Дин-донг! Сигурна съм, че и вие имате класически звънец у дома, който си върши работата, но не винаги осъзнаваме, че някой звъни: може да ни хване в някой загубен ъгъл, с прахосмукачката, работеща на пълна скорост, със слушалки или просто с толкова много шум наоколо, че да пропуснем известието на доставчика. Идеята да превърнем звънеца на вратата в звънец за умен дом Ако ви уведомява на мобилния ви телефон (и на часовника ви, ако носите такъв), това е чудесен начин да избегнете повторно пропускане на доставки или посещения.
Освен това, някои хора искат да отидат още една крачка напред и да поискат звънецът на вратата да издава обичайния си звук. светва индикаторен светодиод и, ако е възможно, изпрати текстово съобщение когато някой натисне бутона. Това повдига разумни въпроси: трябва ли да използваме два микроконтролера, свързани чрез WiFi (например два ESP32) или да изберем нещо по-просто като радиочестотна връзка? Трябва ли да използваме съществуващия звънец с неговото 230V захранване или да изградим изцяло нов? В следващите редове ще обясня различните подходи, компоненти, безопасен монтаж и софтуерно предложение, използващо MQTT, OpenHAB и Pushbulletтака че проектът да се окаже спретнат, красив и функционален, без да усложнява живота ви.
Архитектура: от два микроконтролера към радиочестотна антена, чрез WiFi
Когато се обмисля дизайнът, първото нещо, което идва на ум, е използването на два микроконтролера в една и съща домашна мрежа: един модул вътре, един външен, комуникиращи чрез WiFi. Работи, да, но може да е малко прекалено и скъпо. Ако използвате два ESP32 само за един звънец, истинската цел е много основна: външен бутон, който задейства вътрешната логика, която след това прави всичко останало (звук, LED, мобилно известие, дори SMS).
По-лека алтернатива е да поставите обикновен радиочестотен предавател и приемник между външния бутон и вътрешния микроконтролер. Хубавото е, че страната с бутоните не се нуждае от пълен микроконтролер: с евтин RF модулС батерия и добре оразмерена верига, вие изпращате сигнала, когато той бъде натиснат. Вътре в къщата, микроконтролер с активиран WiFi получава предупреждението от RF приемника и изпълнява останалото: издава „динг-донг“, активира светодиод, изпраща известието и, ако желаете, задействане на изпращане на SMS чрез външна услуга.
Ако предпочитате да запазите съществуващото окабеляване и да се възползвате от 230V звънец Ако вече имате това, има още един чудесен подход: откриване на наличие на напрежение когато звъни. Това засичане, извършено с галванична изолация, захранва логиката на WiFi микроконтролер, който публикува събитието и ви уведомява. По този начин не е нужно да сменяте звънеца на вратата сиТи го „събуждаш“.
За потребители, които се колебаят относно „Направи си сам“ проекти, има и възможност да закупят инструмент „всичко в едно“. Такива се предлагат на пазара. безжични интелигентни визуални домофони със защита IP65 и 1080P камера, която функционира като видео звънец и устройство за двупосочни разговори. Някои магазини дори включват контроли за „Споделяне“ на страницата на продукта и повече от една оферта формуляри за „Виждали ли сте по-ниска цена?“ където ви молят да посочите дали е било в физически магазин, The провинция и други подробности, за да се проучи дали те са равни на цената. Тоест, Има много цялостни търговски решенияНо ако обичате да се занимавате с ремонти, проектът за подобряване на дома ще бъде по-евтин и ще бъде направен по поръчка.
Безопасно откриване на 230V: оптрон на помощ
Много конвенционални звънци се захранват от 230V само докато някой натиска бутона. Ключът към „слушането“ на това събитие без рискове Това включва пълно изолиране на силовата секция от логическата секция. Това е мястото, където оптрони: устройства, които предават сигнала посредством светлина между две отделни вериги, като гарантират, че няма директна електрическа връзка между електрическата мрежа и вашата 3,3V електроника.
За да си улесните живота, можете да си купите плочата вече е направена Той открива 230V и осигурява безопасен изход за микроконтролера. Тези платки обикновено включват подходящ оптрон и резистор, защитаващи вашия MCU. Това е бързо и надеждно решение Ако не искате да го проектирате от нулата. Ако обичате да строите, другият вариант е сами да възпроизведете тази схема с шепа компоненти лесен за откриване, поддържащ философията на физическото разделение между властта и логиката.
Обърнете внимание на разположението и разстоянията: препоръчително е да оставите щедра раздяла на платката между зоната, където протича 230V, и зоната, която захранва микроконтролера. Ако работите върху перфорирана платка, оставете широки празнини и, Ако можете, капсулирайте всичко. в интелигентно проектирана кутия, за да се предотвратят нежелани докосвания. Оптроните, по своята същност, добавят слой спокойствие, който ви позволява да спите спокойно.
Друг важен елемент е захранването: микроконтролерът, който ще използваме, работи на 3,3 VАко нямате наличен източник на 3,3V, можете да намалите напрежението от 5V с помощта на регулатор. LM317Tправилното му настройване, за да осигури стабилни 3,3V. Тази комбинация (5V захранване + регулатор) е много често срещана в домашните проекти. евтино и ефективно.
Практичен хардуер: ESP-01, 3D корпус и кабелен сноп
За да се осигури WiFi свързаност към системата, класически и добре познат кандидат е ESP-01Той е малък, достъпен, лесен за програмиране и най-вече, достатъчно за звънец на вратаВ сравнение с ESP32, който е звяр за по-големи проекти, тук ESP-01 покрива повече от четене на събития, мрежова връзка, публикуване на MQTT и задействане на известия.
При физическото сглобяване може да е интересно всичко да се обедини в 3D отпечатана кутия за да бъде компактен и сигурен. Когато платката ESP-01 и платката на захранващия блок са комбинирани (плюс място за клемен блок), Понякога сумата пасва почти перфектно. с пространството на традиционен звънец за врата „динг-донг“. Това ви позволява да поставите електрониката близо до самия звънец и да запазите външния вид и усещането на дома си, без никакви странни устройства на показ.
Окабеляването също е сложно. Най-добре е да го занесете на... клема Фазата на звънеца на вратата, фазата за захранване на електрониката (която трябва да е отделна, така че микрофонът винаги да има захранване, дори ако звънецът на вратата не е натиснат) и неутраленПо този начин можете да откриете кога се подава захранване към звънеца и същевременно да поддържате интелигентната система винаги онлайн, за да публикува събития и да изпраща известия. Обърнете внимание на разпоредбата: всичко на мястото сии с физическо разделение между властта и логиката.
За феновете на „Направи си сам“, настройването на веригата в перфорирана плоча Работи чудесно, стига да спазвате социалната дистанция. Някои обещават, че един ден ще преминат към персонализирани печатни платки, но междувременно, добре направена перфорирана платка... Страхотно е!Ако искате да документирате дизайна, можете да запазите схемата в любимия си инструмент (например във файл на EAGLE), което улеснява споделянето и прегледа ѝ.
Софтуер и известия: прекъсвания, MQTT, OpenHAB и Pushbullet
Нека да преминем към „мозъка“. В секцията с фърмуера за ESP-01, ефективен начин за откриване на събитието е използването на прекъсване на флангаЕдин практичен детайл: дефиниране на пин 3 (RX пин на серийния порт) като пин за прекъсване, така че когато детекторът (или оптичният сензор) покаже наличие на напрежение, се задейства рутина, която маркира състоянието на звънеца.
Типичната конфигурация в много примери използва ред като този: attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(sensePin), onDoorbellStateChange, FALLING);Рутината, украсена с ICACHE_RAM_ATTR Във фърмуера на ESP8266/ESP-01 може да бъде нещо подобно: void ICACHE_RAM_ATTR onDoorbellStateChange() { lastTrueState = millis(); doorbellState = вярно; }Това запазва момента на снимката и задава състоянието „някой се е обадил“ на true.
В основния цикъл, след разумен период от време, маркерът се нулира, за да позволи нови предупреждения. Тук влиза в действие временна проверка. ако (doorbellState && (сега – lastTrueState) > 5000) { doorbellState = false; isStateSent = false; }С това, ако са изминали 5 секунди от последното повикване, събитието се счита за затворено и известията могат да бъдат изпратени отново, ако някой го натисне отново. По този начин избягвате спам реклами с едно продължително натискане или отскоци.
За интеграция с домашна автоматизация и стандарти за интелигентен дом, MQTT Невероятно удобно е. Можете да си създадете собствен брокер и да го интегрирате в... OpenHABкъдето ще създадете „Нещо“ и съответстващия му „Елемент“, който представлява състоянието на звънеца (например, ИЗКЛ./ВКЛ.). Оттам конфигурирате известията с предпочитаната от вас услуга: Pushbullet Това е класика и задействате предупреждението с правило, което се задейства, когато елементът се промени. OFF на ON.
Скелетът на това правило в OpenHAB може да изглежда така: правило «RuleName» когато ItemItemName се промени от ИЗКЛ. на ВКЛ. тогава val actions = getActions(«pushbullet», «ItemNamePushbulletBot») if (actions !== null) { actions.sendPushbulletNote(«Звънец на входната врата», «Звънец на входната врата», «Някой чука на входната врата») } крайКазано по-просто: веднага щом артикулът се ВКЛЮЧИ, изстрелваш нота към вашите устройства. Ако имате нужда от SMS, можете да замените Pushbullet с такъв. SMS услуга или чрез шлюз, който има налично свързване към вашата платформа за домашна автоматизация.
За тези, които предпочитат да не пипат оригиналния звънец и искат да го видят на мобилния си телефон, не забравяйте, че на пазара има подобни решения. безжичен видеодомофон с 1080P камера и степен на защита IP65. Те предлагат „фабрично инсталиран“ визуален домофон и в много магазини дори включват бутони „“дял„върху формата и известната форма на „Намерихте ли по-ниска цена?“ за да поддържат конкурентни цени; може дори да попитат дали сте го виждали във (физически) магазин и провинция да се оцени заявлението. Те са удобна алтернативавъпреки че по цена те обикновено не се конкурират с добре настроен „Направи си сам“ монтаж.
Друг практичен момент относно софтуера: препоръчително е устройството да поддържа стабилна WiFi връзка и че внедрява автоматично повторно свързване с MQTT брокера, ако той се повреди. ESP обикновено включват рутина „повторно свързване, ако няма връзка“ и монитор с таймер Не би трябвало да се зацикля в безкрайни опити за повторно свързване. Софтуерен пазач може да ви спаси от повече от едно трудно място в реалния свят.
За индикаторния светодиод можете да го накарате да мига в ритъм със събитието (например, за 5 секунди след задействане) и след това изключете. Ако искате по-фин ефект, използвайте мигане с избледняват чрез ШИМ, показваща „текущо повикване“ и краткотрайна постоянна светлина за „регистрирани обаждания“. Тези визуални подсказки, макар и да не са задължителни, са ценни, когато нямате мобилния си телефон под ръка.
Тези, които обмислят изпращането на SMS съобщения, трябва да помнят, че има услуги и API, които ви позволяват да изпращате съобщения с просто HTTP повикване от вашия MCU или, още по-добре, от вашият сървър за домашна автоматизацияТова намалява натоварването на микроконтролера и централизира логиката (Например, изпращайте SMS съобщения само ако къщата е в режим „отсъствам“). Също така, SMS съобщенията обикновено имат цена на предаване, така че е добра идея да зададете малко правило против спам което избягва изпращането на повече от едно съобщение на всеки X минути.
Между другото, ако интегрирате всичко с OpenHAB (или подобни платформи), ще отделите какво е „откриване и публикуване“ (MCU) от това какво е „автоматизация и уведомяване“ (сървър). Това разделение на отговорностите Това прави системата по-лесна за поддръжка: микроконтролерът се фокусира върху проста задача, а по-гъвкавият сървър управлява известия, филтри, правила и Исторически записи на обажданията.
След като окабеляването е свързано и тествано на масата, е време за монтаж: може да се наложи да изпълните нов етап чак до звънеца на вратата, за да се осигури непрекъснато захранване на смарт устройството. В много домове съществуващата тръба позволява това, изисквайки само малка модификация на най-близката разклонителна кутия. Изключително важно е да се работи безопасно. Късо напрежение, идентифициране на проводнициПроверете разпоредбите и, ако имате някакви съмнения, обадете се на специалист.
Ако смятате, че ви липсва нещо „допълнително“, следващата стъпка може да бъде да измерите колко пъти натискате бутона (основна телеметрия), използвайте PIR сензор за движение, Разкриване на показатели към вашата система (например чрез MQTT към база данни с времеви серии) или дори запишете клип с IP камера, когато звънецът на вратата се задейства. Това не е строго част от оригиналния проект, но автоматизацията носи тези предимства.
Що се отнася до финала, опитайте се да направите 3D отпечатана кутия Уверете се, че е добре вентилирано, за да не прегрее регулаторът (ако използвате LM317T). Малък радиатор и оставяне на разстояние между компонентите ще помогнат. Също така, етикетирането на вътрешните „фаза на звънене“, „фаза на захранване“ и „нула“ ще помогне. ще улесни бъдещите прегледи или разширения, без да се налага да гадаете каквото и да било, когато се върнете към проекта месеци по-късно.
Връщайки се към първоначалния дебат (два микроконтролера срещу RF), ако сте загрижени за консумацията на енергия от външния бутон и опростете колкото е възможно повечеКомбинацията RF + MCU вътре е предимство: външният предавател може да бъде минимален и с ниска мощност, а вие държите всичко „готово“ вътре, със стабилно захранване. Ако предпочитате да избегнете радиовръзката и вече имате окабеляване към звънеца на врататаДетекцията на 230V с опточип и един микроконтролер е лесна, надеждна и чиста.
И накрая, няколко добри практики: документирайте схемата (дори ако това е само снимка на прототипа с анотации), Качете кода в хранилището си и добавете README файл с разпределението на пиновете. Малки детайли, като например посочване, че пин 3 (RX) Използва се като прекъсване, за да се предотвратят изненади, ако някой или вие самите решите да активирате серийния порт, без да погледнете. И ако споделите проекта, още по-добреДруги ще могат да го възпроизведат, подобрят или да ви дадат идеи.
Ясно е, че има път както за производителя, който иска да запази своето „звън-донг“ и да получава известия, така и за тези, които предпочитат цялостна търговска система с камера и IP65 сертификат. Ако сте готови за „Направи си сам“Комбинацията от защитен детектор, ESP-01, 3,3V захранване с LM317T, 3D корпус, задействане по ръб, MQTT, OpenHAB и Pushbullet ви осигурява надежден, разширяем и най-вече персонализиран интелигентен звънец за вашия дом, с възможност за... Добавяне на SMS или който и да е друг канал, без да се преработва изобретението.
