Notificator cutie poștală și ușă garaj: 5 pași (cu imagini)

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

Acest Instructables se bazează pe notificatorul de cutie poștală Johan Moberg. Comparativ cu acest proiect, am făcut câteva modificări:

1. Departe de casa mea se află nu numai cutia poștală, ci și garajul. Sunt într-o singură locație, aproape de drum, iar casa este situată la aproximativ 50m în interiorul terenului. Datorită controlerului de garaj la distanță foarte sensibil, sa întâmplat de câteva ori, ușa garajului a fost deschisă accidental. Acum aș vrea să știu exact, dacă ușa din garaj este închisă sau nu. Prin urmare, extind proiectul original pentru încă un contact, contactul ușii de garaj.
2. MCU (Unitatea de control a microprocesorului) din expeditor rămâne Attiny-85, ceea ce este important pentru un consum redus de energie. Nu există suficienți pini digitali (nu-mi place să folosesc Reset pin) și rezolv o problemă printr-o soluție hardware simplă.
3. Indicarea receptoarelor se face prin semnale optice și acustice. Semnalele optice sunt realizate de leduri, iar pentru cel acustic se adaugă un circuit care produce melodii. MCU (Unitatea de control a microprocesorului) din expeditor este schimbată și este Arduino Nano. Inițial aș dori să folosesc Attiny-85, dar lipsa încă a unui pin gratuit a fost un obstacol important. Nu există nicio soluție hardware simplă.
4. S-au făcut mici modificări în software-ul Arduino, pentru a menține modificările hardware de mai sus.
5. Comunicația semi-duplex fără fir funcționează bine dacă ambele unități (expeditor și receptor) funcționează. Dar, dacă una dintre ambele unități eșuează (cum ar fi bateria descărcată și așa mai departe), cealaltă unitate continuă să ruleze și pretinde că comunică (receptorul). Într-un astfel de caz, comunicarea este întreruptă chiar dacă eroarea este remediată pe orice site. Soluție: ar trebui creată o nouă comunicare. Din acest motiv, se adaugă un circuit de resetare în expeditor, cu indicator.

Descriere

Proiectul constă din două părți: expeditor și receptor. Expeditorul aflat la locul garajului detectează semnale de la contactul cutiei poștale și contactul deschis al ușii garajului. Dacă există unul dintre aceste contacte activate, transmițătorul HC12 trimite semnal wireless către receptor. Pe receptor este indicată starea de „alarmă”, cum ar fi „poșta a sosit” sau „ușa de garaj deschisă”, clipind ledul corespunzător și cântecul redat. Prin resetarea butonului de pe receptor, ar putea fi indicația anulată și pornește o nouă stare de așteptare pentru alarmă.

Distanta maxima

Modulul de comunicare HC-12 este dedicat distanței de până la 1,8 km. Dar această valoare este teoretică și ar putea fi atinsă în aer liber. Raza de acțiune maximă în interiorul clădirii este mai mică. Am avut probleme să ajung la o distanță de aproximativ 100m cu o antenă simplă. În acest caz, ambele unități au fost setate la intervalul maxim - modul FU4 și rata de 1200 baud. O unitate se afla în interiorul clădirii, în spatele a 4 ziduri groase. Cu antena SMA a fost stabilită conexiunea, dar nu stabilă. În acest caz, problema a fost rezolvată prin plasarea unității receptoare în cameră orientată spre locul garajului (doar un perete).

Conform experiențelor mele. Vă recomand să utilizați antene SMA cu prelungitor adecvat. Acest cablu ar trebui să se potrivească cu conectorii de pe ambele părți (conector SMA al antenei și conector HC-12 Ipex).

Pasul 1: Piese și instrumente

Există următoarele părți utilizate:

Sunt furnizate linkuri pentru părți mai puțin frecvente.

Expeditor:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Rezistoare 68, 150, 1k, 10k
• Diodă Schottky SR240, eBay
• Diodă universală, 1N589 sau 1N4148
• Bloc terminal, banggood
• Antena SMA, eBay
• Condensatoare 1000M
• Tranzistor NPN, S9013, 2N2222 sau unul similar
• Suport baterie AA (3 bucăți) și baterii
• Comutați Micro C + NO + NC pentru resetare
• Led 5mm albastru
• Contacte Reed pentru comutatoare de poștă și ușă de garaj, bine
• Magneți, banggood
• Prototip PCB, bun
• Conectori XH, banggood

Receptor:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Stabilizator de tensiune 7805T
• IC melodie UM66
• Tranzistor NPN, S9013, 2N2222 sau unul similar
• Rezistoare 2x470, 10k
• Tăiați oala 10k
• Mic difuzor
• Comutare Resetare, banggood
• Led 10mm, verde și galben
• Diodă universală, 1N589 sau 1N4148
• Condensator 2x10M, 1000M
• Adaptor principal 220V AC la 5V DC
• Antena SMA
• Conector jack pentru adaptorul principal, banggood
• Led 10mm, 2buc verde și galben
• Conectori XH, banggood

Instrumente:

• Placă Arduino-uno Rev3 pentru setarea HC-12 și programarea Attiny-85
• Ciocan de lipit
• Multimetru
• Pană de pâine

Pasul 2: Expeditor

Schema expeditorului este în imaginea de mai sus.

Bateriile sunt trei bucăți de tip AA. Consumul lor maxim este în timpul primei comunicări începute, (aproximativ 100mA). Încercați să faceți acest timp cât mai scurt posibil. În timpul de așteptare, consumul este foarte mic (mai puțin de 1ma), iar în timpul alarmei, consumul este de aproximativ 40mA pentru o perioadă scurtă de timp. D1 protejează circuitele de supratensiune, dacă bateriile sunt noi.

SW3, R1, C1 creează circuitul de resetare. Indicația stării după resetare este LED-ul albastru D4. Acest led trebuie să se aprindă după resetare și să indice: „expeditorul este gata să stabilească conexiunea”. Dacă ledul albastru este aprins, comunicarea poate fi pornită prin apăsarea butonului Reset de pe receptor.

D2 și D3 sunt diode Schottky cu tensiune redusă înainte. Datorită acestor diode, comutatorul „ușa de garaj deschisă” utilizează aceeași întrerupere software, întrucât comutatorul „a sosit”. Dacă SW1 (e-mail) este conectat la masă, se activează întreruperea și alarma pentru e-mail. Dacă SW2 (garaj) este conectat la sol, întreruperea pentru poștă este activată împreună cu alarma pentru garaj. În acest fel a fost rezolvat un pin lipsă pe MCU.

Indicarea adecvată a alarmelor este realizată de software. Această soluție hardware permite utilizarea unei singure întreruperi simple.

Descrierea Attiny-85 și HC-12 este foarte bine realizată în cadrul instrumentelor menționate de Johan Moberg.

Pasul 3: Receptor

Receptorul este alimentat de la alimentarea principală prin adaptorul de 220V AC la 5V DC. Ar putea fi orice adaptor mic cu curent de ieșire DC de aproximativ 0,3A. Deoarece tensiunea de ieșire a adaptorului depinde de curentul de ieșire, (a existat o tensiune de aproximativ 8V cu curent redus), am adăugat un stabilizator de tensiune simplu IC1. Dioda D1 scade tensiunea pentru HC-12.

Ieșirea Arduino Nano D7 conectează tensiunea aproximativ 4V la generatorul de melodie IC2 în timpul stării de alarmă. T1 amplifică semnalul către difuzor. Volumul poate fi ajustat cu rezistorul variabil R4. Vă recomand să lăsați o gaură în capacul receptorului pentru a accesa acest rezistor. D5 și D6 sunt ieșiri pentru leduri de alarmă. Pinii D3, D4 sunt conectați la HC-12 și asigură comunicații seriale. Pinul D2 este intrarea și starea de sens a comutatorului "Reset".

Comutatorul de resetare este utilizat pentru două funcții:

1. Activați prima conexiune. După apăsare, comunicarea ar trebui să înceapă.
2. După stabilirea conexiunii și alarma, butonul Resetare poate reseta alarma și poate schimba starea receptorului pentru „așteptare”.

Indicația LED este următoarea:

1. Ambele leduri sunt aprinse și se aprind permanent. Aceasta este starea inițială după ce receptorul este pornit. Dacă expeditorul este gata - ledul albastru de pe expeditor este Pornit, conexiunea ar putea fi stabilită prin butonul Resetare de pe receptor.
2. După stabilirea conexiunii, ambele leduri clipesc alternativ în perioada de aproximativ 2 secunde.
3. În caz de alarmă, ledul corespunzător clipește în perioada de aproximativ 1 secundă, celălalt led este întunecat.

Pasul 4: Software

Fișierele Arduino ino cu software complet sunt incluse în acest pas.

Software-ul pentru expeditor trebuie încărcat pe MCU Attiny-85. Pentru programarea Attiny utilizați software-ul Arduino Uno și Arduino IDE pe PC. Există multe tutoriale despre cum să o faci, pe internet. Recomand programarea Attiny85. După încărcarea programului în Attiny, introduceți cipul în soclu pe placa de circuit Sender.

Programarea Arduino Nano este aceeași cu programarea Arduino Uno. Utilizați cablul USB și Arduino IDE cu placa Nano selectată în „Tools” și „Board manager”. Acest proces ar putea fi realizat cu placa inserată pe placa de pâine. După programare, puneți placa Nano la soclu pe PCB-ul receptorului.

Ambele unități HC-12 ar trebui să fie setate la aceiași parametri cu Arduino Uno. Instrucțiunile sunt în Instructables originale.

Pasul 5: Hardware și setări

Cele mai critice părți sunt contactele pentru poștă și ușa de garaj. Aceste contacte sunt plasate în interiorul cutiei poștale și la șina mecanică a ușii de garaj, în locul în care se află ușa, în timpul închiderii. Contactul pentru cutia poștală constă din întrerupător de reed și magnet de neodim. Comutatorul Reed este montat cu bandă adezivă, în interiorul cutiei pe o parte a orificiului pentru introducerea literelor. Magnetul este atașat la clapeta de poștă astfel încât clapa parțial deschisă să activeze comutatorul. Firele sunt conectate la un mic conector XH.

Aceeași soluție de contact este utilizată și pentru ușa de garaj. În acest caz, contactul ar putea fi creat și prin comutatorul de limită. Depinde de dvs., ce variantă ar fi aleasă. Dar mai sunt și câteva posibilități: aceleași sisteme de garaj pot avea bloc de borne cu contacte de limitare, în interiorul cutiei de control a garajului. În acest caz, conectați doar firele la șuruburile competente.

Expeditor

Piesele sunt plasate pe prototip PCB, care este tăiat la dimensiuni mai mici. Pe placă, sunt introduse prize pentru modulul HC-12 și pentru Attiny-85, conectori pentru baterie și blocuri de borne pentru ambele contacte de alarmă. În afara plăcii este plasat comutatorul de resetare, ledul albastru și antena SMA. Toate celelalte componente sunt pe PCB lipite și conectate prin fire în partea de jos a plăcii. Suportul bateriei și PCB sunt montate în interiorul cutiei de plastic. Ar putea fi orice cutie de plastic cu dimensiuni adecvate, folosesc cutie de joncțiune rezistentă la umezeală. Cutia este montată sub acoperișul garajului și firele sunt conduse prin tuburi de plastic.

Pe fotografia cutiei expeditorului există câteva părți, care nu fac obiectul acestui articol. Am adăugat mai multe electronice în interiorul cutiei.

Receptor

Componentele receptorului ar putea fi plasate în orice cutie universală. Am folosit o cutie de plastic de la vechiul clopoțel fără fir. Piesele sunt lipite din nou pe prototip PCB, inclusiv ambele diode LED. Există prize pentru modulul MCU și HC-12 și conectori de sex masculin lipiți pe placă pentru difuzor, buton Reset și tensiune de alimentare. În capacul frontal sunt realizate găuri pentru leduri, în partea superioară pentru butonul Reset și antena.

Setare

După cum a scris autorul proiectului original, există multe și multe motive care pot împiedica comunicarea cu succes între expeditor și receptor. În primul rând, verificați dublă conexiunea firului și lipirea. Dacă totul este în regulă, încercați să stabiliți comunicarea cu ambele unități așezate pe masă, una lângă alta. Dacă există probleme, verificați modulele HC-12 într-un circuit simplu cu arduino, pe două panouri. Utilizați instrucțiunile conform articolului foarte bun despre modul: Comunicare pe distanțe lungi Există software simplu HC-12 messenger. Încărcați același software atât pe arduino, cât și verificați comunicarea. Dacă este OK, ambele module sunt bune.

Ca pas următor, încercați să extindeți arduino uno cu HC-12 pe panou, la toate componentele pentru expeditor și receptor și programați ambele arduino. În acest caz, verificați pinii arduino uno comparativ cu Attiny-85 și Nano în fișiere ino și modificați numerele de pin, dacă este necesar. Din acest motiv, am adăugat în interiorul fișierelor ino pini arduino corespunzători în liniile de observații. Dacă problema persistă, încercați să găsiți erori în programare, utilizând serial hardware. În acest fel, puteți introduce unele puncte critice ale programului, puteți verifica mesajele și le puteți vedea în monitorul serial. Puteți vedea care părți ale programului sunt finalizate și care nu. Simulați întrerupătoarele pentru poștă și garaj atingând firele. După rezolvarea problemelor, înlocuiți plăcile din spate cu MCU-uri (Attiny și Nano).

Prima comunicare între unități trebuie făcută pe masă. Dacă totul este în regulă, montați unitățile pe loc și verificați din nou.

Mulțumesc pentru lectură și mult succes.