من مصباح يدوي إلى مستشعر الحركة باستخدام ESP8266 و MQTT: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

في هذا المنشور ، سأقدم العناصر أدناه:

• تحتاج المصابيح إلى دائرة تيار محدودة
• كيفية صنع مصباح يدوي
• قم بإضاءة تعمل بالبطارية المحمولة ، وقم بتعتيم مصابيح LED بواسطة ESP8266 عبر MQTT

الفيديو هو خلاصة وشرح قصير لكيفية عمل ذلك ،

لقد خططت لتضمين مستشعر PIR ، لكن البرنامج التعليمي يستغرق وقتًا طويلاً بحيث يتم تقديم مستشعر PIR في الجزء الثاني من هذا الموضوع

لذلك دعونا نبدأ.

الخطوة 1: يجب أن تكون المصابيح الحالية محدودة

بالنسبة للمبتدئين ، يعد هذا أمرًا غريبًا عند التفكير في كيفية تشغيل المصباح المتوهج أو الفلوريسنت. لا داعي للقلق ، فهذه المصابيح LED الموجودة على الرف تأتي بالفعل مع محول طاقة تيار متردد إلى تيار مستمر وتيار مقيد. ولكن سيكون من الجيد أن تصنع شيئًا من الصفر.

مفتاح واحد لتشغيل مؤشر LED هو دائرة تحديد التيار. يعمل هذا كصمام للتيار بحيث أنه بمجرد أن يصبح الجهد المطبق على LED موصلاً ، لا يمكن أن يكون التيار المتدفق عبر مصابيح LED أكبر من التيار الذي تنظمه الدائرة. عادة ما يكون فشل LEDs ناتجًا عن ارتفاع درجة الحرارة. لا توجد دارة حالية في مكانها هي طريقة مؤكدة لحرق مصابيح LED في بضع ثوانٍ. بالمناسبة ، تثبيت رقائق LED ، تلك التي تأتي على إطار الألمنيوم ، في غرفة التبريد تقلل من رقاقة LED ويوصى بها بشكل عام.

كنت أخدش رأسي كثيرًا عندما تعلمت هذا في عام 2015 ، وما زلت أحك رأسي (لأسباب مختلفة). لقد تعلمت من هذا البرنامج التعليمي وشرحه الواضح أنقذني بعض الخدوش.

الدائرة مرفقة. تشير الخطوط الغامقة إلى مسار الحمل الرئيسي ، بينما تشير الخطوط الرفيعة إلى آلية التحكم للتحكم في تيار المسار الرئيسي الذي يبلغ حوالي 150 مللي أمبير. تحتوي ويكيبيديا على مقالة قصيرة وبعض المراجع مرفقة. يمكن بناء الحد الحالي باستخدام ترانزستور عن طريق استبدال MOSFET بترانزستورات ذات حمل تيار متوسط مثل BD135 و BD139.

الخطوة 2: اصنع مصباح يدوي

الأجزاء المطلوبة:

1. N-channel MOSFET (IRF540N $ 1.62 / 10PCS ، 30N06 ،.1.75 / 10PCS)
2. ترانزستور NPN (مثل S8085)
3. 3.9 أوم - 2 واط المقاوم ، التيار محدود حول 0.6 / 3.9 = 153mA
4. 100kR (1/4 واط) المقاوم
5. مفتاح قفل بالدفع
6. يوجد 0.5 وات 8 مم LED ، 3.18 دولار / 100 قطعة هنا
7. بطارية ليثيوم 18660. لقد أنقذت القليل منهم من بنك الطاقة. بطارية كمبيوتر محمول (4 ، 6 ، 8 خلايا) مصنوعة من 18650 خلية ولكنها حذرة مع هذه الأشياء.
8. دفعة واحدة تصل إلى 12 فولت ، مثل هذه ، 0.56 دولار
9. 1 شاحن ليثيوم مثل هذا ، 0.30 دولار

يتمثل الاختلاف الرئيسي في الدائرة أعلاه في استخدام بطارية ليثيوم (18660) مع لوحة تعزيز بدلاً من محول طاقة 5 فولت نموذجي.

تُظهر الصورة الأخيرة المصباح اليدوي الأخير وكان يشحن من أي مصدر USB صغير (> 1A).

الخطوة 3: إنترنت الأشياء باستخدام هذا المصباح؟

أقسم هذا الجزء إلى ثلاث خطوات:

• اعداد مشترك (هذا)
• إعداد خادم MQTT (الخطوة التالية)
• وإعداد الناشر (التالي)

القطع:

أولاً ، نعم ، لقد استخدمت هذه الكلمة الطنانة ، والمعروفة أيضًا باسم IOTs ، ولكن هذا يمكن أن يكون مزيجًا جيدًا من استخدام الدائرة في الخطوة 2 مع ESP8266 ثم التحكم في شدة الضوء بطريقة MQTT.

أجزاء الدائرة متطابقة ، باستثناء:

1. استبدل زيادة 12 فولت بواسطة لوحة التعزيز MT3608 ، 1.92 دولارًا / 5 قطع ، يمكن لهذا الجهاز زيادة جهد بطارية 18650 (حوالي 3.7 فولت) إلى 28 فولت ، وهو ما يكفي لتشغيل 8 LEDs (بدلاً من 3).
2. يتم توصيل وضع عدم الدفع في المحول بـ GPIO 1 أو 2 في ESP8266 لإشارة PWM.
3. ESP8266 01 ، 1.68 دولار لكل منهما. مثل هذه
4. AMS1117 3.3 فولت ، منظم الجهد لـ ESP8266 ، بعض المكثفات
5. وحدة USB لفلاش ESP8266 ، 0.78 دولار / قطعة مثل هذه

بالمناسبة. هذه الروابط للراحة.

لحام وتحميل:

• لحام الأجزاء معًا ، واستخدام المخططات أعلاه. قد توفر لك بعض دارات الجهد 3.3 المعدة مسبقًا بعض الوقت (1.38 دولار / 5 قطع مثل هذا). لقد كنت مرتبكًا لتذكر الدبوس عند قلب لوحة PCB وانتهى بي الأمر بإرضاء بعض منظم الجهد AMS1117.
• التالي. قم بإجراء تعديل صغير كما في الصورة الثالثة للضغط باستمرار على GPIO 0 إلى GND ، انقر بسرعة على RST Pin مع دبوس GND لوضع ESP8266 في Flashmode.
• قم بتنزيل الكود هنا من GitHub الخاص بي ، وقم بتحميل الكود إلى ESP 8266 باستخدام Arduino IDE.

لقد أبرزت السطر لإظهار الموضوع الذي اشترك فيه المشترك. سيتم تمرير أي رسالة يتم نشرها في هذا الموضوع إلى العملاء الآخرين (المشتركين) لهذا الموضوع. ستستمع EPS8266 في هذه الدائرة إلى رسالة JSON المنشورة في الموضوع وتتبادل إذا تم إجراء تغيير في القناة الثالثة

* ذات مرة ، اعتقدت أنه يمكنني وضع مقاوم منسدل (100 كيلو) لتأريض بوابة MOSFET عندما لم يتم تقديم ESP8266. يعمل هذا في حالة عدم وجود ESP8266 ، ولكن مع ESP8266 ، يقوم المقاوم أيضًا بسحب GPIO0 أو 2 إلى GND ، مما يجعلها في وضع الفلاش أو لا يتم التمهيد (عندما يكون GPIO2 منخفضًا)). سترى لونًا أخضر ثابتًا إذا حدث هذا.

الخطوة 4: إعداد خادم MQTT

MQTT (النقل عن بُعد لخدمة وضع الرسائل في قائمة انتظار) هو بروتوكول مراسلة يعتمد على طريقة النشر والاشتراك. يُطلق على الجهاز الذي يستضيف رسالة MQTT الواردة والصادرة اسم الوسيط. مثل وسيط حقيقي ، فإنه يستضيف التبادل بين الناشرين (البائعين) والمشتركين (المشترين). لا مال يغير يد هؤلاء. هناك الكثير من الدروس لهذا الغرض.

ها هي الخلاصة. Raspberry Pi هو الجهاز الأكثر شعبية لهذا الغرض. أولا ، قم بتثبيت MQTT من خلال:

سودو apt-get install mosquitto mosquitto-customers

اختبر ما إذا كان خادم MQTT يعمل عن طريق فتح محطتين على Raspberry ، أحدهما اكتب السطر الأول والآخر للخط التالي:

mosquitto_sub -h localhost -t "yourtopic"

mosquitto_pub -t "yourtopic" -h localost -m "قل شيئًا"

يجب أن ترى "قل شيئًا" يظهر على المحطة الأولى. والله! إنها تعمل.

يمكن استخدام "#" للاستماع إلى أي موضوع ، استبدل "yourtopic" بـ "#"

الآن أنت لا تريد أن يقوم شخص ما بالنشر أو الاشتراك في خادم MQTT الخاص بك ، يجب عليك إعداد كلمة مرور ، والقيام بذلك عن طريق:

مؤتمر نزع السلاح ~

mosquitto_passwrd -c pwfile mqtt_user

يمكن أن تكون mqtt_user أسماء مستخدمين أخرى تعجبك ، أدخل كلمة المرور مرتين ، وقم بتحديث ملف.conf عن طريق:

sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf

يضيف هذين السطرين:

allow_anonymous false

password_file / home / pi / pwfile

ثم أعد تشغيل البعوض عن طريق:

sudo systemctl إعادة تشغيل البعوض

قم بإجراء اختبار من خلال تضمين الاسم بكلمة مرور مثل:

mosquitto_sub -h localhost -t "yourtopic" -u "mqtt_user" -P "123456"

mosquitto_pub -h localhost -t "yourtopic" -u "mqtt_user" -P "123456" -m "هل هذا مؤمن؟"

أيضًا إذا رفض MQTT الاتصال ، فجرب هذا لوضع خدمة MQTT في خلفية نظام Linux عن طريق:

البعوض د

لقد وجدت هذه المراجع جيدة لإلقاء نظرة. لقد تعلمت شيئًا من هذين اليوم.

1. Adafruit:
2. Stees- internet-guide.com

الخطوة 5: قم بإعداد الناشر

لهذا ، أقوم بإنشاء لوحة تحكم بسيطة لدفع الرسالة إلى خادم MQTT. في وضع الاستعداد ، تعرض شاشة LCD الساعة.

القطع:

1. شاشة عرض SSD1306 ، 2.41 دولار لكل منها
2. EPS8266 WEMOS D1 Mini ، 2.53 دولار لكل منهما
3. مقياس الجهد
4. مفتاح منزلق 4 دبوس.
5. اثنين من المصابيح 3 مم ،
6. بعض المقاومات

لحام:

إليك مخططات هذه المحطة:

قم بتحميل الكود:

يعد WEMOS ESP8266 ذو العلامات التجارية ممتعًا للعمل معه. ما عليك سوى USB صغير ، اضغط على زر التحميل في Arduino IDE ، وميض الشريحة. الكود موجود هنا (جيثب):

لنشر رسالة ، اضغط على المفتاح لتشغيل المصباح الأخضر (وإيقاف تشغيل الأحمر) ، ثم حرك الدبوس لأعلى واضبطه ، وأخيراً اضغط على الزر مرة أخرى لدفع الرسالة إلى خادم MQTT. يمكن أن تنشر لوحة القيادة رسالة JSON إلى 4 قنوات.

ألق نظرة على التمييز الموجود في الكود (لقطة شاشة). هذا هو الموضوع الذي تدفع لوحة القيادة الرسالة إليه ، ومصابيح LED الخاصة بنا حريصة جدًا على رؤية أي جديد من رسالة JSON

هذا عن ذلك. آمل أن يكون البرنامج التعليمي مفيدًا.