Postilaatikko ja autotallin oven ilmoitus: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämä ohjekirja perustuu Johan Mobergin postilaatikon ilmoittajaan. Tähän projektiin verrattuna tein joitain muutoksia:

1. Kaukana talostani ei ole vain postilaatikko, vaan myös autotalli. Ne ovat yhdessä paikassa lähellä tietä ja talo sijaitsee noin 50 metrin päässä maasta. Erittäin herkän autotallin kauko -ohjaimen vuoksi on tapahtunut muutaman kerran, autotallin ovi oli auki vahingossa. Haluaisin nyt tietää tarkasti, onko autotallin ovi kiinni vai ei. Siksi laajennan alkuperäistä projektia vielä yhdelle kontaktille, autotallin oven koskettimelle.
2. Lähettäjän MCU (mikroprosessorin ohjausyksikkö) jää Attiny-85: ksi, mikä on tärkeää alhaisen virrankulutuksen kannalta. Digitaalisia nastoja ei ole tarpeeksi (en pidä Reset -nastan käytöstä) ja ratkaisen ongelman yksinkertaisella laitteistoratkaisulla.
3. Vastaanottimien ilmaisu tapahtuu optisilla ja akustisilla signaaleilla. Optiset signaalit valmistetaan ledeillä ja akustiselle signaalille on lisätty piiri tuottava kappale. Lähettäjän MCU (mikroprosessorin ohjausyksikkö) on muutettu ja se on Arduino Nano. Alunperin haluaisin käyttää Attiny-85: tä, mutta yhden vapaan tapin puuttuminen oli suuri este. Yksinkertaista laitteistoratkaisua ei ole.
4. Pieniä muutoksia tehtiin Arduino -ohjelmistoon laitteistomuutosten ylläpitämiseksi.
5. Langaton puolisuuntainen tiedonsiirto toimii hyvin, jos molemmat yksiköt (lähettäjä ja vastaanottaja) toimivat. Mutta jos jompikumpi yksikkö vioittuu (kuten akun varaus ja niin edelleen), toinen yksikkö jatkaa toimintaansa ja teeskentelee viestintää (vastaanotin). Tällaisessa tapauksessa tiedonsiirto keskeytyy, vaikka virhe on korjattu missä tahansa sivustossa. Ratkaisu: Uusi viestintä on luotava. Tästä syystä lähettäjään on lisätty nollauspiiri, jossa on ilmaisin.

Kuvaus

Projekti koostuu kahdesta osasta: lähettäjä ja vastaanottaja. Autotallipaikalla sijaitseva lähetin havaitsee signaalit postilaatikon kontaktista ja autotallin oven avautuvasta koskettimesta. Jos jokin näistä koskettimista on aktivoitu, lähetin HC12 lähettää langattoman signaalin vastaanottimelle. Vastaanottimessa näkyy hälytystila, kuten "posti saapui" tai "autotallin ovi auki" vilkuttamalla vastaavaa lediä ja toistettua kappaletta. Vastaanotinyksikön nollauspainike voi merkityksen peruuttaa ja aloittaa uuden hälytyksen odotustilan.

Suurin etäisyys

HC-12-viestintämoduuli on tarkoitettu 1,8 km: n etäisyydelle. Mutta tämä arvo on teoreettinen ja se voidaan saavuttaa ulkona. Rakennuksen sisällä suurin kantama on lyhyempi. Minulla oli vaikeuksia päästä noin 100 metrin etäisyydelle yksinkertaisella merkkijonolla. Tässä tapauksessa molemmat yksiköt asetettiin maksimialueelle - FU4 -tila ja 1200 baudin nopeus. Yksi yksikkö oli rakennuksen sisällä, 4 paksun seinän takana. SMA -antenniliitäntä muodostettiin, mutta ei vakaa. Tässä tapauksessa ongelma ratkaistiin asettamalla vastaanotinyksikkö huoneeseen, joka on suunnattu autotallin paikkaan (vain yksi seinä).

Omien kokemusten mukaan. Suosittelen käyttämään SMA -antenneja asianmukaisen jatkojohdon kanssa. Tämän kaapelin on vastattava molemmin puolin olevia liittimiä (antennin SMA-liitin ja HC-12-ipex-liitin).

Vaihe 1: Osat ja työkalut

Käytössä on seuraavat osat:

Linkkejä on saatavilla harvinaisempiin osiin.

Lähettäjä:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Vastukset 68, 150, 1k, 10k
• Diodi Schottky SR240, ebay
• Yleisdiodi, 1N589 tai 1N4148
• Riviliitin, banggood
• SMA -antenni, ebay
• Kondensaattorit 1000M
• Transistori NPN, S9013, 2N2222 tai vastaava
• Paristo AA -pidike (3 kpl) ja paristot
• Vaihda Micro C + NO + NC nollataksesi
• Led 5mm sininen
• Reed -koskettimet postin ja autotallin oven kytkimiin, banggood
• Magneetit, banggood
• Piirilevyn prototyyppi, banggood
• Liittimet XH, banggood

Vastaanotin:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Jännitteen vakaaja 7805T
• Melodia IC UM66
• Transistori NPN, S9013, 2N2222 tai vastaava
• Vastukset 2x470, 10k
• Leikkuupannu 10k
• Pieni kaiutin
• Kytkimen nollaus, banggood
• Led 10 mm, vihreä ja keltainen
• Yleisdiodi, 1N589 tai 1N4148
• Kondensaattori 2x10M, 1000M
• Pääsovitin 220V AC - 5V DC
• SMA -antenni
• Pääliittimen jakkiliitin, banggood
• Led 10mm, 2kpl vihreää ja keltaista
• Liittimet XH, banggood

Työkalut:

• Arduino-uno Rev3 -kortti HC-12: n asettamiseen ja Attiny-85: n ohjelmointiin
• Juotin
• Yleismittari
• Leipälauta

Vaihe 2: Lähettäjä

Lähettäjän kaavio on yllä olevassa kuvassa.

Paristot ovat kolme AA -tyyppistä paristoa. Niiden huippukulutus on ensimmäisen yhteyden aikana (noin 100 mA). Yritä tehdä tämä aika mahdollisimman lyhyeksi. Odotusaikana kulutus on hyvin alhainen (alle 1 mA) ja hälytyksen aikana kulutus on noin 40 mA lyhyen aikaa. D1 suojaa piirejä ylijännitteeltä, jos paristot ovat uusia.

SW3, R1, C1 luo nollauspiirin. Tilan ilmaisu nollauksen jälkeen on sininen LED D4. Tämän merkkivalon on sytytettävä nollauksen jälkeen ja ilmoitettava: "lähettäjä on valmis muodostamaan yhteyden". Jos sininen merkkivalo palaa, tiedonsiirto voidaan aloittaa painamalla vastaanottimen Reset -painiketta.

D2 ja D3 ovat Schottky -diodeja, joilla on alhainen etujännite. Tämän diodin vuoksi kytkin "autotallin ovi auki" käyttää samaa ohjelmistokatkoa kuin kytkin "posti saapui". Jos SW1 (posti) on kytketty maahan, keskeytys ja hälytys postille aktivoidaan. Jos SW2 (autotalli) on kytketty maahan, postin keskeytys aktivoituu yhdessä autotallin hälytyksen kanssa. Tällä tavalla ratkaistiin yksi puuttuva nasta MCU: sta.

Ohjelmisto ilmoittaa sopivan hälytyksen. Tämä laitteistoratkaisu mahdollistaa vain yhden yksinkertaisen keskeytyksen käytön.

Kuvaus Attiny-85: stä ja HC-12: sta on hyvin tehty mainitun Johan Moberg Instructablesin sisällä.

Vaihe 3: Vastaanotin

Vastaanotin saa virtansa verkkovirrasta sovittimella 220V AC - 5V DC. Se voi olla mikä tahansa pieni sovitin, jonka DC -lähtövirta on noin 0,3A. Koska sovittimen lähtöjännite riippuu lähtövirrasta (jännite oli noin 8 V pienellä virralla), olen lisännyt yksinkertaisen jännitteenvakaajan IC1. Diodi D1 alentaa jännitettä HC-12: lle.

Arduino Nano -lähtö D7 kytke jännite noin 4 V IC2 -melodigeneraattoriin hälytystilassa. T1 vahvistaa kaiuttimen signaalia. Äänenvoimakkuutta voidaan säätää muuttuvalla vastuksella R4. Suosittelen jättämään reiän vastaanottimen kanteen päästäkseni tähän vastukseen. D5 ja D6 ovat hälytysvalojen ulostuloja. D3, D4 nastat on kytketty HC-12: een ja tarjoavat sarjaliikennettä. D2 -nasta on "Reset" -kytkimen tulo- ja tunnistustila.

Reset -kytkintä käytetään kahteen toimintoon:

1. Aktivoi ensimmäinen yhteys. Painikkeen painamisen jälkeen viestinnän pitäisi alkaa.
2. Kun yhteys on muodostettu ja hälytys tapahtuu, Reset -painike voi nollata hälytyksen ja muuttaa vastaanottimen tilaa odottamaan.

LED -ilmaisin on seuraava:

1. Molemmat ledit palavat ja palavat jatkuvasti. Tämä on alkutila vastaanottimen virran kytkemisen jälkeen. Jos lähettäjä on valmis - sininen merkkivalo on päällä, yhteys voidaan muodostaa vastaanottimen Reset -painikkeella.
2. Kun yhteys on muodostettu, molemmat ledit vilkkuvat vuorotellen noin 2 sekunnin aikana.
3. Hälytyksen sattuessa vastaava merkkivalo vilkkuu noin 1 sekunnin aikana, toinen merkkivalo on tumma.

Vaihe 4: Ohjelmisto

Arduino ino -tiedostot, joissa on täydellinen ohjelmisto, sisältyvät tähän vaiheeseen.

Lähettäjän ohjelmisto tulee ladata MCU Attiny-85 -laitteeseen. Käytä Attinyn ohjelmointiin PC: llä Arduino Uno- ja Arduino IDE -ohjelmistoja. Internetissä on monia opetusohjelmia, miten se tehdään. Suosittelen tätä Attiny85 -ohjelmointia. Kun olet ladannut ohjelman Attinyyn, aseta siru lähetinpiirilevyn pistorasiaan.

Arduino Nanon ohjelmointi on sama kuin Arduino Unon ohjelmointi. Käytä USB -kaapelia ja Arduino IDE: tä valitun nanokortin kanssa "Työkalut" - ja "Hallintahallinta" -kohdissa. Tämä prosessi voitaisiin tehdä laudalla, joka on asetettu leipälautaan. Aseta ohjelmoinnin jälkeen nanokortti vastaanottimen piirilevyn liitäntään.

Molemmat yksiköt HC-12 tulee asettaa samoihin parametreihin Arduino Unon kanssa. Ohjeet ovat alkuperäisissä ohjeissa.

Vaihe 5: Laitteisto ja asetukset

Tärkeimmät osat ovat postin ja autotallin oven koskettimet. Nämä koskettimet sijoitetaan postilaatikon sisään ja autotallin oven mekaaniseen kiskoon, paikkaan, johon ovi ulottuu, sulkeutumisen aikana. Postilaatikon kontakti koostuu ruoko -kytkimestä ja neodyymimagneetista. Reed -kytkin on kiinnitetty teipillä laatikon sisään reiän toiselle puolelle kirjainten lisäämistä varten. Magneetti on kiinnitetty postiluukkuun siten, että osittain auki oleva läppä aktivoi kytkimen. Johdot on kytketty pieneen XH -liittimeen.

Samaa kosketusratkaisua käytetään autotallin ovissa. Tässä tapauksessa yhteys voidaan luoda myös rajakytkimellä. Sinä päätät, mikä vaihtoehto valitaan. Mutta on myös muita mahdollisuuksia: Samoissa autotallijärjestelmissä voi olla riviliitin, jossa on rajakytkimet, autotallin ohjauskotelon sisällä. Liitä tässä tapauksessa johdot vain päteviin ruuveihin.

Lähettäjä

Osat asetetaan PCB -prototyypille, joka leikataan pienempään kokoon. Taululla on pistorasiat HC-12-moduulille ja Attiny-85: lle, akun liittimet ja liittimet molemmille hälytyskoskettimille. Taulun ulkopuolella on nollauskytkin, sininen led ja SMA -antenni. Kaikki muut komponentit on piirilevyllä juotettu ja kytketty johtoilla levyn alaosassa. Paristopidike ja piirilevy on asennettu muovilaatikon sisään. Se voi olla mikä tahansa muovilaatikko, jolla on oikeat mitat, käytän kosteudenkestävää liitäntärasiaa. Laatikko asennetaan autotallin katon alle ja johdot johdetaan muoviputken läpi.

Lähettäjälaatikon valokuvassa on joitain osia, jotka eivät ole tämän artikkelin aiheita. Lisäsin laatikkoon lisää elektroniikkaa.

Vastaanotin

Vastaanottimen komponentit voidaan sijoittaa mihin tahansa yleislaatikkoon. Olen käyttänyt muovilaatikkoa vanhasta langattomasta ovikellosta. Osat on juotettu uudelleen piirilevyn prototyyppiin, mukaan lukien molemmat led -diodit. MCU- ja HC-12-moduuleille on pistorasiat sekä levyyn juotetut urosliittimet kaiuttimia, nollauspainiketta ja virtajännitettä varten. Etukannessa on reikiä ledeille, yläosassa nollauspainike ja antenni.

Asetus

Kuten alkuperäisen projektin kirjoittaja on kirjoittanut, on monia ja monia syitä, jotka voivat estää onnistuneen viestinnän lähettäjän ja vastaanottajan välillä. Tarkista ensin johdinliitäntä ja juotos. Jos kaikki on kunnossa, yritä muodostaa yhteys molempien pöydälle asetettujen yksiköiden kanssa vierekkäin. Jos ongelmia ilmenee, tarkista HC-12-moduulit yksinkertaisella piirillä arduinolla kahdelta leipälevyltä. Käytä ohjeita erittäin hyvän moduulin artikkelin mukaan: Pitkän kantaman kommunikaatio On olemassa yksinkertainen ohjelmisto HC-12 messenger. Lataa sama ohjelmisto sekä arduinoon että tarkista viestintä. Jos OK, molemmat moduulit ovat hyviä.

Yritä seuraavaksi laajentaa arduino uno HC-12: lla leipälevylle kaikkiin lähettäjän ja vastaanottimen komponentteihin ja ohjelmoida molemmat arduinot. Tarkista tässä tapauksessa indu-tiedostoissa olevat Arduino Unon nastat verrattuna Attiny-85: een ja Nanoon ja vaihda pin-numeroita tarvittaessa. Tästä syystä olen lisännyt ino -tiedostojen sisälle vastaavat arduino -nastat huomautusriveille. Jos ongelma ei poistu, yritä löytää ohjelmointivirhe laitteistosarjan avulla. Tällä tavalla voit syöttää joitakin ohjelman kriittisiä pisteitä, tarkistaa viestejä ja nähdä ne sarjamonitorissa. Näet, mitkä ohjelman osat on suoritettu ja mitkä eivät. Simuloi postin ja autotallin kytkimiä koskettamalla johtoja. Vaihda ongelmanratkaisun jälkeen takalevyt MCU -laitteisiin (Attiny ja Nano).

Ensimmäinen viestintä yksiköiden välillä on tehtävä pöydällä. Jos kaikki on kunnossa, asenna yksiköt paikalleen ja tarkista uudelleen.

Kiitos lukemisesta ja onnea matkaan.