เซ็นเซอร์ความปลอดภัยพลังงานแสงอาทิตย์: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เซ็นเซอร์ความปลอดภัยที่เรียบง่ายและราคาไม่แพงนี้มีคุณสมบัติเด่นบางประการที่อาจเป็นที่สนใจของมือสมัครเล่น:

• พลังงานแสงอาทิตย์ด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็ก
• แบตเตอรี่ลิเธียมแบบชาร์จไฟได้
• วงจรชาร์จสามารถขับเคลื่อนด้วยสาย USB สำหรับการชาร์จครั้งแรกหรือการชาร์จแบตเตอรี
• วงจรล็อคมอสเฟตเพื่อให้กำลังคงที่กับเซ็นเซอร์ไมโครเวฟเท่านั้นจนกว่าจะตรวจจับการเคลื่อนไหว
• เซ็นเซอร์ไมโครเวฟ/เรดาร์ใช้พลังงานเพียงไมโครแอมป์เท่านั้น
• ใช้ ESP-01 ราคาไม่แพงสำหรับการแจ้งเตือน

สาระสำคัญของวงจรนี้คือการใช้ P channel mosfet เพื่อล็อควงจรเมื่อได้รับสัญญาณจากเซ็นเซอร์แล้วมีสัญญาณอื่นจาก ESP-01 ทำให้วงจรเปิดและสลักอยู่ในตำแหน่งจนกว่า ESP-01 จะเป็น พร้อมที่จะปิด เมื่อเซ็นเซอร์เปิดใช้งานวงจรแล้ว วงจรจะยังคงเปิดอยู่ แม้ว่าทริกเกอร์ของเซ็นเซอร์จะปิดลง จนกว่าโปรแกรม ESP-01 จะเสร็จสิ้น วงจรนี้ช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาของ ESP-01 ที่ต้องขึ้นอยู่กับว่าเอาต์พุตของทริกเกอร์ของเซ็นเซอร์จะยังคงทำงานอยู่นานแค่ไหน เซ็นเซอร์บางตัวสามารถปรับเปลี่ยนเวลาทริกเกอร์ได้บนเซ็นเซอร์ ส่วนบางตัวอาจทำได้ยากกว่า ด้วยการกำหนดค่านี้ ทริกเกอร์ที่แอ็คทีฟโดยย่อเป็นสิ่งที่จำเป็น

ขั้นตอนที่ 1: มันทำงานอย่างไร

เมื่อเซ็นเซอร์ถูกกระตุ้น มันจะส่งสัญญาณบวกไปยังทรานซิสเตอร์ Q1 (ฉันใช้ทั้งเซ็นเซอร์เรดาร์และ PIR ทั้งคู่ดูเหมือนจะทำงานได้ดีพอ ๆ กัน เซ็นเซอร์เรดาร์นั้นดีกว่าสำหรับการใช้งานกลางแจ้งเพราะจะตรวจจับการเคลื่อนไหวผ่านภาชนะพลาสติกและแม้แต่ผนัง PIR นั้นใช้งานกลางแจ้งไม่ได้เพราะใช้พลังงานแสงอาทิตย์ เหมาะสมมากขึ้น.)

เมื่อเปิด Q1 จะเปิด Q3 ผ่านไดโอด D1 เมื่อเปิด Q3 ประตูของ mosfet Q2 จะถูกดึงลงสู่พื้น เปิดมอสเฟตและปล่อยให้กระแสไหลในวงจรไปยังตัวควบคุม 3.3v ขนาดเล็ก (ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับ ESP-01)

ทันทีที่เปิด ESP-01 ขา Rx จะถูกตั้งค่าเป็น HIGH ซึ่งตอนนี้จะใช้สัญญาณแอ็คทีฟกับ Q3 ผ่านไดโอด D2 ตอนนี้หากเซ็นเซอร์ถูกกระตุ้นในระดับต่ำ Q3 จะยังคงเปิดอยู่ยังคงไหลผ่านมอสเฟตและ ESP-01 จะยังคงเปิดอยู่ โมดูลนี้จะทำงานต่อไปจนกว่าโปรแกรมภายในจะตั้งค่าพิน Rx เป็น LOW และหากทริกเกอร์เซ็นเซอร์ยังคงเป็น LOW จะเป็นการปิดการจ่ายไฟให้กับโมดูล

ขั้นตอนที่ 2: วัสดุสิ้นเปลือง

1 - IRLML6402 P-Channel Mosfet (ฉันกำลังใช้รุ่น SOT-23) ตัวเล็กๆเหล่านี้มีราคาถูกกว่ามากเมื่อเทียบกับมอสเฟต P-CH สไตล์ T0-92 ที่ใหญ่กว่า

2 - 1N5817 ไดโอด

1 - นำทางเลือกของคุณ!

ขั้วต่อ 2 - 2P สำหรับอินพุตโซลาร์เซลล์และอินพุตแบตเตอรี่ลิเธียม แบตเตอรี่ลิเธียมบางรุ่นมาพร้อมกับขั้วต่อ JST ที่มีขนาดต่างกัน คุณจึงอาจต้องการพิจารณาว่าจะใช้ขั้วต่อชนิดใด ไฟล์ Gerber ได้รับการกำหนดค่าสำหรับตัวเชื่อมต่อที่มีระยะห่าง 2.54 มม.

ตัวเก็บประจุขนาด 1 - 1,000 ยูเอฟ (ไม่จำเป็นอย่างเคร่งครัด ปรับขนาดได้ ใช้สำหรับปรับกำลังไฟให้เรียบกับ ESP-01)

2 - 2n3904 ทรานซิสเตอร์

ตัวต้านทาน 1 - 220 โอห์ม

ตัวต้านทาน 2 - 1k

ตัวต้านทาน 2 - 10k

ตัวต้านทาน 2 - 100k

ตัวต้านทาน 1 - 220k

สวิตช์เลื่อนแบบ 1 - 3 พิน

หัวต่อ 1 - 3 พินสำหรับอินพุตเซ็นเซอร์

1 - ESP-01

หัวต่อตัวเมีย 1 - 2x4 (8 พิน) สำหรับตั้งค่า ESP-01

แผงวงจรควบคุม 1 - 3.3 โวลต์ แบบนี้

1 - RCWL-0516 ไมโครเวฟ/เซนเซอร์เรดาร์แบบนี้

1 - แผงชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบนี้

ขั้นตอนที่ 3: รหัส Arduino สำหรับ ESP-01

ฉันได้ให้ไฟล์โค้ดสองไฟล์ที่คุณสามารถใช้เพื่อทดสอบวงจร

ไฟล์ LatchCircuitTest.ino เป็นวงจรทดสอบอย่างง่ายที่จะแฟลช LED บนบอร์ดของ ESP-01 เป็นเวลาประมาณ 10 วินาทีก่อนที่จะปล่อยสลัก ฉันกำลังใช้พิน Rx ของ ESP-01 สำหรับวงจรสลัก (ขา 3). ตราบใดที่พินนี้ตั้งไว้ที่ HIGH วงจรก็จะคงกำลังไฟฟ้าอยู่ เมื่อตั้งค่าพินนี้เป็น LOW (และสมมติว่าพินทริกเกอร์เป็น LOW ด้วย) วงจรจะปิด โดยปล่อยให้เซ็นเซอร์ยังคงได้รับพลังงานเพื่อให้ทริกเกอร์อีกครั้ง

ไฟล์ที่สอง ESP-01_Email_Solar_Power_Latch_Simple.ino ถูกเข้ารหัสเพื่อส่งอีเมลผ่าน gmail ทุกครั้งที่มีการกระตุ้นวงจร

ไฟล์นี้จำเป็นต้องแก้ไขด้วยข้อมูลต่อไปนี้:

• SSID ไร้สายของคุณ
• รหัสผ่าน wifi ของคุณ
• ที่อยู่ gmail ของคุณ
• รหัสผ่าน gmail ของคุณ
• ที่อยู่สำหรับข้อความอีเมล
• ที่อยู่สำหรับข้อความอีเมล

ไฟล์ยังมีโค้ดสำหรับส่งคำขอเว็บ http ไปยังโมดูล buzzer ที่ขับเคลื่อนโดย ESP-01 ซึ่งจะตอบสนองต่อคำขอ เหมาะเป็นอย่างยิ่งที่จะมีการกำหนดค่า Buzzer เพื่อให้ในเวลากลางคืน เมื่อคุณไม่ได้ตรวจสอบอีเมล ออดอาจส่งเสียงเมื่อวงจรเซ็นเซอร์ทำงาน

มีตัวอย่างของบอร์ดออดแบบง่าย (ESP-01) ในคำสั่งแรกของฉัน!

ขั้นตอนที่ 4: สร้าง PCB ของคุณเอง

แผนผังสำหรับโครงการนี้สร้างขึ้นโดยใช้ซอฟต์แวร์ Kicad PCB ที่คุณเห็นในวิดีโอนั้นถูกสร้างขึ้นโดยใช้ไฟล์ที่สร้างจาก Kicad ด้วย

คุณสามารถสั่งซื้อ PCB สำหรับโครงการนี้ได้จาก jclpcb.com หรือผู้จำหน่าย pcb รายอื่น

นี่คือลิงค์ไปยังไฟล์ Gerber ที่สร้างขึ้นสำหรับโครงการนี้