Notification de boîte aux lettres et de porte de garage : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Ce Instructables est basé sur Johan Moberg Mailbox Notifier. Par rapport à ce projet, j'ai fait quelques changements:

1. Loin de chez moi se trouve non seulement la boîte aux lettres, mais aussi le garage. Ils sont au même endroit près de la route et la maison est située à environ 50 m à l'intérieur du terrain. En raison d'une télécommande de garage très sensible, cela s'est produit plusieurs fois, la porte du garage s'est ouverte accidentellement. Maintenant, j'aimerais savoir exactement si la porte du garage est fermée ou non. C'est pourquoi je prolonge le projet initial pour un autre contact, le contact de porte de garage.
2. Le MCU (unité de contrôle du microprocesseur) dans l'expéditeur reste Attiny-85, ce qui est important pour une faible consommation d'énergie. Il n'y a pas assez de broches numériques (je n'aime pas utiliser la broche de réinitialisation) et je résous un problème par une simple solution matérielle.
3. L'indication des récepteurs se fait par des signaux optiques et acoustiques. Les signaux optiques sont produits par des leds et pour l'acoustique, il y a un circuit supplémentaire produisant une chanson. Le MCU (Microprocessor Control Unit) dans l'expéditeur est modifié et il s'agit d'Arduino Nano. À l'origine, j'aimerais utiliser Attiny-85, mais le manque d'une broche libre supplémentaire était un gros obstacle. Il n'existe pas de solution matérielle simple.
4. De petits changements ont été apportés au logiciel Arduino, pour maintenir la modification matérielle ci-dessus.
5. La communication sans fil semi-duplex fonctionne bien si les deux unités (émetteur et récepteur) fonctionnent. Mais, si l'une des deux unités tombe en panne (comme une batterie faible, etc.), l'autre unité continue de fonctionner et fait semblant de communiquer (récepteur). Dans un tel cas, la communication est interrompue même si l'erreur est corrigée sur n'importe quel site. Solution: une nouvelle communication doit être créée. Pour cette raison, un circuit de réinitialisation est ajouté dans l'émetteur, avec indicateur.

La description

Le projet se compose de deux parties: l'expéditeur et le destinataire. L'expéditeur situé sur le site du garage détecte les signaux du contact de la boîte aux lettres et du contact d'ouverture de la porte de garage. Si l'un de ces contacts est activé, l'émetteur HC12 envoie un signal sans fil au récepteur. Sur le récepteur est indiqué l'état « alarme », comme « courrier arrivé » ou « porte de garage ouverte » en faisant clignoter la led correspondante et la chanson jouée. En réinitialisant le bouton-poussoir sur le récepteur, l'indication pourrait être annulée et déclencher un nouvel état d'attente d'alarme.

Distance maximale

Le module de communication HC-12 est dédié à une distance de 1,8 km. Mais cette valeur est théorique et pourrait être atteinte à l'air libre. La portée maximale à l'intérieur du bâtiment est plus courte. J'ai eu du mal à atteindre une distance d'environ 100m avec une simple antenne filaire. Dans ce cas, les deux unités étaient réglées sur la portée maximale - mode FU4 et vitesse de transmission de 1200 bauds. Une unité était à l'intérieur du bâtiment, derrière 4 murs épais. Avec l'antenne SMA, la connexion a été établie, mais pas stable. Dans ce cas, le problème a été résolu en plaçant le récepteur dans une pièce orientée vers le site du garage (un seul mur).

Selon mes expériences. Je recommande d'utiliser des antennes SMA avec une rallonge appropriée. Ce câble doit correspondre aux connecteurs des deux côtés (connecteur SMA d'antenne et connecteur HC-12 Ipex).

Étape 1: Pièces et outils

Les pièces suivantes sont utilisées:

Des liens sont fournis pour les pièces moins courantes.

Expéditeur:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Résistances 68, 150, 1k, 10k
• Diode Schottky SR240, ebay
• Diode universelle, 1N589 ou 1N4148
• Bornier, banggood
• Antenne SMA, ebay
• Condensateurs 1000M
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 ou similaire
• Support de piles AA (3 pièces) et piles
• Commutateur Micro C + NO + NC pour la réinitialisation
• Led 5mm bleu
• Contacts Reed pour interrupteurs de courrier et de porte de garage, banggood
• Aimants, banggood
• PCB prototype, banggood
• Connecteurs XH, banggood

Destinataire:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Stabilisateur de tension 7805T
• Mélodie IC UM66
• Transistor NPN, S9013, 2N2222 ou similaire
• Résistances 2x470, 10k
• Pot de garniture 10k
• Petit haut-parleur
• Réinitialiser le commutateur, banggood
• Led 10mm, vert et jaune
• Diode universelle, 1N589 ou 1N4148
• Condensateur 2x10M, 1000M
• Adaptateur principal 220V AC vers 5V DC
• Antenne SMA
• Connecteur Jack pour adaptateur principal, banggood
• Led 10mm, 2pcs vert et jaune
• Connecteurs XH, banggood

Outils:

• Carte Arduino-uno Rev3 pour le réglage HC-12 et la programmation Attiny-85
• Fer à souder
• Multimètre
• Planche à pain

Étape 2: Expéditeur

Le schéma de l'expéditeur est sur l'image ci-dessus.

Les piles sont trois pièces de type AA. Leur pic de consommation se situe lors de la première communication démarrée, (environ 100mA). Essayez de raccourcir au maximum ce temps. Pendant le temps d'attente, la consommation est très faible (inférieure à 1 mA), et pendant l'alarme, la consommation est d'environ 40 mA pour une courte durée. D1 protège les circuits contre les surtensions, si les batteries sont neuves.

SW3, R1, C1 crée un circuit de réinitialisation. L'indication de l'état après remise à zéro est la led bleue D4. Cette led doit s'allumer après réinitialisation et indiquer: "l'expéditeur est prêt à établir la connexion". Si le voyant bleu est allumé, la communication peut être démarrée en appuyant sur le bouton Reset du récepteur.

D2 et D3 sont des diodes Schottky à faible tension directe. Grâce à ces diodes, le commutateur "porte de garage ouverte" utilise la même interruption logicielle que le commutateur "courrier arrivé". Si SW1 (mail) est connecté à la terre, l'interruption et l'alarme pour le courrier sont activées. Si SW2 (garage) est connecté à la terre, l'interruption pour le courrier est activée avec l'alarme pour le garage. De cette façon, une broche manquante sur le MCU a été résolue.

Une indication d'alarme appropriée est effectuée par le logiciel. Cette solution matérielle permet d'utiliser une seule interruption simple.

La description d'Attiny-85 et HC-12 est très bien faite à l'intérieur mentionné Johan Moberg Instructables.

Étape 3: récepteur

Le récepteur est alimenté par l'alimentation principale par un adaptateur 220V AC à 5V DC. Il peut s'agir de n'importe quel petit adaptateur avec un courant de sortie continu d'environ 0,3 A. Étant donné que la tension de sortie de l'adaptateur dépend du courant de sortie (il y avait une tension d'environ 8 V avec un courant faible), j'ai ajouté un simple stabilisateur de tension IC1. La diode D1 diminue la tension pour le HC-12.

La sortie Arduino Nano D7 connecte une tension d'environ 4 V au générateur de mélodie IC2 pendant l'état d'alarme. T1 amplifie le signal vers le haut-parleur. Le volume peut être ajusté par la résistance variable R4. Je recommande de laisser un trou dans le couvercle du récepteur pour accéder à cette résistance. D5 et D6 sont des sorties pour leds d'alarme. Les broches D3, D4 sont connectées à HC-12 et fournissent une communication série. La broche D2 est l'entrée et l'état de détection du commutateur "Reset".

Le commutateur de réinitialisation est utilisé pour deux fonctions:

1. Activez la première connexion. Après avoir appuyé dessus, la communication devrait commencer.
2. Une fois la connexion établie et l'alarme déclenchée, le bouton de réinitialisation peut réinitialiser l'alarme et modifier l'état du récepteur pour « attendre ».

L'indication LED est la suivante:

1. Les deux leds sont allumées et allumées en permanence. Il s'agit de l'état initial après la mise sous tension du récepteur. Si l'expéditeur est prêt - la LED bleue sur l'expéditeur est allumée, la connexion peut être établie par le bouton-poussoir de réinitialisation sur le récepteur.
2. Une fois la connexion établie, les deux voyants clignotent alternativement pendant environ 2 secondes.
3. En cas d'alarme, la led correspondante clignote pendant environ 1 seconde, l'autre led est éteinte.

Étape 4: Logiciel

Les fichiers Arduino ino avec le logiciel complet sont inclus dans cette étape.

Le logiciel pour l'expéditeur doit être chargé sur le MCU Attiny-85. Pour programmer Attiny, utilisez les logiciels Arduino Uno et Arduino IDE sur PC. Il existe de nombreux tutoriels pour savoir comment le faire, sur internet. Je recommande celui-ci Programmation Attiny85. Après avoir chargé le programme sur Attiny, insérez la puce dans la prise sur la carte de circuit de l'expéditeur.

La programmation d'Arduino Nano est la même que la programmation d'Arduino Uno. Utilisez le câble USB et l'IDE Arduino avec la carte Nano sélectionnée dans "Outils" et "Gestionnaire de carte". Ce processus peut être effectué avec une planche insérée dans une planche à pain. Après la programmation, placez la carte Nano sur la prise sur le PCB du récepteur.

Les deux unités HC-12 doivent être réglées sur les mêmes paramètres avec Arduino Uno. Les instructions sont dans les Instructables d'origine.

Étape 5: Matériel et configuration

Les pièces les plus critiques sont les contacts pour le courrier et la porte de garage. Ces contacts sont placés à l'intérieur de la boîte aux lettres et sur le rail mécanique de la porte de garage, en place à la portée de la porte, lors de la fermeture. Le contact de boîte aux lettres se compose d'un interrupteur à lames et d'un aimant en néodyme. L'interrupteur Reed est monté par du ruban adhésif, à l'intérieur de la boîte sur un côté du trou pour insérer des lettres. L'aimant est attaché au rabat de courrier de manière à ce que le rabat partiellement ouvert active l'interrupteur. Les fils sont connectés à un petit connecteur XH.

La même solution de contact est utilisée pour la porte de garage. Dans ce cas, le contact pourrait également être créé par un interrupteur de fin de course. C'est à vous de décider quelle variante sera choisie. Mais il existe d'autres possibilités: les mêmes systèmes de garage peuvent avoir un bornier avec des contacts de fin de course, à l'intérieur du boîtier de commande du garage. Dans ce cas, connectez simplement les fils aux vis compétentes.

Expéditeur

Les pièces sont placées sur un prototype de PCB, qui est coupé à une taille plus petite. Sur la carte, il y a des prises pour le module HC-12 et pour Attiny-85, des connecteurs pour la batterie et des borniers pour les deux contacts d'alarme. À l'extérieur de la carte est placé le commutateur de réinitialisation, la led bleue et l'antenne SMA. Tous les autres composants sont soudés sur le PCB et connectés par des fils dans la partie inférieure de la carte. Le support de batterie et le PCB sont montés à l'intérieur d'une boîte en plastique. Cela pourrait être n'importe quelle boîte en plastique avec des dimensions appropriées, j'utilise une boîte de jonction étanche. La boîte est montée sous le toit du garage et les fils passent à travers des tubes en plastique.

Sur la photo de la boîte de l'expéditeur il y a certaines parties, qui ne font pas l'objet de cet article. J'ai ajouté un peu plus d'électronique à l'intérieur de la boîte.

Destinataire

Les composants du récepteur peuvent être placés dans n'importe quel boîtier universel. J'ai utilisé une boîte en plastique d'une ancienne sonnette de porte sans fil. Les pièces sont à nouveau soudées sur le prototype de PCB, y compris les deux diodes LED. Il y a des prises pour le module MCU et HC-12, et des connecteurs mâles soudés sur la carte pour le haut-parleur, le bouton de réinitialisation et la tension d'alimentation. Dans le couvercle avant sont percés des trous pour les leds, dans la partie supérieure pour le bouton Reset et l'antenne.

Réglage

Comme l'a écrit l'auteur du projet original, de nombreuses raisons peuvent empêcher une communication réussie entre l'expéditeur et le destinataire. Tout d'abord, vérifiez la connexion des fils et la soudure. Si tout va bien, essayez d'établir la communication avec les deux unités placées sur la table, côte à côte. S'il y a des problèmes, vérifiez les modules HC-12 en circuit simple avec arduino, sur deux planches à pain. Utilisez les instructions selon un très bon article sur le module: Communication longue portée Il existe un logiciel simple HC-12 Messenger. Chargez le même logiciel sur les deux arduino et vérifiez la communication. Si OK, les deux modules sont bons.

Comme prochaine étape, essayez d'étendre l'arduino uno avec HC-12 sur la maquette, à tous les composants de l'expéditeur et du récepteur, et programmez les deux arduinos. Dans ce cas, vérifiez les broches arduino uno par rapport à Attiny-85 et Nano dans les fichiers ino et modifiez les numéros de broche, si nécessaire. Pour cette raison, j'ai ajouté à l'intérieur des fichiers ino les broches arduino correspondantes dans les lignes de remarques. Si le problème persiste, essayez de trouver une erreur dans la programmation, en utilisant la série matérielle. De cette façon, vous pouvez saisir certains points critiques du programme, vérifier les messages et les voir sur le moniteur série. Vous pouvez voir quelles parties du programme sont terminées et lesquelles ne l'est pas. Simulez des interrupteurs pour le courrier et le garage en touchant les fils. Après la résolution du problème, remplacez les cartes arrière par des MCU (Attiny et Nano).

La première communication entre les unités doit se faire sur table. Si tout est OK, montez les unités sur place et vérifiez à nouveau.

Merci d'avoir lu et bonne chance.