PIR pràctic per a ús domèstic: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Com molts de vosaltres que treballeu amb projectes domòtics, buscava construir un sensor PIR funcional per automatitzar alguns girs de cantonada a casa meva. Tot i que els sensors PIR dels interruptors de llum haurien estat òptims, no es pot doblegar una cantonada. Aquest projecte va passar per un parell d'iteracions i vaig fer els intents a través d'altres tutorials disponibles en línia i no en vaig trobar cap que funcionés per a mi. Si només voleu fer-ho bé, aneu al pas 3; en cas contrari, continueu amb el segon pas, on parlaré del desenvolupament.

Subministraments:

Soldador

Soldadura i flux per a electrònica

Cable de connexió de recanvi

Impressora 3D

Taula de pa

Comprensió bàsica de Hassio

Habilitats bàsiques de programació d'Arduino

Pas 1: desenvolupament

Home Assistant és una eina fantàstica per enllaçar algunes de les configuracions més complicades que vulgueu. Per a mi, aconseguir una llum en una escala amb cantonada va ser el meu interès inicial pel projecte. Trobar la guia adequada per construir un sensor PIR d’ús domèstic eficaç va ser complicat. Segur que hi ha un munt de maneres fàcils de fer-lo funcionar, però fer-la eficient en termes d’energia i per a l’ús diari va ser una altra història. També hi havia el problema de la latència o de la velocitat amb què s’encendria la llum un cop obtinguda el senyal. És un projecte complicat un cop em vaig ficar realment a les males herbes. El que va passar va ser que vaig arribar a dos grans punts sobre per què aquest disseny era efectiu.

Latència

Vaig començar amb ESPHome per dissenyar aquest sensor. Té totes les campanes i xiulets, però també una interfície molt amigable. Malauradament, el protocol ESPhome i el treball de marcs són un consumidor d’energia bastant gran quan es compta el mWh. També hi ha una mica de latència quan les trucades per encendre un llum han de passar per l’arrencada d’EShome, Hassio, i després el controlador de llum. Vaig trobar que acabarien en el rang de 10 segons. Ja ho faria, però per l’escala (o potser camineu molt lentament, ja que no hi ha llum). Així doncs, el que es va convertir en la forma més eficient d’energia i més ràpida per portar un senyal de moviment a Hassio va ser MQTT.

L'ús de MQTT amb una IP estàtica va fer que el temps es reduís a menys de 2 segons. El senyal MQTT arribaria a Hassio entre 800 i 1200 ms. Bastant maleït.

Vida de la bateria

Com s’ha esmentat abans, canviar a MQTT també va suposar un gran estalvi en el consum d’energia. El sensor mitjà sense son profund a ESPHome duraria menys d’un dia amb unes bateries d’uns 800 mWh. Amb son profund, uns 3-5 dies segons l’activació. El WeMos D1 Mini no és un porc d’energia esbojarrada, però tampoc no és el més eficient a l’hora de gestionar la seva potència, de manera que és important esprémer cada tros de bateria. Reduir totes les parts que consumien era el pas més important.

Existeixen molts sensors PIR però no tots es creen iguals. Un dels primers punts que vaig notar va ser la velocitat, l’angle i la velocitat de disparació de cada sensor PIR provat. Dels sensors utilitzats, he trobat que el PIR de gran angular de Simplytronics és el més eficaç amb el seu abast i el seu cost energètic. És un sensor PIR gran angular amb un abast excel·lent i només funciona en 3v, cosa que és absolutament increïble pel que necessitava.

Pas 2: materials

WeMos D1 Mini

T4056 Carregador USB Lipo / Li-Ion

Sensor PIR gran angular de Simplytronics

Bateria Lipo de 3,7 v 1000 mWh

2x 10k resistències

Resistència de 120K

Resistència 5k

1N4001 díode rectificador

Condensador de 1uF

2N2222 Transistor

Pas 3: Codi base i Arduino

Com és fàcil, descarregueu el fitxer arduino i modifiqueu-lo perquè funcioni amb la vostra configuració. Els aspectes més importants que cal tenir en compte és assegurar-se que la configuració coincideixi amb el que es proporciona a Hassio.

En el meu exemple, estic fent servir el corredor Mosquitto. He introduït aquesta configuració al meu codi arduino. Per al meu servidor MQTT, des que està allotjat a Hassio, he posat l'adreça IP del meu Hassio.

El següent que haurem de fer és configurar alguns sensors de plantilla per contenir les nostres dades MQTT, de manera que sigui una mica més amigable amb el frontal Hassio. Si voleu obtenir més informació sobre plantilles i plantilles, deixaré anar aquest enllaç Hassio aquí.

El nostre moviment MQTT serà un sensor binari de plantilla i el nivell de la bateria serà un sensor a Hassio.

Al meu fitxer principal configuration.yaml he afegit algunes línies per incloure tant els sensors binaris de plantilla com els sensors de plantilla en fitxers yaml separats. No ho heu de fer d’aquesta manera, però crec que manté les coses una mica més organitzades. Per fer-ho, utilitzeu l'editor de fitxers per crear un nou fitxer yaml i batejar-lo amb alguna cosa que pugueu fer referència a configuration.yaml. En el meu exemple, faig servir templatesensor.yaml i templatebinarysensor.yaml

El que cal assegurar-se és configurar els temes i les càrregues útils de MQTT perquè coincideixin amb la configuració d’arduino o viceversa.

Per últim, però no menys important, configureu un element del tauler que pugui veure els nivells de la bateria i el sensor de moviment.

Pas 4: Esquema i proves

Després de l'esquema de cablejat, connecteu els components per provar-los en una placa de control. Les notes importants del cablejat són assegurar-se que els cables de terra són correctes per a l’efecte desplegable. Això és el que farà que el transistor restableixi el WeMos D1 Mini en estela. Hauríeu de poder provar la funció d’activació i reinici connectant el WeMos D1 Mini a un port USB. Hauria de restablir-se una vegada que agiteu la mà davant del PIR. Això és opcional, però també podeu dessoldar els llums LED SMD del sensor de moviment per reduir la durada de la bateria. Recomanaria fer-ho després d'haver provat que el sensor de moviment funciona com s'esperava. Si teniu l’USB connectat a l’ordinador, comproveu-ho amb l’IDE arduino que arrenca i es reinicia amb un activador del moviment.

Al vostre tauler de control Hassio hauríeu de poder veure alguns valors de la bateria i també del sensor de moviment que s’apaga. Si tot ha anat bé fins ara, hauríeu de treballar. Podeu agafar aquest petit prototip de tauleta de moure i moure'l per casa vostra i funcionarà com el vostre nou sensor de moviment casolà. Podeu fer servir això per activar qualsevol cosa dins de Hassio i ho faríeu aquí si tot el que esteu buscant. Però donem-li aquest darrer pols perquè sigui una cosa que mereixi un puntal a la llar.

Alguns consells de resolució de problemes

- prement el botó de restabliment del WeMos D1 Mini, hauríeu d'obtenir l'MQTT que s'activi amb el codi arduino.

- descomenteu alguns dels codis arduino per veure on es troba cada pas i què fa al maquinari

- no us oblideu de connectar tots els punts d'avantatge negatius

Pas 5: connectar-se al commutador de llum Wifi

Afortunadament, Hassio té un assistent d'automatització realment fantàstic que us pot ajudar amb la configuració. No vaig a afegir llums ni complements, però veuré que la gent de Hassio ha facilitat molt afegir integracions i altres plataformes per controlar amb Hassio. Aneu-hi i consulteu com afegir l'interruptor de llum wifi que trieu.

En aquest assistent d'automatització volem prestar atenció a una cosa important, que és el desencadenant. Podeu afegir el sensor binari de plantilla com a activador, però he trobat que el sensor de moviment era una mica més "ràpid" quan anava directament amb la càrrega útil MQTT. Per últim, però no per això menys important, configureu la vostra elecció de llum o dispositiu i el sensor hauria de ser empresarial.

Pas 6: Projecte d'habitatge

Una vegada que tingueu confiança amb la vostra taula de treball, moveu totes les parts a una placa de prototipatge i soldeu totes les connexions a la placa més petita que pugueu trobar. He mantingut els cables curts, però flexibles en cas de recuperació / edició / reparació. El disseny de la caixa és una caixa mínima que es pot inserir en una cantonada o superfície plana. També funciona molt bé amb les tires adhesives 3M que no danyen =)

Tingueu en compte que m’he oblidat d’on he obtingut aquest estrany format de prototip de pcb, així que us suggeriria que només reduïu el vostre pcb a mida i que perforeu un forat o dos. Si aquesta guia acaba sent popular, llançaré una versió editada amb una mida més comuna (només necessitava dos sensors de moviment i tenia exactament dos d’aquests estranys taulers)

Pas 7: tancament

Espero que aquest disseny us hagi estat útil en els vostres esforços per tirar endavant alguns projectes de domòtica. Vaig ser bastant llarg aconseguir que totes les parts mòbils produïssin aquest instructiu, però estic content d’haver trigat una mica a baixar-lo. Aquest projecte em va mostrar una mica dels límits d’utilitzar algunes de les vies més accessibles per programar els meus ESP. Això no vol dir que no s’hagi d’utilitzar ESPHome, però per a projectes que siguin més estrictes en la seva gestió energètica, potser haureu d’anar per una altra via. Els sensors es van acabar al maig o juny i no han necessitat cap càrrega des de llavors. Fins ara han passat uns 4-5 mesos sense necessitat de cap càrrec. Com a nota lateral, també he començat a desenvolupar un nou disseny de PCB basat en el WeMos D1 Mini. El que passa amb el WeMos D1 Mini és que té un convertidor integrat de 5v a 3v i un CI de programació USB amb molta energia. Això vol dir que si eliminéssim aquests dos factors, podríem empènyer l’ESP8266 a absorbir encara menys potència.

Una vegada més, gràcies per gaudir-me de les meves divergències i seguir aquest projecte.