Mailbox og Garage Door Notifier: 5 trin (med billeder)

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

Denne instruktion er baseret på Johan Moberg Mailbox Notifier. Sammenlignet med dette projekt lavede jeg nogle ændringer:

1. Langt væk fra mit hus er ikke kun postkasse, men også garage. De er et sted tæt på vejen, og huset ligger cirka 50 meter inde i jorden. På grund af meget følsom fjernbetjent garagecontroller er det sket et par gange, garagedøren var åben ved et uheld. Nu vil jeg gerne vide præcist, om døren på garagen er lukket eller ej. Derfor forlænger jeg det originale projekt med en kontakt mere, garageportkontakten.
2. MCU (mikroprocessorstyringsenhed) i afsender forbliver Attiny-85, hvilket er vigtigt for lavt strømforbrug. Der er ikke nok digitale pins (jeg kan ikke lide at bruge Reset pin), og jeg løser et problem ved hjælp af en enkel hardwareløsning.
3. Modtagerindikation sker ved optiske og akustiske signaler. Optiske signaler fremstilles af lysdioder, og for akustiske er der tilføjet kredsløbsproducerende sang. MCU (Microprocessor Control Unit) i afsender ændres, og det er Arduino Nano. Oprindeligt ville jeg gerne bruge Attiny-85, men mangel på endnu en gratis nål var en stor hindring. Der er ikke nogen enkel hardware løsning.
4. Der blev foretaget små ændringer i Arduino -software for at opretholde ovenstående hardwareændring.
5. Trådløs halv dupleks kommunikation fungerer godt, hvis begge enheder (afsender og modtager) fungerer. Men hvis en af begge enheder svigter (som lavt batteriniveau og så videre), fortsætter den anden enhed med at foregive kommunikation (modtager). I et sådant tilfælde afbrydes kommunikationen, selvom fejlen er rettet på ethvert websted. Løsning: Der bør oprettes en ny kommunikation. Af denne grund er der tilføjet reset -kredsløb i afsenderen med indikator.

Beskrivelse

Projektet består af to dele: afsender og modtager. Afsender placeret på garagepladsen registrerer signaler fra postkassekontakt og garageportens åbne kontakt. Hvis der er en af disse kontakter aktiveret, sender sender HC12 trådløst signal til modtager. På modtageren angives tilstanden "alarm", f.eks. "Posten ankommet" eller "garageporten åben" ved at blinke den tilhørende led og afspillede sang. Ved at nulstille trykknap på modtagerenhed, kan indikationen blive annulleret og starter en ny tilstand for at vente på alarm.

Maksimal afstand

HC-12 kommunikationsmodul er dedikeret til afstand til 1,8 km. Men denne værdi er teoretisk og kan nås i det fri. Inde i bygningen er maksimal rækkevidde kortere. Jeg havde problemer med at nå afstand omkring 100 m med simpel strengantenne. I dette tilfælde var begge enheder indstillet til maksimalt område - FU4 -tilstand og 1200 baudhastighed. En enhed var inde i bygningen, bag 4 tykke vægge. Med SMA antenneforbindelse blev etableret, men ikke stabil. I dette tilfælde blev problemet løst ved at placere modtagerenheden i et værelse, der var orienteret mod garagepladsen (kun en væg).

Efter mine erfaringer. Jeg anbefaler at bruge SMA -antenner med korrekt forlængerledning. Dette kabel skal passe til stik på begge sider (antenne SMA-stik og HC-12 Ipex-stik).

Trin 1: Dele og værktøjer

Der bruges følgende dele:

Der findes links til mindre almindelige dele.

Afsender:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Modstande 68, 150, 1k, 10k
• Diode Schottky SR240, ebay
• Diode universal, 1N589 eller 1N4148
• Terminalblok, banggood
• SMA -antenne, ebay
• Kondensatorer 1000M
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 eller lignende
• Batteri AA holder (3 stk.) Og batterier
• Skift Micro C + NO + NC til nulstilling
• LED 5 mm blå
• Reed kontakter til mail og garageporte, Banggood
• Magneter, banggood
• Prototype PCB, banggood
• Stik XH, banggood

Modtager:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Spændingsstabilisator 7805T
• Melodi IC UM66
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 eller lignende
• Modstande 2x470, 10k
• Trim pot 10k
• Lille højttaler
• Switch Reset, banggood
• LED 10 mm, grøn og gul
• Diode universal, 1N589 eller 1N4148
• Kondensator 2x10M, 1000M
• Hovedadapter 220V AC til 5V DC
• SMA -antenne
• Stik til hovedadapter, banggood
• LED 10 mm, 2 stk. Grøn og gul
• Stik XH, banggood

Værktøjer:

• Arduino-uno Rev3-kort til indstilling af HC-12 og programmering af Attiny-85
• Loddekolbe
• Multimeter
• Brødbræt

Trin 2: Afsender

Afsenderordning er på billedet ovenfor.

Batterier er tre stykker AA -type. Deres højeste forbrug er under den første kommunikation, der startede (ca. 100mA). Prøv at gøre denne tid så kortere som muligt. Under ventetiden er forbruget meget lavt (mindre end 1ma), og under alarm er forbruget omkring 40mA i kort tid. D1 beskytter kredsløb mod overspænding, hvis batterierne er nye.

SW3, R1, C1 opretter nulstillingskredsløb. Statusindikation efter nulstilling, er blå LED D4. Denne LED skal lyse efter nulstilling og angive: "afsenderen er klar til at oprette forbindelse". Hvis den blå lysdiode er tændt, kan kommunikationen startes ved at trykke på knappen Nulstil på modtageren.

D2 og D3 er Schottky -dioder med lav fremspænding. På grund af disse dioder bruger switch "garageporten åben" det samme softwareafbrydelse, som kontakten "mail ankom". Hvis SW1 (mail) er forbundet til jorden, aktiveres afbrydelse og alarm for mail. Hvis SW2 (garage) er forbundet til jorden, aktiveres afbrydelse for mail sammen med alarm for garage. På denne måde blev en manglende pin på MCU løst.

Passende alarmindikation udføres af software. Denne hardwareløsning gør det muligt at bruge kun en simpel afbrydelse.

Beskrivelse af Attiny-85 og HC-12 er meget godt udført inde i nævnte Johan Moberg Instructables.

Trin 3: Modtager

Modtageren forsynes med strøm fra adapteren 220V AC til 5V DC. Det kan være en hvilken som helst lille adapter med DC -udgangsstrøm omkring 0,3A. Fordi adapterens udgangsspænding afhænger af udgangsstrømmen, (der var spænding omkring 8V med lav strøm), har jeg tilføjet enkel spændingsstabilisator IC1. Diode D1 reducerer spændingen for HC-12.

Arduino Nano output D7 tilslutter spænding omkring 4V til IC2 melodi generator under alarmtilstand. T1 forstærker signal til højttaler. Lydstyrken kan justeres med variabel modstand R4. Jeg anbefaler at efterlade et hul i modtagerens dæksel for at få adgang til denne modstand. D5 og D6 er udgange til alarm -lysdioder. D3, D4 ben er forbundet til HC-12 og giver seriel kommunikation. D2 -pin er input og føler -tilstand for "Reset" -kontakten.

Nulstillingskontakten bruges til to funktioner:

1. Aktiver den første forbindelse. Efter at have trykket på den, skulle kommunikationen starte.
2. Når forbindelsen er etableret og alarmen opstår, kan Reset -knappen nulstille alarmen og ændre modtagerstatus for "venter".

LED -indikation er følgende:

1. Begge lysdioder er tændt og lyser permanent. Dette er starttilstand efter modtageren er tændt. Hvis afsenderen er klar - blå lyser på afsenderen er tændt, kan forbindelsen etableres med nulstillingstasten på modtageren.
2. Efter forbindelsen er etableret, blinker begge lysdioder skiftevis i cirka 2 sekunder.
3. I tilfælde af alarm blinker den tilsvarende LED i løbet af ca. 1 sekund, den anden lysdiode er mørk.

Trin 4: Software

Arduino ino -filer med komplet software er inkluderet i dette trin.

Software til afsender skal indlæses i MCU Attiny-85. Til programmering af Attiny skal du bruge Arduino Uno og Arduino IDE software på pc. Der er mange tutorials om, hvordan man gør det, på internettet. Jeg anbefaler denne Attiny85 -programmering. Efter at have indlæst programmet i Attiny, skal du indsætte chip i stikket på afsenderens printkort.

Programmering af Arduino Nano er det samme som at programmere Arduino Uno. Brug USB -kabel og Arduino IDE med valgt Nano -kort i "Værktøjer" og "Board manager". Denne proces kan udføres med bræt indsat i brødbræt. Efter programmering placeres Nano -kortet i stikket på modtagerens printkort.

Begge enheder HC-12 skal indstilles til samme parametre med Arduino Uno. Instruktionerne er i original Instructables.

Trin 5: Hardware og indstilling

De mest kritiske dele er kontakter til post og garageport. Disse kontakter placeres inde i postkassen og ved garageportens mekaniske spor, hvor døren når, under lukning. Postkassekontakt består af sivkontakt og neodymmagnet. Reed switch er monteret med tape, inde i boksen på den ene side af hullet til indsættelse af bogstaver. Magnet er fastgjort til postklappen på en sådan måde, at den delvis åbne klap aktiverer kontakten. Ledninger er forbundet til et lille XH -stik.

Den samme kontaktløsning bruges til garageporte. I dette tilfælde kan der også oprettes kontakt med grænsekontakt. Det er op til dig, hvilken variant der vælges. Men der er nogle flere muligheder: Samme garagesystemer kan have terminalblok med grænsekontaktkontakter, inde i garagekontrolboks. I dette tilfælde skal du blot tilslutte ledninger til kompetente skruer.

Afsender

Dele placeres på prototype PCB, der skæres til mindre størrelse. På tavlen er der placeret stik til HC-12 modul og til Attiny-85, stik til batteri og klemmer til begge alarmkontakter. Uden for brættet er placeret nulstillingskontakt, blå LED og SMA -antenne. Alle andre komponenter er på PCB loddet og forbundet med ledninger i bunden af kortet. Batteriholder og print er monteret inde i plastkasse. Det kan være en hvilken som helst plastkasse med korrekte dimensioner, jeg bruger fugtbestandig forbindelsesboks. Kassen monteres under garagetag og ledninger ledes gennem plastrør.

På billedet af afsenderboksen er der nogle dele, som ikke er genstand for denne artikel. Jeg tilføjede noget mere elektronik indeni boksen.

Modtager

Modtagerens komponenter kan placeres i en hvilken som helst universalboks. Jeg har brugt plastikboks fra gammel trådløs dørklokke. Dele er loddet på prototype PCB igen, inklusive begge LED -dioder. Der er stik til MCU og HC-12 modul, og hanstik loddet på kortet til højttaler, nulstillingsknap og strømspænding. I frontdækslet er der lavet huller til lysdioder, i øverste del til nulstillingsknap og antenne.

Indstilling

Som forfatteren af det originale projekt har skrevet, er der mange og mange grunde, der kan forhindre en vellykket kommunikation mellem afsender og modtager. Først og fremmest skal du kontrollere ledningstilslutning og lodning. Hvis alt er i orden, så prøv at etablere kommunikation med begge enheder placeret på bordet, side om side. Hvis der er problemer, skal du kontrollere HC-12-moduler i enkelt kredsløb med arduino på to brødbrætter. Brug instruktioner i henhold til meget god artikel om modul: Langdistancekommunikation Der er enkel software HC-12 messenger. Indlæs den samme software til både arduino og tjek kommunikation. Hvis OK, er begge moduler gode.

Som næste trin kan du prøve at udvide arduino uno med HC-12 på brødbræt til alle komponenter til afsender og modtager, og programmere begge arduinoer. I dette tilfælde skal du kontrollere arduino uno-pins, der sammenligner med Attiny-85 og Nano i ino-filer, og om nødvendigt ændre pin-numre. Af denne grund har jeg tilføjet ino -filer, der svarer til arduino -pins i bemærkninger. Hvis problemet vedvarer, skal du prøve at finde fejl i programmeringen ved hjælp af hardware seriel. På denne måde kan du indtaste nogle kritiske programpunkter, kontrollere meddelelser og se dem i seriel skærm. Du kan se, hvilke dele af programmet der er gennemført, og hvilke der ikke er det. Simuler kontakter til post og garage ved at røre ved ledninger. Efter problemløsning udskiftes bagplader med MCU'er (Attiny og Nano).

Den første kommunikation mellem enheder skal ske på bordet. Hvis alt er i orden, skal du montere enhederne på stedet og kontrollere igen.

Tak fordi du læste og held og lykke.