Hộp thư và Trình thông báo cửa nhà để xe: 5 bước (có Hình ảnh)

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

Tài liệu hướng dẫn này dựa trên Trình thông báo Hộp thư của Johan Moberg. So với dự án này, tôi đã thực hiện một số thay đổi:

1. Xa nhà tôi không chỉ có hộp thư, mà là ga ra. Căn hộ nằm ở vị trí sát đường và nhà cách khu đất bên trong khoảng 50m. Do bộ điều khiển từ xa rất nhạy của ga ra, đã xảy ra một vài lần, cửa ga ra đã bị mở vô tình. Bây giờ tôi muốn biết chính xác, nếu cửa trên ga ra có đóng hay không. Vì vậy, tôi mở rộng dự án ban đầu cho một liên hệ nữa, liên hệ cửa nhà để xe.
2. MCU (Bộ điều khiển bộ vi xử lý) ở người gửi vẫn là Attiny-85, điều này rất quan trọng để tiêu thụ điện năng thấp. Không có đủ chân kỹ thuật số (tôi không thích sử dụng chân Đặt lại) và tôi giải quyết vấn đề bằng giải pháp phần cứng đơn giản.
3. Chỉ thị máy thu được thực hiện bằng tín hiệu quang học và âm thanh. Tín hiệu quang học được tạo ra bởi đèn led và đối với tín hiệu âm thanh, có thêm mạch tạo ra bài hát. MCU (Bộ điều khiển bộ vi xử lý) trong người gửi đã được thay đổi và đó là Arduino Nano. Ban đầu tôi muốn sử dụng Attiny-85, nhưng thiếu một chân cắm miễn phí nữa là một trở ngại lớn. Không có bất kỳ giải pháp phần cứng đơn giản nào.
4. Những thay đổi nhỏ đã được thực hiện trong phần mềm Arduino, để duy trì việc sửa đổi phần cứng ở trên.
5. Giao tiếp song công không dây hoạt động tốt nếu cả hai thiết bị (người gửi và người nhận) đều hoạt động. Tuy nhiên, nếu một trong hai thiết bị bị lỗi (như pin yếu, v.v.), thiết bị khác tiếp tục chạy và giả vờ giao tiếp (bộ thu). Trong trường hợp này, liên lạc bị gián đoạn ngay cả khi lỗi đã được khắc phục trên bất kỳ trang web nào. Giải pháp: một giao tiếp mới nên được tạo ra. Vì lý do này, có thêm mạch đặt lại trong người gửi, với chỉ báo.

Sự miêu tả

Dự án bao gồm hai phần: người gửi và người nhận. Người gửi đặt tại trang web nhà để xe phát hiện các tín hiệu từ liên hệ hộp thư và liên hệ mở cửa nhà để xe. Nếu có một trong các số liên lạc này được kích hoạt, bộ phát HC12 sẽ gửi tín hiệu không dây đến bộ thu. Trên máy thu được chỉ báo trạng thái "báo động", như "thư đã đến" hoặc "cửa nhà để xe đang mở" bằng cách nhấp nháy đèn led và bài hát đã phát tương ứng. Bằng cách đặt lại nút nhấn trên bộ thu, chỉ báo có thể bị hủy và bắt đầu trạng thái chờ báo động mới.

Khoảng cách tối đa

Mô-đun liên lạc HC-12 chuyên dụng cho khoảng cách đến 1,8km. Nhưng giá trị này là lý thuyết và có thể đạt được ngoài trời. Phạm vi tối đa bên trong tòa nhà ngắn hơn. Tôi đã gặp khó khăn khi tiếp cận khoảng cách khoảng 100m với ăng ten dây đơn giản. Trong trường hợp này, cả hai đơn vị đều được đặt ở phạm vi tối đa - chế độ FU4 và tốc độ truyền 1200. Một đơn vị ở bên trong tòa nhà, sau 4 bức tường dày. Với kết nối ăng ten SMA đã được thiết lập, nhưng không ổn định. Trong trường hợp này, vấn đề đã được giải quyết bằng cách đặt bộ thu vào phòng hướng đến vị trí của nhà để xe (chỉ một bức tường).

Theo kinh nghiệm của tôi. Tôi khuyên bạn nên sử dụng ăng-ten SMA với dây nối thích hợp. Cáp này phải phù hợp với các đầu nối ở cả hai bên (đầu nối SMA ăng-ten và đầu nối Ipex HC-12).

Bước 1: Các bộ phận và công cụ

Có các bộ phận sau được sử dụng:

Liên kết được cung cấp cho các phần ít phổ biến hơn.

Người gửi:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Điện trở 68, 150, 1k, 10k
• Diode Schottky SR240, ebay
• Diode phổ, 1N589 hoặc 1N4148
• Khối thiết bị đầu cuối, banggood
• Ăng-ten SMA, ebay
• Tụ điện 1000M
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 hoặc loại tương tự
• Giá đỡ pin AA (3 miếng) và pin
• Chuyển Micro C + NO + NC để Đặt lại
• Led 5mm màu xanh lam
• Reed địa chỉ liên hệ cho công tắc cửa thư và nhà để xe, banggood
• Nam châm, banggood
• PCB nguyên mẫu, banggood
• Kết nối XH, banggood

Người nhận:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Ổn áp 7805T
• Melody IC UM66
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 hoặc loại tương tự
• Điện trở 2x470, 10k
• Xén nồi 10k
• Loa nhỏ
• Chuyển đổi Đặt lại, banggood
• Led 10mm, xanh lá cây và vàng
• Diode phổ, 1N589 hoặc 1N4148
• Tụ điện 2x10M, 1000M
• Bộ chuyển đổi chính 220V AC sang 5V DC
• Ăng-ten SMA
• Đầu nối giắc cắm cho bộ điều hợp chính, banggood
• Led 10mm, 2 chiếc màu xanh lá cây và màu vàng
• Kết nối XH, banggood

Công cụ:

• Bo mạch Arduino-una Rev3 để thiết lập HC-12 và lập trình Attiny-85
• Hàn sắt
• Đồng hồ vạn năng
• Breadboard

Bước 2: Người gửi

Sơ đồ của người gửi như trên hình trên.

Pin là ba miếng loại AA. Mức tiêu thụ cao nhất của chúng là trong lần giao tiếp đầu tiên bắt đầu, (khoảng 100mA). Cố gắng làm cho thời gian này càng ngắn càng tốt. Trong thời gian chờ tiêu thụ rất thấp (dưới 1ma), và trong thời gian báo động, tiêu thụ khoảng 40mA trong thời gian ngắn. D1 bảo vệ mạch khỏi quá áp, nếu pin mới.

SW3, R1, C1 tạo mạch reset. Chỉ thị trạng thái sau khi thiết lập lại, là đèn LED màu xanh lam D4. Đèn led này phải sáng sau khi thiết lập lại và cho biết: "người gửi đã sẵn sàng thiết lập kết nối". Nếu đèn LED màu xanh dương bật, có thể bắt đầu giao tiếp bằng cách nhấn nút Đặt lại trên đầu thu.

D2 và D3 là điốt Schottky có điện áp thuận thấp. Do điốt này, chuyển đổi "cửa nhà để xe mở" đang sử dụng cùng một phần mềm gián đoạn, như chuyển đổi "thư đến". Nếu SW1 (thư) được kết nối với mặt đất, ngắt và báo động cho thư sẽ được kích hoạt. Nếu SW2 (ga ra) được kết nối với đất, ngắt thư được kích hoạt cùng với báo động cho ga ra. Cách này đã giải quyết được thiếu một chân trên MCU.

Chỉ báo báo động phù hợp được thực hiện bằng phần mềm. Giải pháp phần cứng này cho phép sử dụng chỉ một ngắt đơn giản.

Mô tả của Attiny-85 và HC-12 được thực hiện rất tốt bên trong các giáo trình Johan Moberg đã đề cập.

Bước 3: Người nhận

Bộ thu được cấp nguồn từ nguồn chính bằng bộ chuyển đổi 220V AC sang 5V DC. Nó có thể là bất kỳ bộ chuyển đổi nhỏ nào có dòng điện đầu ra DC khoảng 0,3A. Vì điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi phụ thuộc vào dòng ra, (có điện áp khoảng 8V với dòng thấp), tôi đã thêm IC1 ổn áp đơn giản. Diode D1 giảm điện áp cho HC-12.

Đầu ra Arduino Nano D7 kết nối điện áp khoảng 4V với bộ tạo giai điệu IC2 trong trạng thái cảnh báo. T1 khuếch đại tín hiệu ra loa. Có thể điều chỉnh âm lượng bằng biến trở R4. Tôi khuyên bạn nên để lại một số lỗ trên vỏ máy thu để truy cập vào điện trở này. D5 và D6 là đầu ra cho led báo động. Các chân D3, D4 được kết nối với HC-12 và cung cấp giao tiếp nối tiếp. Chân D2 là đầu vào và trạng thái cảm nhận của công tắc "Đặt lại".

Công tắc đặt lại được sử dụng cho hai chức năng:

1. Kích hoạt kết nối đầu tiên. Sau khi nhấn nó, giao tiếp sẽ bắt đầu.
2. Sau khi kết nối được thiết lập và báo động xảy ra, nút Reset có thể đặt lại cảnh báo và thay đổi trạng thái máy thu để "chờ".

Chỉ báo LED như sau:

1. Cả hai đèn led đều Bật và sáng vĩnh viễn. Đây là trạng thái ban đầu sau khi máy thu được Bật nguồn. Nếu người gửi đã sẵn sàng - đèn LED màu xanh lam trên người gửi đang Bật, kết nối có thể được thiết lập bằng nút nhấn Đặt lại trên Người nhận.
2. Sau khi kết nối được thiết lập, cả hai đèn LED sẽ nhấp nháy luân phiên trong khoảng thời gian khoảng 2 giây.
3. Trong trường hợp báo động, đèn led tương ứng nhấp nháy trong khoảng thời gian khoảng 1 giây, đèn led kia tối.

Bước 4: Phần mềm

Các tệp ino Arduino với phần mềm hoàn chỉnh được bao gồm trong bước này.

Phần mềm dành cho người gửi phải được tải vào MCU Attiny-85. Để lập trình Attiny sử dụng phần mềm Arduino Uno và Arduino IDE trên PC. Có rất nhiều hướng dẫn cách làm điều đó, trên internet. Tôi khuyên bạn nên lập trình Attiny85 này. Sau khi tải chương trình vào Attiny, lắp chip vào ổ cắm trên bảng mạch Người gửi.

Lập trình Arduino Nano cũng giống như lập trình Arduino Uno. Sử dụng cáp USB và Arduino IDE với bảng Nano đã chọn trong "Công cụ" và "Trình quản lý bảng". Quá trình này có thể được thực hiện với bảng được chèn vào bảng bánh mì. Sau khi lập trình, đặt bo mạch Nano vào ổ cắm trên PCB của Máy thu.

Cả hai đơn vị HC-12 phải được đặt thành cùng một thông số với Arduino Uno. Hướng dẫn có trong Bản hướng dẫn gốc.

Bước 5: Phần cứng và Cài đặt

Các bộ phận quan trọng nhất là địa chỉ liên lạc cho thư và cửa nhà để xe. Địa chỉ liên lạc này được đặt bên trong hộp thư và theo dõi cơ học cửa ga ra, ở nơi mà cửa tiếp cận, trong quá trình đóng. Hộp thư liên lạc bao gồm công tắc sậy và nam châm neodymium. Công tắc sậy được gắn bằng băng dính, bên trong hộp có một bên lỗ để chèn chữ. Nam châm được gắn vào nắp thư theo cách đó, một phần mở nắp, kích hoạt công tắc. Dây được kết nối với một đầu nối XH nhỏ.

Giải pháp tiếp xúc tương tự được sử dụng cho cửa nhà để xe. Trong trường hợp này, liên hệ cũng có thể được tạo bằng công tắc giới hạn. Tùy thuộc vào bạn, biến thể nào sẽ được chọn. Nhưng có một số khả năng hơn: Các hệ thống ga ra tương tự có thể có khối thiết bị đầu cuối với các tiếp điểm công tắc hành trình, bên trong hộp điều khiển ga ra. Trong trường hợp này, chỉ cần kết nối dây với các vít có thẩm quyền.

Người gửi

Các bộ phận được đặt trên PCB nguyên mẫu, được cắt thành kích thước nhỏ hơn. Trên bo mạch, có các ổ cắm cho mô-đun HC-12 và cho Attiny-85, các đầu nối cho pin và các khối đầu cuối cho cả hai tiếp điểm cảnh báo. Bên ngoài bo mạch được đặt công tắc Reset, đèn led xanh và ăng ten SMA. Tất cả các thành phần khác trên PCB được hàn và kết nối bằng dây ở phần dưới cùng của bo mạch. Giá đỡ pin và PCB được gắn bên trong hộp nhựa. Đó có thể là bất kỳ hộp nhựa nào có kích thước phù hợp, tôi sử dụng hộp nối chống ẩm. Hộp được gắn dưới mái nhà để xe và dây điện được dẫn qua ống nhựa.

Trên bức ảnh của hộp người gửi có một số bộ phận, không phải là chủ đề của bài viết này. Tôi đã thêm một số thiết bị điện tử bên trong hộp.

Người nhận

Các thành phần của bộ thu có thể được đặt trong bất kỳ hộp chung nào. Tôi đã sử dụng hộp nhựa từ chuông cửa không dây cũ. Các bộ phận được hàn lại trên PCB nguyên mẫu, bao gồm cả điốt dẫn. Có các ổ cắm cho MCU và mô-đun HC-12, và các đầu nối đực được hàn trên bo mạch cho loa, nút Reset và điện áp nguồn. Ở nắp trước được tạo lỗ cho đèn led, phần trên để nút Reset và ăng ten.

Thiết lập

Như tác giả của dự án gốc đã viết, có rất nhiều lý do có thể ngăn cản việc giao tiếp thành công giữa người gửi và người nhận. Trước hết, hãy kiểm tra kỹ kết nối dây và mối hàn. Nếu mọi thứ đều ổn, hãy cố gắng thiết lập giao tiếp với cả hai thiết bị được đặt trên bàn, cạnh nhau. Nếu có vấn đề, hãy kiểm tra mô-đun HC-12 trong mạch đơn giản với arduino, trên hai bảng mạch. Hướng dẫn sử dụng theo bài viết rất hay về module: Liên lạc tầm xa Có phần mềm đơn giản HC-12 messenger. Tải cùng một phần mềm cho cả arduino và kiểm tra giao tiếp. Nếu OK, cả hai mô-đun đều tốt.

Bước tiếp theo, hãy thử mở rộng arduino una với HC-12 trên breadboard, cho tất cả các thành phần dành cho người gửi và người nhận, đồng thời lập trình cho cả arduinos. Trong trường hợp này, hãy kiểm tra các chân của arduino una so với Attiny-85 và Nano trong các tệp ino và thay đổi số pin, nếu cần. Vì lý do này, tôi đã thêm vào bên trong tệp ino các chân arduino tương ứng trong các dòng nhận xét. Nếu sự cố vẫn tiếp diễn, hãy thử tìm lỗi trong lập trình bằng cách sử dụng nối tiếp phần cứng. Bằng cách này, bạn có thể nhập vào một số điểm quan trọng của chương trình, kiểm tra tin nhắn và xem chúng trong màn hình nối tiếp. Bạn có thể thấy phần nào của chương trình đã hoàn thành và phần nào chưa. Mô phỏng công tắc cho thư và ga ra bằng cách chạm vào dây. Sau khi giải quyết vấn đề, hãy thay thế bo mạch sau bằng MCU (Attiny và Nano).

Giao tiếp đầu tiên giữa các đơn vị nên được thực hiện trên bàn. Nếu mọi thứ đều ổn, hãy gắn các đơn vị vào vị trí và kiểm tra lại.

Cảm ơn bạn đọc và may mắn.