Rețea de stații de senzori pentru iluminat și control de securitate: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Cu această rețea de stații de senzori configurată în modul master / slave, veți putea efectua controlul iluminării și securității în casa dvs. Aceste stații de senzori (Node01, Node02 în acest proiect) sunt conectate la o stație master (Node00) conectată la rețeaua dvs. locală de wifi. Am instalat Node01 în camera de depozitare și Node02 în garaj controlând luminile și mișcările. Stația principală este instalată în sala de mese conectată la routerul nostru wifi. Am instalat clopotul în garaj și un mic buzzer în stația principală pentru a suna când o mișcare este detectată de o stație de senzori din rețea.

Principalele caracteristici ale rețelei sunt:

• Este posibil să configurați o rețea cu mai mult de două stații de senzori (stații slave) (Node01, Node02, Node03,….)
• Deoarece utilizarea transmițătoarelor fără fir cu antenă, rețeaua poate acoperi o zonă largă
• Puteți controla întreaga rețea de pe un telefon mobil
• Trimiteți un e-mail (cont Gmail) atunci când este detectată o mișcare și modul de alarmă este activat. Deci, dacă activați notificările push Gmail pe mobil, veți ști când este detectată o mișcare în rețeaua dvs.

în scopuri domotice:

• Porniți luminile atunci când este detectată o mișcare / porniți întotdeauna luminile (pentru întreaga rețea sau pentru fiecare stație sclavă)
• Modificați timpul în minute în care luminile sunt aprinse după ce a fost detectată o mișcare pentru fiecare stație sclavă

din motive de securitate:

• Activați și dezactivați modul de alarmă
• Fiecare stație sclavă poate trimite un semnal către o stație master (Node00) atunci când modul de alarmă este activat și este detectată o mișcare
• Stația principală poate activa un sunet și trimite un e-mail atunci când unul dintre aceste semnale este primit de la orice stație sclavă și modul de alarmă este activat. Stația principală (Node00) este conectată la internet utilizând o conexiune wifi pentru a controla întregul sistem folosind un telefon mobil. Este configurat ca un WifiWebServer

Pasul 1: Lista materialelor

Lista materialelor pe care le-am folosit pentru a construi Node01 și Node02 (stații slave) este următoarea:

• Placă Mega 2560 R3
• Suport din plastic pentru MEGA 2560 R3
• Senzor HC-SR501 PIR
• Suport din plastic pentru HC-SR501
• Releu 5V
• Modul de emisie-recepție fără fir 2.4G 1100m NRF24L01 + PA + LNA cu antenă LKY67
• Adaptor NRF24L01 8Pin (pentru a îmbunătăți caracteristicile NRF24L01)
• HLK-PM01 AC DC 220V la 5V Mini sursă de alimentare

Lista materialelor pentru construirea Node00 (stații master) este următoarea:

• Placă Mega 2560 R3
• Suport din plastic pentru MEGA 2560 R3
• Modul WiFi NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266
• Modul de emisie-recepție fără fir 2.4G 1100m NRF24L01 + PA + LNA cu antenă LKY67
• Placă adaptor VCC 5v-3.3v pentru NRF24L01 (pentru a îmbunătăți caracteristicile NRF24L01)
• Adaptor AC-DC, 9V, 1A (2, 1 mm x 5, 5mm)

Mai mult, am folosit următorul material:

• Conectori PCB cu 2 pini de 5 mm
• Sârme de jumper
• Breadboard MB-102 (800 de contacte)
• Mini panou fără sudură 170 contacte
• Set de leduri și rezistențe
• Plăci PCB
• Set de fier de lipit
• Pistol de lipit
• Metacrilat transparent
• clopot

Pasul 2: Cum să vă conectați și să programați Node01 și Node02 (Stații Slave)

Pentru a programa schița „SlaveSation.ino” am avut nevoie de biblioteca RF24 și biblioteca de rețea RF24.

În diagrama de mai sus puteți vedea logica stației de senzori și mesajele schimbate între o stație de senzori slave și cea principală.

Înainte de a încărca schița, trebuie să configurați adresa nodului slave în format octal

const uint16_t this_node = 01; // Adresa nodului nostru în format octal (sclav): 01, 02, 03 …

Semnificația ledurilor din fiecare stație sclavă este următoarea:

• Led albastru. Va fi activat cât timp pinul senzorului PIR este ridicat.
• Led verde. Va fi activat când alarma este conectată.

Pasul 3: Cum să vă conectați și să programați Node00 (Master Station)

În stația Node00 putem găsi două plăci diferite:

• Placă MEGA 2560 R3. Acest dispozitiv este utilizat pentru a primi mesaje de la stația de sclavi atunci când este detectată o mișcare utilizând comunicarea fără fir. Acesta va activa un clopot atunci când este detectată o mișcare și alarma este conectată. Pentru a opri soneria, deconectați doar modul de alarmă. Mai mult, trimite către stațiile sclave mesaje de la NodeMCU pentru a activa sau dezactiva detectarea mișcării, pentru a aprinde întotdeauna luminile, pentru a opri întotdeauna luminile, …
• Placă NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266. Funcționează ca un server web Wifi pentru a transmite și a primi comenzi dintr-un loc îndepărtat folosind o pagină web pe un telefon mobil. Mai mult, trimite mesaje de poștă electronică atunci când este detectată o mișcare și modul de alarmă este activat.

Ambele dispozitive sunt programate să comunice între ele într-o configurație Master (NodeMCU) / Slave (MEGA) prin protocolul serial sincron I2C utilizând Wire Library. Protocolul I2C implică utilizarea a două linii pentru a trimite și primi date: un pin de ceas serial (SCL) și un pin de date serial (SDA) pe care sunt trimise date între cele două dispozitive.

După cum puteți vedea în desen, cei doi pini pentru comunicația I2C de pe placa MEGA 2560 R3 sunt:

1. SDA -> pin 20 SDA
2. SCL -> pinul 21 SCL

și celelalte din NodemMCU sunt:

1. SDA -> pin digital 1
2. SCL -> pin digital 2

Înainte de a încărca schița pentru ESP8266, trebuie să instalați placa ESP8266. Pentru a face acest lucru, trebuie să introduceți „https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json” în „Adresele suplimentare ale administratorului de bord” în fereastra de preferințe din IDE Arduino. După aceea, trebuie să deschideți managerul de panouri și să instalați „esp8266”

Folosesc un adaptor de alimentare extern (9V, 1A) pentru placa MEGA 2560 R3 (mufa de alimentare DC, 2, 1mm x 5, 5 mm) și conectez placa NodeMCU la pinul 3V3 din placa MEGA.

Pasul 4: WifiWebServer (NodeMCU în Master Station)

Schița încărcată în NodeMCU (Node00 sau stația master) este configurată ca un WebServer conectat la rețeaua WiFi de acasă. Este posibil să accesați de la distanță dacă configurați redirecționarea porturilor în router.

Înainte de a încărca schița WifiWebServerV3.ino pe NodeMCU, trebuie să faceți următoarele:

1. Actualizați portul pe care urmează să îl configurați în router (redirecționarea porturilor) pentru a accesa de la distanță la NodeMCU
2. Actualizați utilizatorul și parola pentru a accesa rețeaua WiFi de acasă
3. Actualizați datele de conectare și parola contului dvs. Gmail pentru a trimite e-mailuri atunci când este detectată o mișcare și alarma este conectată
4. Actualizați adresa de e-mail unde veți primi e-mailurile

Pentru a actualiza utilizatorul, parola și portul pe care îl va asculta serverul, trebuie să căutați următorul cod în schița WifiWebServerV3.ino și să îl actualizați:

const char * ssid = "*** ssid ***";

const char * password = "*** parola ta ***"; Server WiFi Server (80);

Pentru a actualiza adresa de e-mail unde veți primi e-mailurile, trebuie să căutați următorul cod și să îl actualizați:

const char * to_email = "*** adresa de e-mail unde veți primi mesajul ***";

Pentru a actualiza utilizatorul și parola contului dvs. Gmail pentru a primi e-mailuri, trebuie să căutați următorul cod din fișierul „Gsender.h” și să îl actualizați:

const char * EMAILBASE64_LOGIN = "*** codează adresa ta de e-mail în BASE64 ***";

const char * EMAILBASE64_PASSWORD = "*** codificați parola în BASE64 ***"; const char * FROM = "*** adresa ta de e-mail ***";

Pentru a codifica sau decoda date în BASE64 am folosit www.base64encode.org

Dacă aveți nevoie de mai multe informații despre trimiterea și primirea de e-mailuri cu ESP8266, există un „instructabil” despre acesta aici

După ce o puteți face, puteți testa conexiunea în router. Dacă dispozitivul este conectat, trebuie să rezervați adresa IP atribuită acestui dispozitiv. Mai mult, este o idee bună să discutați cu furnizorul dvs. de internet pentru a seta o adresă IP statică pe router.

Pentru a accesa pagina web în apropierea routerului dvs. wifi, trebuie doar să tastați doar adresa IP locală atribuită de routerul dvs. în urma portului pe care îl utilizați într-un navigator web. De exemplu: 192.168.40.15:800. Dacă încercați să accesați de la distanță, trebuie să tastați adresa IP a routerului dvs. urmând portul pe care îl utilizați ca mai sus.

Pagina web pe care ți-o arăt în imagini este programată pentru a controla o rețea cu două stații slave.

Sistemul este configurat inițial pentru a controla maximum 5 stații slave, dar îl puteți modifica. Căutați doar următorul cod în WifiWebServerV3.ino și SlaveStation.ino

#define number_max_slaves 5

Pagina web este inițial împărțită în 4 secțiuni:

1. Secțiunea „State” unde vă arată dacă alarma este conectată sau nu
2. Secțiunea „Contor alarme” unde vă arată numărul de detectare a mișcării în fiecare stație sclavă
3. Secțiunea „Alarmă” unde puteți conecta sau deconecta (CONECTARE ALARMĂ / DECONECTARE ALARMĂ) alarma și resetarea contorului de alarme (RESETARE CONTORI)

4. Secțiunea „Iluminare” unde puteți controla luminile fiecărei stații sclave. Puteți controla următoarele:

   • Porniți luminile din toate stațiile slave / aprindeți luminile numai atunci când este detectată o mișcare în toate stațiile slave (REȚEAUA ÎNTOTDEAUNĂ ACTIVATĂ / REȚEAUA CÂND MIȘCARE)
   • Modificați timpul în minute, luminile sunt aprinse pentru fiecare stație sclavă (NODExx ON 1 MINUTE / NODEXX ON 2 MINUTE)
   • Porniți luminile pentru fiecare stație sclavă (NODExx întotdeauna ON)
   • Porniți luminile pentru fiecare stație sclavă numai atunci când este detectată o mișcare (NODExx_MOV)

Nu trebuie să schimbați nimic pentru că va funcționa indiferent de numele stațiilor de sclavi pe care le configurați. Mai mult, va detecta automat numărul de stații slave conectate în rețea.

Desigur, puteți descărca schița și puteți modifica cu ușurință codul necesar pentru a afișa propria pagină de control web.

Pasul 5: de la început …

Iată care sunt pașii pe care trebuie să-i urmați pentru a vă construi rețeaua:

1. Cumpără tot materialul urmând lista pe care ți-o dau în „Pasul 1”
2. Conectați componentele după desenul pe care îl puteți descărca în „Pasul 2” și „Pasul 3”
3. Construiți cutii pentru fiecare stație sclavă și stația principală. Am construit cutii de metacrilat.

4. Configurați fiecare stație sclavă:

   Descărcați și încărcați schița „SlaveStation.ino” într-o singură placă MEGA 2560 R3. Trebuie doar să editați schița și să actualizați adresa stației slave, după cum puteți vedea în „Pasul 2”

5. Configurați stația principală:

   • Descărcați și încărcați schița „SlaveStation.ino” într-un singur MEGA 2560 R3. Nu trebuie să schimbați nimic indiferent de numărul de noduri sclave din rețeaua dvs. Inițial schița este configurată pentru maximum 5 stații slave.
   • Descărcați și încărcați schița „WifiServerV3.ino” în NodeMCU. Trebuie să actualizați schița în urma instrucțiunii din „Pasul 4”
6. Configurați routerul pentru a accesa de la distanță la NodeMCU (redirecționare port, IP static …)