Praktisk PIR til hjemmebrug: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Som mange af jer derude, der arbejder med hjemmeautomatiseringsprojekter, ledte jeg efter at bygge en funktionel PIR -sensor til automatisering af nogle hjørnesving i mit eget hjem. Selvom lyskontaktens PIR -sensorer ville have været optimale, kan du ikke bøje et hjørne. Dette projekt gennemgik et par iterationer, og jeg kørte forsøgene gennem mange andre tilgængelige tutorials online og kunne ikke finde en, der fungerede for mig. Hvis du bare vil komme i gang, skal du gå videre til trin 3, ellers fortsætte til trin to, hvor jeg vil diskutere udviklingen.

Tilbehør:

Loddekolbe

Lodde og Flux til elektronik

Ekstra tilslutningstråd

3D printer

Brødbræt

Grundlæggende forståelse af Hassio

Grundlæggende Arduino programmering færdigheder

Trin 1: Udvikling

Home Assistant er et godt værktøj til at forbinde nogle af de mere komplicerede opsætninger, du måske ønsker. For mig var det min første interesse i projektet at få et lys i en trappe med hjørne. At finde den rigtige guide til at opbygge en effektiv PIR -sensor til hjemmebrug var vanskelig. Sikker på, at der er masser af nemme måder at få det til at fungere, men at gøre det energieffektivt og effektivt til daglig brug var en anden historie. Der var også spørgsmålet om latens, eller hvor hurtigt lyset ville tænde, når det får signalet. Det er et vanskeligt projekt, når jeg virkelig kom ind i ukrudtet af det hele. Hvad der skete var, at jeg kom ned til to hovedpunkter om, hvorfor dette design var effektivt.

Reaktionstid

Jeg startede med ESPHome for at designe denne sensor. Det har alle klokker og fløjter, men også en meget venlig grænseflade. Desværre er ESPhome -protokollen og rammearbejde en temmelig stor energibruger, når du tæller mWh. Der er også lidt af et latensproblem, når opkaldene for at tænde et lys skal passere gennem ESPhomes opstart, Hassio, derefter din lyscontroller. Jeg fandt ud af, at disse ville ende i intervallet 10 sekunder. Du ville allerede gå op ad trappen (eller måske går du meget langsomt, da der ikke er lys). Så hvad der blev den mest energieffektive og hurtigste måde at bringe et bevægelsessignal til Hassio på var MQTT.

Brug af MQTT med en statisk IP -værdi reducerede tiden til cirka mindre end 2 sekunder. MQTT -signalet ville nå Hassio i mellem omkring 800ms - 1200ms. Ret fandme godt.

Batteri liv

Som tidligere nævnt sparede skiftet til MQTT også meget på energiforbruget. Den gennemsnitlige sensor uden dyb søvn på ESPHome ville vare mindre end et døgn på cirka 800 mWh batterier. Med dyb søvn, cirka 3-5 dage afhængigt af aktivering. WeMos D1 Mini er ikke en skør energisvin, men den er heller ikke den mest effektive til at styre sin strøm, så det var vigtigt at klemme hver eneste batteri. At reducere hver forbrugende del var det vigtigste trin.

Der findes mange PIR -sensorer, men ikke alle er skabt ens. Et af de første punkter, jeg lagde mærke til, var hastigheden, vinklen og affyringshastigheden for hver testet PIR -sensor. Af de anvendte sensorer fandt jeg Simplytronics Wide Angle PIR som den mest effektive med rækkevidde og energiomkostninger. Det er en vidvinkel PIR -sensor med fremragende rækkevidde, og den kører kun på 3v, hvilket er helt fantastisk til det, jeg havde brug for.

Trin 2: Materialer

WeMos D1 Mini

T4056 Lipo/Li-Ion USB oplader

Simplytronics vidvinkel PIR -sensor

3,7v 1000 mWh Lipo batteri

2x 10k modstande

120K modstand

5k modstand

1N4001 ensretterdiode

1uF kondensator

2N2222 Transistor

Trin 3: Basiskode og Arduino

Som en let go, download arduino -filen, rediger den til at fungere med din opsætning. De vigtigste aspekter at huske på er at sikre, at dine indstillinger matcher det, der er givet i Hassio.

I mit eksempel bruger jeg Mosquitto Broker. Jeg har angivet disse indstillinger i min arduino -kode. For min MQTT -server, siden den blev hostet i Hassio, har jeg sat IP -adressen på min Hassio.

Næste ting, vi skal gøre, er at oprette nogle skabelonsensorer til at holde vores MQTT -data, så det er lidt mere Hassio -frontend -venligt. Hvis du gerne vil vide mere om skabeloner og skabeloner, dropper jeg dette Hassio -link her.

Vores motion MQTT vil være en skabelon binær sensor, og vores batteriniveauer vil være en sensor i Hassio.

I min hovedkonfiguration.yaml -fil har jeg tilføjet nogle linjer til at inkludere både skabelon binære sensorer og skabelonsensorer i separate yaml -filer. Du behøver ikke at gøre det på denne måde, men jeg synes, det holder tingene lidt mere organiseret. For at gøre dette skal du bruge fileditoren til at oprette en ny yaml -fil og give den en titel, som du kan referere til i konfigurationen. Yaml. I mit eksempel bruger jeg templatesensor.yaml og templatebinarysensor.yaml

Det man skal sørge for er at opsætte MQTT -emner og nyttelast, så det matcher din arduino -opsætning eller omvendt.

Sidst men ikke mindst, skal du konfigurere et instrumentbræt, der kan se batteriniveauer og bevægelsessensor.

Trin 4: Skematisk og testning

Følg ledningsskemaet, og led komponenterne op til test på et brødbræt. Vigtige bemærkninger i ledningerne er at sikre, at du har jordledningerne korrekte til pull-down-effekten. Dette er det, der får transistoren til at nulstille WeMos D1 Mini ved kølvandet. Du bør være i stand til at teste wake and reset -funktionen ved at tilslutte WeMos D1 Mini til en usb -port. Det bør nulstilles, når du vinker dig med hånden foran PIR. Dette er valgfrit, men du kan også aflodde smd -LED -lysene fra bevægelsessensoren for at klemme lidt mere batterilevetid. Jeg vil anbefale at gøre dette, efter at du har testet, at bevægelsessensoren fungerer som forventet. Hvis du har din USB tilsluttet din computer, skal du kontrollere det med arduino IDE, der starter og nulstiller med en trigger fra bevægelsen.

I dit Hassio Dashboard skulle du være i stand til at se nogle værdier fra batteriet og også bevægelsessensoren slukke. Hvis alt er gået godt indtil nu, bør du være i gang! Du kan tage denne lille brødbræt -prototype og flytte den rundt i dit hus, og den vil fungere som din nye hjemmelavede bevægelsessensor. Du kan bruge dette til at udløse alt inden for Hassio, og du ville være færdig her, hvis det er alt du leder efter. Men lad os give dette en sidste polering for at være noget, der er værdig til en grundpille i hjemmet.

Nogle tip til fejlfinding

- ved at trykke på reset -knappen på WeMos D1 Mini skal du få MQTT til at udløse med arduino -koden

- tag en del af arduino -koden ud for at se, hvor hvert trin er, og hvad det gør ved hardwaren

- glem ikke at forbinde alle de negative blypunkter

Trin 5: Tilslutning til din Wifi Light Switch

Hassio har heldigvis en rigtig god automatiseringsguide, der kan hjælpe med din opsætning. Jeg vil ikke gå ind på at tilføje lys eller tilføjelser, men jeg vil se, at folk på Hassio har gjort det virkelig let at tilføje integrationer og andre platforme, der skal kontrolleres med Hassio. Gå over og tjek, hvordan du tilføjer din wifi -lyskontakt efter eget valg.

I denne automatiseringsguide vil vi være opmærksomme på en vigtig ting, som er udløseren. Du kan tilføje den binære skabelonsensor som udløser, men jeg fandt, at bevægelsessensoren var lidt mere "snappy", da jeg gik direkte med MQTT -nyttelasten. Sidst men ikke mindst skal du konfigurere dit valg af lys eller enhed, og sensoren skal være i forretning.

Trin 6: Projektboliger

Når du er sikker på dit brødbræt, skal du flytte alle delene til et prototypende printkort og lodde alle forbindelser til det mindste bord, du kan finde. Jeg har holdt ledningerne korte, men fleksible i tilfælde af gendannelse/redigering/reparation. Sagens design er en minimal sag, der kan indsættes i et hjørne eller en flad overflade. Det fungerer også rigtig godt med de ikke-skadelige klæbende 3M strimler =)

Bemærk, jeg glemte lidt, hvor jeg fik dette underlige format prototyper -pcb, så jeg vil foreslå, at du bare skærer dit pcb ned til størrelse og borer et hul eller to. Hvis denne vejledning ender med at blive populær, frigiver jeg en redigeret version med en mere almindelig størrelse (jeg havde kun brug for to bevægelsessensorer, og jeg havde præcis to af de underlige tavler)

Trin 7: Lukning

Jeg håber, at dette design har været nyttigt i dine bestræbelser på at få gang i nogle hjemmeautomatiseringsprojekter. Det var ganske lang tid for mig at få alle de bevægelige dele til at producere dette instruerbare, men jeg er glad for, at jeg tog lidt tid at få det ned. Dette projekt viste mig lidt af grænserne for at bruge nogle af de mere tilgængelige veje til programmering af mine ESP'er. Det betyder ikke, at du ikke skal bruge ESPHome, men for projekter, der er mere strenge i deres energistyring, skal du muligvis gå en anden vej. Sensorerne var færdige omkring maj eller juni og har ikke haft brug for en opladning siden. Hidtil har de gået omkring 4-5 måneder uden at skulle betale. Som en sidebemærkning er jeg også gået i gang med at udvikle et nyt PCB -layout baseret på WeMos D1 Mini. Sagen med WeMos D1 Mini er, at den har en indbygget 5v til 3v konverter og en strømhungrende USB -programmerings -IC. Det betyder, at hvis vi eliminerede disse to faktorer, kunne vi skubbe ESP8266 til at suge endnu mindre strøm.

Endnu engang tak fordi du forkælede mig med mine vandreture og fulgte med i dette projekt.