Sensorstasjoner -nettverk for belysning og sikkerhetskontroll: 5 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Med dette sensorstasjonens nettverk konfigurert i en master/slave -modus, vil du kunne utføre belysning og sikkerhetskontroll i hjemmet ditt. Disse sensorstasjonene (Node01, Node02 i dette prosjektet) er koblet til en hovedstasjon (Node00) koblet til ditt lokale wifi -nettverk. Jeg har installert Node01 i oppbevaringsrommet mitt og Node02 i garasjen min for å kontrollere lys og bevegelser. Masterstasjonen er installert i rommet vårt som er koblet til wifi -ruteren. Jeg har installert klokken i garasjen og en liten summer i hovedstasjonen for å høres når en bevegelse blir oppdaget av en sensorstasjon i nettverket.

Hovedtrekkene i nettverket er:

• Det er mulig å konfigurere et nettverk med mer enn to sensorstasjoner (slave -stasjoner) (Node01, Node02, Node03,….)
• Fordi bruken av trådløse transceivere med antenne, er nettverket i stand til å dekke et stort område
• Du kan kontrollere hele nettverket fra en mobiltelefon
• Send en e -post (Gmail -konto) når en bevegelse oppdages og alarmmodusen er aktivert. Så hvis du aktiverer Gmail -push -varslene i mobilen din, vet du når en bevegelse oppdages i nettverket ditt

for domotiske formål:

• Slå på lysene når det oppdages en bevegelse / slå alltid på lysene (for hele nettverket eller for hver slavestasjon)
• Endre tiden i minutter lysene er på etter at en bevegelse er registrert for hver slave -stasjon

av sikkerhetshensyn:

• Aktiver og deaktiver alarmmodus
• Hver slavestasjon kan sende et signal til en hovedstasjon (Node00) når alarmmodusen er aktivert og en bevegelse oppdages
• Hovedstasjonen kan aktivere en bjelle og sende en e -post når et av disse signalene mottas fra en slavestasjon og alarmmodusen er aktivert. Hovedstasjonen (Node00) er koblet til internett ved hjelp av en wifi -tilkobling for å kontrollere hele systemet ved hjelp av en mobiltelefon. Den er konfigurert som en WifiWebServer

Trinn 1: Liste over materiale

Listen over materiale jeg har brukt til å bygge Node01 og Node02 (slavestasjoner) er følgende:

• Mega 2560 R3 brett
• Plaststøtte for MEGA 2560 R3
• HC-SR501 PIR-sensor
• Plaststøtte for HC-SR501
• 5V relé
• Trådløs transceivermodul 2.4G 1100m NRF24L01+PA+LNA med antenne LKY67
• 8Pin NRF24L01 adapter (for å forbedre funksjonene til NRF24L01)
• HLK-PM01 AC DC 220V til 5V mini strømforsyning

Listen over materiale for å bygge Node00 (hovedstasjoner) er følgende:

• Mega 2560 R3 brett
• Plaststøtte for MEGA 2560 R3
• WiFi -modul NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266
• Trådløs transceivermodul 2.4G 1100m NRF24L01+PA+LNA med antenne LKY67
• 5v-3.3v VCC adapterkort for NRF24L01 (for å forbedre funksjonene til NRF24L01)
• Adapter AC-DC, 9V, 1A (2, 1 mm x 5, 5 mm)

Dessuten har jeg brukt følgende materiale:

• 2 Pin 5 mm PCB -kontakter
• Jumper ledninger
• Brødbrett MB-102 (800 kontakter)
• Mini Loddefritt brødbrett 170 kontakter
• Sett med lysdioder og motstander
• PCB -plater
• Tinnloddejernssett
• Limpistol
• Gjennomsiktig metakrylat
• Klokke

Trinn 2: Slik kobler du til og programmerer Node01 og Node02 (slave -stasjoner)

For å programmere skissen "SlaveSation.ino" trengte jeg RF24 -biblioteket og RF24 -nettverksbiblioteket.

I flytskjemaet ovenfor kan du se logikken til sensorstasjonen og meldingene som utveksles mellom en slavesensorstasjon og hovedstasjonen.

Før du laster inn skissen, må du konfigurere adressen til slavenoden i oktalt format

const uint16_t this_node = 01; // Adressen til noden vår i oktalt format (slave): 01, 02, 03 …

Betydningen av lysdiodene i hver slavestasjon er følgende:

• Blå led. Den vil være på mens PIR -sensorpinnen er høy.
• Grønn ledet. Den vil være på når alarmen er tilkoblet.

Trinn 3: Slik kobler du til og programmerer Node00 (Master Station)

I Node00 -stasjonen kan vi finne to forskjellige tavler:

• MEGA 2560 R3 brett. Denne enheten brukes til å motta meldinger fra slavestasjon når en bevegelse oppdages ved hjelp av trådløs kommunikasjon. Den aktiverer en klokke når en bevegelse oppdages og alarmen er tilkoblet. For å stoppe klokken må du bare koble fra alarmmodusen. Dessuten sender den til slavestasjonen meldinger fra NodeMCU for å aktivere eller deaktivere bevegelsesdeteksjon, å alltid slå på lysene, å alltid slå av lysene, …
• NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266 -bord. Det fungerer som en Wifi webserver for å overføre og motta kommandoer fra et eksternt sted ved hjelp av en webside i en mobiltelefon. Videre sender e-postmeldinger når en bevegelse oppdages og alarmmodusen er aktivert.

Begge enhetene er programmert til å kommunisere med hverandre i en Master (NodeMCU)/Slave (MEGA) konfigurasjon via I2C synkron seriell protokoll ved hjelp av Wire Library. I2C -protokollen innebærer bruk av to linjer for å sende og motta data: en seriell klokkepinne (SCL) og en seriell datapinne (SDA) som data sendes mellom de to enhetene.

Som du kan se på tegningen, er de to pinnene for I2C -kommunikasjonen i MEGA 2560 R3 -kortet:

1. SDA -> pin 20 SDA
2. SCL -> pin 21 SCL

og de andre i NodemMCU er:

1. SDA -> digital pin 1
2. SCL -> digital pin 2

Før du laster skissen for ESP8266 må du installere ESP8266 -kortet. For å gjøre det må du skrive inn "https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json" i "Ytterligere styringsleder -URLer" i innstillingsvinduet i Arduino IDE. Etter det må du åpne boards manager og installere "esp8266"

Jeg bruker en ekstern strømforsyningsadapter (9V, 1A) for MEGA 2560 R3 -kortet (likestrømkontakt, 2, 1 mm x 5, 5 mm), og jeg kobler NodeMCU -kortet til 3V3 -pinnen i MEGA -kortet.

Trinn 4: WifiWebServer (NodeMCU i Master Station)

Skissen lastet inn i NodeMCU (Node00 eller hovedstasjon) er konfigurert som en WebServer koblet til ditt hjemmenettverk. Det er mulig å få ekstern tilgang hvis du konfigurerer portvideresending i ruteren.

Før du laster WifiWebServerV3.ino -skissen til NodeMCU, må du gjøre følgende:

1. Oppdater porten du skal konfigurere i ruteren (portvideresending) for å få ekstern tilgang til NodeMCU
2. Oppdater brukeren og passordet for å få tilgang til ditt hjemmenettverk
3. Oppdater påloggingen og passordet til Gmail-kontoen din for å sende e-post når en bevegelse oppdages og alarmen er tilkoblet
4. Oppdater e-postadressen der du vil motta e-postene

For å oppdatere brukeren, passordet og porten serveren vil bruke til å lytte til, må du søke etter følgende kode i WifiWebServerV3.ino -skissen og oppdatere den:

const char*ssid = "*** din ssid ***";

const char*password = "*** passordet ditt ***"; WiFiServer -server (80);

For å oppdatere e-postadressen der du vil motta e-postene, må du søke etter følgende kode og oppdatere den:

const char*to_email = "*** e-postadresse hvor du vil motta meldingen ***";

For å oppdatere brukeren og passordet til Gmail-kontoen din for å motta e-post, må du søke etter følgende kode i filen "Gsender.h" og oppdatere den:

const char*EMAILBASE64_LOGIN = "*** din e-postadressekode i BASE64 ***";

const char*EMAILBASE64_PASSWORD = "*** passordkoden din i BASE64 ***"; const char*FROM = "*** din e-postadresse ***";

For å kode eller dekode data i BASE64 har jeg brukt www.base64encode.org

Hvis du trenger mer informasjon om å sende og motta e-post med ESP8266, er det en "instruerbar" om det her

Når du kan gjøre det, kan du teste tilkoblingen i ruteren. Hvis enheten er tilkoblet, må du reservere den tildelte IP -adressen til denne enheten. Videre er det en god idé å snakke med Internett -leverandøren for å angi en statisk IP -adresse på ruteren din.

For å få tilgang til websiden i nærheten av wifi -ruteren, bare skriv den lokale IP -adressen som er tilordnet av ruteren din etter porten du bruker i en webnavigator. For eksempel: 192.168.40.15:800. Hvis du prøver å få ekstern tilgang, må du skrive inn IP -adressen til ruteren din etter porten du bruker som ovenfor.

Nettsiden jeg viser deg på bildene er programmert til å kontrollere et nettverk med to slavestasjoner.

Systemet er i utgangspunktet konfigurert til å kontrollere maksimum 5 slave -stasjoner, men du kan endre det. Bare søk etter følgende kode i WifiWebServerV3.ino og SlaveStation.ino

#define number_max_slaves 5

Websiden er opprinnelig delt inn i 4 seksjoner:

1. Del "Oppgi" hvor den viser deg om alarmen er tilkoblet eller ikke
2. Seksjon "Alarmteller" der den viser antall bevegelsesdeteksjoner i hver slave -stasjon
3. Del "Alarm" hvor du kan koble til eller fra (KOBLE ALARM/KOBLE ALARM) alarmen og tilbakestille alarmtelleren (RESET COUNTERS)

4. Seksjon "Belysning" hvor du kan kontrollere lysene til hver slavestasjon. Du kan kontrollere følgende:

   • Slå på lysene i alle slavestasjoner / slå på lysene bare når det oppdages en bevegelse i alle slavestasjoner (NETTVERK ALLTID PÅ / NETTVERK NÅR BEVEGELSE)
   • Endre tiden i minutter lysene er på for hver slavestasjon (NODExx ON 1 MINUTE/NODEXX ON 2 MINUTE)
   • Slå på lysene for hver slavestasjon (NODExx ALLTID PÅ)
   • Slå på lysene for hver slavestasjon bare når det oppdages en bevegelse (NODExx_MOV)

Du trenger ikke å endre noe fordi det vil fungere uansett navnet på slavestasjoner du konfigurerer. Videre vil det automatisk oppdage antall slave -stasjoner som er koblet til nettverket.

Selvfølgelig kan du laste ned skissen og enkelt endre koden som er nødvendig for å vise din egen webkontrollside.

Trinn 5: Fra begynnelsen …

Her er trinnene du må følge for å bygge nettverket ditt:

1. Kjøp alt materialet etter listen jeg gir deg i "Trinn 1"
2. Koble til komponentene etter tegningen du kan laste ned i "Trinn 2" og "Trinn 3"
3. Bygg bokser for hver slavestasjon og hovedstasjonen. Jeg har bygget metakrylatbokser.

4. Konfigurer hver slavestasjon:

   Last ned og last skissen "SlaveStation.ino" i ett MEGA 2560 R3 -brett. Du trenger bare å redigere skissen og oppdatere adressen til slavestasjonen som du kan se i "Trinn 2"

5. Konfigurer hovedstasjonen:

   • Last ned og last skissen "SlaveStation.ino" i en MEGA 2560 R3. Du trenger ikke å endre noe uansett antall slave -noder i nettverket ditt. I utgangspunktet er skissen konfigurert for maksimalt 5 slavestasjoner.
   • Last ned og last skissen "WifiServerV3.ino" i NodeMCU. Du må oppdatere skissen etter instruksjonene i "Trinn 4"
6. Konfigurer ruteren din for å få ekstern tilgang til NodeMCU (portvideresending, statisk IP …)