Czujnik bezpieczeństwa zasilany energią słoneczną: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Ten prosty i niedrogi czujnik bezpieczeństwa ma kilka godnych uwagi funkcji, które mogą zainteresować hobbystów:

• Zasilany energią słoneczną z małego ogniwa słonecznego
• ładowalna bateria litowa
• Obwód ładowania może być zasilany kablem USB do początkowego ładowania lub ładowania baterii;
• Obwód blokujący mosfet, dzięki czemu moc jest TYLKO stała na czujniku mikrofalowym, dopóki nie zostanie wykryty ruch
• czujnik mikrofalowy/radarowy wykorzystuje tylko mikroampery mocy.
• używa niedrogiego ESP-01 do powiadomień

Kluczowym aspektem tego obwodu jest użycie mosfeta z kanałem P do zatrzaskiwania obwodu, gdy sygnał jest odbierany z czujnika, a następnie posiada inny sygnał z ESP-01, utrzymując obwód włączony i zatrzask na miejscu, dopóki ESP-01 nie zostanie gotowy do wyłączenia. Po uruchomieniu obwodu przez czujnik, obwód pozostaje włączony, nawet jeśli wyzwalacz czujnika wyłączy się, aż do zakończenia programu ESP-01. Obwód ten pozwala uniknąć problemu uzależnienia ESP-01 od tego, jak długo wyjście wyzwalające czujnika pozostaje aktywne. Niektóre czujniki mogą mieć zmodyfikowane czasy wyzwalania na czujniku, inne są trudniejsze. W tej konfiguracji wystarczy krótki aktywny wyzwalacz.

Krok 1: Jak to działa

Gdy czujnik zostanie wyzwolony, wyśle dodatni sygnał do tranzystora Q1. (Użyłem zarówno czujnika radarowego, jak i PIR. Oba wydają się działać równie dobrze. Czujnik radarowy jest lepszy do użytku na zewnątrz, ponieważ wykrywa ruch przez plastikowy pojemnik, a nawet ściany. PIR nie są tak funkcjonalne na zewnątrz, gdzie energia słoneczna jest bardziej odpowiednia.)

Gdy Q1 się włączy, włączy Q3 przez diodę D1. Po włączeniu Q3 bramka mosfet Q2 zostanie przyciągnięta do ziemi, włączając mosfet i umożliwiając przepływ prądu w obwodzie do małego regulatora 3.3V (używanego do zasilania ESP-01).

Jak tylko ESP-01 włączy się, pin Rx jest ustawiony na WYSOKI, co teraz spowoduje również podanie aktywnego sygnału do Q3 przez diodę D2. Teraz, jeśli czujnik jest wyzwalany na niskim poziomie, Q3 jest nadal włączony, zasilanie nadal przepływa przez mosfet, a ESP-01 jest utrzymywany. Ten moduł pozostanie włączony, dopóki jego wewnętrzny program nie ustawi pinu Rx na LOW, a jeśli wyzwalanie czujnika jest nadal LOW, spowoduje to odcięcie zasilania modułu.

Krok 2: Materiały eksploatacyjne

1 - IRLML6402 P-Channel Mosfet (używam wersji SOT-23). Te maluchy są znacznie tańsze w porównaniu z większymi mosfetami P-CH w stylu T0-92.

2 - 1N5817 Diody

1 - LED swój wybór!

Złącza 2 - 2P dla wejścia ogniwa słonecznego i wejścia baterii litowej. Niektóre baterie litowe są dostarczane ze złączami JST o różnych rozmiarach, więc możesz chcieć określić, jakiego rodzaju złącza użyć. Pliki gerber są skonfigurowane dla złączy z rozstawem 2,54mm.

Kondensator 1 - 1000 uf (nie jest to bezwzględnie konieczne. Możesz dostosować rozmiar. Służy to do wygładzania mocy do ESP-01)

2 - 2n3904 tranzystory

Rezystor 1 - 220 omów

Rezystory 2 - 1k

Rezystory 2 - 10k

Rezystory 2 - 100k

Rezystor 1 - 220k

1 - 3 pinowy przełącznik suwakowy

1 - 3 pinowa listwa dla wejścia czujnika

1 - ESP-01

1 - 2x4 (8-pinowe) gniazdo żeńskie do ustawienia ESP-01

Płytka obwodu regulatora 1-3,3 V taka jak ta

1 - RCWL-0516 Czujnik mikrofalowy/radarowy, taki jak ten

1 - Taka płyta ładowarki słonecznej

Krok 3: Kod Arduino dla ESP-01

Dostarczyłem dwa pliki kodu, których możesz użyć do przetestowania obwodu.

plik LatchCircuitTest.ino to prosty obwód testowy, który będzie migać diodą LED na płycie ESP-01 przez około 10 sekund przed zwolnieniem zatrzasku. Używam pinu Rx ESP-01 dla obwodu zatrzasku. (styk 3). Dopóki ten pin jest ustawiony na WYSOKI, obwód pozostanie zasilany. Gdy ten pin jest ustawiony na LOW (i zakładając, że pin wyzwalający jest również LOW), obwód wyłączy się, pozostawiając czujnik nadal zasilany do ponownego uruchomienia.

Drugi plik, ESP-01_Email_Solar_Power_Latch_Simple.ino, jest zakodowany do wysyłania wiadomości e-mail za pośrednictwem Gmaila za każdym razem, gdy obwód zostanie uruchomiony.

Ten plik należy edytować, podając następujące informacje:

• Twój identyfikator SSID Wi-Fi
• Twoje hasło do Wi-Fi
• Twój adres Gmail
• Twoje hasło do Gmaila
• Adres A do wiadomości e-mail
• Adres nadawcy wiadomości e-mail

Plik zawiera również kod do wysłania żądania internetowego http do modułu brzęczyka z zasilaniem ESP-01, który odpowie na żądanie. Idealnym rozwiązaniem jest skonfigurowanie brzęczyka, aby w nocy, gdy nie monitorujesz wiadomości e-mail, brzęczyk może zabrzmieć po uruchomieniu obwodu czujnika.

Jest przykład prostej płytki brzęczyka (ESP-01) w moim pierwszym instruktażu!

Krok 4: Zbuduj własną płytkę drukowaną

Schemat dla tego projektu został wygenerowany za pomocą oprogramowania Kicad. Płytka drukowana, którą widzisz na filmie, została również stworzona przy użyciu plików wygenerowanych z programu Kicad.

Płytki PCB do tego projektu można zamówić na stronie jclpcb.com lub u dowolnego innego dostawcy PCB.

Oto link do plików Gerber, które zostały wygenerowane dla tego projektu.