Известие за пощенска кутия и гаражни врати: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Тази инструкция се основава на Известие за пощенска кутия на Йохан Моберг. В сравнение с този проект направих някои промени:

1. Далеч от къщата ми е не само пощенска кутия, но и гараж. Те са на едно място близо до пътя, а къщата се намира на около 50 м от сушата. Поради много чувствителен дистанционен гаражен контролер, това се е случвало няколко пъти, вратата на гаража е била отворена случайно. Сега бих искал да знам точно дали вратата на гаража е затворена или не. Затова разширявам оригиналния проект за още един контакт, контакта на гаражната врата.
2. MCU (микропроцесорен контролен блок) в подателя остават Attiny-85, което е важно за ниската консумация на енергия. Няма достатъчно цифрови пинове (не обичам да използвам Reset pin) и решавам проблем с просто хардуерно решение.
3. Индикацията на приемниците се извършва чрез оптични и акустични сигнали. Оптичните сигнали се произвеждат от светодиоди, а за акустичния има добавена песен, произвеждаща верига. MCU (микропроцесорен контролен блок) в подателя е променен и това е Arduino Nano. Първоначално бих искал да използвам Attiny-85, но липсата на още един свободен щифт беше голямо препятствие. Няма просто хардуерно решение.
4. Направени са малки промени в софтуера на Arduino, за да се поддържа горепосочената хардуерна модификация.
5. Безжичната полудуплексна комуникация работи добре, ако и двете устройства (изпращач и приемник) работят. Но ако едно от двете устройства се повреди (като изтощена батерия и т.н.), другото устройство продължава да работи и да се преструва на комуникация (приемник). В такъв случай комуникацията се прекъсва, дори ако грешка бъде отстранена на който и да е сайт. Решение: трябва да се създаде нова комуникация. Поради тази причина в подателя е добавена верига за нулиране с индикатор.

Описание

Проектът се състои от две части: изпращач и получател. Изпращачът, разположен на гаражното място, улавя сигнали от контакта на пощенската кутия и отворения контакт на вратата на гаража. Ако един от тези контакти е активиран, предавателят HC12 изпраща безжичен сигнал към приемника. На приемника е посочено "алармено" състояние, като "пристигнала поща" или "гаражна врата отворена" чрез мигане на съответната светодиодна и пусната песен. Чрез бутон за нулиране на приемника може индикацията да бъде отменена и да започне ново състояние на изчакване за аларма.

Максимално разстояние

Комуникационният модул HC-12 е предназначен за разстояние до 1,8 км. Но тази стойност е теоретична и може да бъде достигната на открито. Вътре в сградата максималният обхват е по -кратък. Имах проблем с достигането на разстояние около 100 метра с обикновена антена от струни. В този случай и двата модула бяха настроени на максимален обхват - режим FU4 и скорост на предаване 1200 бода. Едно звено беше вътре в сградата, зад 4 дебели стени. Със SMA антена връзката беше установена, но не стабилна. В този случай проблемът беше решен чрез поставяне на приемник в помещение, ориентирано към гаража (само една стена).

Според моя опит. Препоръчвам да използвате SMA антени с подходящ удължителен кабел. Този кабел трябва да съвпада с конекторите от двете страни (SMA конектор на антената и HC-12 Ipex конектор).

Стъпка 1: Части и инструменти

Използват се следните части:

Предоставени са връзки за по -рядко срещани части.

Изпращач:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Резистори 68, 150, 1k, 10k
• Диод Schottky SR240, ebay
• Диод универсален, 1N589 или 1N4148
• Клемен блок, banggood
• SMA антена, ebay
• Кондензатори 1000M
• Транзистор NPN, S9013, 2N2222 или подобен
• Държач за батерия AA (3 броя) и батерии
• Превключете Micro C + NO + NC за нулиране
• Светодиод 5 мм син
• Тръстикови контакти за превключватели за поща и гаражни врати, banggood
• Магнити, добре
• Прототипна печатна платка, banggood
• Конектори XH, banggood

Приемник:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Стабилизатор на напрежение 7805T
• Мелодия IC UM66
• Транзистор NPN, S9013, 2N2222 или подобен
• Резистори 2x470, 10k
• Подрязване на саксията 10k
• Малък високоговорител
• Превключете Нулиране, banggood
• Светодиод 10 мм, зелен и жълт
• Диод универсален, 1N589 или 1N4148
• Кондензатор 2x10M, 1000M
• Основен адаптер 220V AC към 5V DC
• SMA антена
• Жак конектор за основен адаптер, banggood
• Светодиодни 10 мм, 2 броя зелено и жълто
• Конектори XH, banggood

Инструменти:

• Arduino-uno Rev3 платка за настройка на HC-12 и програмиране на Attiny-85
• Поялник
• Мултиметър
• Платка

Стъпка 2: Изпращач

Схемата на подателя е на снимката по -горе.

Батериите са три броя тип АА. Пиковата им консумация е по време на първата комуникация, започнала (около 100mA). Опитайте се да направите това време възможно най -кратко. По време на изчакване консумацията е много ниска (по -малко от 1ma), а по време на аларма консумацията е около 40mA за кратко време. D1 предпазват веригите от пренапрежение, ако батериите са нови.

SW3, R1, C1 създава верига за нулиране. Индикацията за състоянието след нулиране е със син светодиод D4. Този светодиод трябва да светне след нулиране и да показва: „подателят е готов да установи връзка“. Ако синият светодиод свети, комуникацията може да започне чрез натискане на бутона за нулиране на приемника.

D2 и D3 са диоди на Шотки с ниско напрежение напред. Поради тези диоди превключвателят "гаражна врата отворена" използва същия софтуерно прекъсване, както превключвателя "поща пристигна". Ако SW1 (поща) е свързан към земята, прекъсването и алармата за поща се активират. Ако SW2 (гараж) е свързан към земята, прекъсването за поща се активира заедно с алармата за гараж. По този начин беше решен един липсващ щифт на MCU.

Подходяща индикация за аларма се извършва чрез софтуер. Това хардуерно решение позволява да се използва само едно просто прекъсване.

Описание на Attiny-85 и HC-12 е много добре направено в споменатите инструкции на Johan Moberg.

Стъпка 3: Приемник

Приемникът се захранва от основно захранване чрез адаптер 220V AC към 5V DC. Това може да бъде всеки малък адаптер с DC изходен ток около 0,3А. Тъй като изходното напрежение на адаптера зависи от изходния ток, (имаше напрежение около 8V с нисък ток), добавих прост стабилизатор на напрежение IC1. Диод D1 намалява напрежението за HC-12.

Arduino Nano изход D7 свързва напрежение около 4V към IC2 мелодиен генератор по време на алармено състояние. T1 усилва сигнала към високоговорителя. Силата на звука може да се регулира чрез променлив резистор R4. Препоръчвам да оставите някаква дупка в капака на приемника за достъп до този резистор. D5 и D6 са изходи за алармени светодиоди. Пиновете D3, D4 са свързани към HC-12 и осигуряват серийна комуникация. ПИН D2 е вход и състояние на усещане на превключвателя "Нулиране".

Превключвателят за нулиране се използва за две функции:

1. Активирайте първата връзка. След като го натиснете, комуникацията трябва да започне.
2. След като връзката се установи и възникне аларма, бутонът за нулиране може да нулира алармата и да промени състоянието на приемника за "изчакване".

LED индикацията е следната:

1. И двата светодиода са включени и светят постоянно. Това е първоначално състояние след включване на приемника. Ако подателят е готов - синият светодиод на изпращача е включен, връзката може да бъде установена чрез бутон за нулиране на приемника.
2. След установяване на връзка и двата светодиода мигат последователно в продължение на около 2 секунди.
3. В случай на аларма, съответният светодиод мига в продължение на около 1 секунда, другият светодиод е тъмен.

Стъпка 4: Софтуер

Файловете Arduino ino с пълен софтуер са включени в тази стъпка.

Софтуерът за изпращача трябва да бъде зареден в MCU Attiny-85. За програмиране на Attiny използвайте Arduino Uno и Arduino IDE софтуер на компютър. Има много уроци как да го направите, в интернет. Препоръчвам това програмиране Attiny85. След като заредите програмата в Attiny, поставете чип в гнездото на платката на подателя.

Програмирането на Arduino Nano е същото като програмирането на Arduino Uno. Използвайте USB кабел и Arduino IDE с избрана Nano платка в „Инструменти“и „Мениджър на платка“. Този процес може да се извърши с дъска, поставена в дъската за хляб. След програмиране поставете Nano платката в гнездото на печатната платка на приемника.

И двете устройства HC-12 трябва да бъдат настроени на едни и същи параметри с Arduino Uno. Инструкциите са в оригинални инструкции.

Стъпка 5: Хардуер и настройка

Най -критичните части са контактите за поща и гаражна врата. Тези контакти се поставят вътре в пощенската кутия и на механичната пътека на гаражната врата, на мястото, до която вратата достига, при затваряне. Контактът на пощенската кутия се състои от тръстиков превключвател и неодимов магнит. Тръстичният превключвател е монтиран от лепяща лента, вътре в кутията от едната страна на отвора за вмъкване на букви. Магнитът е прикрепен към пощенския капак по такъв начин, че частично отвореният капак да активира превключвателя. Проводниците са свързани към малък XH конектор.

Същото решение за контакт се използва за гаражни врати. В този случай контактът може да бъде създаден и чрез краен превключвател. Кой вариант ще бъде избран, зависи от вас. Но има още няколко възможности: Същите гаражни системи могат да имат клемен блок с контакти на крайния превключвател, вътре в кутията за управление на гаража. В този случай просто свържете проводниците към компетентните винтове.

Изпращач

Частите се поставят върху прототипна печатна платка, която се нарязва на по -малък размер. На платката има поставени гнезда за модул HC-12 и за Attiny-85, конектори за батерия и клемни блокове за двата алармени контакта. Извън платката е поставен превключвател за нулиране, син светодиод и SMA антена. Всички останали компоненти са запоени на печатни платки и свързани чрез проводници в долната част на платката. Поставката на батерията и печатната платка са монтирани в пластмасова кутия. Това може да е всяка пластмасова кутия с подходящи размери, използвам влагоустойчива разпределителна кутия. Кутията е монтирана под покрива на гаража, а проводниците се провеждат през пластмасови тръби.

На снимката на кутията на подателя има някои части, които не са предмет на тази статия. Добавих още малко електроника вътре в кутията.

Приемник

Компонентите на приемника могат да бъдат поставени във всяка универсална кутия. Използвал съм пластмасова кутия от стар безжичен звънец на вратата. Частите се запояват отново на прототипна печатна платка, включително и двата светодиодни диода. Има гнезда за MCU и HC-12 модул и мъжки конектори, запоени на платката за високоговорител, бутон за нулиране и захранващо напрежение. В предния капак са направени отвори за светодиоди, в горната част за бутона за нулиране и антената.

Настройка

Както е написал авторът на оригиналния проект, има много и много причини, които могат да попречат на успешната комуникация между подателя и получателя. На първо място, проверете отново кабелната връзка и запояване. Ако всичко е наред, опитайте се да установите комуникация с двете устройства, поставени на масата, един до друг. Ако има проблеми, проверете модулите HC-12 в проста схема с arduino, на две платки. Използвайте инструкции според много добра статия за модула: Комуникация на дълги разстояния Има прост софтуер HC-12 messenger. Заредете същия софтуер както в arduino, така и проверете комуникацията. Ако всичко е наред, и двата модула са добри.

Като следваща стъпка, опитайте се да разширите arduino uno с HC-12 на макета, до всички компоненти за изпращача и получателя, и програмирайте и двата arduino. В този случай проверете щифтовете arduino uno в сравнение с Attiny-85 и Nano във ino файлове и променете номерата на пиновете, ако е необходимо. Поради тази причина добавих в ino файлове съответните щифтове arduino в репликите. Ако проблемът продължава, опитайте се да намерите грешка в програмирането, като използвате хардуерна серия. По този начин можете да въвеждате в някои критични точки на програмата, да проверявате съобщенията и да ги виждате в сериен монитор. Можете да видите кои части от програмата са завършени и кои не. Симулирайте превключватели за поща и гараж, като докоснете проводници. След решаване на проблема сменете задните платки с MCU (Attiny и Nano).

Първата комуникация между звената трябва да се осъществи на маса. Ако всичко е наред, монтирайте устройствата на място и проверете отново.

Благодаря за четенето и късмет.