Praktický PIR pro domácí použití: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Stejně jako mnozí z vás, kteří pracují s projekty domácí automatizace, jsem se snažil vybudovat funkční PIR senzor pro automatizaci některých zatáček v mém vlastním domě. Přestože by byly snímače PIR spínače osvětlení optimální, nemůžete zahnout roh. Tento projekt prošel několika iteracemi a pokusy jsem provedl mnoha dalšími dostupnými výukovými programy online a nemohl jsem najít ten, který by pro mě fungoval. Pokud se chcete dostat přímo k tvorbě, přeskočte na krok 3, jinak pokračujte krokem dva, kde budu diskutovat o vývoji.

Zásoby:

Páječka

Pájka a tavidlo pro elektroniku

Náhradní propojovací drát

3D tiskárna

Prkénko

Základní porozumění Hassiovi

Základní dovednosti programování Arduino

Krok 1: Vývoj

Home Assistant je skvělý nástroj pro propojení některých složitějších nastavení, která možná budete chtít. Počáteční zájem o projekt pro mě bylo dostat světlo na schodiště s rohem. Najít správného průvodce vybudováním efektivního PIR senzoru pro domácí použití bylo ošemetné. Jistě existuje spousta snadných způsobů, jak to zprovoznit, ale energeticky efektivní a efektivní pro každodenní použití byl jiný příběh. Problém byl také v latence nebo v tom, jak rychle se světlo rozsvítí, jakmile dostane signál. Je to ošemetný projekt, jakmile se do toho všeho pořádně pustím. Stalo se, že jsem dospěl ke dvěma hlavním bodům, proč byl tento design účinný.

Latence

Začal jsem s ESPHome, abych navrhl tento senzor. Má všechny zvonky a píšťalky, ale také velmi přátelské rozhraní. Při počítání mWh je bohužel protokol a rámcová práce ESPhome docela velkým uživatelem energie. Je také trochu problém s latencí, když hovory pro zapnutí světla musí projít bootováním ESPhome, Hassio, pak vaším ovladačem světla. Zjistil jsem, že tyto skončí v rozmezí 10 sekund. Už jste se dostali nahoru po schodišti (nebo možná jdete velmi pomalu, protože není světlo). Energeticky nejefektivnější a nejrychlejší způsob, jak přivést pohybový signál do Hassia, se tedy stal MQTT.

Použití MQTT se statickou IP provedenou zkrátil čas na méně než 2 sekundy. Signál MQTT by dosáhl Hassio v rozmezí přibližně 800 ms - 1200 ms. Docela zatraceně dobrý.

Životnost baterie

Jak již bylo zmíněno dříve, přechod na MQTT také výrazně ušetřil na spotřebě energie. Průměrný senzor bez hlubokého spánku na ESPHome by vydržel méně než jeden den na přibližně 800 mWh bateriích. Při hlubokém spánku asi 3–5 dní v závislosti na aktivaci. WeMos D1 Mini není bláznivý energetický prase, ale také není nejúčinnější při řízení výkonu, takže bylo důležité zmáčknout každý kousek baterie. Omezení každé náročné části bylo nejdůležitějším krokem.

Existuje mnoho PIR senzorů, ale ne všechny jsou si rovny. Jedním z prvních bodů, kterých jsem si všiml, byla rychlost, úhel a rychlost střelby každého testovaného PIR senzoru. Z použitých senzorů jsem zjistil, že širokoúhlý PIR Simplytronics je nejefektivnější s dosahem a náklady na energii. Je to širokoúhlý PIR senzor s vynikajícím dosahem a běží pouze na 3v, což je naprosto úžasné pro to, co jsem potřeboval.

Krok 2: Materiály

WeMos D1 Mini

Nabíječka USB T4056 Lipo/Li-Ion

Širokoúhlý PIR snímač Simplytronics

3.7v 1000 mWh Lipo baterie

2x 10k odpory

120K odpor

5k rezistor

Usměrňovací dioda 1N4001

1uF kondenzátor

Tranzistor 2N2222

Krok 3: Základní kód a Arduino

Jednoduše si stáhněte soubor arduino a upravte jej tak, aby fungoval s vaším nastavením. Nejdůležitějším aspektem, který je třeba mít na paměti, je zajistit, aby vaše nastavení odpovídalo tomu, co je uvedeno v Hassio.

V mém příkladu používám Mosquitto Broker. Tato nastavení jsem zadal do svého arduino kódu. Pro svůj server MQTT, protože je hostován v Hassio, jsem vložil IP adresu svého Hassio.

Další věc, kterou musíme udělat, je nastavit některé senzory šablon, které budou uchovávat naše data MQTT, takže bude trochu přátelštější k frontendu Hassio. Pokud se chcete dozvědět více o šablonách a šablonování, hodím sem tento odkaz na Hassio.

Náš pohybový MQTT bude šablonovým binárním senzorem a naše úrovně baterie budou senzorem v Hassio.

V mém hlavním souboru configuration.yaml jsem přidal několik řádků, které zahrnovaly jak binární senzory šablon, tak senzory šablon do samostatných souborů yaml. Nemusíte to dělat tímto způsobem, ale podle mě to udržuje věci trochu organizovanější. Chcete -li to provést jednoduše, použijte editor souborů k vytvoření nového souboru yaml a pojmenujte jej něčím, na co můžete odkazovat v souboru configuration.yaml. V mém příkladu používám templatesensor.yaml a templatebinarysensor.yaml

Věc, kterou je třeba zajistit, je nastavit témata a užitečné zatížení MQTT tak, aby odpovídaly vašemu nastavení arduina nebo naopak.

V neposlední řadě nastavte položku na palubní desce, která bude vidět úrovně baterie a pohybový senzor.

Krok 4: Schéma a testování

Podle schématu zapojení zapojte komponenty pro testování na prkénko. Důležitými poznámkami k zapojení je zajistit, aby byly uzemňovací vodiče správné pro stahovací efekt. Díky tomu tranzistor resetuje WeMos D1 Mini po probuzení. Měli byste být schopni vyzkoušet funkci probuzení a reset zapojením WeMos D1 Mini do USB portu. Mělo by se resetovat, jakmile mávnete rukou před PIR. Toto je volitelné, ale můžete také odpojit LED diody smd od pohybového senzoru, aby se prodloužila životnost baterie. Doporučil bych to udělat poté, co jste otestovali, že pohybový senzor funguje podle očekávání. Pokud máte USB připojené k počítači, zkontrolujte jej pomocí arduino IDE, které se spouští a resetuje pomocí spouště z pohybu.

Na řídicím panelu Hassio byste měli vidět, jak se některé hodnoty baterie a také pohybového senzoru vypínají. Pokud vše zatím šlo dobře, měli byste podnikat! Můžete si vzít tento malý prototyp prkénka a přesunout ho po svém domě a bude fungovat jako váš nový domácí pohybový senzor. Můžete to použít ke spuštění čehokoli v Hassio, a pokud to bude vše, co hledáte, budete hotovi. Ale dejme tomu finální lesk, aby to bylo něco, co si v domácnosti zaslouží oporu.

Několik tipů pro řešení potíží

- stisknutím resetovacího tlačítka na WeMos D1 Mini byste měli spustit MQTT s arduino kódem

- odkomentujte některý z arduino kódů, abyste zjistili, kde jsou jednotlivé kroky a co to dělá s hardwarem

- nezapomeňte propojit všechny záporné body vedení

Krok 5: Připojení k přepínači Wifi Light

Naštěstí má Hassio opravdu skvělého průvodce automatizací, který vám může pomoci s nastavením. Nebudu se pouštět do přidávání světel nebo doplňků, ale uvidím, že lidé v Hassio opravdu usnadnili přidávání integrací a dalších platforem, které lze ovládat pomocí Hassio. Přejděte a podívejte se, jak přidat vybraný přepínač osvětlení wifi.

V tomto průvodci automatizací chceme věnovat pozornost jedné důležité věci, která je spouštěčem. Dalo by se přidat binární senzor šablony jako spoušť, ale zjistil jsem, že pohybový senzor byl trochu „chytřejší“, když jsem šel přímo s užitečným zatížením MQTT. V neposlední řadě nakonfigurujte svůj výběr světla nebo zařízení a senzor by měl být v provozu.

Krok 6: Projekt bydlení

Jakmile si budete jistí svou deskou, přesuňte všechny součásti na prototypovací desku plošných spojů a pájejte všechna připojení na nejmenší desku, kterou najdete. Držel jsem dráty krátké, ale flexibilní v případě obnovy/úpravy/opravy. Design pouzdra je minimální pouzdro, které lze vložit do rohu nebo na rovnou plochu. Funguje to také velmi dobře s nepoškozujícími lepicími proužky 3M =)

Všiml jsem si, že jsem zapomněl, kde jsem vzal tento podivný formát prototypování DPS, takže bych doporučil zkrátit DPS na velikost a vyvrtat díru nebo dvě. Pokud bude tato příručka populární, vydám upravenou verzi s běžnější velikostí (potřeboval jsem pouze dva pohybové senzory a měl jsem přesně dvě z těch podivných desek)

Krok 7: Zavírání

Doufám, že vám tento design pomohl při realizaci některých projektů automatizace domácnosti. Trvalo mi dlouho, než jsem dostal všechny pohyblivé části, abych vytvořil tento instruktáž, ale jsem rád, že jsem si udělal čas, abych to dostal dolů. Tento projekt mi ukázal trochu limity používání některých přístupnějších cest pro programování mých ESP. To neznamená, že byste neměli používat ESPHome, ale u projektů, které jsou přísnější v oblasti správy energie, možná budete muset jít jinou cestou. Senzory byly dokončeny kolem května nebo června a od té doby nepotřebují nabíjení. Zatím to trvalo asi 4–5 měsíců, aniž by bylo potřeba něco účtovat. Jako vedlejší poznámku jsem se také pustil do vývoje nového rozvržení DPS na základě WeMos D1 Mini. Věc WeMos D1 Mini je, že má vestavěný převodník 5v na 3v a napájecí programovací integrovaný obvod USB. To znamená, že pokud bychom tyto dva faktory eliminovali, mohli bychom tlačit na ESP8266, aby nasával ještě méně energie.

Ještě jednou vám děkuji za to, že jste mě oddali mým toulkám a sledováním tohoto projektu.