يوم جيد! في هذه المقالة ، أود أن أتحدث عن تنفيذ الأجهزة على وحدات ESP. تم بالفعل الكشف عن موضوع الأجهزة المماثلة على الإنترنت ، ولكنه لم يعد وثيق الصلة بالموضوع.
فكرةلقد كنت أفكر منذ فترة طويلة في تنفيذ نظام عرض وتحكم معين في شقة ، ولكن لم أتمكن من العثور على أي تطبيقات لأجهزة الاستشعار المتوفرة للبيع ، على وجه التحديد لنفسي. أول شيء كان مرتبكًا هو وجود خادم معين (قطعة حديد منفصلة) يجمع البيانات والعمليات ويلقيها في مكان ما للعرض. أرغب في الحصول على نظام قابل للتطوير من الأجهزة المستقلة ، ويفضل أن يعمل مع تطبيق واحد ، على النحو الأمثل إذا كان التطبيق جاهزًا ، والذي بدا مستحيلًا تقريبًا (بالنظر إلى المستقبل ، سأقول أن هناك مثل هذا التطبيق ويمكن تكوينه بمرونة تمامًا لمهامنا). وبالطبع أردت عمل خط من أجهزتي.
متطلبات النظام- عدم وجود خادم الأجهزة ("الوحدة المركزية").
- أجهزة استشعار / ضوابط مستقلة.
- يجب أن تكون أجهزة الاستشعار لاسلكية.
- عند تغيير تكوين أنواع المستشعرات وأنواعها ، يجب ألا يكون هناك اعتماد (يجب ألا يكون من الضروري إضافة جهاز جديد "لرؤية" شيء ما على الآخرين).
- إذا كان ذلك ممكنًا ، يجب أن تعمل المستشعرات بالبطارية.
- إذا لزم الأمر ، يجب أن تكون المستشعرات قادرة على التهيئة ، ولكن بدون حفر في الرمز (الويب الأمثل).
- الإخطارات. هذا مطلب منفصل. لقد اعتدنا جميعًا على استخدام الهواتف المحمولة وتلقي الإخطارات على الفور.
هذه ليست قائمة كاملة من "قائمة الرغبات" ، ولكن هذه هي القوائم الرئيسية.
ابحث عن حلجاء حل إنشاء النظام بعد ذلك بقليل. أولاً ، تم تطوير الجهاز الأول ، والذي سأكتب عنه في هذه المقالة.
جزء الأجهزة. ESP-12E و ESP32. يتم تنفيذ جميع المشاريع الموضحة أدناه في الوحدة الأولى. تحتوي الوحدة الثانية على العديد من المشاريع التجارية التي لن يتم تناولها في هذه المقالة.
هناك العديد من المقالات والمنتديات على الإنترنت حول ESP-12E ، ولن أكرر كل الإيجابيات والسلبيات. حدثت جميع "المقابس" بشكل أساسي بسبب نقص الخبرة في العمل مع الوحدة ومع البيئة ، من حيث المبدأ.
الشكل 1. صورة ESP-12E.جزء البرنامج. تمت كتابة البرنامج الثابت لـ ESP في Arduino IDE. يعمل تطبيق Blynk على جانب الهاتف / الجهاز اللوحي. هذا منشئ ملائم للغاية لعرض البيانات. يحتوي التطبيق على خادم سحابي حيث تقوم الأجهزة (أجهزة الاستشعار) بإرسال البيانات ، ويتلقى Blynk البيانات ويسمح بعرضها (www.blynk.cc). بنفس الطريقة يتم تنظيم الملاحظات مع الجهاز. الأهم من ذلك ، يمكن لتطبيق واحد جمع وعرض البيانات من أجهزة متعددة.
الشكل 2. لقطات من التطبيق.في وقت لاحق ، سننشر مقالًا عن البرامج والروابط إلى المصادر. أفعل الأجهزة. يتم تنفيذ البرنامج من قبل زميلي.
الثلاثي الأول لأجهزة الاستشعار1.
OpenWindAir مستشعر ثاني أكسيد الكربون.
بنيت على أساس وحدة Wi-Fi ESP-12E. يتم القياس باستخدام مستشعر CO2 MH-Z19. وهو معروف على نطاق واسع ويسمح لك بأخذ القياسات بسرعة وبدقة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الجهاز على مستشعر درجة الحرارة والرطوبة المدمج AM2302. هناك أيضًا دعم لجهاز استشعار خارجي للاستخدام ، على سبيل المثال ، مع نظام مراقبة الأشخاص. يتم تشغيل الجهاز بواسطة miniUSB من جهاز كمبيوتر أو مصدر طاقة 5 فولت. المنبهات LED والصوت المنفذة (يمكن إيقاف تشغيل الأخير من التطبيق ، أو استخدامه على مدار الساعة - حتى لا تستيقظ في الليل).
2.
LifeOfFlowers استشعار رطوبة التربة للنباتات.
بنيت على أساس وحدة Wi-Fi ESP-12E. يحدث قياس رطوبة التربة باستخدام قطب عالق في الأرض (جزء من لوحة الجهاز). ما هو مهم - يتم تلميع القطب ، مثل اللوحة بأكملها (هنا كان علي أن أتجول بالقياسات) ، مما سيمنع تسوس الاتصال. بالإضافة إلى رطوبة التربة ، يقيس الجهاز الرطوبة ودرجة الحرارة المحيطة (AM2302) والضوء وبطارية البطارية. نعم ، تعمل LifeOfFlowers من 1 إلى 3 سنوات على بطاريتين AAA (يعتمد وقت التشغيل على معدل التحديث).
3.
تحذير تسرب
المياه الاستشعار.
بنيت على أساس وحدة Wi-Fi ESP-12E. يتم القياس باستخدام الأقطاب الكهربائية المدرجة في حاوية IP-65. يعمل الجهاز ببطاريتين AAA (أو AA) ، ووقت التشغيل هو عام واحد أيضًا. أبعاد الجهاز 55x55x30mm فقط. للبدء ، تحتاج إلى وضع الجهاز في مكان يحتمل أن يكون خطرًا وسوف يشير إلى وجود الماء على الأرض. يعرض التطبيق أيضًا جهد البطاريات ، حتى لا تنسى استبدالها في الوقت المحدد.
OpenWindAir - تنفيذ الأجهزةهنا لا يمكنك العثور على رتوش الدارات هنا ، كل شيء بسيط وعلى أوراق البيانات. إذا كان شخص ما يحتاج إلى دائرة ، يمكنني إعطائها.
تكوين الجهاز:
ESP8266 ESP-12E - الوحدة نفسها ، المسؤولة عن جمع البيانات ومعالجتها وإرسالها. 3.3V امدادات الطاقة.
MH-Z19 - مستشعر تركيز ثاني أكسيد الكربون. يعمل على UART ، يقيس ما يصل إلى 5000 جزء في المليون ويعمل بالطاقة بجهد 5 فولت.
AM2302 - قياس الرطوبة ودرجة الحرارة. نظرًا لوجود المستشعر داخل الغلاف ، يجب إدخال ثوابت المعايرة ، وبيانات القياس هي للإشارة. للحصول على قياسات أكثر دقة ، يتم استخدام جهاز استشعار عن بعد.
1-1462037-8 (IM03TS) - مرحل ، لتحويل التيار المنخفض ، في حالة اللعب فقط. من حيث المبدأ ، هذا أمر مثير للاهتمام ، لكنهم لم يأتوا بعد بالتطبيقات (يتم إخراجه إلى نفس الموصل الخارجي مثل مستشعر الرطوبة الخارجي).
CP2102-GM - USB-UART. نعم ، قررنا إنشاء سجلات جميلة لعرض المعلومات في الوقت الفعلي ، وتبين أنها مريحة للغاية ، يمكنك مشاهدة البيانات في المحطة ، ومشاهدة ترتيب التنزيل ، وتصحيح الأخطاء.
LM1117MP-ADJ - LDO لـ 3.3 فولت.
هناك أيضًا صافرة وزوج من الأزرار وثلاثة مصابيح LED. بالإضافة إلى عتبات تركيز ثاني أكسيد الكربون ، تشير مصابيح LED إلى عملية تحميل الجهاز والاتصال بنقطة وصول (أو العمل دون اتصال) وعملية التحديث.
يقوم الجهاز بتنفيذ تحديث OTA. نرمي البرامج الثابتة على أي خادم (بعد وصفها) ، نضغط على الزر ونطبق الطاقة وتبدأ عملية البرامج الثابتة. بعد الوميض (أو إعادة التشغيل) لفترة محددة ، يمكنك الانتقال إلى واجهة الويب (يظهر الجهاز كنقطة وصول) والقيادة في إعدادات الشبكة - بعد ذلك يصبح كل شيء جاهزًا للعمل.
الشكل 3. صورة للوحة مع المكونات.أريد أن أكتب قليلاً عن شكل وميزات لوحة الدوائر المطبوعة. أثناء الاختبار ، وجد أنه أثناء الاستخدام المطول لشبكة Wi-Fi ، تقوم الوحدة بتسخين اللوحة. لن يكون هذا حرجًا إذا كان مستشعر درجة الحرارة والرطوبة المدمجين داخل العلبة. اضطررت إلى نشر وحدة ESP مع وحدة التغذية وأجهزة الاستشعار في اتجاهات مختلفة ، وقمت أيضًا بعمل قطع في اللوحة ، حيث لا يزال يتم إدخال قسم خاص ، مثل المصمم. وبالتالي ، لا يوجد خلط للهواء داخل العلبة وقياسات درجة الحرارة والرطوبة أكثر موثوقية.
الشكل 4. صورة القسم على السبورة.الإسكانكانت هناك العديد من الشكوك - كنت أرغب في الحصول على معدن جميل ، وجسم انسيابي مع شريط غير لامع من المؤشرات ، وما إلى ذلك ، ولكن كما هو الحال دائمًا ، جاء الحد الأدنى إلى الإنقاذ. حدد عامل الشكل للحالة وجود مصابيح LED 5mm في المدرسة القديمة ، والتي ، كما اتضح ، مريحة للغاية. نظرًا لكونها محدبة - يتيح لك هذا وضع الجهاز ، على سبيل المثال ، على الرف وستظل الإشارة مرئية بوضوح. كانت العلبة نفسها مقطوعة بالليزر من زجاج شبكي 2 مم.
قمنا بعمل العديد من الخيارات ، بألوان مختلفة ومع مزيج من الألوان ، وكذلك من مواد مختلفة. يبدو لائقًا جدًا. حتى أنني حاولت جعله من PCB على الفور بترتيب لوحات الدوائر المطبوعة. في الوقت الحالي ، نفكر في خيار تصنيع الحالة عند الإنتاج ، ولكن حتى الآن هذا فقط في الخطط. يمكنني أيضًا وضع النماذج.
الشكل 5. صورة للجهاز.الخططبشكل عام ، هناك خطط لإنشاء عدة أجهزة أخرى (بالإضافة إلى هذه الأجهزة الثلاثة). على سبيل المثال ، يحتوي ESP32 على إيثرنت مدمج (تحتاج فقط إلى الفيزياء) والمزيد من ADCs المضمنة ، والتي ستسمح لك بالاستغناء عن معدد الإرسال ، كما هو الحال مع LifeOfFlowers ، ولكن المزيد عن ذلك لاحقًا.
التهديد. يحتوي Blynk على واجهة برمجة تطبيقات خادم يمكن نشرها (فحصها) بسهولة على جهاز الكمبيوتر. وبالتالي ، يختفي الربط بالخادم.
ZZY. لإعادة تسمية المقالة بشكل سلبي بشكل أقل. عندما ننتقل إلى إدارة المنزل باستخدام الأجهزة ، سأصحح المقالة.
شكرا لكم على اهتمامكم!
ZZZY: كما هو موعود ، إليك رابط لمقال عن البرنامج
geektimes.ru/post/122601