Posta Kutusu ve Garaj Kapısı Bildirimi: 5 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu Instructables, Johan Moberg Posta Kutusu Bildiricisine dayanmaktadır. Bu projeye kıyasla bazı değişiklikler yaptım:

1. Evimden uzakta sadece posta kutusu değil, garaj da var. Yola yakın bir yerdeler ve ev arazinin yaklaşık 50 m içinde yer alıyor. Çok hassas uzaktan kumandalı garaj kumandası nedeniyle, birkaç kez oldu, garaj kapısı yanlışlıkla açıldı. Şimdi garaj kapısının kapalı olup olmadığını tam olarak bilmek istiyorum. Bu nedenle, orijinal projeyi bir kez daha, garaj kapısı kontağı için genişletiyorum.
2. Göndericideki MCU (Mikroişlemci Kontrol Birimi), düşük güç tüketimi için önemli olan Attiny-85 olarak kalır. Yeterli sayıda dijital pin yok (Reset pin kullanmayı sevmiyorum) ve basit bir donanım çözümü ile bir sorunu çözüyorum.
3. Alıcı gösterimi optik ve akustik sinyallerle yapılır. Optik sinyaller ledler ile yapılır ve akustik sinyaller için devre üreten şarkı eklenir. Göndericideki MCU (Mikroişlemci Kontrol Birimi) değiştirilmiştir ve Arduino Nano'dur. Başlangıçta Attiny-85'i kullanmak isterdim, ancak bir tane daha boş pin olmaması büyük engeldi. Basit bir donanım çözümü yoktur.
4. Yukarıdaki donanım değişikliğini korumak için Arduino yazılımında küçük değişiklikler yapıldı.
5. Her iki birim de (gönderici ve alıcı) çalışıyorsa, kablosuz yarı çift yönlü iletişim iyi çalışıyor. Ancak, her iki üniteden biri arızalanırsa (düşük pil vb.), diğer ünite çalışmaya devam eder ve iletişim (alıcı) gibi davranır. Böyle bir durumda herhangi bir sitede hata giderilse dahi iletişim kesilir. Çözüm: Yeni bir iletişim oluşturulmalıdır. Bu nedenle göndericiye göstergeli reset devresi eklenmiştir.

Açıklama

Proje, gönderici ve alıcı olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Garaj sahasında bulunan gönderici, posta kutusu kontağından ve garaj kapısı açık kontağından gelen sinyalleri algılar. Bu kontaklardan biri aktifse verici HC12 alıcıya kablosuz sinyal gönderir. Alıcıda, ilgili led ve çalınan şarkı yanıp sönerek "posta geldi" veya "garaj kapısı açık" gibi "alarm" durumu gösterilir. Alıcı ünitesindeki reset butonu ile gösterge iptal edilebilir ve yeni bir alarm bekleme durumu başlatılır.

maksimum mesafe

HC-12 iletişim modülü, 1,8 km'ye kadar mesafe için ayrılmıştır. Ancak bu değer teoriktir ve açık havada ulaşılabilir. Bina içi maksimum menzil daha kısadır. Basit tel anten ile yaklaşık 100m mesafeye ulaşmakta zorlandım. Bu durumda her iki ünite de maksimum aralığa ayarlandı - FU4 modu ve 1200 baud hızı. Bir birim binanın içinde, 4 kalın duvarın arkasındaydı. SMA ile anten bağlantısı kuruldu, ancak kararlı değil. Bu durumda, alıcı birimin garajın bulunduğu alana (sadece bir duvar) yönelik odaya yerleştirilmesiyle sorun çözüldü.

Tecrübelerime göre. SMA antenlerini uygun uzatma kablosuyla kullanmanızı tavsiye ederim. Bu kablo her iki taraftaki konektörlerle eşleşmelidir (anten SMA konektörü ve HC-12 Ipex konektörü).

Adım 1: Parçalar ve Araçlar

Kullanılan aşağıdaki parçalar vardır:

Daha az yaygın parçalar için bağlantılar sağlanır.

Gönderen:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Dirençler 68, 150, 1k, 10k
• Diyot Schottky SR240, ebay
• Evrensel diyot, 1N589 veya 1N4148
• Terminal bloğu, banggood
• SMA Anteni, ebay
• Kapasitörler 1000M
• Transistör NPN, S9013, 2N2222 veya benzeri
• Pil AA tutucu (3 adet) ve piller
• Sıfırlama için Mikro C + NO + NC'yi değiştirin
• Led 5mm mavi
• Posta ve garaj kapısı anahtarları için reed kontaklar, banggood
• Mıknatıslar, banggood
• Prototip PCB, banggood
• Konektörler XH, banggood

Alıcı:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Voltaj sabitleyici 7805T
• Melodi IC UM66
• Transistör NPN, S9013, 2N2222 veya benzeri
• Dirençler 2x470, 10k
• Trim Pot 10k
• Küçük hoparlör
• Anahtar Sıfırlama, banggood
• Led 10mm, yeşil ve sarı
• Evrensel diyot, 1N589 veya 1N4148
• Kondansatör 2x10M, 1000M
• Ana adaptör 220V AC - 5V DC
• SMA Anteni
• Ana adaptör için jak konektörü, banggood
• Led 10mm, 2 adet yeşil ve sarı
• Konektörler XH, banggood

Aletler:

• HC-12'yi ayarlamak ve Attiny-85'i programlamak için Arduino-uno Rev3 kartı
• Havya
• multimetre
• ekmek tahtası

2. Adım: Gönderen

Gönderici şeması yukarıdaki resimde.

Piller üç adet AA tipindedir. Pik tüketimleri, ilk iletişimin başlatıldığı (yaklaşık 100mA) sırasındadır. Bu süreyi mümkün olduğunca kısaltmaya çalışın. Bekleme süresi boyunca tüketim çok düşüktür (1ma'dan az) ve alarm sırasında tüketim kısa süre için yaklaşık 40mA'dır. D1, piller yeniyse devreleri aşırı voltajdan korur.

SW3, R1, C1 reset devresi oluşturur. Reset sonrası durum göstergesi, mavi led D4'tür. Bu led reset sonrası yanmalı ve "gönderen bağlantı kurmaya hazır" göstermelidir. Mavi led yanıyorsa alıcı üzerindeki Reset butonuna basılarak iletişim başlatılabilir.

D2 ve D3, düşük ileri voltajlı Schottky diyotlardır. Bu diyotlar nedeniyle, "garaj kapısı açık" anahtarı, "posta geldi" anahtarıyla aynı yazılım kesintisini kullanıyor. SW1 (posta) toprağa bağlıysa, kesme ve posta için alarm etkinleştirilir. SW2 (garaj) toprağa bağlıysa, garaj alarmı ile birlikte posta için kesme etkinleştirilir. Bu şekilde MCU'da bir eksik pin çözüldü.

Uygun alarm gösterimi yazılım tarafından yapılır. Bu donanım çözümü, yalnızca bir basit kesmenin kullanılmasına izin verir.

Attiny-85 ve HC-12'nin açıklaması, bahsedilen Johan Moberg Instructables içinde çok iyi yapılmıştır.

Adım 3: Alıcı

Alıcı, 220V AC ila 5V DC adaptör ile ana güçten beslenir. DC çıkış akımı yaklaşık 0,3A olan herhangi bir küçük adaptör olabilir. Adaptör çıkış voltajı çıkış akımına bağlı olduğundan (düşük akımda yaklaşık 8V voltaj vardı), basit voltaj sabitleyici IC1'i ekledim. Diyot D1, HC-12 için voltajı düşürür.

Arduino Nano çıkış D7, alarm durumu sırasında IC2 melodi üretecine yaklaşık 4V voltaj bağlar. T1 sinyali hoparlöre yükseltir. Hacim, değişken direnç R4 ile ayarlanabilir. Bu dirence erişmek için alıcı kapağında bir miktar delik bırakmanızı tavsiye ederim. D5 ve D6, alarm ledleri için çıkışlardır. D3, D4 pinleri HC-12'ye bağlanır ve seri haberleşme sağlar. D2 pini "Reset" anahtarının giriş ve algılama durumudur.

Sıfırlama anahtarı iki işlev için kullanılır:

1. İlk bağlantıyı etkinleştirin. Bastıktan sonra iletişim başlamalıdır.
2. Bağlantı kurulduktan ve alarm oluştuktan sonra, Reset butonu alarmı sıfırlayabilir ve "bekleme" için alıcı durumunu değiştirebilir.

LED göstergesi aşağıdaki gibidir:

1. Her iki led de Açık ve sürekli yanıyor. Bu, alıcı açıldıktan sonraki ilk durumdur. Gönderici hazır - gönderici üzerindeki mavi led Açık ise Alıcı üzerindeki Reset butonu ile bağlantı kurulabilir.
2. Bağlantı kurulduktan sonra her iki led de yaklaşık 2 saniye aralıklarla dönüşümlü olarak yanıp sönüyor.
3. Alarm durumunda ilgili led yaklaşık 1 saniye aralıklarla yanıp söner, diğer led söner.

4. Adım: Yazılım

Eksiksiz yazılıma sahip Arduino ino dosyaları bu adıma dahil edilmiştir.

Gönderici için yazılım MCU Attiny-85'e yüklenmelidir. Attiny'yi programlamak için PC'de Arduino Uno ve Arduino IDE yazılımını kullanın. İnternette nasıl yapılacağına dair birçok eğitim var. Bunu tavsiye ederim Attiny85 Programlama. Programı Attiny'ye yükledikten sonra, çipi Sender devre kartındaki sokete takın.

Arduino Nano'yu programlamak, Arduino Uno'yu programlamakla aynıdır. "Tools" ve "Board manager"da seçilen Nano board ile USB kablosu ve Arduino IDE kullanın. Bu işlem breadboard'a yerleştirilen tahta ile yapılabilir. Programlamadan sonra Nano kartı Alıcı PCB üzerindeki sokete yerleştirin.

Her iki ünite HC-12, Arduino Uno ile aynı parametrelere ayarlanmalıdır. Talimatlar orijinal Talimatlardadır.

Adım 5: Donanım ve Ayar

En kritik parçalar posta ve garaj kapısı için kontaklardır. Bu kontaklar, posta kutusu içine ve garaj kapısı mekanik rayına, kapanma sırasında kapının ulaştığı yere yerleştirilir. Posta kutusu kontağı, manyetik anahtar ve neodimyum mıknatıstan oluşur. Reed anahtarı, harfleri yerleştirmek için deliğin bir tarafında kutunun içine yapışkan bant ile monte edilir. Mıknatıs, posta kapağına öyle bir şekilde takılır ki, kısmen açık olan kapak, anahtarı etkinleştirir. Kablolar küçük bir XH konektörüne bağlanır.

Garaj kapısı için aynı kontak çözümü kullanılır. Bu durumda limit switch ile de kontak oluşturulabilir. Hangi varyantın seçileceği size kalmış. Ancak birkaç olasılık daha var: Aynı garaj sistemlerinde, garaj kontrol kutusunun içinde limit anahtar kontaklı terminal bloğu olabilir. Bu durumda, kabloları yetkili vidalara bağlamanız yeterlidir.

Gönderen

Parçalar, daha küçük boyuta kesilmiş prototip PCB üzerine yerleştirilir. Kart üzerinde HC-12 modülü ve Attiny-85 için yerleştirilmiş soketler, pil için konektörler ve her iki alarm kontağı için terminal blokları bulunmaktadır. Kartın dışına Reset anahtarı, mavi led ve SMA anteni yerleştirilmiştir. Diğer tüm bileşenler PCB üzerinde lehimlenir ve kartın alt kısmında teller ile bağlanır. Pil tutucu ve PCB plastik kutunun içine monte edilmiştir. Uygun boyutlarda herhangi bir plastik kutu olabilir, neme dayanıklı bağlantı kutusu kullanıyorum. Kutu garaj çatısının altına monte edilir ve teller plastik borulardan geçirilir.

Gönderici kutusunun fotoğrafında bu yazının konusu olmayan bazı kısımlar var. Kutunun içine biraz daha elektronik ekledim.

Alıcı

Alıcının bileşenleri herhangi bir evrensel kutuya yerleştirilebilir. Eski kablosuz kapı zilinden plastik kutu kullandım. Parçalar, her iki led diyot dahil olmak üzere tekrar prototip PCB üzerine lehimlenmiştir. MCU ve HC-12 modülü için soketler, hoparlör, Reset butonu ve güç voltajı için kart üzerinde lehimli erkek konnektörler bulunmaktadır. Ön kapakta ledler, üst kısımda Reset butonu ve anten için delikler açılmıştır.

Ayar

Orijinal projenin yazarının yazdığı gibi, gönderici ve alıcı arasındaki başarılı iletişimi engelleyebilecek birçok neden vardır. Her şeyden önce, tel bağlantısını ve lehimlemeyi iki kez kontrol edin. Her şey yolundaysa, yan yana masaya yerleştirilmiş iki ünite ile iletişim kurmaya çalışın. Eğer sorun varsa, iki breadboard üzerinde arduino ile basit devrede HC-12 modüllerini kontrol edin. Modül hakkında çok iyi makaleye göre talimatları kullanın: Uzun Menzilli İletişim Basit bir yazılım HC-12 messenger var. Aynı yazılımı hem arduino'ya yükleyin hem de iletişimi kontrol edin. Tamam ise, her iki modül de iyidir.

Bir sonraki adım olarak, arduino uno'yu breadboard üzerinde HC-12 ile tüm gönderici ve alıcı bileşenlerine genişletmeye çalışın ve her iki arduinoyu da programlayın. Bu durumda arduino uno pinlerini ino dosyalarında Attiny-85 ve Nano ile karşılaştırarak kontrol edin ve gerekirse pin numaralarını değiştirin. Bu nedenle açıklama satırlarına arduino pinlerine karşılık gelen ino dosyalarının içine ekledim. Sorun devam ederse, donanım serisini kullanarak programlamada hatayı bulmaya çalışın. Bu sayede programın bazı kritik noktalarına giriş yapabilir, mesajları kontrol edebilir ve seri monitörde görebilirsiniz. Programın hangi bölümlerinin tamamlandığını ve hangilerinin tamamlanmadığını görebilirsiniz. Kablolara dokunarak posta ve garaj anahtarlarını simüle edin. Sorunu çözdükten sonra arka panoları MCU'lar (Attiny ve Nano) ile değiştirin.

Üniteler arası ilk iletişim masa üzerinde yapılmalıdır. Her şey yolundaysa, birimleri yerine monte edin ve tekrar kontrol edin.

Okuduğunuz için teşekkürler ve iyi şanslar.