הבנתם של ה- Core Components

בניית מערכת תאורה חכמה מאפס מתחילה בבחירת המיקרובקר הנכון ולהבין איך כל רכיב אינטראקציה. ESP8266 ו- ESP32 הם אפשרויות פופולריות בשל ה-Wi-Fi המשולב שלהם, עלות נמוכה ותמיכה קהילתית נרחבת. ESP32 מציעה Bluetooth בנוסף ל-Wi-Fi, אשר יכול להיות שימושי עבור שליטה מקומית ללא רשת.

מרכיבים מרכזיים כוללים את המיקרובקר, מודול ממסר (או מסר מוצק של המדינה לפעולה שקטה), אספקת חשמל שמתאימה למתח ולדרישות הנוכחיות של המיקרובקר והממסר, והאור מתקן את עצמו.לבטיחות, השתמש במודול ממסר עם אופטימיזציה כדי להגן על המיקרובקר מפני ספיגות ממושכות גבוהות.

חיישנים אופטיים אך המומלצים כוללים גלאי תנועה פסיביים (PIR), חיישני אור ממתח (פוטרסטורים או BH1750 חיישנים דיגיטליים), וחיישנים טמפרטורה / היממה כדי להוסיף שליטה מתאימה.סמארטפון או מחשב נדרש לתכנות ראשונית ושליטה מתמשכת, אם כי פעם להגדיר, המערכת יכולה לפעול באופן אוטונומי.

בחירת המיקרובקר שלך ו-Wi-Fiמודול

ESP8266 לעומת ESP32: איזה אחד מתאים?

ה- ESP8266 הוא שבב בוגר וזול שמטפלים ברוב משימות בקרת תאורה.יש לו מספיק גלימות GPIO עבור כמה ממסרים וחיישנים, וערימת Wi-Fi שלה הוא היטב documented. עם זאת, ESP32 מספק עיבוד כפול-core, יותר GPIO, Bluetooth, והצפנה חומרה.אם אתה מתכנן להוסיף חיישנים מרובים, אינטגרציה קולית, או להפעיל שרת אינטרנט לצד תזמון, הוא מספיק טוב יותר עבור בחירה אחת.

דרישות אספקה

מיקרובקרים פועלים בדרך כלל ב-3.3V (ESP צ'יפס) או 5V (Arduino), אך ממסרים דורשים לעתים קרובות 5V. A מוסדר 5V אספקת חשמל שיכולה לספק לפחות 1A הוא בסיס בטוח; להוסיף חדר ראש נוסף אם כוח חיישנים מרובים. השתמש ממירב ק"ק כדי לרדת ל- 3.3V אם יש צורך.FLT:0 כוח לעולם לא מועבר ממיקרו-בקרים על-בקרים על-בקרים על-ידי ה-FLT, במקום נזקי-R.

עקבו אחרי The Hardware

התחל עם מודול הממסר.חבר את ה-VCC ו- GND שלה ל- 5V של אספקת החשמל וקרקע, בהתאמה, לחבר את הציון של בקרת המס (המוכר לעתים קרובות ב1, IN2, וכו ') ל-GIO דיגיטלי על המיקרובקר, לדוגמה GP 5 על ESP8266.FLT:0Dou-check לוגיקה: FLT רבים הם LT, למשל, כלומר, אם הם ⁇ פעיל, כאשר הם ⁇ , אם הם TERV, אם הם TERR, כלומר, אם הם TERR, אם הם ⁇ TERR, אם הם ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עבור האורות: תמיד לעבוד עם הכוח מנותק.חבר את החוט הראשי אל מסוף משותף של הממסר (COM) ואת תיקון האור למסוף הפתוח הרגיל (לא) בדרך זו, כאשר הממסר מופעל, המעגל נסגר והאור פונה. השתמש חוט מדורג כראוי ולהבטיח שכל החיבורים מסולקים או בלוקים.אם אתה לא נוח עם מתח עיקרי, להתייעץ עם מתח חשמלי מורשה.

עבור חיישנים אופציונליים: לצרף את ה- VCC של PIR ל-5V (או 3.3V בהתאם למודל), GND לקרקע, ופלט ל- GPIO דיגיטלי.חיישנים אור אמבינטיים כמו BH1750 להשתמש I2C: לחבר SDA ו-SCL ל- I2C של המיקרובקר (בדרך כלל GP 4 ו- GPIO על 5ESP66.

תכנות Microcontroller

הקמת ה-Arduino IDE עבור ESP

התקן את חבילת לוח ESP8266 או ESP32 ב Arduino IDE באמצעות מנהל הדירקטוריון. ולאחר מכן בחר את הלוח המתאים מתפריט הכלים. עבור העלאה במשרה ראשונה, ייתכן שיהיה עליך להחזיק את כפתור BOOT או להשתמש מתאם USB-אוויר עם קווי DTR /RTS מתאימים. רוב לוחות הפיתוח כוללים גשר USB-UART ו-אוטומטיים.

Wi-Fi Connection ו- Web Server

כתוב סקיצה המחברת לרשת ה-Wi-Fi שלך באמצעות הפונקציה:0.com , הגדרת כתובות IP סטטיות כדי להימנע שינויים לאחר ה-Wi-Fi שלך לאחר חיבור, פתח שרת אינטרנט HTTP פשוט שמקשיב לבקשות GET.

הוסף נקודת קצה של סטטוס כדי לאשר את המצב הנוכחי.You יכול גם לשרת דף HTML מינימלי עם כפתורים עבור / off, מה שהופך את המערכת לשלוט על כל דפדפן ברשת המקומית. גישה זו היא פשוטה ודורשת לא יישומים חיצוניים.

Over-the-Air (טא) עדכון

לאחר שהמכשיר מותקן במיקום מרוחק, OTA עדכונים לחסוך מכם מלהתחבר פיזית.מנעו את ספריית ה-FLT:2 בספריית הסקירת שלכם והגדרת סיסמה.זה מאפשר לכם להעלות קושחה חדשה באופן אלחוטי מה-Arduino IDE – נוחות עצומה.

שיטות בקרה

ממשק מבוסס אינטרנט

שרת אינטרנט הפועלת על המיקרובקר היא שיטת הבקרה הישירה ביותר.עמוד ה-HTML ניתן להטמיע בקוד כמחרוזת או מאוחסן ב- SPIFFS (LittleFS) של כפתורים, שקופיות עבור בהירות אם משתמשים ב- PWM, ואולי טופס לוח זמנים.הממשק יכול להיות מעוצב עם CSS עבור מראה נקי.

יישומי מובייל (Blynk, MQTT, Custom)

פלטפורמות כמו FLT:0.BlynkFLT:1 לספק גרור-and-drop ונהוג כי מתקשר עם המיקרובקר שלך על Wi-Fi.You יכול ליצור כפתורים, גרפים, שקופיות ללא כתיבת קוד סלולרי. לחלופין, השתמש פרוטוקול MQTT עם מתווך כמו Mosquitto, ולתת לכל לקוח MQTT (למשל, MQ) יש מספר רב של אורות מדרגה.

עוזר הקול

עבור שליטה ללא ידיים, שילוב עם אמזון אלקסה או Google assistant (הדרך הפשוטה ביותר היא להשתמש ב-FLT:0ESP8266 של מכשיר Belkin WemopherLT:1 או להשתמש בספריה כמו FLT:2Espalexaph: 3) אלה להפוך את המיקרובקר נראה כמו תוסף סטנדרטי של קולי.

אוטומציה ושילוב חושי

תאורה פעילה

חיישני PIR מזהים קרינה אינפרא אדום מגופים נעים.חבר חיישן PIR ל- GPIO pin ולהגדיר אותו כקלט.כאשר תנועה מזוהה, פלט החיישן הולך גבוה (או LOW בהתאם למודול) בקוד שלך, אתה יכול להפעיל את האור ולהתחיל שעון.אם שום תנועה מזוהה לתקופה תצורה, לכבות את האור.

בקרת אור הסתגלות

השתמש photoresistor (LDR) המחובר קלט אנלוגי, או חיישן דיגיטלי כמו BH1750 לקרוא ערכי lux. ולאחר מכן ליישם כלל: להפעיל את האורות רק כאשר אור הסביבה נופל מתחת לסף ותנועה מזוהה.זה מונע אורות מלהסתובב באור יום בהיר.אתה יכול גם להתאים את עוצמת האור באמצעות PWM (אם באמצעות נוריות ממות ומעביר מתאים) כדי לשמור על בהירות קבועה.

המונחים: time- Based Scheduling

השתמש בפונקציות הזמן של ESP באמצעות NTP. Fetch הזמן הנוכחי של שרת NTP בסטארט-אפ ולאחסן אותו, ולאחר מכן ליצור לוח זמנים: להדליק אורות בשקיעה ולהסיר אותם בזמן קבוע (למשל, 11 PM) Libraries כגון FLT:0TimeLibveFLT:1 ו-FLT:2ESP8266 של NTPF לדוגמה: 1 LT.

שיפור

סצנות בקרה

מספר אורות (למשל, חדר מגורים, חדר השינה) והגדרת סצנות: "מצב סרטני" מלוטשות 20%, "קריאה" מגדיר לבן חם בהיר, זה דורש ערוצי מסר מרובים או נוריות זמינות (כמו WS2812B) שבו כל LED יכול להיות נשלט באופן אינדיבידואלי.

ניטור אנרגיה

הוסף חיישן נוכחי (CT) חיישן כמו SCT-013 כדי למדוד צריכת חשמל של מעגל התאורה.המיקרובקר יכול לקרוא את הפלט האנלוגי לחשב וואט.המידע הזה יכול להיות מוצג על לוח נתונים אינטרנט או נשלח לשירות כמו FLT:0Home assistantFPSKerLT:1 עבור מעקב ארוך טווח.

MQTT ו-Home Automationאינטגרציה

התחברו למערכת התאורה שלכם למרכז אוטומציה ביתי כמו עוזרת בית או OpenHAB באמצעות MQTT.זה מאפשר לכם ליצור אוטומציה מורכבת עם חיישנים אחרים (למשל, להדליק אורות כאשר דלת נפתחת, או אורות פלאש אם העשן מזוהה). המיקרובקר מפרסם שינויים המדינה ומנויים כדי לשלוט בנושאים.זה גם מאפשר גישה מרחוק באמצעות גשרים בענן, אם תרצו.

בטיחות ועיסוקים טובים

(FLT:0) מתח הראשי מסוכן.FLT:1 תמיד ניתוק כוח כאשר wiring. השתמש תיבת צומת כדי לסגור את כל הקשרים העיקריים.מודול הממסר צריך להיות ממוקם בתוך מתחם לא מוליכים, המיקרובקר צריך להיות מבודד מתפתל גבוה.

שקול באמצעות מסר מוצק של מדינת מעבר שקט, במיוחד בחדרי שינה. SSRs אין מגעים מכניים וחיים ארוכים יותר, אבל הם מייצרים חום ועשויים לדרוש חום.

מאובטח את רשת Wi-Fi שלך. השתמש WPA2 או WPA3 הצפנה. להימנע מאישורי Wi-Fi קשיחים בסקירת - במקום זאת, ליישם פורטל תצורה (ספרייה Wi-Fierager) המאפשר לך להגדיר אישורים באמצעות נקודת גישה זמנית.

בעיות נפוצות

  • (FLT:0Microcontroller לא מתחבר ל-Wi-Fi:03FLT) 1:1 לבדוק את ה-SSID ואת הסיסמה נכונים.בדוק שהנתב אינו מוגדר למגוון ערוצים מוגבל.
  • (FLT:0)Relay not Moving:FLT:1 Measure מתח על לוח הבקרה - זה צריך לעבור בין 0V ו- 3.3V/5V בהתאם למודול.חלק מההודעות דורש ממיר ברמת ההיגיון אם המיקרובקר הוא 3.3V והממסר מצפה 5V לוגיקה, גם לבדוק אם המודול פעיל LOW - ייתכן שיהיה צורך למנוע את ההיגיון בקוד.
  • (FLT:0 אורות flicker כאשר מתגי הממסר:ראה LT:1) זה לעתים קרובות מציין חיבור רע או אספקת חשמל מספקת סינון.הוספת 100 מיקרוF מעבר לגדר המס (אם באמצעות ממסר מכני) או מעגל נוברבבר מעבר לעומס.
  • חיישן FLT:0 ,PIR מעורר שקר: FLT:1 הקטנת הרגישות באמצעות לוח חזק יותר.מקם את החיישן הרחק ממקורות חום כמו vents אוויר או אור שמש ישיר.
  • שרת האינטרנט מפסיק להגיב לאחר מספר שעות: ההרחבה 1 (המיקרובקר) עשויה להיות דליפת זיכרון. Monitor חינם Heap באמצעות FLT 3: .

שם הכל ביחד: מלאו דוגמא

בואו לבנות תרחיש קונקרטי: אור מסדרון עם שליטה ממוקדת, זמן, בתוספת רכוב ידני באמצעות כפתור דחיפה וקוד קול אופציונלי דרך אלכסה.

Components: ESP32, 1-ערוצי 5V מפרש מודול, HC-SR501 חיישן PIR, מתג רגעי, ו LED bulb. Power באמצעות מטען טלפון USB 5V (1A) Wire הממסר GPIO 5, PIR ל- GPIO 4, כפתור GPIO 2 (עם משיכת פנימי).

הסקיצות מתחברות ל-Wi-Fi, מביא זמן NTP, ומפעילות לולאה: קרא את מצב PIR.אם התנועה מזוהה ואת חיישן האור הממוקד (מקום או משתמש בשעון פשוט המבוסס על זמן של יום) מצביע על כך חשוך, פנה לממסר ומתחיל ממרחק של 10 דקות.אם הכפתור נלחץ, להזיז את האור באופן ידני ולאפס את הזמן.

מבנה הקוד: יצירת פונקציות עבור (FLT:5 ,FLT:6 ,FLT 7 , השתמש בעיכובים שאינם חסימת עם קונסול 8) שרת האינטרנט מראה מצב נוכחי ומאפשר שליטה ידנית.

מסקנה וצעדים הבאים

בניית מערכת תאורה חכמה אישית עם microcontrollers ו- Wi-Fi היא פרויקט מתגמל המלמד אלקטרוניקה, רשתות ותכנות. החל עם מסר פשוט על / off, אתה יכול להוסיף באופן מצטבר חיישנים, לוגיקה אוטומציה ושילובים עם פלטפורמות בית חכם.העלות נמוכה בהשוואה למערכות מסחריות, ואת הגמישות היא הרבה יותר גדולה.

לאחר שהמערכת הבסיסית שלך יציבה, שקול לחקור נוריות ממותרות באמצעות PWM או רצועות LED מותאמות, הוספת חיישן נוכחות לשליטה קנס יותר, או שילוב עם IFTTT applets עבור גיאוגרפית-התאמת הקוד שלך עם בדיקות מעמיקות - התנהגות בלתי צפויה עם תאורה יכול להיות סיכון בטיחות.סוף סוף, לשתף את העבודה שלך עם הקהילה על פורומים כמו r / p / R / p או יום האקר כדי לעורר השראה אחרים.

לקריאה נוספת, ה- ESP:0;Random Nerd TutorialsFLT:1 לספק מדריכים מצוינים של צעד אחר צעד על ESP32 העברת שליטה, ואת FLT:2Espressif ESP-IDF DocumentFLT 3 מציע תובנות עמוקות יותר לתוך Wi-Fi ו- MQTT APIs.