Kotak Surat dan Pemberitahu Pintu Garasi: 5 Langkah (dengan Gambar)

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

Instructables ini didasarkan pada Johan Moberg Mailbox Notifier. Dibandingkan dengan proyek ini, saya melakukan beberapa perubahan:

1. Jauh dari rumah saya tidak hanya kotak surat, tapi garasi juga. Mereka berada di satu lokasi dekat dengan jalan dan rumah terletak sekitar 50m di dalam tanah. Karena pengontrol garasi jarak jauh yang sangat sensitif, telah terjadi beberapa kali, pintu garasi terbuka secara tidak sengaja. Sekarang saya ingin tahu persis, apakah pintu garasi tertutup atau tidak. Oleh karena itu saya memperpanjang proyek asli untuk satu kontak lagi, kontak pintu garasi.
2. MCU (Unit Kontrol Mikroprosesor) di pengirim tetap Attiny-85, yang penting untuk konsumsi daya yang rendah. Tidak ada cukup pin digital (saya tidak suka menggunakan pin Reset) dan saya memecahkan masalah dengan solusi perangkat keras sederhana.
3. Indikasi penerima dilakukan dengan sinyal optik dan akustik. Sinyal optik dibuat oleh led dan untuk akustik, ada tambahan sirkuit yang menghasilkan lagu. MCU (Microprocessor Control Unit) di pengirim diubah dan itu adalah Arduino Nano. Awalnya saya ingin menggunakan Attiny-85, tetapi kekurangan satu pin gratis lagi menjadi kendala besar. Tidak ada solusi perangkat keras yang sederhana.
4. Perubahan kecil dilakukan pada perangkat lunak Arduino, untuk mempertahankan modifikasi perangkat keras di atas.
5. Komunikasi setengah dupleks nirkabel berfungsi dengan baik jika kedua unit (pengirim dan penerima) berfungsi. Tapi, jika salah satu dari kedua unit gagal (seperti baterai lemah dan sebagainya), unit lain terus berjalan dan berpura-pura berkomunikasi (receiver). Dalam kasus seperti itu, komunikasi terputus bahkan jika kesalahan diperbaiki di situs mana pun. Solusi: komunikasi baru harus dibuat. Untuk alasan ini ada tambahan rangkaian reset di pengirim, dengan indikator.

Keterangan

Proyek ini terdiri dari dua bagian: pengirim dan penerima. Pengirim yang terletak di lokasi garasi mendeteksi sinyal dari kontak kotak surat dan kontak terbuka pintu garasi. Jika ada salah satu dari kontak ini yang diaktifkan, pemancar HC12 mengirim sinyal nirkabel ke penerima. Pada penerima ditunjukkan status "alarm", seperti "surat tiba" atau "pintu garasi terbuka" dengan mengedipkan lagu yang dipimpin dan diputar. Dengan mereset tombol tekan pada unit penerima, bisa jadi indikasi dibatalkan dan memulai keadaan baru menunggu alarm.

Jarak maksimal

Modul komunikasi HC-12 didedikasikan untuk jarak hingga 1,8km. Tetapi nilai ini bersifat teoritis dan dapat dicapai di udara terbuka. Jangkauan maksimum di dalam gedung lebih pendek. Saya mengalami kesulitan untuk mencapai jarak sekitar 100m dengan antena string sederhana. Dalam hal ini kedua unit diatur ke jangkauan maksimum - mode FU4 dan 1200 baud rate. Satu unit berada di dalam gedung, di balik 4 dinding tebal. Dengan koneksi antena SMA didirikan, tapi tidak stabil. Dalam hal ini masalah diselesaikan dengan menempatkan unit penerima ke ruangan yang berorientasi ke lokasi garasi (hanya satu dinding).

Menurut pengalaman saya. Saya merekomendasikan untuk menggunakan antena SMA dengan kabel ekstensi yang tepat. Kabel ini harus cocok dengan konektor di kedua sisi (konektor antena SMA dan konektor HC-12 Ipex).

Langkah 1: Suku Cadang dan Alat

Ada bagian berikut digunakan:

Tautan disediakan untuk bagian yang kurang umum.

Pengirim:

• Attiny-85, eBay
• HC-12, eBay
• Resistor 68, 150, 1k, 10k
• Dioda Schottky SR240, eBay
• Dioda universal, 1N589 atau 1N4148
• Blok terminal, banggood
• SMA Antena, ebay
• Kapasitor 1000M
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 atau yang serupa
• Dudukan baterai AA (3 buah) dan baterai
• Beralih Micro C + NO + NC untuk Reset
• Led 5mm biru
• Kontak buluh untuk surat dan sakelar pintu garasi, banggood
• Magnet, banggood
• Prototipe PCB, banggood
• Konektor XH, banggood

Penerima:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, eBay
• Stabilizer tegangan 7805T
• IC melodi UM66
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 atau yang serupa
• Resistor 2x470, 10k
• Potong Pot 10k
• Pembicara kecil
• Beralih Atur Ulang, banggood
• Led 10mm, hijau dan kuning
• Dioda universal, 1N589 atau 1N4148
• Kapasitor 2x10M, 1000M
• Adaptor utama 220V AC ke 5V DC
• SMA Antena
• Konektor jack untuk adaptor utama, banggood
• Led 10mm, 2pcs hijau dan kuning
• Konektor XH, banggood

Peralatan:

• Papan Arduino-uno Rev3 untuk pengaturan HC-12 dan pemrograman Attiny-85
• Besi solder
• Multimeter
• Papan tempat memotong roti

Langkah 2: Pengirim

Skema pengirim ada pada gambar di atas.

Baterai tiga buah tipe AA. Konsumsi puncak mereka adalah selama komunikasi pertama dimulai, (sekitar 100mA). Cobalah untuk membuat waktu ini sesingkat mungkin. Selama waktu tunggu konsumsi sangat rendah (kurang dari 1ma), dan selama alarm, konsumsi sekitar 40mA untuk waktu yang singkat. D1 melindungi sirkuit dari tegangan berlebih, jika baterai baru.

SW3, R1, C1 membuat rangkaian reset. Indikasi status setelah reset, adalah led biru D4. Led ini harus menyala setelah reset dan menunjukkan: "pengirim siap untuk membuat koneksi". Jika led biru menyala, komunikasi dapat dimulai dengan menekan tombol Reset pada receiver.

D2 dan D3 adalah dioda Schottky dengan tegangan maju rendah. Karena dioda ini, sakelar "pintu garasi terbuka" menggunakan interupsi perangkat lunak yang sama, seperti sakelar "surat tiba". Jika SW1 (mail) terhubung ke ground, interupsi dan alarm untuk surat diaktifkan. Jika SW2 (garasi) terhubung ke ground, interupsi untuk surat diaktifkan bersamaan dengan alarm untuk garasi. Cara ini diselesaikan satu pin yang hilang pada MCU.

Indikasi alarm yang sesuai dilakukan oleh perangkat lunak. Solusi perangkat keras ini memungkinkan untuk menggunakan hanya satu interupsi sederhana.

Deskripsi Attiny-85 dan HC-12 dilakukan dengan sangat baik di dalam Instruksi Johan Moberg yang disebutkan.

Langkah 3: Penerima

Penerima ditenagai dari daya utama dengan adaptor 220V AC ke 5V DC. Itu bisa berupa adaptor kecil dengan arus keluaran DC sekitar 0,3A. Karena tegangan keluaran adaptor tergantung pada arus keluaran, (ada tegangan sekitar 8V dengan arus rendah), saya telah menambahkan penstabil tegangan sederhana IC1. Dioda D1 menurunkan tegangan untuk HC-12.

Arduino Nano output D7 menghubungkan tegangan sekitar 4V ke generator melodi IC2 selama status alarm. T1 memperkuat sinyal ke speaker. Volume dapat disesuaikan dengan resistor variabel R4. Saya merekomendasikan untuk meninggalkan beberapa lubang di penutup penerima untuk mengakses resistor ini. D5 dan D6 adalah output untuk led alarm. Pin D3, D4 terhubung ke HC-12 dan menyediakan komunikasi serial. Pin D2 adalah input dan merasakan status sakelar "Reset".

Sakelar reset digunakan untuk dua fungsi:

1. Aktifkan koneksi pertama. Setelah menekannya, komunikasi harus dimulai.
2. Setelah koneksi dibuat dan alarm terjadi, tombol Reset dapat mengatur ulang alarm dan mengubah status penerima untuk "menunggu".

Indikasi LED adalah sebagai berikut:

1. Kedua led menyala dan menyala secara permanen. Ini adalah keadaan awal setelah penerima dihidupkan. Jika pengirim siap - led biru pada pengirim Hidup, koneksi dapat dibuat dengan menekan tombol Reset pada Penerima.
2. Setelah koneksi dibuat, kedua led berkedip bergantian dalam periode sekitar 2 detik.
3. Dalam hal alarm, led yang sesuai berkedip dalam periode sekitar 1 detik, led lainnya gelap.

Langkah 4: Perangkat Lunak

File Arduino ino dengan perangkat lunak lengkap disertakan dalam langkah ini.

Perangkat lunak untuk pengirim harus dimuat ke MCU Attiny-85. Untuk pemrograman Attiny menggunakan software Arduino Uno dan Arduino IDE di PC. Ada banyak tutorial cara melakukannya, di internet. Saya merekomendasikan Pemrograman Attiny85 yang satu ini. Setelah memuat program ke Attiny, masukkan chip ke soket pada papan sirkuit Pengirim.

Pemrograman Arduino Nano sama dengan pemrograman Arduino Uno. Gunakan kabel USB dan Arduino IDE dengan papan Nano yang dipilih di "Alat" dan "Manajer papan". Proses ini dapat dilakukan dengan papan yang dimasukkan ke papan roti. Setelah pemrograman, tempatkan papan Nano ke soket pada PCB Penerima.

Kedua unit HC-12 harus diatur ke parameter yang sama dengan Arduino Uno. Instruksi dalam Instructables asli.

Langkah 5: Perangkat Keras dan Pengaturan

Bagian yang paling penting adalah kontak untuk surat dan pintu garasi. Kontak ini ditempatkan di dalam kotak surat dan di jalur mekanis pintu garasi, di tempat yang dijangkau pintu, selama penutupan. Kontak kotak surat terdiri dari saklar buluh dan magnet neodymium. Saklar buluh dipasang dengan pita perekat, di dalam kotak di satu sisi lubang untuk memasukkan huruf. Magnet dilekatkan pada penutup surat sedemikian rupa, sehingga penutup yang sebagian terbuka, mengaktifkan sakelar. Kabel terhubung ke konektor XH kecil.

Solusi kontak yang sama digunakan untuk pintu garasi. Dalam hal ini, kontak dapat dibuat dengan sakelar batas juga. Terserah Anda, varian mana yang akan dipilih. Tetapi ada beberapa kemungkinan lagi: Sistem garasi yang sama mungkin memiliki blok terminal dengan kontak sakelar batas, di dalam kotak kontrol garasi. Dalam hal ini, cukup sambungkan kabel ke sekrup yang kompeten.

Pengirim

Bagian ditempatkan pada prototipe PCB, yang dipotong menjadi ukuran yang lebih kecil. Di papan, ada soket yang ditempatkan untuk modul HC-12 dan untuk Attiny-85, konektor untuk baterai, dan blok terminal untuk kedua kontak alarm. Di luar papan ditempatkan sakelar Reset, led biru dan antena SMA. Semua komponen lain ada di PCB yang disolder dan dihubungkan dengan kabel di bagian bawah papan. Dudukan baterai dan PCB dipasang di dalam kotak plastik. Itu bisa berupa kotak plastik apa saja dengan dimensi yang tepat, saya menggunakan kotak persimpangan tahan lembab. Kotak dipasang di bawah atap garasi dan kabel diarahkan melalui pipa plastik.

Pada foto kotak pengirim terdapat beberapa bagian yang bukan merupakan subjek dari artikel ini. Saya menambahkan beberapa elektronik lagi di dalam kotak.

Penerima

Komponen penerima dapat ditempatkan di kotak universal apa pun. Saya telah menggunakan kotak plastik dari bel pintu nirkabel lama. Bagian disolder pada PCB prototipe lagi, termasuk kedua dioda yang dipimpin. Ada soket untuk modul MCU dan HC-12, dan konektor pria yang disolder di papan untuk speaker, tombol Reset, dan voltase daya. Di cover depan dibuat lubang untuk led, di bagian atas untuk tombol Reset dan antena.

Pengaturan

Seperti yang telah ditulis oleh penulis proyek asli, ada banyak dan banyak alasan, yang dapat mencegah komunikasi yang berhasil antara pengirim dan penerima. Pertama-tama, periksa koneksi kabel dan penyolderan. Jika semuanya baik-baik saja, cobalah untuk menjalin komunikasi dengan kedua unit yang diletakkan di atas meja, berdampingan. Jika ada masalah, periksa modul HC-12 di sirkuit sederhana dengan arduino, pada dua papan tempat memotong roti. Gunakan instruksi sesuai artikel yang sangat bagus tentang modul: Komunikasi jarak jauh Ada perangkat lunak sederhana HC-12 messenger. Muat perangkat lunak yang sama ke arduino dan periksa komunikasi. Jika OK, kedua modul baik.

Sebagai langkah selanjutnya, cobalah untuk memperluas arduino uno dengan HC-12 pada papan tempat memotong roti, ke semua komponen pengirim dan penerima, dan memprogram kedua arduino. Dalam hal ini, periksa pin arduino uno dibandingkan dengan Attiny-85 dan Nano dalam file ino dan ubah nomor pin, jika perlu. Untuk alasan ini, saya telah menambahkan di dalam file ino yang sesuai dengan pin arduino di baris komentar. Jika masalah tetap ada, coba temukan kesalahan dalam pemrograman, menggunakan serial perangkat keras. Dengan cara ini, Anda dapat memasukkan beberapa titik kritis program, memeriksa pesan, dan melihatnya di monitor serial. Anda dapat melihat, bagian mana dari program yang selesai dan mana yang tidak. Simulasikan sakelar untuk surat dan garasi dengan menyentuh kabel. Setelah pemecahan masalah, ganti papan belakang dengan MCU (Attiny dan Nano).

Komunikasi pertama antar unit harus dilakukan di atas meja. Jika semuanya baik-baik saja, pasang unit di tempatnya dan periksa lagi.

Terima kasih telah membaca dan semoga berhasil.