ESP8266-01 Үй автоматташтыруу үчүн IoT Smart Timer: 9 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

UPDATES

2018-09-30: Камтылган программа Ver 1.09го жаңыртылды. Эми Sonoff негизги колдоосу менен

2018-10-01: Firmware Version 1.10 сыноо маселелери менен ESP8266-01де сыноо үчүн жеткиликтүү

Жаңы нерселердин Интернети (IoT) жана Үйдү автоматташтыруу менен, мен үйүмдөгү жана айланамдагы кандайдыр бир түзмөк аркылуу башкарылган учурдагы нерселерди кароону чечтим. Белгиленген нерселер төмөнкүлөр:

• Бассейндеги насос
• Бассейндеги суу толтургуч
• Бассейн жана айланасындагы жарыктар
• Сыналгы/Көңүл ачуу системасынын шкаф жарыктары

Бул түзмөктөрдү көзөмөлдөө үчүн колдонулган жалпы нерсе - бул дубалдын стандарттык таймерлери. Ар бир түзмөк өзүнүн таймери менен жабдылган жана бардыгы ар кайсы жерде жайгашкан. Эмнеге мен бул нерселерди Интернет заттары же Үйдү автоматташтыруу долбоорлору менен башташ үчүн тандап алдым?

Ооба, Түштүк Африкада жашоо, электр энергиясын үзгүлтүккө учуратуу дегенди билдирет. Үйүмдүн статистикасы боюнча, мен өткөн жылы 35 электр энергиясын үзгүлтүккө учураттым, бардыгы 40 саат. Бул адатта көйгөй эмес, анткени учурда орнотулган бардык таймерлерде электр жарыгы өчүп калганда убакытты сактоо үчүн резервдик батарейка орнотулган. Бирок кээ бир маселелер бар:

• Бул резервдик батареялар бир-эки жылга гана жетет, андан кийин таймерди алмаштыруу керек. Таймерлер ички Ni-Cad батарейкасына жетүү үчүн таймерди жок кылуу керек болгондой курулган.
• Электр энергиясы өчкөн сайын батареялары бузулган таймерлерди кайра программалоо жана убакытты коюу керек.
• Таймердин физикалык жайгашкан жери, розеткага туташтырылганда, таймерди өйдө жактан караган LCD дисплейлерин окуу дээрлик мүмкүн эмес. Бул таймерди розеткадан ажыратуу керектигин билдирет, же мен электр жарыгы өчкөндөн кийин таймерлерди коюу же тууралоо үчүн жерге жатуум керек.

Жогорудагы себептерге байланыштуу, мен таймерлерди жергиликтүү үй тармагыма туташкан IoT Smart Timer менен алмаштыруу мүмкүнчүлүгүн текшерүүнү чечтим.

Идея өзүнчө таймерди иштеп чыгуу болгон, ал төмөнкүлөрдү аткара алат:

• Учурдагы убакытты интернетти автоматтык түрдө тууралоо (IoT)
• Колдонуучунун эч кандай аракеттери жок иштейт (Smart)
• Чыгууну белгиленген убакытка ылайык күйгүзүү/өчүрүү (Таймер)
• Программалануучу жана тармак аркылуу башкарылуучу (Үйдү автоматташтыруу)

1-кадам: ESP8266-01 Дизайн

Дизайн ESP8266-01 WiFi модулунун жардамы менен жасалган, анткени менде бар болчу. Эң жөнөкөй түрдө, ESP8266-01де төрт I/O төөнөгүч бар:

• GPIO0
• GPIO2
• TX
• RX

ESP8266-01 Power -up режимдери

I/O казыктарынын логикалык абалы ESP8266-01 кайсы режимде жүктөлөрүн аныктоо үчүн колдонулат. Биринчи кадам I/O төөнөгүчтөрүнүн кайсынысы реле айдаганды колдонууга болорун аныктоо болчу.

• Кадимкидей күйгүзүү үчүн GPIO0 жана GPIO2 логикалык ЖОГОРУГА коюлушу керек. Ошентип, бул эки казыкты санариптик чыгаруу катары колдонуу мүмкүн эместиги түшүнүктүү.
• Tx пини кубаттуулуктун чыгышы катары коюлат жана чыгаруу жогорку деңгээлге коюлат. Бул Tx төөнөгүч дагы, кубаттуулук учурунда кээ бир сериялык маалыматтарды өткөрөт. Ошентип, бул пин да чыгаруу катары колдонулушу мүмкүн эмес.

Калган гана пин - Rx пини. Бул пин кубатуу учурунда кириш катары коюлган жана аны күйгүзүү учурунда жогору тартуунун кажети жок. Бул пин, демек, чыгуучу пин катары колдонууга эң ылайыктуу.

Жүктөөлөр

Иштетүү учурунда ESP8266-01дин туура жүктөө режимин камсыз кылуу үчүн, төмөнкү казыктар 10K каршылыгын колдонуп бийик тартылат:

• GPIO0
• GPIO2
• RST
• CH_PD

Бул аппараттын ар бир жолу туура жүктөлүшүн камсыздайт.

Чыгуу релеси

RX - бул өндүрүш катары колдонууга ылайыктуу жалгыз пин. Бул пин ушинтип NPN транзистору аркылуу реле чыгаруу үчүн колдонулат. Стандарттык маховик диоду жана транзистордук базалык резисторлор кошулду.

MODE/SET баскычы

Баскыч GPIO2ге туташтырылган жана баскыч бошотулганда, 10K каршылыгы GPIO2ди жогору тартат. Баскыч басылганда, GPIO2 0Vга тартылат.

Бул баскыч эки функция үчүн колдонулат:

• Баштапкы түзүлүштү жергиликтүү WiFi тармагына туташтыруу үчүн орнотулган
• Кадимки иш учурунда чыгууну кол менен башкаруу үчүн

LED көрсөткүчү

LED GPIO0 менен туташып турат жана төмөнкүлөрдү билдирет:

• Баштапкы күйгүзүү учурунда, WiFi орнотуу режимин көрсөтүү үчүн FAST жаркылдайт
• Бирдиктин убактысы белгиленбегенде жай жаркырайт
• чыгаруу релесинин Күйгүзүү/Өчүрүү абалын көрсөтөт

2 -кадам: Электр менен камсыздоо

Мен IoT Smart Timerди ар кандай чыңалуу деңгээлинде колдоном, андыктан электр менен камсыздоонун эки варианты бар:

12 - 24V DC

Колдонулган DC-DC конвертери 28В DCга чейин жеткирүү үчүн ылайыктуу. Конвертердин чыгышы жөнгө салынат, жана 5Vга коюлган. Бул ESP8266 модулу туташканга чейин жасалышы керек.

Берүүнүн киришиндеги тескери полярдуулуктан коргоо үчүн диод кошулду.

Бул вариант үчүн мен eBayден кичинекей 220В/5В которуштуруу режиминдеги электр энергиясын ала алдым.

Кириш чыңалуусуна карабастан, IoT Smart Timer эки кубат булагына муктаж:

5V Rail

Эки вариантта тең 5В DC линиялык жөндөгүчтөн эмес, которулган режимдеги электр энергиясынан алынат. Бул электр энергиясы менен камсыздалган эң аз жылуулук бар экенин билдирет. 5V чыгаруу релесин айдоо үчүн колдонулат

3.3V темир жол

ESP8266-01 үчүн 3.3V ASM1117 3.3 жөндөгүчүнөн алынган. ASM1117 3.3 линиялык жөнгө салуучу болуп саналат жана 500мАга чейин башкара алат. Бирок, өндүрүлгөн жылуулук ASM1117ге кирүүчү чыңалуу менен аныкталат. Жылуулукту азайтуу үчүн ASM1117 5V темир жолунан иштейт.

Ызы чыпкалоо

ESP8266-01ге чыңалуу толкундарын азайтуу үчүн, 3.3V рельс 100 - 1000uf конденсатор менен жабдылган. 5V жана 3.3V рельстери да 0.1uf конденсаторлору менен жогорку жыштыктагы тоскоолдуктардан корголгон.

3 -кадам: ЖК тактасын чогултуу

PC Board Eagleдин бекер версиясын колдонуу менен иштелип чыккан. Бул бир жактуу такта, аны тонерди өткөрүп берүү ыкмасын колдонуу менен үйдө оңой эле жасаса болот.

PC Board жасалган соң, PC Board төмөнкү тартипте чогултулат:

• ASM1117 регуляторун жана үч 0.1uf SMD компоненттерин тактайдын сол жагына кошуңуз
• Бирдиктүү секиргичти тактанын компонент тарабына кошуңуз
• Резисторлорду жана диоддорду өз ордуна коюңуз
• ESP8266-01 модулунун башын кошуңуз
• LED жана баскычтын башына төөнөгүчтөрдү кошуңуз
• Винт терминалдарын кошуңуз
• Баш казыктарды колдонуп, DC/DC конверторун тактага туташтырыңыз.
• Эстафетаны ордуна коюңуз
• Транзисторду жана 100uf конденсаторун ширетүү менен тактаны толтуруңуз.

Бардык компоненттер тактага ширетилгенден кийин, бардык ширетүү пункттарын текшериңиз жана төшөмөлөрдүн ортосунда кыска туташуулардын болбошун камсыз кылыңыз.

! ! ! МААНИЛҮҮ ЭСКЕРТҮҮ! ! ! Компьютердик тактасы чоң контактылардагы контакттарды башкара алаарын камсыз кылуу үчүн, релелик контакттар менен бурамалуу терминалдардын ортосундагы тректерге татыктуу сумманы колдонуңуз

4 -кадам: ЖК тактасын тестирлөө

! ! ! Күч колдонуудан мурун! ! !

ESP8266-01 модулун бирдиктен алып салыңыз. Бул 5V камсыздоо жөнгө салынганга чейин ASM1117 жөндөгүчүнүн ысып кетишине жол бербөө үчүн.

Чогулгандан кийин жасала турган сыноолор көп эмес. Эң маанилүү кадам - бул туура чыңалуу деңгээлин камсыздоо.

• Агрегатка 12 - 24В DC колдонуңуз.
• DC/DC конвертеринин чыгыш чыңалуусун өлчөө
• Конвертердин чыгышын 5.0 жана 5.5V ортосунда тууралаңыз.
• Андан кийин, 3.3V камсыздоону өлчөө.
• Эгерде камсыздоо жакшы болсо, анда электр энергиясын блоктон ажыратыңыз

Эми ESP8266-01 модулун берилген баштарга киргизе аласыз.

! ! ! Эскертүү !

IoT таймерин сынап көрүп, ал иштеп жаткандан кийин, тактайдын капкагын жабуу үчүн тунук лакты колдонуңуз. Бул тректердин кычкылдануусуна жол бербейт жана реленин контактылары менен чынжырдын калган бөлүгүнүн ортосунда кошумча изоляцияны камсыз кылат

5 -кадам: Корпус

ПК тактайы жана бардык зымдар ага тыкан жана коопсуз орнотулганда, корпус анча маанилүү эмес.

Курулушту жеңилдетүү үчүн мен LED жана MODE/SETUP баскычын туташтырган кабелди түздүм. Бул мага LED жана баскычты корпуска орнотууда ийкемдүүлүк берди. Бул кабель андан кийин ЖК тактасындагы баштыкка сайылат.

Сүрөттөрдө LED чырактары үчүн колдонулган 12В агрегаттардын бири көрсөтүлгөн.

6-кадам: ESP8266-01/NodeMCU программалоо

ESP8266-01ди программалоо үчүн, биринчи Arduino IDE орнотушуңуз керек. Мен бул майда -чүйдөсүнө чейин айтып жаткан жокмун, анткени бул темада көптөгөн сонун көрсөтмөлөр бар. Мен авторлорго эч кандай буйрутма бербестен, Instructables боюнча төмөнкү шилтемелерди тандадым. Жеке инструкциялары үчүн рахмат.

ESP8266 модулуна Arduino IDE орнотуу үчүн бул ESP8266 жана Arduino IDEге баш ийиңиз.

Андан кийин, ESP8266ны программалоо үчүн сизге программист керек болот. Бул жерде эки шилтеме бар:

Arduino Uno колдонуу

DIY программалоо кеңеши

Китепканалар

Кодду түзүү үчүн кошумча китепканаларды орнотушуңуз керек. Дагы, бул Нускамага кайрылыңыз:

Arduino китепканаларын орнотуу жана колдонуу

Кайсы китепканаларды орнотушум керектигин эстей албайм, бирок мен билем WiFiManager өзүнчө жүктөлүшү керек.. Мен буларды Libraries.zip файлына коштум.

7 -кадам: Биринчи жолу орнотуу

Биринчи жолу колдонулганда, IoT Smart Timer WiFi тармагына туташуусу керек. Бул тапшырма WiFiManager китепканасынын жардамы менен жасалат, андыктан эч кандай SSID же сырсөздөрдү кодго киргизүүнүн кажети жок.

Бул бир нече кадамдарды аткарыңыз:

• Аппаратты күйгүзүңүз
• LED тез жаркырай баштайт
• MODE/SETUP баскычын басыңыз
• LED өчкөндө, баскычты коё бериңиз
• Бир нече секунд күтө туруңуз, андан кийин смартфонуңузду же түзмөгүңүздүн WiFi байланыштарын ачыңыз
• IoT Timer деп аталган жаңы WiFi нетворд көрүнөт
• Бул кирүү чекитин тандаңыз
• IoT таймерине кириңиз (сырсөз талап кылынбайт)
• Сиздин түзмөк IoT Timer тармагына туташканча күтө туруңуз
• Каалаган интернет браузерди ачыңыз
• Дарек тилкесине төмөнкү IP дарегин териңиз - 192.168.4.1
• WiFiManager консолу ачылат
• WiFi конфигурациясын тандаңыз
• Жеткиликтүү WiFi түйүндөрүнүн тизмеси көрсөтүлөт
• Керектүү WiFi тармагын тандап, сырсөздү териңиз
• Андан кийин, IoT таймерине туташуу үчүн колдонгуңуз келген IP дарегин киргизиңиз
• Default Gateway IP дарегин, андан кийин масканы киргизиңиз
• Бардык орнотуулар бүткөндөн кийин, Сактоо баскычын чыкылдатыңыз
• Жаңы ишеним каттардын сакталгандыгын ырастоо үчүн жаңы терезе ачылат
• Браузериңизди жабыңыз

Сакталгандан кийин, IoT Timer тармагы жабылып, бирдик сиздин WiFi тармагыңызга туташууга аракет кылат.

• Смартфонуңузду же түзмөгүңүздү IoT таймеринде колдонулган WiFi тармагына туташтырыңыз.
• Браузериңизди ачыңыз
• Дарек тилкесине IoT таймеринин IP дарегин териңиз
• IoT таймеринин конфигурация баракчасы ачылат

Сиздин IoT Таймериңиз азыр колдонууга даяр

8 -кадам: IoT таймерин орнотуу

IoT таймеринин веб-баракчасы беш бөлүмдөн турат:

Статус

Бул түзмөктүн аталышын, ошондой эле таймердин учурдагы убактысын жана чыгуу статусун көрсөтөт

Андан тышкары, таймердин иштөө режими ушул бөлүмдө коюлган. Үч режим бар:

• Авто - Чыгуу ар кандай таймер программалары тарабынан көзөмөлдөнөт
• Күйүк - Чыгуу мажбурлап күйгүзүлөт жана режим өзгөрмөйүнчө күйүп турат
• Өчүрүү - Чыгуу аргасыздан ӨЧҮРҮЛДҮ, жана режим өзгөрмөйүнчө өчүрүлөт.

Программалар

Бул бөлүмдө таймердин Күйгүзүү жана ӨЧҮРҮҮ убактысы камтылган. Жети программалар бар, жана ар бир программа өзүнчө коюлушу мүмкүн.

Кийинки программаны өзгөртүүдөн мурун, учурдагы программага киргизилген өзгөртүүлөрдү сактоо үчүн САКТОО баскычын басыңыз.

Button Function

MODE/SETUP баскычы кадимки иштөө учурунда чыгуу релесин башкаруу үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул жерде баскыч басылганда эмне кылыш керектигин тандаңыз.

Жаңы орнотууларды сактоо үчүн Сактоо баскычын басуудан мурун "Жаңыртуу баскычынын функциясы" кутучасын белгилеңиз.

Конфигурация

Бул жерде сиз IoT таймеринин атын өзгөртө аласыз. Бул бир нече таймерди аныктоону жеңилдетет.

Бирдиктеги убакыт интернеттен NTP убакыт сервери аркылуу алынат. Туура убакытты көрсөтүү үчүн, убакыт алкагын сиздин аймакка жаңыртыңыз.

Башка NTP убакыт серверин колдонууну кааласаңыз, көрсөтүлгөн жерге жаңы IP дарегин киргизиңиз.

Жаңы орнотууларды сактоо үчүн Сактоо баскычын басуудан мурун "Конфигурацияны жаңыртуу" кутучасын белгилеңиз.

ЭСКЕРТҮҮ

Убакыт алкагын өзгөрткөндө, жаңы убакыт кийинки убакыт сурамында гана туура коюлат. Бирдик 5 мүнөт сайын убакытты жаңыртып турат.

Убакытты тууралоо

Кээде, NTP убакыт сервери ар бир суроого жооп бербейт. NTP сервери аркылуу убакытты коюу өтө көп убакытты алса, убакытты жана датаны кол менен киргизсеңиз болот.

Жаңы убакытты жана датаны сактоо үчүн Сактоо баскычын басуудан мурун "Убакытты жаңыртуу" кутучасын белгилеңиз.

Убакыт синхрондоштуруу

Барактын акыркы бөлүгү NTP убакыт сервери аркылуу акыркы жолу синхрондоштурулган убактысын жана күнүн көрсөтөт.