Điều khiển từ xa WIFI cửa nhà để xe V2: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Không lâu sau khi tôi xây dựng Điều khiển từ xa WIFI cửa nhà để xe, tôi nhận ra rằng nó thiếu một tính năng cụ thể sẽ rất hữu ích đối với tôi. Tôi muốn biết cánh cửa đang mở hay đóng từ ứng dụng. Điều này sẽ yêu cầu một vài cảm biến và một số thay đổi đối với cả bo mạch Wemos D1R2 mà tôi đã sử dụng cũng như ứng dụng Android. Tôi đã dành một khoảng thời gian để cố gắng quyết định loại cảm biến nào sẽ lý tưởng cho mục đích của mình. Tôi có 3 tùy chọn để chọn:

1. Công tắc giới hạn
2. Cảm biến ánh sáng (phản xạ ảnh)
3. Cảm biến tiệm cận (hoặc Hall)

Tôi sử dụng nhà để xe của mình rất nhiều để làm việc bằng gỗ và điều đó tạo ra rất nhiều bụi (mặc dù đã sử dụng bộ hút bụi). Bụi bám vào các thiết bị chuyển mạch hoặc che phủ các cảm biến quang học sẽ khiến chúng kém tin cậy hơn. Tuy nhiên, cảm biến tiệm cận sẽ miễn nhiễm với điều này và do đó đó là tùy chọn tôi đã chọn.

Bước 1: Thiết kế và Vật liệu

Tôi đã tìm kiếm các gói cảm biến tiệm cận khác nhau và tôi quyết định sử dụng hai gói sau:

1. NJK-5002C (dễ tìm trên ebay)
2. Melexis US5781 trong gói TO-92 (từ Digikey)

Kế hoạch của tôi là để các cảm biến này phát hiện cùng một nam châm được gắn ở đầu trên cùng của bảng điều khiển cửa khi nó ở hai vị trí khác nhau. Khi cửa mở hoàn toàn, một cảm biến gắn ở cuối đường ray (NJK-5002C) có thể dễ dàng phát hiện vị trí của nam châm (xem ảnh). Khi cánh cửa được đóng lại, cùng một nam châm đó (trong trường hợp của tôi) sẽ cách đáy của vỏ ống dẫn sưởi khoảng 6 cm. Tôi đã sử dụng cảm biến nhỏ gọn hơn cho vị trí đó. Bản thân các cảm biến khá dễ sử dụng. Tôi dự định sử dụng thêm hai chân kỹ thuật số trên bảng Wemos và chỉ cần một điện trở 10k ohm và một tụ điện sứ 0,1uF cho cảm biến US5781. Cảm biến NJK-5781 không cần thành phần bổ sung và có thể được kết nối trực tiếp. Nó thậm chí còn có một đèn LED tích hợp sáng lên khi được kích hoạt.

Bước 2: Kiểm tra phần mềm và phần cứng

Tôi quyết định thử nghiệm nó trên băng ghế dự bị thay thế một chiếc Wemos D1 mini cho bộ điều khiển. Gia đình đã dựa vào điện thoại của họ để mở cửa nhà để xe và tôi không thể chỉ lấy đi bảng Wemos mà không làm phiền mọi người. Cả hai cảm biến đều kích hoạt khi cảm nhận cực nam của nam châm và để có được phạm vi tốt nhất, tôi đã chọn nam châm mạnh nhất mà tôi có. Đó là một nam châm Neodymium được trục vớt từ một số thiết bị cũ và có đường kính 20 mm, dày 6 mm. Cả hai cảm biến sẽ kích hoạt ở khoảng cách khoảng 2 cm từ nó.

Tôi đã sửa đổi mã Wemos để cập nhật trạng thái của cửa nhà để xe vào ứng dụng. Nó sẽ không chỉ gửi thông báo cửa đang đóng hay đang mở mà còn gửi thông báo cửa đang "mở" hay "đóng" dựa trên vị trí của cánh cửa trước khi nhận được lệnh "nhấp" từ ứng dụng.

Ứng dụng Android đã được viết lại hoàn toàn bằng MIT App Inventor. Mã tôi đã sử dụng được đính kèm. Nó tích cực thăm dò các tin nhắn từ bảng Wemos và trạng thái cửa nhà để xe được cập nhật mỗi giây. Vì cửa nhà để xe của chúng tôi mất 13 giây để đóng, điều đó cung cấp đầy đủ thông tin cập nhật về vị trí của nó.

Bước 3: Lắp ráp phần cứng

Nam châm được lắp (epoxied) vào một hốc mà tôi đã khoan vào đầu trên cùng của bảng điều khiển cửa nhà để xe (xem ảnh). Hốc chỉ sâu khoảng 3mm và không chạm đến lớp cách nhiệt. Cảm biến NJK-5002C cần một giá đỡ và được làm từ một số nhôm vụn mà tôi có. Các dây dẫn cũng cần phải được mở rộng và tôi đã sử dụng một số cáp điện thoại 4 dây dẫn. Tôi đã loại bỏ nhiều như tôi cần từ một trong hai đầu của cáp và cắt bỏ dây dẫn thứ 4, vì tôi chỉ cần 3. Để kết nối với bảng Wemos, tôi đã sử dụng một số đầu nối Molex (0,062 ) phối ghép mà tôi còn sót lại từ một dự án khác Một số chất co nhiệt đã được sử dụng để bảo vệ các đầu tiếp xúc.

Cảm biến US5781 được hàn vào một miếng PCB nhỏ cùng với điện trở và tụ điện. Tôi đã tạo một cáp mở rộng tương tự cho nó được kết thúc bằng các đầu nối Molex tương tự. Để bảo vệ mô-đun khỏi bị hư hại vật lý, tôi quyết định nung nó trong epoxy. Tôi sử dụng một đoạn ống nhỏ có đường kính khoảng 20 mm để tạo khuôn và dán băng keo đơn giản lên một đầu. Tôi đổ đầy khuôn bằng epoxy 5 phút, dán cụm cảm biến vào đó và để nó đông cứng lại. Từ một số nhôm vụn, tôi cũng đã làm một giá đỡ cho nó.

Bảng Wemos sau đó đã nhận được một số bím tóc với các đầu nối Molex giao phối và mọi thứ sau đó đã được đưa vào vị trí. Tất cả hệ thống cáp đều được buộc chặt bằng dây buộc và kẹp nên không có gì lủng lẳng trong nhà để xe.

Nó hoạt động tốt và nếu tôi tìm thấy một số "nâng cấp" khác, tôi có thể sẽ tạo một PCB tùy chỉnh cho nó và thậm chí có thể chuyển sang sử dụng một bo mạch mini Wemos D1 nhỏ gọn hơn nhiều.