PIR Praktis untuk Penggunaan di Rumah: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Seperti banyak dari Anda di luar sana yang bekerja dengan proyek otomasi rumah, saya ingin membangun sensor PIR fungsional untuk mengotomatiskan belokan sudut di rumah saya sendiri. Meskipun sensor PIR sakelar lampu sudah optimal, Anda tidak dapat membengkokkan sudut. Proyek ini melalui beberapa iterasi dan saya menjalankan upaya melalui banyak tutorial lain yang tersedia secara online dan tidak dapat menemukan satu yang bekerja untuk saya. Jika Anda ingin langsung ke pembuatannya, lewati ke langkah 3, jika tidak lanjutkan ke langkah kedua di mana saya akan membahas pengembangannya.

Perlengkapan:

Solder Besi

Solder dan Fluks untuk elektronik

Kawat penghubung cadangan

Pencetak 3D

Papan tempat memotong roti

Pemahaman Dasar Hassio

Keterampilan Pemrograman Arduino Dasar

Langkah 1: Pengembangan

Home Assistant adalah alat yang hebat untuk menautkan beberapa pengaturan yang lebih rumit yang mungkin Anda inginkan. Bagi saya, mendapatkan lampu di tangga dengan sudut adalah minat awal saya dalam proyek ini. Menemukan panduan yang tepat untuk membangun sensor PIR penggunaan rumah yang efektif itu rumit. Tentu ada banyak cara mudah untuk membuatnya bekerja, tetapi membuatnya hemat energi dan efektif untuk penggunaan sehari-hari adalah cerita lain. Ada juga masalah latensi, atau seberapa cepat lampu akan menyala setelah mendapat sinyal. Ini adalah proyek yang rumit setelah saya benar-benar terlibat dalam semua itu. Apa yang terjadi adalah saya sampai pada dua poin utama mengapa desain ini efektif.

Latensi

Saya mulai dengan ESPHome untuk merancang sensor ini. Ini memiliki semua lonceng dan peluit tetapi juga antarmuka yang sangat ramah. Sayangnya, protokol dan kerangka kerja ESPhome adalah pengguna energi yang cukup besar saat Anda menghitung mWh. Ada juga sedikit masalah latensi ketika panggilan untuk menyalakan lampu harus melewati boot ESPhome, Hassio, lalu pengontrol lampu Anda. Saya menemukan bahwa ini akan berakhir dalam kisaran 10 detik. Anda sudah menaiki tangga (atau mungkin Anda berjalan sangat lambat karena tidak ada cahaya). Jadi yang menjadi cara paling hemat energi dan tercepat untuk membawa sinyal gerak ke Hassio adalah MQTT.

Menggunakan MQTT dengan IP statis membuat waktu berkurang menjadi sekitar kurang dari 2 detik. Sinyal MQTT akan mencapai Hassio di antara sekitar 800ms - 1200ms. Cukup bagus.

Daya tahan baterai

Seperti disebutkan sebelumnya, beralih ke MQTT juga menghemat banyak penggunaan energi. Sensor rata-rata tanpa tidur nyenyak di ESPHome akan bertahan kurang dari satu hari dengan baterai sekitar 800mWh. Dengan tidur nyenyak, sekitar 3-5 hari tergantung aktivasi. WeMos D1 Mini bukanlah penggila energi yang gila, tetapi juga bukan yang paling efisien dalam mengelola kekuatannya, jadi menguras setiap baterai sangatlah penting. Mengurangi setiap bagian yang dikonsumsi adalah langkah terpenting.

Banyak sensor PIR ada tetapi tidak semua diciptakan sama. Salah satu poin pertama yang saya perhatikan adalah kecepatan, sudut, dan kecepatan tembak dari setiap sensor PIR yang diuji. Dari sensor yang digunakan, saya menemukan Simplytronics Wide Angle PIR sebagai yang paling efektif dengan jangkauan dan biaya energi. Ini adalah sensor PIR sudut lebar dengan jangkauan yang sangat baik, dan hanya berjalan pada 3v yang benar-benar luar biasa untuk apa yang saya butuhkan.

Langkah 2: Bahan

WeMos D1 Mini

Pengisi Daya USB Lipo/Li-Ion T4056

Sensor PIR Sudut Lebar Simplytronics

Baterai Lipo 3.7v 1000 mWh

2x 10k Resistor

Resistor 120K

Resistor 5k

Dioda Penyearah 1N4001

Kapasitor 1uF

2N2222 Transistor

Langkah 3: Kode Dasar dan Arduino

Sebagai cara mudah, unduh file arduino, modifikasi agar berfungsi dengan pengaturan Anda. Aspek terpenting yang perlu diingat adalah memastikan pengaturan Anda sesuai dengan apa yang diberikan di Hassio.

Dalam contoh saya, saya menggunakan Mosquitto Broker. Saya telah memasukkan pengaturan itu ke dalam kode arduino saya. Untuk server MQTT saya, karena di-host di Hassio, saya memasukkan alamat IP Hassio saya.

Hal berikutnya yang perlu kita lakukan adalah menyiapkan beberapa sensor template untuk menyimpan data MQTT kita sehingga sedikit lebih ramah front-end Hassio. Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang templat dan templating, saya akan meletakkan tautan Hassio ini di sini.

MQTT gerak kami akan menjadi sensor biner template dan level baterai kami akan menjadi sensor di Hassio.

Dalam file configuration.yaml utama saya, saya telah menambahkan beberapa baris untuk menyertakan sensor biner template dan sensor template dalam file yaml terpisah. Anda tidak harus melakukannya dengan cara ini, tetapi saya merasa ini membuat segalanya sedikit lebih teratur. Untuk melakukan ini, gunakan editor file untuk membuat file yaml baru dan beri judul sesuatu yang dapat Anda rujuk di konfigurasi.yaml. Dalam contoh saya, saya menggunakan templatesensor.yaml dan templatebinarysensor.yaml

Hal yang harus dipastikan adalah mengatur topik dan muatan MQTT agar sesuai dengan pengaturan arduino Anda atau sebaliknya.

Last but not least, siapkan item dasbor yang dapat melihat level baterai dan sensor gerak.

Langkah 4: Skema dan Pengujian

Mengikuti skema pengkabelan, pasang komponen untuk pengujian pada papan tempat memotong roti. Catatan penting dalam pengkabelan adalah memastikan Anda memiliki kabel ground yang benar untuk efek pull-down. Hal inilah yang akan membuat transistor me-reset WeMos D1 Mini saat di bangun. Anda seharusnya dapat menguji fungsi bangun dan reset dengan mencolokkan WeMos D1 Mini ke port usb. Ini harus diatur ulang setelah Anda melambaikan tangan di depan PIR. Ini opsional tetapi Anda juga dapat melepas lampu led smd dari sensor gerak untuk memeras sedikit lebih banyak masa pakai baterai. Saya akan merekomendasikan melakukan ini setelah Anda menguji bahwa sensor gerak berfungsi seperti yang diharapkan. Jika Anda memiliki USB yang terhubung ke komputer Anda, periksa kembali dengan IDE arduino yang mem-boot dan mengatur ulang dengan pemicu dari gerakan.

Di Dasbor Hassio Anda, Anda seharusnya dapat melihat beberapa nilai dari baterai dan juga sensor gerak mati. Jika semuanya berjalan dengan baik sejauh ini, Anda seharusnya berbisnis! Anda bisa mengambil prototipe papan tempat memotong roti kecil ini dan memindahkannya di sekitar rumah Anda dan itu akan berfungsi sebagai sensor gerak buatan Anda yang baru. Anda dapat menggunakan ini untuk memicu apa pun di dalam Hassio, dan Anda akan selesai di sini jika hanya itu yang Anda cari. Tapi mari kita berikan polesan akhir ini untuk menjadi sesuatu yang layak menjadi andalan di rumah.

Beberapa kiat pemecahan masalah

- dengan menekan tombol reset pada WeMos D1 Mini Anda harus mendapatkan MQTT untuk memicu dengan kode arduino

- batalkan komentar beberapa kode arduino untuk melihat di mana setiap langkah, dan apa yang dilakukannya pada perangkat keras

- jangan lupa untuk menghubungkan semua poin timbal negatif

Langkah 5: Menghubungkan ke Saklar Lampu Wifi Anda

Untungnya Hassio memiliki wizard otomatisasi yang sangat hebat yang dapat membantu pengaturan Anda. Saya tidak akan menambahkan lampu atau add-on, tetapi saya akan melihat bahwa orang-orang di Hassio telah membuatnya sangat mudah untuk menambahkan integrasi dan platform lain untuk dikontrol dengan Hassio. Buka dan lihat cara menambahkan sakelar lampu wifi pilihan Anda.

Dalam wizard otomatisasi ini kami ingin memperhatikan satu hal penting, yaitu pemicunya. Anda dapat menambahkan sensor biner templat sebagai pemicu, tetapi saya menemukan bahwa sensor gerak sedikit lebih "tajam" ketika saya langsung menggunakan muatan MQTT. Last but not least, konfigurasikan pilihan lampu atau perangkat Anda dan sensor harus dalam bisnis.

Langkah 6: Perumahan Proyek

Setelah Anda yakin dengan papan tempat memotong roti Anda, pindahkan semua bagian ke papan PCB prototipe dan solder semua koneksi ke papan terkecil yang dapat Anda temukan. Saya telah membuat kabel pendek, tetapi fleksibel dalam hal pemulihan/pengeditan/perbaikan. Desain case adalah case minimal yang dapat dimasukkan ke sudut atau permukaan datar. Ini juga bekerja sangat baik dengan strip 3M perekat yang tidak merusak =)

Catatan Saya agak lupa di mana saya mendapatkan PCB prototipe format aneh ini, jadi saya sarankan hanya memotong PCB Anda ke ukuran dan mengebor satu atau dua lubang. Jika panduan ini akhirnya menjadi populer, saya akan merilis versi yang diedit dengan ukuran yang lebih umum (saya hanya membutuhkan dua sensor gerak, dan saya memiliki dua papan aneh itu)

Langkah 7: Penutupan

Saya harap desain ini bermanfaat dalam upaya Anda untuk menjalankan beberapa proyek otomatisasi rumah. Cukup lama bagi saya untuk mendapatkan semua bagian yang bergerak untuk menghasilkan instruksi ini, tetapi saya senang saya meluangkan waktu untuk menyelesaikannya. Proyek ini menunjukkan kepada saya sedikit batasan dalam menggunakan beberapa cara yang lebih mudah didekati untuk memprogram ESP saya. Ini bukan berarti Anda tidak boleh menggunakan ESPHome, tetapi untuk proyek yang lebih ketat dalam manajemen energinya, Anda mungkin perlu menempuh rute yang berbeda. Sensor selesai sekitar Mei atau Juni dan tidak memerlukan biaya lagi sejak itu. Sejauh ini mereka sudah sekitar 4-5 bulan tanpa perlu biaya. Sebagai catatan tambahan, saya juga mengembangkan tata letak PCB baru berdasarkan WeMos D1 Mini. Hal tentang WeMos D1 Mini adalah ia memiliki konverter 5v ke 3v bawaan dan IC program USB yang haus daya. Artinya, jika kita menghilangkan kedua faktor ini, kita bisa mendorong ESP8266 untuk menyedot lebih sedikit daya.

Sekali lagi terima kasih telah memanjakan saya dalam ocehan saya dan mengikuti proyek ini.