Cảm biến an ninh chạy bằng năng lượng mặt trời: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Cảm biến bảo mật đơn giản và rẻ tiền này có một vài tính năng đáng chú ý có thể được những người có sở thích quan tâm:

• Cung cấp năng lượng mặt trời với một pin mặt trời nhỏ
• pin lithium có thể sạc lại
• Mạch sạc có thể được cấp nguồn bằng cáp USB để sạc ban đầu hoặc sạc lại pin
• Mạch chốt Mosfet để nguồn điện CHỈ không đổi đối với cảm biến vi sóng cho đến khi cảm nhận được chuyển động
• cảm biến vi sóng / rađa chỉ sử dụng nguồn điện cực nhỏ.
• sử dụng ESP-01 rẻ tiền cho các thông báo

Khía cạnh quan trọng của mạch này là sử dụng một mosfet kênh P để chốt mạch khi nhận được tín hiệu từ cảm biến và sau đó có một tín hiệu khác từ ESP-01 giữ mạch và chốt ở vị trí cho đến khi ESP-01 được sẵn sàng để tắt. Khi mạch được kích hoạt bởi cảm biến, mạch vẫn bật, ngay cả khi bộ kích hoạt cảm biến tắt, cho đến khi chương trình ESP-01 hoàn tất. Mạch này tránh được vấn đề ESP-01 phụ thuộc vào thời gian đầu ra kích hoạt của cảm biến vẫn hoạt động. Một số cảm biến có thể sửa đổi thời gian kích hoạt trên cảm biến, những cảm biến khác thì khó hơn. Với cấu hình này, tất cả những gì cần thiết là một kích hoạt hoạt động ngắn gọn.

Bước 1: Cách thức hoạt động

Khi cảm biến được kích hoạt, nó sẽ xuất tín hiệu tích cực tới transistor Q1. (Tôi đã sử dụng cả cảm biến radar và PIR. Cả hai dường như hoạt động tốt như nhau. Cảm biến radar tốt hơn khi sử dụng ngoài trời vì nó sẽ phát hiện chuyển động qua hộp nhựa và thậm chí cả các bức tường. PIR không hoạt động ở ngoài trời nơi có năng lượng mặt trời thoải mái hơn.)

Khi Q1 bật, nó sẽ bật Q3 thông qua diode D1. Khi Q3 bật, cổng của mosfet Q2 sẽ được kéo xuống đất, bật mosfet và cho phép dòng điện chạy trong mạch đến bộ điều chỉnh 3.3v nhỏ (dùng để cấp nguồn cho ESP-01).

Ngay sau khi ESP-01 bật, chân Rx được đặt CAO, chân này cũng sẽ áp dụng tín hiệu hoạt động cho Q3 thông qua diode D2. Bây giờ, nếu cảm biến được kích hoạt ở mức thấp, Q3 vẫn bật nguồn vẫn chạy qua mosfet và ESP-01 được giữ nguyên. Mô-đun này sẽ tiếp tục bật cho đến khi chương trình nội bộ của nó đặt chân Rx THẤP và nếu bộ kích hoạt cảm biến vẫn THẤP, điều này sẽ tắt nguồn cho mô-đun.

Bước 2: Nguồn cung cấp

1 - IRLML6402 P-Channel Mosfet (Tôi đang sử dụng phiên bản SOT-23). Những kẻ nhỏ này ít tốn kém hơn nhiều so với các MOSFET P-CH kiểu T0-92 lớn hơn.

2 - 1N5817 Điốt

1 - LED sự lựa chọn của bạn!

Đầu nối 2 - 2P cho đầu vào pin mặt trời và đầu vào pin lithium. Một số pin lithium có các đầu nối JST với các kích cỡ khác nhau, vì vậy bạn có thể muốn xác định loại đầu nối sẽ sử dụng. Các tệp mầm non được định cấu hình cho các đầu nối có khoảng cách 2,54mm.

Tụ điện 1 - 1000uf (không hoàn toàn cần thiết. Bạn có thể điều chỉnh kích thước. Điều này là để cung cấp năng lượng cho ESP-01)

2 - 2n3904 bóng bán dẫn

Điện trở 1 - 220 ohm

Điện trở 2 - 1k

Điện trở 2 - 10k

2 - 100k điện trở

Điện trở 1 - 220k

Công tắc trượt 1 - 3 chân

Đầu cắm 1 - 3 chân cho đầu vào cảm biến

1 - ESP-01

Đầu cắm cái 1 - 2x4 (8 pin) để thiết lập ESP-01

Bảng mạch điều chỉnh 1 - 3,3 volt như thế này

1 - Cảm biến vi sóng / rađa RCWL-0516 tương tự như thế này

1 - Bảng sạc năng lượng mặt trời như thế này

Bước 3: Mã Arduino cho ESP-01

Tôi đã cung cấp hai tệp mã mà bạn có thể sử dụng để kiểm tra mạch.

tệp LatchCircuitTest.ino là mạch kiểm tra đơn giản sẽ nhấp nháy đèn LED trên bo mạch của ESP-01 trong khoảng 10 giây trước khi buông chốt. Tôi đang sử dụng chân Rx của ESP-01 cho mạch chốt. (Chốt 3). Miễn là chân này được đặt CAO, mạch sẽ vẫn được cấp nguồn. Khi chân này được đặt thành THẤP (và giả sử chân kích hoạt cũng ở mức THẤP), mạch sẽ tắt, để lại trên cảm biến vẫn được cấp nguồn để được kích hoạt trở lại.

Tệp thứ hai, ESP-01_Email_Solar_Power_Latch_Simple.ino, được mã hóa để gửi email qua gmail bất cứ lúc nào mạch được kích hoạt.

Tệp này cần được chỉnh sửa với các thông tin sau:

• SSID wifi của bạn
• Mật khẩu wifi của bạn
• Địa chỉ gmail của bạn
• Mật khẩu gmail của bạn
• Một địa chỉ cho tin nhắn email
• Một địa chỉ từ cho tin nhắn email

Tệp cũng bao gồm mã để gửi một yêu cầu web http đến một mô-đun bộ rung được hỗ trợ bởi ESP-01 sẽ phản hồi yêu cầu đó. Tốt nhất là bạn nên cấu hình bộ rung để vào ban đêm, khi bạn có thể không theo dõi email, bộ rung có thể phát ra khi mạch cảm biến được kích hoạt.

Có một ví dụ về bảng bộ rung đơn giản (ESP-01) trong tài liệu hướng dẫn đầu tiên của tôi!

Bước 4: Xây dựng PCB của riêng bạn

Sơ đồ cho dự án này được tạo bằng phần mềm Kicad. PCB mà bạn thấy trong video cũng được tạo bằng các tệp được tạo từ Kicad.

Bạn có thể đặt mua PCB cho dự án này từ jclpcb.com hoặc bất kỳ nhà cung cấp pcb nào khác.

Đây là một liên kết đến Tệp Gerber được tạo cho dự án này.