Membangun Perangkat Homie untuk IoT atau Otomatisasi Rumah: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Instruksi ini adalah bagian dari seri Otomasi Rumah DIY saya, lihat artikel utama "Merencanakan Sistem Otomasi Rumah DIY". Jika Anda belum tahu apa itu Homie, lihatlah homie-esp8266 + homie dari Marvin Roger.

Ada banyak banyak sensor. Saya membahas yang paling dasar untuk memberi pembaca persyaratan untuk mulai membangun "sesuatu". Itu mungkin bukan ilmu roket tetapi itu seharusnya benar-benar berhasil.

Jika Anda tidak memiliki suku cadangnya, perhatikan instruksi saya yang akan datang "Sumber Suku Cadang Elektronik Dari Asia".

Izinkan saya menambahkan beberapa kata kunci: IoT, ESP8266, Homie, DHT22, DS18B20, otomatisasi rumah.

Topik harus cukup jelas sekarang:-)

Juga, instruksi ini sekarang juga tersedia dari halaman pribadi saya:

Langkah 1: Memulai

Konvensi

Instruksi ini menggunakan klon D1 Mini. Ini adalah pengontrol Arduino yang kompatibel dengan WiFi menggunakan chip ESP8266. Mereka dikirim dalam faktor bentuk yang sangat kecil (~34*25mm) dan sangat murah (~3-4$ untuk kloning).

Saya akan mengilustrasikan setiap bangunan menggunakan D1 Mini, papan tempat memotong roti, dan beberapa sensor. Saya menyertakan Bill Of Material (BOM) untuk masing-masing tetapi akan melewatkan hal-hal yang jelas seperti kabel jumper dan papan tempat memotong roti (mini atau penuh). Saya akan fokus pada "bagian aktif".

Untuk kabel/kabel dalam diagram (perpustakaan Fritzing + AdaFruitFritzing), saya menggunakan:

• Merah/Oranye untuk daya, biasanya 3.3V. Kadang-kadang akan 5V, hati-hati.
• Hitam untuk tanah.
• Kuning untuk sinyal data digital: Bit berjalan dan dapat dibaca apa adanya oleh chip.
• Biru/Ungu untuk sinyal data analog: Tidak ada bit di sini, hanya tegangan biasa yang harus diukur dan dihitung untuk memahami apa yang terjadi.

Homie untuk ESP8266 mengirimkan selusin contoh, di situlah saya mulai membuat instruksi ini.

Papan tempat memotong roti

D1 cukup ramah papan tempat memotong roti tetapi hanya akan menyimpan satu baris pin ke atas dan ke bawah. Setiap contoh akan memiliki D1 di sisi kanan dan komponen di sisi kiri. Rel daya atas dan bawah akan digunakan untuk membawa 3.3V atau 5V.

Catatan

Contoh Homie dibuat sebagai sketsa ".ino" untuk Arduino IDE. Namun kode saya sendiri dibuat sebagai ".ccp" untuk PlatformIO.

Ini akan membuat sedikit perbedaan karena sketsa cukup sederhana untuk disalin/ditempelkan apa pun alat pilihan Anda.

Langkah 2: Suhu & Kelembaban: DHT22 / DHT11

Membangun perangkat

DHT22 menggunakan:

• Satu pin digital untuk berkomunikasi dengan pengontrol, sambungkan ke D3
• Dua kabel untuk daya (3.3V atau 5V + GND)
• Pin digital harus tetap tinggi (terhubung ke daya), untuk ini kami menggunakan resistor antara rel daya dan pin data

Kode

Proyek PlatformIO dapat diunduh dari:

Contoh Homie asli ada di sini (tetapi tidak menggunakan sensor):

Untuk DHT22, gunakan pustaka sensor DHT (ID=19)

BOM

• Pengontrol: Wemos D1 Mini
• Resistor: 10KΩ

• Sensor: (salah satunya)

  • DHT22: Saya telah menggunakan jenis 4 pin yang membutuhkan resistor tambahan. Ada 3 pin modul yang dikirim sebagai SMD yang mencakup resistor.
  • DHT11: Ini lebih murah tapi kurang akurat, periksa kebutuhan Anda

Langkah 3: Suhu Tahan Air: DS18B20

Membangun perangkat DS18B20 menggunakan:

• Satu pin digital untuk berkomunikasi dengan pengontrol, sambungkan ke D3
• Dua kabel untuk daya (3.3V atau 5V + GND)
• Pin digital harus tetap tinggi (terhubung ke daya), untuk ini kami menggunakan resistor antara rel daya dan pin data

DS18B20 adalah sensor 1-kawat. Ini menggunakan bus dan karena itu beberapa sensor dapat menggunakan satu pin data.

Dimungkinkan juga untuk TIDAK menggunakan 3.3V/5V untuk memberi daya pada sensor, ini disebut mode daya parasit. Lihat lembar data untuk detailnya.

Kode

Proyek PlatformIO dapat diunduh dari:

Seperti untuk DHT22, contoh Homie asli ada di sini (tetapi tidak menggunakan sensor):

Untuk bus 1-Wire, gunakan paket OneWire (ID=1)

Untuk DS18B20, gunakan DallasTemperature (ID=54)

BOM

• Pengontrol: Wemos D1 Mini
• Resistor: 4.7KΩ
• Sensor: DS18B20, di foto tahan air
• Terminal sekrup 3 pin untuk memudahkan koneksi kabel ke papan tempat memotong roti

Langkah 4: Cahaya: Photoresistor / Photocell (digital: On/off)

Membangun perangkat

(Maaf, tidak memiliki komponen Fritzing untuk fotosel digital)

Modul digital fotosel menggunakan:

• Satu pin digital untuk berkomunikasi dengan pengontrol, sambungkan ke D3
• Dua kabel untuk daya (3.3V + GND)

Mungkin untuk menggunakan fotosel analog tetapi ini tidak didokumentasikan di sini, lihat artikel bagus Adafruit "Menggunakan Fotosel".

Catatan: Dalam contoh ini ada potensiometer di papan sensor. Ini digunakan untuk mengatur batas antara cahaya ambient "terang" dan "gelap". Saat membaca 1 lampu mati, maka membaca 0 berarti menyala jika menyala.

Kode

Proyek PlatformIO dapat diunduh dari:

BOM

Pengontrol: Wemos D1 Mini

Sensor: Modul Deteksi Fotosensitif / Cahaya

Langkah 5: Cahaya: Fotoresistor / Fotosel (analog)

Membangun perangkat

Sensor analog fotosel bertindak sebagai resistor. Ini akan menghubungkan antara input analog dan 3.3V.

Sebuah resistor diletakkan di antara GND dan pin data untuk membuat pembagi tegangan. Tujuannya adalah untuk membuat rentang nilai yang diketahui:

• Jika tidak ada cahaya, fotosel pada dasarnya akan memblokir VCC, sehingga menghubungkan GND ke pin data Anda: Pin akan membaca hampir 0.
• Jika ada banyak cahaya terang, fotosel akan membiarkan VCC mengalir ke pin data: Pin akan membaca tegangan hampir penuh dan dengan demikian mendekati maks (1023).

Catatan: Nilai pin analog dibaca dalam rentang 0-1023 menggunakan analogRead. Ini tidak praktis untuk menangani nilai 1 byte, karena ini fungsi peta Arduino akan membantu mengurangi dari 0-1023 menjadi (misalnya) 0-255.

Untuk kalibrasi nilai min/maks untuk sensor Anda, gunakan sketsa seperti ini dari Arduino.

Kode

Proyek PlatformIO dapat diunduh dari:

BOM

• Pengontrol: Wemos D1 Mini
• Sensor: Light Dependent Resistor (LDR) / Fotoresistor
• Resistor: 1K atau 10K, perlu dikalibrasi berdasarkan sel Anda

Referensi

• Kode sumber server PiDome untuk kondisi pencahayaan suatu lokasi
• Adafruit's "Menggunakan Photocell"
• "Photoresistors" di sini di instruksi
• Beberapa "Tutorial Photocell" yang gila jika Anda menginginkan matematika dan grafik

Langkah 6: Detektor Optik: QRD1114

Membangun perangkat

Kode

BOM

Referensi

• Komputasi Fisik: QRD1114 menyertakan kode sampel untuk membaca sensor dan menggunakan interupsi untuk rotary encoder + desain PCB yang presisi
• Panduan Hookup Detektor Optik QRD1114 di Sparkfun

Langkah 7: Kata-kata Terakhir

Instruksi ini sangat singkat untuk menjelaskan pemantauan dasar.

Untuk melangkah lebih jauh, kita perlu menyambungkan relai, pemancar IR… Mudah-mudahan ini akan dibahas nanti karena waktu luang memungkinkan saya. Perbedaan utamanya adalah kita tidak hanya akan "membaca" (apakah ada cahaya?) tetapi juga "menulis" (menyalakan lampu!).