sastāv no niedru slēdža un neodīma magnēta. Niedru slēdzis ir piestiprināts ar līmlenti kastes iekšpusē vienā cauruma pusē burtu ievietošanai. Magnēts ir piestiprināts pie pasta vāka tā, ka daļēji atvērts vāks aktivizē slēdzi. Vadi ir savienoti ar nelielu XH savienotāju.

Tas pats kontakta risinājums tiek izmantots garāžas durvīm. Šādā gadījumā kontaktu var izveidot arī ar slēdža palīdzību. Kurš variants tiks izvēlēts, ir atkarīgs no jums. Bet ir vēl dažas iespējas: tām pašām garāžas sistēmām var būt spaiļu bloks ar gala slēdža kontaktiem garāžas vadības kārbas iekšpusē. Šajā gadījumā vienkārši pievienojiet vadus kompetentajām skrūvēm.

Sūtītājs

Daļas tiek novietotas uz PCB prototipa, kas tiek sagriezts mazākā izmērā. Uz tāfeles ir ievietotas ligzdas HC-12 modulim un Attiny-85, savienotāji akumulatoram un spaiļu bloki abiem trauksmes kontaktiem. Ārpus tāfeles ir novietots atiestatīšanas slēdzis, zils LED un SMA antena. Visi pārējie komponenti ir uz PCB lodēti un savienoti ar vadiem plāksnes apakšējā daļā. Akumulatora turētājs un PCB ir uzstādīti plastmasas kastē. Tā varētu būt jebkura plastmasas kaste ar atbilstošiem izmēriem, es izmantoju mitrumizturīgu sadales kārbu. Kastīte ir uzstādīta zem garāžas jumta, un vadi tiek novadīti caur plastmasas caurulēm.

Sūtītāja kastes fotoattēlā ir dažas daļas, kas nav šī raksta tēmas. Es pievienoju vēl dažas elektronikas kastes iekšpusē.

Uztvērējs

Uztvērēja komponentus var ievietot jebkurā universālā kastē. Esmu izmantojis plastmasas kasti no vecā bezvadu durvju zvana. Daļas atkal ir pielodētas uz PCB prototipa, ieskaitot abas LED diodes. Ir kontaktligzdas MCU un HC-12 modulim, kā arī savienotie tērauda savienotāji uz skaļruņa, Reset pogas un strāvas sprieguma. Priekšējā vāciņā ir izveidoti caurumi gaismas diodēm, augšējā daļā poga Atiestatīt un antena.

Iestatīšana

Kā rakstījis sākotnējā projekta autors, ir daudz un daudz iemeslu, kas var kavēt veiksmīgu saziņu starp sūtītāju un saņēmēju. Pirmkārt, vēlreiz pārbaudiet vadu savienojumu un lodēšanu. Ja viss ir kārtībā, mēģiniet izveidot saziņu ar abām vienībām, kas novietotas blakus galdam. Ja rodas problēmas, pārbaudiet HC-12 moduļus vienkāršā shēmā ar arduino uz diviem maizes dēļiem. Izmantojiet instrukcijas saskaņā ar ļoti labu rakstu par moduli: Komunikācija lielos attālumos Ir vienkārša programmatūra HC-12 kurjers. Ielādējiet to pašu programmatūru gan arduino, gan pārbaudiet sakarus. Ja viss ir kārtībā, abi moduļi ir labi.

Nākamajā solī mēģiniet paplašināt arduino uno ar HC-12 uz maizes dēļa uz visiem sūtītāja un saņēmēja komponentiem un ieprogrammēt abus arduinos. Šādā gadījumā pārbaudiet arduino uno tapas, salīdzinot ar Attiny-85 un Nano ino failos, un, ja nepieciešams, mainiet tapu numurus. Šī iemesla dēļ piezīmju rindās ino failos esmu pievienojis atbilstošas arduino tapas. Ja problēma joprojām pastāv, mēģiniet atrast kļūdu programmēšanā, izmantojot aparatūras sēriju. Tādā veidā jūs varat ievadīt dažus programmas kritiskos punktus, pārbaudīt ziņojumus un redzēt tos sērijas monitorā. Jūs varat redzēt, kuras programmas daļas ir pabeigtas un kuras nē. Simulējiet pasta un garāžas slēdžus, pieskaroties vadiem. Pēc problēmu risināšanas nomainiet aizmugurējos dēļus ar MCU (Attiny un Nano).

Pirmā saziņa starp vienībām jāveic uz galda. Ja viss ir kārtībā, uzstādiet ierīces vietā un pārbaudiet vēlreiz.

Paldies par lasīšanu un veiksmi.