Практический PIR для домашнего использования: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Как и многие из вас, работающих над проектами домашней автоматизации, я искал функциональный ИК-датчик для автоматизации некоторых поворотов на поворотах в моем собственном доме. Хотя датчики PIR переключателя света были бы оптимальными, вы не можете согнуть угол. Этот проект прошел несколько итераций, я пробовал использовать множество других доступных онлайн-руководств и не смог найти ни одного, которое бы мне подошло. Если вы хотите сразу приступить к созданию, переходите к шагу 3, в противном случае переходите к шагу два, где я буду обсуждать разработку.

Запасы:

Паяльник

Припой и флюс для электроники

Запасной соединительный провод

3д принтер

Макетная плата

Основы понимания Хассио

Базовые навыки программирования Arduino

Шаг 1: Разработка

Home Assistant - отличный инструмент для связывания некоторых из более сложных настроек, которые могут вам понадобиться. Для меня первоначальным интересом к проекту было получение света на лестнице с углом. Найти правильное руководство по созданию эффективного домашнего ИК-датчика было непросто. Конечно, есть масса простых способов заставить его работать, но сделать его энергоэффективным и эффективным для повседневного использования - совсем другое дело. Также была проблема с задержкой или с тем, как быстро будет включаться свет после получения сигнала. Это непростой проект, когда я действительно влез в сорняки всего этого. Произошло то, что я пришел к двум основным пунктам, почему этот дизайн был эффективным.

Задержка

Я начал с ESPHome, чтобы разработать этот датчик. В нем есть все навороты, но также очень удобный интерфейс. К сожалению, протокол и фреймворк ESPhome потребляют довольно много энергии, если считать мВтч. Также есть небольшая проблема с задержкой, когда вызовы для включения света должны проходить через загрузку ESPhome, Hassio, а затем через ваш контроллер света. Я обнаружил, что это будет в пределах 10 секунд. Вы уже поднялись по лестнице (или, может быть, вы идете очень медленно, потому что нет света). Таким образом, наиболее энергоэффективным и быстрым способом передачи сигнала движения в Hassio стал MQTT.

Использование MQTT со статическим IP-адресом уменьшило время примерно до 2 секунд. Сигнал MQTT достигнет Хассио в промежутке между 800 и 1200 мс. Чертовски хорошо.

Срок службы батареи

Как упоминалось ранее, переход на MQTT также значительно сэкономил на энергопотреблении. Средний датчик без глубокого сна на ESPHome проработал бы меньше суток при примерно 800 мВт-ч батареях. При глубоком сне около 3-5 дней в зависимости от активации. WeMos D1 Mini - не сумасшедший энергозатрат, но он также не самый эффективный в управлении своей мощностью, поэтому было важно выжать каждый бит батареи. Уменьшение количества потребляемых частей было самым важным шагом.

Существует множество датчиков PIR, но не все они одинаковы. Одним из первых моментов, которые я заметил, была скорость, угол и скорость стрельбы каждого тестируемого датчика PIR. Из используемых датчиков я обнаружил, что широкоугольный инфракрасный датчик Simplytronics является наиболее эффективным с точки зрения дальности действия и затрат на электроэнергию. Это широкоугольный ИК-датчик с отличным диапазоном, и он работает только от 3 В, что совершенно потрясающе для того, что мне нужно.

Шаг 2: материалы

WeMos D1 Mini

Зарядное устройство T4056 Lipo / Li-Ion USB

Широкоугольный ИК-датчик Simplytronics

Батарея Lipo 3,7 В, 1000 мВт / ч

2 резистора по 10 кОм

Резистор 120 кОм

Резистор 5 кОм

1N4001 Выпрямительный диод

Конденсатор 1 мкФ

2Н2222 Транзистор

Шаг 3: базовый код и Arduino

Загрузите файл arduino и измените его, чтобы он работал с вашей установкой. Наиболее важные аспекты, о которых следует помнить, - убедиться, что ваши настройки соответствуют тому, что указано в Hassio.

В моем примере я использую Mosquitto Broker. Я ввел эти настройки в свой код Arduino. Для моего сервера MQTT, поскольку он размещен в Hassio, я помещаю IP-адрес своего Hassio.

Следующее, что нам нужно сделать, это настроить несколько шаблонных датчиков для хранения наших данных MQTT, чтобы он был немного более дружелюбным к Hassio. Если вы хотите узнать больше о шаблонах и шаблонах, я оставлю здесь ссылку на Hassio.

Наш MQTT движения будет шаблонным двоичным датчиком, а уровень заряда батареи будет датчиком в Hassio.

В моем основном файле configuration.yaml я добавил несколько строк, чтобы включить как бинарные датчики шаблона, так и датчики шаблона в отдельные файлы yaml. Вам не обязательно делать это таким образом, но я считаю, что это позволяет упорядочить вещи. Для этого просто используйте редактор файлов, чтобы создать новый файл yaml и присвоить ему название, указанное в файле configuration.yaml. В моем примере я использую templatesensor.yaml и templatebinarysensor.yaml.

Убедитесь, что темы и полезные данные MQTT соответствуют вашей настройке Arduino или наоборот.

И последнее, но не менее важное: настройте элемент на приборной панели, который может видеть уровень заряда батареи и датчик движения.

Шаг 4: Схема и тестирование

Следуя схеме подключения, подключите компоненты для тестирования на макетной плате. Важные примечания в проводке - убедитесь, что у вас есть провода заземления, соответствующие эффекту вытягивания. Это то, что заставит транзистор сбрасывать WeMos D1 Mini после пробуждения. Вы сможете проверить функцию пробуждения и сброса, подключив WeMos D1 Mini к USB-порту. Он должен сброситься, как только вы помашите рукой перед PIR. Это необязательно, но вы также можете удалить светодиодные индикаторы smd с датчика движения, чтобы увеличить время автономной работы. Я бы порекомендовал сделать это после того, как вы проверите, что датчик движения работает должным образом. Если у вас есть USB-порт, подключенный к компьютеру, дважды проверьте его с помощью IDE arduino, которая загружается и сбрасывается с помощью триггера по движению.

На панели инструментов Hassio вы должны увидеть некоторые значения заряда батареи, а также срабатывания датчика движения. Если до сих пор все шло хорошо, вы должны заниматься бизнесом! Вы можете взять этот небольшой прототип макета и перемещать его по дому, и он будет работать как ваш новый самодельный датчик движения. Вы можете использовать это, чтобы вызвать что-нибудь внутри Хассио, и все будет готово, если это все, что вы ищете. Но давайте дадим ему окончательную полировку, чтобы стать чем-то достойным опоры в доме.

Некоторые советы по устранению неполадок

- нажав кнопку сброса на WeMos D1 Mini, вы должны заставить MQTT срабатывать с кодом Arduino

- раскомментируйте часть кода Arduino, чтобы увидеть, где находится каждый шаг и что он делает с оборудованием

- не забудьте подключить все отрицательные выводы

Шаг 5. Подключение к выключателю света Wi-Fi

К счастью, у Hassio есть действительно отличный мастер автоматизации, который может помочь с вашей настройкой. Я не собираюсь вдаваться в добавление источников света или надстроек, но я увижу, что люди в Hassio действительно упростили добавление интеграций и других платформ, которыми можно управлять с помощью Hassio. Подойдите и узнайте, как добавить выключатель света Wi-Fi по выбору.

В этом мастере автоматизации мы хотим обратить внимание на одну важную вещь, а именно на триггер. Вы можете добавить шаблонный двоичный датчик в качестве триггера, но я обнаружил, что датчик движения был немного более «быстрым», когда я сразу перешел к полезной нагрузке MQTT. И последнее, но не менее важное: настройте свой выбор света или устройства, и датчик должен работать.

Шаг 6: Проект жилищного строительства

Как только вы будете уверены в своей макетной плате, переместите все детали на макетную печатную плату и припаяйте все соединения к самой маленькой плате, которую сможете найти. Я сохранил провода короткими, но гибкими на случай восстановления / редактирования / ремонта. Дизайн корпуса представляет собой минималистичный корпус, который можно вставить в угловую или плоскую поверхность. Он также отлично работает с неповрежденными клейкими лентами 3M =)

Обратите внимание, я как бы забыл, где я взял этот странный формат для прототипирования печатной платы, поэтому я предлагаю просто обрезать вашу печатную плату до нужного размера и просверлить отверстие или два. Если это руководство станет популярным, я выпущу отредактированную версию с более распространенным размером (мне нужно было только два датчика движения, а у меня было ровно две таких странных платы).

Шаг 7: закрытие

Я надеюсь, что этот дизайн был полезен в ваших усилиях по реализации некоторых проектов домашней автоматизации. Мне потребовалось довольно много времени, чтобы собрать все движущиеся части для создания этого руководства, но я рад, что потратил некоторое время, чтобы разобрать его. Этот проект показал мне некоторые ограничения использования некоторых из наиболее доступных способов программирования моих ESP. Это не означает, что вам не следует использовать ESPHome, но для проектов, которые более строго регулируют энергопотребление, вам может потребоваться другой путь. Датчики были закончены примерно в мае или июне и с тех пор не нуждались в подзарядке. Пока что они прошли около 4-5 месяцев без подзарядки. Кстати, я также занялся разработкой новой компоновки печатной платы на основе WeMos D1 Mini. Особенность WeMos D1 Mini заключается в том, что он имеет встроенный преобразователь 5 В в 3 В и энергоемкую программирующую микросхему USB. Это означает, что если мы устраним эти два фактора, мы сможем заставить ESP8266 потреблять еще меньше энергии.

Еще раз благодарю вас за то, что вы потакали мне в моих болтовнях и следили за этим проектом.