Ding-dong! Jsem si jistý, že i vy máte doma klasický zvonek, který plní svůj účel, ale ne vždy si uvědomujeme, že někdo zvoní: může nás zastihnout v ztraceném koutě, s vysavačem běžícím na plné obrátky, se sluchátky na uších nebo prostě s takovým hlukem kolem, že oznámení doručovatele přehlédneme. Myšlenka proměnit zvonek u dveří v chytrý domácí zvonek Pokud si necháte dostávat upozornění na mobil (a na hodinky, pokud je nosíte), je to skvělý způsob, jak se vyhnout zmeškání doručení nebo návštěv.
Někteří lidé navíc chtějí jít ještě o krok dál a požadovat, aby zvonek u dveří vydával svůj obvyklý zvuk. rozsvítit kontrolku LED a pokud možno, poslat textovou zprávu když někdo stiskne tlačítko. To vyvolává rozumné otázky: měli bychom použít dva mikrokontroléry připojené přes WiFi (například dva ESP32), nebo zvolit něco jednoduššího, jako je rádiové spojení? Měli bychom využít stávající zvonek s napájením 230 V, nebo postavit zcela nový? V následujících řádcích vysvětlím různé přístupy, komponenty, bezpečnou montáž a návrh softwaru s využitím MQTT, OpenHAB a Pushbulletaby projekt dopadl úhledně, krásně a funkční, aniž by vám to komplikovalo život.
Architektura: ze dvou MCU do RF, přes WiFi
Při zvažování designu vás jako první napadne použití dvou mikrokontrolérů ve stejné domácí síti: jeden modul uvnitř, jeden vně, komunikující přes WiFi. Funguje to, ano, ale může to být trochu přehnané a drahé. Pokud používáte dva ESP32 pouze pro jeden zvonek, skutečný cíl je velmi jednoduchý: externí tlačítko, které spouští interní logiku, která pak provádí vše ostatní (zvuk, LED, mobilní upozornění, dokonce i SMS).
Lehčí alternativou je umístit jednoduchý rádiofrekvenční vysílač a přijímač mezi vnějším tlačítkem a vnitřním mikrokontrolérem. Krása spočívá v tom, že strana s tlačítky nepotřebuje plnohodnotný mikrokontrolér: s levným RF modulemDíky baterii a dostatečně dimenzovanému obvodu odešlete signál po stisknutí tlačítka. Uvnitř domu přijme mikrokontrolér s podporou WiFi upozornění z RF přijímače a provede zbytek: vydá zvukový signál „ding-dong“, aktivuje LED diodu, odešle oznámení a v případě potřeby… spustit odeslání SMS prostřednictvím externí služby.
Pokud dáváte přednost zachování stávajícího zapojení a využití... Zvonek 230V Pokud to už máte, existuje další skvělý přístup: detekovat přítomnost napětí když zvoní. Tato detekce, prováděná s galvanickým oddělením, napájí logiku mikrokontroléru WiFi, který událost zveřejňuje a upozorňuje vás. Takto si nevyměníte zvonek"Probudíš ho".
Pro uživatele, kteří váhají s kutilskými projekty, existuje také možnost koupit si univerzální nástroj. Na trhu jsou k dostání. bezdrátové inteligentní vizuální interkomy s ochranou IP65 a kamerou s rozlišením 1080P, která funguje jako videozvonek a zařízení pro obousměrnou komunikaci. Některé obchody dokonce obsahují ovládací prvky „Sdílet“ na stránce produktu a více než jeden nabízí formuláře pro „Viděli jste nižší cenu?“ kde vás požádají o uvedení, zda to bylo v fyzický obchod, provincie a další podrobnosti, aby se zjistilo, zda se rovnají nákladům. To znamená Existují velmi komplexní komerční řešeníAle pokud rádi kutíte, projekt na vylepšení domu bude levnější a na míru.
Bezpečná detekce 230 V: optočlen k záchraně
Mnoho běžných zvonků je napájeno 230 V pouze tehdy, když někdo stiskne tlačítko. Klíč k „naslouchání“ dané události bez rizik Zahrnuje to úplné oddělení výkonové části od logické části. Zde se optočleny: zařízení, která přenášejí signál pomocí světla mezi dvěma samostatnými obvody a zajišťují tak, aby nedocházelo k přímému elektrickému spojení mezi sítí a vaší 3,3V elektronikou.
Abyste si usnadnili život, můžete si koupit plaketa již vyrobena Detekuje napětí 230 V a poskytuje bezpečný výstup pro mikrokontrolér. Tyto desky obvykle obsahují vhodný optočlen a rezistor, které chrání váš mikrokontrolér. Je to rychlé a robustní řešení Pokud to nechcete navrhovat od nuly. Pokud vás baví stavění, druhou možností je si toto schéma sami replikovat pomocí hrstka komponent snadno k nalezení, zachovává filozofii fyzického oddělení moci a logiky.
Věnujte pozornost rozvržení a vzdálenostem: je vhodné ponechat velkorysé oddělení na desce mezi oblastí, kudy protéká 230 V, a oblastí, která napájí mikrokontrolér. Pokud pracujete na perforované desce, ponechte široké mezery a, Pokud můžete, zapouzdřte vše. v chytře navržené krabičce, která zabraňuje nežádoucímu dotyku. Optočleny ze své podstaty dodávají vrstvu klidu, která vám umožní klidně spát.
Dalším důležitým prvkem je napájení: mikrokontrolér, který budeme používat, pracuje na 3,3 VPokud nemáte k dispozici zdroj 3,3 V, můžete snížit napětí z 5 V pomocí regulátoru. LM317Tsprávné nastavení pro stabilní napájení 3,3 V. Tato kombinace (5V zdroj + regulátor) je v domácích projektech velmi běžná. levné a efektivní.
Praktický hardware: ESP-01, 3D pouzdro a kabelový svazek
Pro zajištění WiFi připojení k systému je klasickým a dobře známým kandidátem ESP-01Je malý, cenově dostupný, snadno se programuje a především... dost na zvonek u dveříVe srovnání s ESP32, který je pro větší projekty skvělý, zde ESP-01 více než jen pokrývá čtení událostí, síťové připojení, publikování MQTT a spouštění oznámení.
Ve fyzické sestavě může být zajímavé vše uzavřít do Krabice vytištěná na 3D tiskárně aby byl kompaktní a bezpečný. Když jsou deska plošných spojů ESP-01 a deska napájecího zdroje spojeny (plus prostor pro svorkovnici), Někdy součet sedí téměř dokonale. s prostorem tradičního zvonku s funkcí „ding-dong“. To vám umožní umístit elektroniku blízko samotného zvonku a zachovat vzhled a atmosféru vašeho domova bez jakýchkoli podivných zařízení na očích.
Zapojení je také složité. Nejlepší je to vzít k... plamének Fáze zvonku, fáze pro napájení elektroniky (která musí být oddělená, aby byl mikrofon vždy napájen, i když není stisknutý zvonek) a fáze neutrálníTímto způsobem můžete zjistit, kdy je zvonek napájen, a zároveň udržovat chytrý systém neustále online, aby mohl publikovat události a odesílat oznámení. Všimněte si nařízení: všechno na svém místěa s fyzickým oddělením moci a logiky.
Pro fanoušky kutilství, sestavení obvodu v perforovaný plech Funguje to skvěle, pokud dodržujete sociální distancování. Někteří slibují, že jednoho dne přejdou na zakázkové desky plošných spojů, ale mezitím dobře vyrobená deska s plošnými spoji... Je to skvělé!Pokud chcete návrh zdokumentovat, můžete si schéma uchovat ve svém oblíbeném nástroji (například v souboru EAGLE), což pak usnadní jeho sdílení a kontrolu.
Software a notifikace: přerušení, MQTT, OpenHAB a Pushbullet
Pojďme k „mozku“. V sekci firmwaru pro ESP-01 je efektivním způsobem detekce události použití přerušení bokuJeden praktický detail: definování pin 3 (pin RX sériového portu) jako přerušovací pin, takže když detektor (nebo optický senzor) indikuje přítomnost napětí, spustí se rutina, která označí stav zvonku.
Typická konfigurace v mnoha příkladech používá řádek podobný tomuto: připojitInterrupt(digitalPinToInterrupt(sensePin), onDoorbellStateChange, FALLING);Rutina, ozdobená ICACHE_RAM_ATTR Ve firmwaru ESP8266/ESP-01 by to mohlo vypadat takto: void ICACHE_RAM_ATTR onDoorbellStateChange() { lastTrueState = millis(); doorbellState = true; }Tím se uloží okamžik pořízení snímku a nastaví se stav „někdo volal“ na hodnotu true.
V hlavní smyčce se po uplynutí přiměřené doby značka resetuje, aby umožnila nová upozornění. Zde přichází na řadu dočasná kontrola. pokud (stavZvonku && (nyní – lastTrueState) > 5000) { stavZvonku = false; jeStatOdeslán = false; }Pokud od posledního volání uplyne 5 sekund, událost se považuje za ukončenou a po opětovném stisknutí tlačítka lze znovu odeslat oznámení. Tímto způsobem se vyhnete spamovým reklamám jedním dlouhým stisknutím nebo odskokem.
Pro integraci s domácí automatizací a standardy inteligentní domácnosti, MQTT Je to neuvěřitelně pohodlné. Můžete si založit vlastního brokera a integrovat ho do... OpenHABkde vytvoříte „Věc“ a odpovídající „Položku“, která představuje stav zvonku (například VYP/ZAP). Odtud nakonfigurujete oznámení s preferovanou službou: Pushbullet Je to klasika a upozornění se spustí pravidlem, které se spustí při změně položky. VYPNUTO do ZAPNUTO.
Kostra tohoto pravidla v OpenHAB by mohla vypadat takto: pravidlo «RuleName» když se ItemItemName změní z OFF na ON pak val actions = getActions(«pushbullet», «ItemNamePushbulletBot») if (actions !== null) { actions.sendPushbulletNote(«Zvonek u dveří», «Zvonek u dveří», «Někdo klepe na dveře») } endJednoduše řečeno: jakmile se položka zapne, vystřelíš notu do vašich zařízení. Pokud potřebujete SMS, můžete za ně vyměnit Pushbullet. SMS služba nebo prostřednictvím brány, která má k dispozici vazbu na vaší platformě domácí automatizace.
Pro ty, kteří nechtějí upravovat původní zvonek a chtějí si ho prohlížet na svém mobilním telefonu, nezapomeňte, že na trhu existují podobná řešení. bezdrátový videozvonek s kamerou s rozlišením 1080P a stupněm krytí IP65. Tyto systémy nabízejí vizuální interkom „instalovaný z výroby“ a v mnoha obchodech dokonce obsahují tlačítka „“podíl„na formě a slavné formě „Našli jste nižší cenu?“ aby si udrželi konkurenceschopné ceny; mohou se vás dokonce zeptat, zda jste to viděli v (kamenné) prodejně a provincie k vyhodnocení žádosti. Jsou pohodlnou alternativoui když cenou obvykle nekonkurují dobře vyladěné sestavě svépomocí.
Další praktický bod ohledně softwaru: je vhodné, aby si zařízení udržovalo stabilní WiFi připojení a že implementuje automatické opětovné připojení k brokeru MQTT, pokud dojde k jeho výpadku. ESP obvykle zahrnují rutinu „opětovné připojení, pokud neexistuje spojení“ a monitor s časovačem Nemělo by se zaseknout při nekonečném pokusu o opětovné připojení. Softwarový watchdog vás může zachránit před více než jedním úzkým místem v reálném světě.
U LED indikátoru můžete nastavit jeho blikání v rytmu události (například po dobu 5 sekund po odpálení) a poté vypněte. Pokud chcete jemnější dojem, použijte mrknutí s slábnout pomocí PWM indikujícího „probíhající hovor“ a krátké stálé světlo pro „zaznamenané hovory“. Tyto vizuální pokyny, i když nejsou nezbytné, jsou vítané, když nemáte po ruce mobilní telefon.
Ti, kteří zvažují odesílání SMS zpráv, by si měli uvědomit, že existují služby a API, které umožňují odesílat zprávy jednoduchým HTTP voláním z vašeho MCU nebo, ještě lépe, z váš server pro domácí automatizaciTo snižuje zátěž mikrokontroléru a centralizuje logiku (Například odesílejte SMS zprávy, pouze pokud je dům v režimu „pryč“). SMS zprávy mají také obvykle cenu za přenos, takže je dobré nastavit malé pravidlo proti spamu což zabrání odesílání více než jedné zprávy každých X minut.
Mimochodem, pokud vše integrujete s OpenHAB (nebo podobnými platformami), oddělíte to, co je „objevování a publikování“ (MCU), od toho, co je „automatizace a notifikace“ (server). Toto rozdělení odpovědností Díky tomu se systém snadněji udržuje: mikrokontrolér se zaměřuje na jednoduchý úkol a flexibilnější server spravuje oznámení, filtry, pravidla a… Historické záznamy hovorů.
Jakmile je zapojení a otestování na stole, je čas na instalaci: možná budete muset spustit nová etapa až k dveřnímu zvonku, aby bylo zajištěno nepřetržité napájení chytrého zařízení. V mnoha domácnostech to umožňuje stávající rozvodné potrubí a vyžaduje pouze drobnou úpravu nejbližší rozvodné krabice. Je nesmírně důležité pracovat bezpečně. Zkratové napětí, identifikace vodičůZkontrolujte si předpisy a v případě jakýchkoli pochybností se obraťte na odborníka.
Pokud máte pocit, že vám něco „navíc chybí“, dalším krokem by mohlo být měření, kolikrát stisknete tlačítko (základní telemetrie), použijte PIR senzor pohybu, Zobrazit metriky do vašeho systému (například přes MQTT do databáze časových řad) nebo dokonce nahrát klip s IP kamerou při spuštění zvonku. Není to striktně součástí původního projektu, ale automatizace tyto výhody přináší.
Co se týče zakončení, zkuste to udělat Krabice vytištěná na 3D tiskárně Ujistěte se, že je dobře větraný, aby se regulátor (pokud používáte LM317T) nepřehřál. Malý chladič a ponechání prostoru mezi součástkami pomůže. Také pomůže označení vnitřních částí „fáze vyzvánění“, „fáze napájení“ a „neutrální vodič“. usnadní budoucí kontroly nebo rozšíření, aniž byste museli cokoli hádat, až se k projektu vrátíte o několik měsíců později.
Vraťme se k původní debatě (dva mikrokontroléry vs. RF), pokud vás znepokojuje spotřeba energie u externího tlačítka a co nejvíce zjednodušitKombinace RF + MCU uvnitř je výhodou: externí vysílač může být minimální a s nízkým výkonem a vše máte „připraveno“ uvnitř se stabilním zdrojem napájení. Pokud se raději vyhnete rádiovému spojení a již máte zapojení ke zvonkuDetekce 230V s optoelektronickým obvodem a jedním mikrokontrolérem je přímočará, robustní a čistá.
Nakonec pár osvědčených postupů: zdokumentujte schéma (i když je to jen fotografie prototypu s anotacemi), Nahrajte kód do svého repozitáře a přidejte soubor README s rozložením pinů. Drobné detaily, jako například označení, že pin 3 (RX) Používá se jako přerušení, aby se předešlo překvapením, pokud se někdo, nebo vy sami, rozhodnete aktivovat sériový port bez pohledu. A pokud sdílíte projekt, ještě lépeOstatní to budou moci zopakovat, vylepšit nebo vám dát nápady.
Je jasné, že existuje cesta jak pro výrobce, který si chce zachovat svůj „ding-dong“ a dostávat upozornění, tak pro ty, kteří preferují kompletní komerční systém s kamerou a certifikací IP65. Pokud máte chuť na kutilstvíKombinace bezpečného detektoru ESP-01, 3,3V napájecího zdroje s LM317T, 3D krytu, spouštění na hraně signálu, MQTT, OpenHAB a Pushbullet vám poskytuje spolehlivý, rozšiřitelný a především přizpůsobitelný chytrý zvonek pro váš domov s možností Přidat SMS nebo jakýkoli jiný kanál bez nutnosti opakovat vynález.
