Alarma d'inundació de soterrani de baix consum amb ESP8266: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Hola, benvingut al meu primer instructable.

El soterrani de casa meva s’inunda cada pocs anys per diversos motius, com ara fortes tempestes d’estiu, aigües subterrànies elevades o fins i tot una canonada que esclata. Tot i que no és un lloc agradable, però la meva caldera de calefacció central es troba allà baix i l’aigua pot danyar les seves parts electròniques, així que he de bombar l’aigua el més aviat possible. És difícil i incòmode comprovar la situació després d’una forta tempesta d’estiu, així que vaig decidir fer una alarma basada en l’ESP8266 que m’envia un correu electrònic en cas d’inundació. (Quan la inundació és causada per aigües subterrànies elevades, el nivell de l’aigua sol ser inferior a 10 centímetres, cosa que no és perjudicial per a l’escalfador i no es recomana bombar-la perquè tornarà igualment i com més bombeu, més aigua subterrània arribarà la propera vegada. Però és bo conèixer la situació.)

En aquesta aplicació, el dispositiu pot estar durant anys "en suspens" i, si tot funciona com estava previst, només funciona durant uns segons. L’ús de son profund no és pràctic, ja que atrau massa corrent si volem dormir durant períodes molt llargs i l’ESP8266 només pot dormir uns 71 minuts com a màxim.

Vaig decidir utilitzar un interruptor flotant per encendre l’ESP. Amb aquesta solució, l’ESP no s’alimenta quan l’interruptor està obert, de manera que el consum d’energia és només l’autodescàrrega de les bateries, cosa que manté el sistema preparat per alarmar durant anys.

Quan el nivell de l’aigua arriba al commutador flotant, l’ESP s’engega amb normalitat, es connecta a la meva xarxa WiFi, m’envia un correu electrònic i se’n va a dormir per sempre amb l’ESP. Si no es pot connectar a WiFi o no pot enviar el correu electrònic, es queda en repòs durant 20 minuts i torna a intentar-ho fins que tingui èxit.

Aquesta idea és similar a la solució descrita per Andreas Spiess en aquest vídeo. Però a causa de la naturalesa de les inundacions i del commutador de flotació, no cal que afegiu un MOSFET per mantenir l’ESP encès fins que no acabi la seva tasca, perquè el commutador de flotador es tancarà si el nivell de l’aigua supera el nivell d’activació..

Pas 1: l'esquema:

Parts

• D1: Diodo Schottky BAT46 per a despertar en son profund. Tinc millors experiències amb els díodes Schottky que les resistències entre D0 i RST.
• Interruptor flotant: commutador flotant simple de canya i imant basat en 1,2 dòlars d'eBay. L'anell amb l'imant es pot revertir per canviar entre el nivell de fluid alt i baix. Enllaç eBay
• Suport de la bateria: per a 2 bateries AAA 1,5V
• P1: terminals de cargol 2x 2P 5.08mm (200mil) per connectar els cables de la bateria i l’interruptor flotant.
• C1: condensador 1000uF 10V per augmentar l'estabilitat de l'ESP mentre la ràdio està encesa. Tingueu en compte que si l’ESP dorm profundament, l’energia emmagatzemada al condensador és suficient per alimentar-lo durant 3-4 minuts. En aquest període, el funcionament del commutador flotant no pot reiniciar l'ESP perquè el condensador el manté encès mentre dormiu profundament. Això només és interessant durant les proves.
• U1: microcontrolador LOLIN / Wemos D1 Mini Pro ESP8266. Aquesta és la versió professional amb connector d'antena externa, que pot ser útil quan es col·loca al soterrani. Tingueu en compte que heu de tornar a soldar la "resistència" SMD de 0 ohms per seleccionar l'antena externa en lloc de l'antena de ceràmica incorporada per defecte. Recomano comprar microcontroladors LOLIN a la botiga oficial de LOLIN AliExpress perquè hi ha molts taulers Wemos / LOLIN de versions antigues o falses.
• Perfboard: Una placa proto de 50 mm * 50 mm serà suficient per adaptar-se a totes les parts. El circuit és massa senzill per fer un PCB.:)

Tingueu en compte que la bateria està connectada a l’entrada de 3,3 V. Tot i que el D1 Mini té un LDO integrat per al funcionament USB / LiPo, no ho necessitem quan s’alimenta des de 3 V de piles alcalines 2xAAA. Amb aquesta connexió, el meu D1 Mini va ser capaç de completar la seva tasca amb només voltatge d’alimentació de 1,8 V.

Pas 2: el codi

El programa podria ser més simpàtic o senzill, però les seves parts estan ben demostrades en els meus altres projectes.

L'esbós utilitza les biblioteques següents:

ESP8266WiFi.h: predeterminat per a plaques ESP8266.

Gsender.h: la biblioteca de remitents de Gmail de Borya es pot descarregar des d’aquí.

El flux del programa és bastant senzill.

• Comença l’ESP.
• Llegeix la memòria RTC per comprovar si és un primer inici o no
• Es connecta a WiFi mitjançant la funció cleverwifi (). Això es connecta a WiFi mitjançant l'adreça MAC del router (BSSID) i el número de canal per a una connexió més ràpida, torna a intentar-ho sense haver-ho intentat després de 100 intents fallits i es posa a dormir després de 600 intents. Aquesta funció es va derivar de l'esbós d'estalvi de consum d'energia WiFi d'OppoverBakke, però sense desar les dades de connexió a la part RTC d'aquesta aplicació.
• Comprova el voltatge de la bateria amb l’ESP incorporat a les funcions ADC_MODE (ADC_VCC) / ESP.getVcc (). Això no requereix cap divisor de tensió extern ni cap cablejat a A0. Perfecte per a tensions inferiors a 3,3 V, que és el nostre cas.

• Envia un missatge de correu electrònic amb Gsender.h. He afegit variables i text personalitzat a les cadenes d'assumpte i missatge per informar sobre el voltatge de la bateria, el temps transcorregut des de la primera detecció i els consells sobre la substitució de la bateria. No oblideu canviar l'adreça de correu electrònic del destinatari.

  • Dorm

    • Si té èxit, dorm "per sempre" amb ESP.deepSleep (0); Físicament estarà en mode de repòs fins que el nivell de l’aigua sigui alt. Això és tècnicament unes poques hores o màxim uns quants dies, cosa que no esgotarà la bateria amb els pocs corrents de repòs uA. Quan l'aigua s'ha desaparegut, l'interruptor flotant s'obrirà i l'ESP s'apagarà completament i el consum actual serà de 0.
    • Si no té èxit, es queda en repòs durant 20 minuts i torna a provar-ho. És possible tenir un tall de corrent altern en cas de tempesta d’estiu. Compta els reinicis i els emmagatzema a la memòria RTC. Aquesta informació s'utilitza per informar del temps transcorregut des del primer intent d'alarma. (Tingueu en compte que quan el proveu amb alimentació USB i monitor sèrie, el RTC també pot mantenir el valor del recompte de cicles entre les descàrregues.)

Pas 3: Muntatge i instal·lació

Després de provar el codi en una pissarra, el vaig soldar en un petit tros de perfboard.

He utilitzat 2 peces de terminals de cargol de 2 pols de 5,08 mm cosides, una capçalera femella per a l’ESP, un condensador i uns quants ponts.

Tingueu en compte que la resistència SMD amb el número "0" al costat de l'antena de ceràmica s'ha de tornar a soldar als coixinets buits que hi ha al costat per seleccionar l'antena externa.

Després vaig posar tot el conjunt en una petita caixa de connexions elèctriques IP55. Els cables de l’interruptor flotant es connecten mitjançant un passacables.

La caixa es col·loca a una alçada segura, on l’aigua mai (amb sort) mai no l’hi arriba, de manera que he utilitzat un parell de filferro de coure d’1mm ^ 2 (17AWG) relativament gruixut per connectar l’interruptor flotant. Amb aquesta configuració, l’ESP podria iniciar i enviar el missatge fins i tot amb una tensió d’entrada de 1,8 V.

Després de la instal·lació, aquesta sentinella silenciosa està en guàrdia, però espero que no hagi d'enviar una alarma aviat …