Ev avtomatlaşdırılması üçün ESP8266-01 IoT Smart Timer: 9 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

YENİLƏNİR

2018-09-30: Firmware Ver 1.09 -a Yeniləndi. İndi Sonoff Əsas Dəstəyi ilə

2018-10-01: Firmware Version 1.10 sınağı, problemləri ilə ESP8266-01-də yoxlanıla bilər

Əşyaların İnterneti (IoT) və Ev Avtomatlaşdırması olan yeni sözlərlə, bir növ cihaz vasitəsilə idarə olunan evimdəki və ətrafımdakı mövcud əşyalara baxmağa qərar verdim. Diqqət çəkən maddələr bunlardır:

• Hovuz nasosu
• Hovuz su doldurucusu
• Hovuz və ətrafdakı işıqlar
• TV/Əyləncə sistemi kabinet işıqları

Bu cihazları idarə etmək üçün istifadə olunan ümumi element, standart divar fiş taymerləridir. Hər bir cihaz öz taymeri ilə təchiz olunmuşdur və hamısı fərqli yerlərdə yerləşir. Soruşa bilərsiniz ki, niyə Əşyaların İnterneti və ya Ev Avtomatlaşdırılması layihələri ilə başlamaq üçün bu maddələri seçdim?

Yaxşı, Cənubi Afrikada yaşamaq, elektrik kəsilmələrinin müntəzəm bir hadisə olduğunu göstərir. Evimin statistikası ilə, son bir ildə 40 saat olmaqla 35 elektrik kəsilməsi yaşadım. Bu, ümumiyyətlə problem deyil, çünki hazırda quraşdırılmış bütün taymerlərdə elektrik kəsilməsi zamanı vaxt saxlamaq üçün ehtiyat batareyası quraşdırılmışdır. Ancaq bəzi məsələlər var:

• Bu ehtiyat batareyalar yalnız bir və ya iki il davam edir, sonra taymer dəyişdirilməlidir. Taymerlər elə qurulmuşdur ki, daxili Ni-Cad batareyasına daxil olmaq üçün taymeri məhv etmək lazımdır.
• Hər dəfə elektrik kəsildikdə, arızalı batareyaları olan taymerlərin yenidən proqramlaşdırılması və vaxtın təyin edilməsi lazımdır.
• Taymerin fiziki yeri, divar prizinə qoşulduqda, taymeri yuxarıdan izləyən LCD displeyləri oxumağı demək olar ki, mümkünsüz edir. Bu o deməkdir ki, taymeri elektrikdən ayırmaq lazımdır və ya elektrik kəsildikdən sonra taymerləri qurmaq və ya tənzimləmək üçün yerə uzanmalıyam.

Yuxarıdakı səbəblərə görə, taymerləri yerli ev şəbəkəmə bağlı bir IoT Smart Timer ilə əvəz etmək imkanını sınamaq qərarına gəldim.

Fikir, müstəqil bir taymer dizayn etmək idi:

• İnternetdən (IoT) istifadə edərək cari vaxtı avtomatik tənzimləyin
• İstifadəçi hərəkətləri olmadan idarə olunur (Ağıllı)
• Çıxış vaxtını təyin edin (Taymer)
• Proqramlaşdırıla bilən və şəbəkə vasitəsilə idarə edilə bilən (Ev avtomatlaşdırılması)

Addım 1: ESP8266-01 Dizaynı

Dizayn bir ESP8266-01 WiFi modulu istifadə edərək edildi, çünki əlimdə belədi. Ən sadə formada, ESP8266-01 dörd G/Ç pininə malikdir:

• GPIO0
• GPIO2
• TX
• RX

ESP8266-01 Gücləndirmə rejimi

G/Ç pinlərinin məntiqi vəziyyəti, ESP8266-01-in hansı rejimdə açılacağını təyin etmək üçün istifadə olunur. İlk addım, çıxış rölesini idarə etmək üçün I/O pinlərindən hansının istifadə oluna biləcəyini təyin etmək idi.

• Normal açılış üçün GPIO0 və GPIO2 məntiqi YÜKSƏK olaraq qurulmalıdır. Beləliklə, bu iki sancağın rəqəmsal çıxış kimi istifadə edilə bilməyəcəyi aydındır.
• Tx pin, güc açıldıqda bir çıxış olaraq təyin olunur və çıxış yüksəkdir. Bu Tx pin də açılış zamanı bəzi seriyalı məlumatları ötürür. Beləliklə, bu pin də çıxış olaraq istifadə edilə bilməz.

Qalan tək pin Rx pinidir. Bu pin açıldıqda bir giriş olaraq təyin olunur və açma zamanı yüksək çəkilməyə ehtiyac yoxdur. Bu pin buna görə də çıxış pin kimi istifadə etmək üçün ən uyğundur.

Yükləmə

Gücləndirmə zamanı ESP8266-01-in düzgün açılış rejimini təmin etmək üçün aşağıdakı pinlər 10K rezistorlar istifadə edərək yüksək çəkilir:

• GPIO0
• GPIO2
• RST
• CH_PD

Bu, cihazın hər dəfə düzgün açılmasını təmin edir.

Çıxış Rölesi

RX, çıxış olaraq istifadə edilə bilən yeganə pimdir. Bu pin, NPN tranzistoru ilə çıxış rölesini idarə etmək üçün istifadə olunur. Standart volan diodu və tranzistor baza rezistorları əlavə edildi.

MOD/SET düyməsi

Düymə GPIO2 -yə bağlıdır və düyməni buraxdıqda, 10K rezistor GPIO2 -ni yüksək çəkəcək. Düymə basıldıqda GPIO2 0V -ə çəkilir.

Bu düymə iki funksiya üçün istifadə olunur:

• Cihazı yerli WiFi şəbəkəsinə bağlamaq üçün ilkin olaraq qurulmuşdur
• Normal əməliyyatlar zamanı çıxışı əl ilə idarə etmək

Göstərici LED

LED GPIO0 -a bağlıdır və aşağıdakıları göstərir:

• İlkin açılışda WiFi Quraşdırma rejimini göstərmək üçün FAST yanıb -sönür
• Cihazın vaxtı təyin edilmədikdə yavaş yanıb -sönür
• çıxış rölesinin On/Off vəziyyətini göstərir

Addım 2: Güc Təchizatı

IoT Smart Timer -dən fərqli gərginlik səviyyələrində istifadə edəcəyəm, buna görə iki enerji təchizatı variantı mövcuddur:

12 - 24V DC

İstifadə olunan DC-DC çeviricisi 28V DC-ə qədər olan təchizatlar üçün uyğundur. Dönüştürücünün çıxışı tənzimlənir və 5V -a təyin olunur. Bunu ESP8266 modulu bağlanmadan əvvəl etmək lazımdır.

Təchizat girişindəki əks polariteye qarşı qorumaq üçün bir diod əlavə edildi.

Bu seçim üçün eBay -də kiçik bir 220V/5V keçid rejimi enerji təchizatı əldə edə bildim.

Giriş gərginliyindən asılı olmayaraq, IoT Smart Timer iki enerji təchizatına ehtiyac duyur:

5V dəmir yolu

Hər iki variantda 5V DC xətti bir tənzimləyicidən deyil, keçid rejimində bir enerji təchizatından əldə edilir. Bu o deməkdir ki, enerji təchizatı ilə istehsal olunan minimal istilik var. 5V çıxış rölesini idarə etmək üçün istifadə olunur

3.3V dəmir yolu

ESP8266-01 üçün 3.3V, ASM1117 3.3 tənzimləyicisindən alınmışdır. ASM1117 3.3 xətti bir tənzimləyicidir və 500mA -ya qədər işləyə bilir. Bununla birlikdə, istehsal olunan istilik ASM1117 -nin giriş gərginliyi ilə müəyyən ediləcək. İstiliyi azaltmaq üçün ASM1117 5V rayından işləyir.

Səs filtrasiyası

Gərginlik dalğalanmasını ESP8266-01 -ə endirmək üçün 3.3V dəmir yolu 100 - 1000uf kondansatörlə təchiz edilmişdir. Həm 5V, həm də 3.3V raylar 0.1uf kondansatörler tərəfindən yüksək tezlikli müdaxilədən qorunur.

Addım 3: PC lövhəsinin yığılması

PC Board, Eagle -in pulsuz versiyasından istifadə etməklə hazırlanmışdır. Toner köçürmə üsulu ilə evdə asanlıqla hazırlana bilən tək tərəfli lövhədir.

Kompüter lövhəsi hazırlandıqdan sonra kompüter lövhəsini aşağıdakı qaydada yığın:

• ASM1117 tənzimləyicisini və üç 0.1uf SMD komponentini lövhənin lehim tərəfinə lehimləyin
• Lövhənin komponent tərəfinə tək tullanan əlavə edin
• Rezistorları və diodları yerinə lehimləyin
• ESP8266-01 modulu üçün başlıqları əlavə edin
• LED və düymə üçün başlıq pinlərini əlavə edin
• Vida terminallarını əlavə edin
• Başlıq pinlərindən istifadə edərək DC/DC çeviricisini lövhəyə qoşun.
• Röleyi yerinə lehimləyin
• Transistoru və 100uf kondansatörü lehimləyərək lövhəni tamamlayın.

Bütün komponentlər lövhəyə lehimləndikdən sonra, bütün lehim nöqtələrini yoxlayın və yastıqlar arasında qısa qapanma olmadığından əmin olun.

! ! ! Vacib Qeyd! ! ! PC lövhəsinin çıxış kontaklarında böyük cərəyanları idarə edə biləcəyini təmin etmək üçün, röle kontaktları ilə vida terminalları arasındakı yollara layiqli miqdarda lehim tətbiq edin

Addım 4: PC lövhəsinin sınanması

! ! ! Güc tətbiq etməzdən əvvəl! ! !

ESP8266-01 modulunu vahiddən çıxarın. Bu, 5V təchizatı tənzimlənmədən əvvəl ASM1117 tənzimləyicisinin həddindən artıq istiləşməsinin qarşısını almaq üçündür.

Montajdan sonra edilə biləcək bir çox test yoxdur. Ən vacib addım düzgün gərginlik səviyyəsini təmin etməkdir.

• Cihaza 12 - 24V DC tətbiq edin.
• DC/DC çeviricisinin çıxış gərginliyini ölçün
• Dönüştürücünün çıxışını 5.0 ilə 5.5 V arasında tənzimləyin.
• Sonra, 3.3V təchizatı ölçün.
• Təchizat qaydasındadırsa, cihazı elektrik enerjisindən ayırın

İndi ESP8266-01 modulunu verilən başlıqlara daxil edə bilərsiniz.

! ! ! Qeyd !

IoT Taymerini sınadıqdan və işlədikdən sonra, PC lövhəsinin lehim tərəfini örtmək üçün şəffaf lak istifadə edin. Bu, yolların oksidləşməsinin qarşısını alacaq və rölin kontaktları ilə dövrənin qalan hissəsi arasında əlavə izolyasiya təmin edəcəkdir

Addım 5: Kassa

Kompüter lövhəsi və bütün naqillər səliqəli və təhlükəsiz şəkildə oturduğu müddətdə, korpus o qədər də vacib deyil.

Tikintini asanlaşdırmaq üçün LED və MODE/SETUP düyməsinə bağlı bir kabel hazırladım. Bu mənə LED və düyməni korpusa bağlamaqda daha çox rahatlıq verdi. Bu kabel daha sonra PC lövhəsindəki başlığa bağlanır.

Fotoşəkillərdə LED işıqlar üçün istifadə olunan 12V aqreqatlardan biri göstərilir.

Addım 6: ESP8266-01/NodeMCU proqramlaşdırılması

ESP8266-01 proqramlaşdırmaq üçün əvvəlcə Arduino IDE qurmalısınız. Bu mövzuda çoxlu əla təlimatlar olduğu üçün bu detallara girməyəcəyəm. Müəlliflərə heç bir xüsusi sifariş vermədən Instructables üzərindəki aşağıdakı bağlantıları seçdim. Fərdi Təlimatlara görə təşəkkürlər.

ESP8266 modulu üçün Arduino IDE qurmaq üçün bu ESP8266 və Arduino IDE -ni izləyin.

Sonra, ESP8266 proqramlaşdırmaq üçün bir proqramçıya ehtiyacınız olacaq. Budur iki bağlantı:

Arduino Uno istifadə edin

DIY proqramlaşdırma lövhəsi

Kitabxanalar

Kodu tərtib etmək üçün əlavə kitabxanalar quraşdırmalısınız. Yenə bu Təlimata baxın:

Arduino Kitabxanalarını quraşdırın və istifadə edin

Hansı kitabxanaları quraşdırmalı olduğumu xatırlaya bilmirəm, amma bilirəm ki, WiFiManager -i ayrıca yükləmək lazımdır.. Bunları Libraries.zip faylına daxil etmişəm.

Addım 7: İlk dəfə quraşdırma

İlk dəfə istifadə edildikdə, IoT Smart Timer WiFi şəbəkəsinə qoşulmalıdır. Bu iş WiFiManager kitabxanasından istifadə etməklə həyata keçirilir, buna görə koda heç bir SSID və ya parol yazmaq lazım deyil.

Bu bir neçə addımı izləyin:

• Cihazı işə salın
• LED sürətlə yanıb sönməyə başlayacaq
• MODE/SETUP düyməsini basın
• LED sönəndə düyməni buraxın
• Bir neçə saniyə gözləyin, sonra smartfonunuzu və ya cihazınızın WiFi bağlantılarını açın
• IoT Timer adlı yeni bir WiFi netword görünəcək
• Bu giriş nöqtəsini seçin
• IoT Timer -ə daxil olun (parol tələb olunmur)
• Cihazınızın IoT Timer şəbəkəsinə qoşulmasını gözləyin
• İstənilən internet brauzerini açın
• Ünvan çubuğuna aşağıdakı IP ünvanını daxil edin - 192.168.4.1
• WiFiManager konsolu açılacaq
• WiFi Konfiqurasiya seçin
• Mövcud WiFi şəbəkə nöqtələri olan bir siyahı görünəcək
• Lazım olan WiFi şəbəkəsini seçin və şifrəni daxil edin
• Sonra, IoT Timer -ə qoşulmaq üçün istifadə etmək istədiyiniz IP ünvanını daxil edin
• Varsayılan Ağ Geçidi IP ünvanını və sonra maskanı daxil edin
• Bütün parametrlər tamamlandıqdan sonra Saxla düyməsini basın
• Yeni məlumatların saxlanıldığını təsdiqləmək üçün yeni bir pəncərə açılacaqdır
• Brauzerinizi bağlayın

Yadda saxlanıldıqda, IoT Timer şəbəkəsi bağlanacaq və cihaz WiFi şəbəkənizə qoşulmağa çalışacaq.

• Smartfonunuzu və ya cihazınızı IoT Timer üçün istifadə olunan eyni WiFi şəbəkəsinə qoşun.
• Brauzerinizi açın
• Ünvan çubuğuna IoT Taymerinizin IP ünvanını daxil edin
• IoT Taymerinin konfiqurasiya səhifəsi açılacaq

IoT Zamanlayıcınız artıq istifadəyə hazırdır

Addım 8: IoT Taymerinin qurulması

IoT Taymerinin quraşdırılmış veb səhifəsi beş bölmədən ibarətdir:

Vəziyyət

Bu cihazın adını, taymerin cari vaxtını və çıxış vəziyyətini göstərir

Əlavə olaraq, taymerin iş rejimi bu bölmədə müəyyən edilmişdir. Üç rejim var:

• Avtomatik Çıxış fərqli zamanlayıcı proqramları tərəfindən idarə olunacaq
• Açıq - Çıxış məcbur edilir və rejim dəyişdirilənə qədər davam edəcək
• Off - Çıxış məcbur edilir OFF və rejim dəyişdirilənə qədər sönər.

Proqramlar

Bu bölmədə taymerin AÇMA və KAPALI vaxtları var. Yeddi proqram mövcuddur və hər bir proqram fərdi olaraq təyin edilə bilər.

Növbəti proqramı dəyişməzdən əvvəl, mövcud proqramda edilən dəyişiklikləri saxlamaq üçün QAYDET düyməsini basın.

Düymə funksiyası

MODE/SETUP düyməsi normal iş zamanı çıxış rölesini idarə etmək üçün istifadə edilə bilər. Burada düyməyə basıldıqda nə etməli olduğunu seçin.

Yeni parametrləri saxlamaq üçün Saxla düyməsini basmadan əvvəl "Yeniləmə Düyməsini İşlət" qutusunu işarələyin.

Konfiqurasiya

Burada IoT Taymerinin adını dəyişə bilərsiniz. Bu, birdən çox taymer arasındakı fərqi asanlaşdırır.

Vahiddəki vaxt İnternetdən NTP vaxt serveri vasitəsi ilə əldə edilir. Doğru vaxtı göstərmək üçün lütfən Saat Dilimini bölgəniz üçün yeniləyin.

Fərqli bir NTP vaxt serverindən istifadə etmək istəyirsinizsə, verilən yerə yeni IP ünvanını daxil edin.

Yeni parametrləri saxlamaq üçün Saxla düyməsini basmadan əvvəl "Konfiqurasiyanı Yeniləyin" qutusunu işarələyin.

QEYD

Saat Dilimini dəyişdirərkən, yeni vaxt yalnız növbəti dəfə sorğu zamanı düzgün təyin olunacaq. Cihaz hər 5 dəqiqədə bir vaxtı yeniləmək üçün qurulmuşdur.

Zaman Ayarla

Bəzən olur ki, NTP vaxt serveri hər sorğuya cavab vermir. NTP server vasitəsi ilə vaxtın təyin edilməsi çox uzun olarsa, vaxtı və tarixi əl ilə daxil edə bilərsiniz.

Yeni saatı və tarixi saxlamaq üçün Saxla düyməsini basmadan əvvəl "Yeniləmə vaxtı" qutusunu işarələyin.

Zaman Sinxronizasiyası

Səhifənin son hissəsi, son vaxtın NTP vaxt serveri ilə sinxronizasiya edildiyi vaxtı və tarixi göstərir.