Alarm proti zaplaveniu suterénu ultra nízkym výkonom s ESP8266: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Dobrý deň, vitajte pri mojom prvom pokyne.

Suterén môjho domu je každých niekoľko rokov zaplavený z rôznych dôvodov, ako sú silné letné búrky, vysoká podzemná voda alebo dokonca prasknutie potrubia. Nie je to síce pekné miesto, ale môj kotol ústredného kúrenia je umiestnený tam dole a voda môže poškodiť jeho elektronické časti, takže potrebujem vodu čo najskôr odčerpať. Je ťažké a nepríjemné kontrolovať situáciu po silnej letnej búrke, preto som sa rozhodol urobiť alarm založený na ESP8266, ktorý mi v prípade záplav pošle e-mail. (Keď sú záplavy spôsobené vysokou podzemnou vodou, hladina vody je zvyčajne menšia ako 10 centimetrov, čo nie je pre ohrievač škodlivé a neodporúča sa čerpať, pretože sa aj tak vráti a čím viac budete čerpať, tým viac podzemnej vody príde nabudúce. Je však dobré vedieť o situácii.)

V tejto aplikácii môže byť zariadenie roky „v spánku“a ak všetko funguje tak, ako malo, funguje iba niekoľko sekúnd. Použitie hlbokého spánku nie je praktické, pretože spotrebúva príliš veľa prúdu, ak chceme spať veľmi dlho a ESP8266 môže spať maximálne asi 71 minút.

Rozhodol som sa použiť plavákový spínač na zapnutie napájania ESP. Pri tomto riešení nie je ESP napájaný, keď je vypínač otvorený, takže spotreba energie je iba samovybíjanie batérií, čo udržuje systém pripravený na poplach roky.

Akonáhle hladina vody dosiahne plavákový spínač, ESP sa spustí normálne, pripojí sa k mojej WiFi sieti, pošle mi e-mail a navždy uspím s ESP. Spí (0), kým sa napájanie nevypne a znova nezapne. Ak sa nemôže pripojiť k sieti Wi-Fi alebo nemôže odoslať e-mail, prepne sa na 20 minút do režimu spánku a pokúša sa to znova, kým nebude úspešný.

Táto myšlienka je podobná riešeniu, ktoré popísal Andreas Spiess v tomto videu. Ale kvôli povahe záplav a plavákového spínača nepotrebujeme pridať MOSFET, aby bol ESP zapnutý, kým nedokončí svoju úlohu, pretože plavákový spínač bude zatvorený, ak hladina vody prekročí spúšťaciu úroveň..

Krok 1: Schéma:

Časti

• D1: BAT46 Schottkyho dióda na prebudenie z hlbokého spánku. Mám lepšie skúsenosti s diódami Schottky ako s odpormi medzi D0 a RST.
• Plavákový spínač: Jednoduchý plavákový spínač na báze trstiny za 1,2 dolára a magnetu od spoločnosti eBay. Krúžok s magnetom je možné obrátiť a prepínať medzi prepínaním hladín vysokej a nízkej hladiny kvapaliny. odkaz na eBay
• Držiak batérií: pre 2x AAA 1,5V batérie
• P1: 2x 2P 5,08 mm (200 mil) skrutkové svorky na pripojenie vodičov z batérie a plavákového spínača.
• Kondenzátor C1: 1000uF 10V na zvýšenie stability ESP, keď je rádio zapnuté. Upozorňujeme, že ak je ESP v hlbokom spánku, energia uložená v kondenzátore stačí na jeho napájanie po dobu 3-4 minút. V tomto období nemôže činnosť plavákového spínača reštartovať ESP, pretože kondenzátor ho udržiava zapnutý, keď je v hlbokom spánku. To je zaujímavé iba počas testovania.
• U1: Mikrokontrolér LOLIN / Wemos D1 Mini Pro ESP8266. Toto je profesionálna verzia s konektorom externej antény, ktorá môže byť užitočná, keď je umiestnená v suteréne. Upozorňujeme, že namiesto predvolenej vstavanej keramickej antény by ste mali znova spájkovať 0 ohmový „odpor“SMD a vybrať externú anténu. Odporúčam kúpiť mikrokontroléry LOLIN z oficiálneho obchodu LOLIN AliExpress, pretože je tam veľa falošných alebo starých verzií dosiek Wemos / LOLIN.
• Perfboard: Doska 50 mm*50 mm proto postačí na osadenie všetkých dielov. Obvod je príliš jednoduchý na výrobu DPS.:)

Upozorňujeme, že batéria je pripojená k vstupu 3,3 V. Aj keď má D1 Mini vstavaný LDO na prevádzku USB / LiPo, pri napájaní z 3 V alkalických batérií 2xAAA to nepotrebujeme. Vďaka tomuto pripojeniu dokázal môj D1 Mini splniť svoju úlohu iba s napájacím napätím 1,8 V.

Krok 2: Kód

Program by mohol byť krajší alebo jednoduchší, ale jeho časti sú osvedčené v iných mojich projektoch.

Náčrt používa nasledujúce knižnice:

ESP8266WiFi.h: Predvolené pre dosky ESP8266.

Gsender.h: Knižnicu odosielateľov Gmailu od Borya si môžete stiahnuť tu.

Priebeh programu je veľmi jednoduchý.

• Spustí sa ESP.
• Načíta pamäť RTC a skontroluje, či je to prvé spustenie alebo nie
• K WiFi sa pripája pomocou funkcie smartverifi (). Pripojí sa k WiFi pomocou MAC adresy routera (BSSID) a čísla kanála pre rýchlejšie pripojenie, po 100 neúspešných pokusoch to skúsi znova a po 600 pokusoch prejde do režimu spánku. Táto funkcia bola odvodená z náčrtu šetriča energie WiFi spoločnosti OppoverBakke, ale bez uloženia údajov o pripojení k časti RTC v tejto aplikácii.
• Kontroluje napätie batérie pomocou integrovaného systému ESP s funkciami ADC_MODE (ADC_VCC) / ESP.getVcc (). To nevyžaduje externý delič napätia ani žiadne zapojenie do A0. Ideálne pre napätie pod 3,3 V, čo je náš prípad.

• Pošle alert e-mail s Gsender.h. Do reťazca predmetu a správy som pridal premenné a vlastný text, aby som nahlásil napätie batérie, čas uplynulý od prvej detekcie a rady týkajúce sa výmeny batérie. Nezabudnite zmeniť e-mailovú adresu príjemcu.

  • Spí

    • Ak bude úspešný, bude spať „navždy“s ESP.deepSleep (0); Fyzicky bude v režime spánku, kým hladina vody nebude vysoká. Technicky je to niekoľko hodín alebo maximálne niekoľko dní, ktoré nevybíjajú batériu s niekoľkými spánkovými prúdmi uA. Keď voda zmizne, plavákový spínač sa otvorí, ESP sa úplne vypne a aktuálna spotreba bude 0.
    • Ak nie je úspešný, prejde do režimu spánku na 20 minút a potom to skúša znova. V prípade letnej búrky je možné dôjsť k výpadku elektrickej energie. Počíta reštarty a uloží ich do pamäte RTC. Tieto informácie sa používajú na nahlásenie času, ktorý uplynul od prvého pokusu o poplach. (Upozorňujeme, že pri testovaní pomocou napájania USB a sériového monitora môže RTC uchovávať aj hodnotu počtu cyklov medzi sťahovaním.)

Krok 3: Montáž a inštalácia

Po vyskúšaní kódu na doske som ho spájkoval s malým kúskom perfboardu.

Použil som 2 kusy 2 -pólových skrutkových svoriek s rozstupom 5,08 mm, spojenú zásuvkou pre ESP, kondenzátor a niekoľko prepojok.

Upozorňujeme, že odpor SMD s číslom „0“vedľa keramickej antény by ste mali znova spájkovať na prázdne podložky vedľa neho a vybrať externú anténu.

Potom som to celé vložil do malej elektrickej spojovacej skrinky IP55. Vodiče z plavákového spínača sú prepojené káblovou priechodkou.

Krabica je umiestnená do bezpečnej výšky, kde ju voda (dúfajme) nikdy nemôže dosiahnuť, a tak som na pripojenie plavákového spínača použil pár relatívne hrubého, 1 mm^2 (17AWG) medeného drôtu. S týmto nastavením mohol ESP spustiť a odoslať správu aj pri vstupnom napätí 1,8 V.

Po inštalácii je tento tichý strážca na stráži, ale dúfam, že čoskoro nebude musieť odoslať alarm …