Opbygning af Homie -enheder til IoT eller hjemmeautomatisering: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Dette instruerbare er en del af min DIY Home Automation -serie, se hovedartiklen "Planlægning af et DIY Home Automation System". Hvis du endnu ikke ved, hvad Homie er, så tag et kig på homie-esp8266 + homie fra Marvin Roger.

Der er mange mange sensorer. Jeg dækker de helt grundlæggende for at give læseren kravene til at komme i gang med at bygge "noget". Det er måske ikke raketvidenskab, men det burde faktisk fungere.

Hvis du ikke har delene, så pas på min kommende instruerbare "Sourcing Electronic Parts From Asia".

Lad mig tilføje et par buzz -ord: IoT, ESP8266, Homie, DHT22, DS18B20, hjemmeautomatisering.

Emnet burde være ret klart nu:-)

Denne instruktør er også nu også tilgængelig fra min personlige side:

Trin 1: Kom godt i gang

Konventioner

Denne instruerbare bruger D1 Mini -kloner. Disse er WiFi -aktiverede Arduino -kompatible controllere, der bruger ESP8266 -chip. De sender i meget lille formfaktor (~ 34*25 mm) og er snavs billige (~ 3-4 $ for kloner).

Jeg vil illustrere hver konstruktion ved hjælp af en D1 Mini, et brødbræt og nogle sensorer. Jeg inkluderer en regning med materialer (stykliste) for hver, men vil springe over åbenlyse ting som springtråde og brødbræt (mini eller fuld). Jeg vil fokusere på "aktive dele".

Til ledninger/kabler i diagrammer (Fritzing + AdaFruitFritzing bibliotek) brugte jeg:

• Rød/orange til strøm, normalt 3,3V. Nogle gange vil det være 5V, vær forsigtig.
• Sort til jorden.
• Gul til digitale datasignaler: Bits rejser og kan læses som de er af chips.
• Blå/lilla til analoge datasignaler: Ingen bits her, bare almindelig spænding, der skal måles og beregnes for at forstå, hvad der foregår.

Homie til ESP8266 sender et dusin eksempler, det var her, jeg begyndte at bygge dette instruerbare.

Brødbræt

D1 er ganske brødbræt venlig, men gemmer kun en række stifter op og ned. Hvert eksempel har D1 på højre side og komponenterne på venstre side. De øvre og nedre strømskinner vil blive brugt til at bære enten 3,3V eller 5V.

Bemærk

Homie -eksempler er bygget som ".ino" -skitser til Arduino IDE. Min egen kode er dog bygget som ".ccp" til PlatformIO.

Dette vil gøre meget lille forskel, da skitser er enkle nok til at kunne kopieres/indsættes, uanset hvilket værktøj du vælger.

Trin 2: Temperatur og fugtighed: DHT22 / DHT11

Bygger enheden

DHT22 bruger:

• En digital pin til at kommunikere med controlleren, tilslut den til D3
• To ledninger til strøm (3.3V eller 5V + GND)
• Den digitale pin skal holdes høj (forbundet til strøm), til dette bruger vi en modstand mellem power rail og data pin

Kode

PlatformIO-projektet kan downloades fra:

Det originale Homie-eksempel er her (men bruger ikke en sensor):

Til DHT22 skal du bruge DHT -sensorbibliotek (ID = 19)

BOM

• Controller: Wemos D1 Mini
• Modstand: 10KΩ

• Sensor: (en af disse)

  • DHT22: Jeg har brugt den slags 4 pins, som kræver en ekstra modstand. Der leveres 3 pins moduler som SMD, som inkluderer modstanden.
  • DHT11: Dette er billigere, men mindre præcist, tjek dine krav

Trin 3: Vandtæt temperatur: DS18B20

Opbygning af enheden DS18B20 bruger:

• En digital pin til at kommunikere med controlleren, tilslut den til D3
• To ledninger til strøm (3.3V eller 5V + GND)
• Den digitale pin skal holdes høj (forbundet til strøm), til dette bruger vi en modstand mellem power rail og data pin

DS18B20 er en 1-leder sensor. Den bruger en bus, og som sådan kan flere sensorer bruge en enkelt datapind.

Det er også muligt at IKKE bruge 3.3V/5V til at drive sensoren, dette kaldes parasitisk strømtilstand. Se datablad for detaljer.

Kode

PlatformIO-projektet kan downloades fra:

Ligesom for DHT22 er det originale Homie-eksempel her (men bruger ikke en sensor):

Brug 1Wire-bus, pakke OneWire (ID = 1)

Til DS18B20 skal du bruge DallasTemperature (ID = 54)

BOM

• Controller: Wemos D1 Mini
• Modstand: 4,7KΩ
• Sensor: DS18B20, billedet er vandtæt
• 3 ben skrueterminal for at lette tilslutning af kabel til brødbrættet

Trin 4: Lys: Fotoresistor / fotocelle (digital: Til / fra)

Bygger enheden

(Beklager, har ikke en Fritzing -komponent til den digitale fotocelle)

Det digitale fotocellemodul anvender:

• En digital pin til at kommunikere med controlleren, tilslut den til D3
• To ledninger til strøm (3.3V + GND)

Det er muligt at bruge en analog fotocelle, men dette er ikke dokumenteret her, se Adafruit fremragende artikel "Brug af en fotocelle".

Bemærk: I dette eksempel er der et potentiometer på sensorpladen. Det bruges til at indstille grænsen mellem "lys" og "mørkt" omgivende lys. Når læsning 1 lys er slukket, betyder læsning 0 lys, hvis det er tændt.

Kode

PlatformIO-projektet kan downloades fra:

BOM

Controller: Wemos D1 Mini

Sensor: Fotofølsomt / lysdetektionsmodul

Trin 5: Lys: Fotoresistor / fotocelle (analog)

Bygger enheden

Den fotocelle -analoge sensor fungerer som en modstand. Det vil forbinde mellem en analog indgang og 3,3V.

En modstand sættes mellem GND og datastift for at oprette en spændingsdeler. Formålet er at skabe et kendt værdiområde:

• Hvis der ikke er noget lys, blokerer fotocellen grundlæggende VCC og forbinder dermed GND med din datapind: Pin vil læse næsten 0.
• Det er meget stærkt lys, fotocelle lader VCC strømme til datapinden: Pin vil aflæse næsten fuld spænding og som sådan tæt på max (1023).

Bemærk: Analoge pins værdier læses i et 0-1023 område ved hjælp af analogRead. Dette er ikke praktisk at håndtere 1 byte værdier, for dette vil Arduino kortfunktionen hjælpe med at reducere fra 0-1023 til (f.eks.) 0-255.

Til kalibrering af min/max -værdier for din sensor skal du bruge en skitse som denne fra Arduino.

Kode

PlatformIO-projektet kan downloades fra:

BOM

• Controller: Wemos D1 Mini
• Sensor: Lysafhængig modstand (LDR) / fotoresistor
• Modstand: 1K eller 10K, skal kalibreres baseret på din celle

Referencer

• PiDome -serverens kildekode til belysningstilstand for et sted
• Adafruit's "Brug af en fotocelle"
• "Fotoresistorer" her på instruktører
• Nogle forbandede vanvittige "Fotocellevejledninger", hvis du vil have matematik og grafer

Trin 6: Optisk detektor: QRD1114

Bygger enheden

Kode

BOM

Referencer

• Fysisk computing: QRD1114 inkluderer prøvekode til læsning af sensor og brug afbrydelse til roterende encoder + præcist printkortdesign
• QRD1114 Vejledning til optisk detektoropkobling på Sparkfun

Trin 7: Afsluttende ord

Denne instruerbare er en meget kort forklaring på grundlæggende overvågning.

For at gå videre skal vi forbinde relæer, IR -sender … Dette vil forhåbentlig blive dækket senere, da fritiden tillader mig det. Den største forskel er, at vi ikke bare vil "læse" (er der lys?), Men også "skrive" (tænde lyset!).