Beveiligingssensor op zonne-energie: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Deze eenvoudige en goedkope beveiligingssensor heeft een paar opvallende kenmerken die interessant kunnen zijn voor hobbyisten:

• Zonne-energie met een kleine zonnecel
• oplaadbare lithiumbatterij
• laadcircuit kan worden gevoed via een USB-kabel voor het eerste opladen of het opladen van de batterij
• Mosfet-vergrendelingscircuit, dus het vermogen is ALLEEN constant naar de microgolfsensor totdat beweging wordt gedetecteerd
• microgolf-/radarsensor gebruikt alleen microampère stroom.
• gebruikt een goedkope ESP-01 voor meldingen

Het belangrijkste aspect van dit circuit is het gebruik van een P-kanaal mosfet om het circuit te vergrendelen wanneer een signaal van de sensor wordt ontvangen en vervolgens een ander signaal van de ESP-01 te hebben om het circuit aan en de vergrendeling op zijn plaats te houden totdat de ESP-01 is klaar om uit te schakelen. Zodra het circuit door de sensor is geactiveerd, blijft het circuit aan, zelfs als de sensortrigger wordt uitgeschakeld, totdat het ESP-01-programma is voltooid. Deze schakeling voorkomt dat het probleem dat de ESP-01 afhankelijk is van hoe lang de triggeruitgang van de sensor actief blijft. Sommige sensoren kunnen hun triggertijden op de sensor laten aanpassen, andere zijn moeilijker. Met deze configuratie is een korte actieve trigger alles wat nodig is.

Stap 1: Hoe het werkt

Wanneer de sensor wordt geactiveerd, zal deze een positief signaal naar transistor Q1 sturen. (Ik heb zowel de radarsensor als een PIR gebruikt. Beide lijken even goed te werken. De radarsensor is beter voor gebruik buitenshuis omdat hij beweging door een plastic container en zelfs muren zal detecteren. PIR's zijn niet zo functioneel buiten waar zonne-energie is meer geschikt.)

Wanneer Q1 wordt ingeschakeld, wordt Q3 ingeschakeld via diode D1. Wanneer Q3 wordt ingeschakeld, wordt de poort van mosfet Q2 naar aarde getrokken, waardoor de mosfet wordt ingeschakeld en stroom in het circuit naar de kleine 3.3v-regelaar (die wordt gebruikt om de ESP-01 van stroom te voorzien) kan stromen.

Zodra de ESP-01 wordt ingeschakeld, wordt de Rx-pin op HIGH gezet die nu ook een actief signaal naar Q3 zal sturen via diode D2. Nu, als de sensor laag wordt getriggerd, staat Q3 nog steeds aan, stroom stroomt nog steeds door de mosfet en de ESP-01 blijft aan. Deze module blijft aan totdat het interne programma de Rx-pin op LAAG zet en als de sensortrigger nog steeds LAAG is, wordt de stroom naar de module uitgeschakeld.

Stap 2: Benodigdheden

1 - IRLML6402 P-kanaal Mosfet (ik gebruik een SOT-23-versie). Deze kleine jongens zijn veel goedkoper in vergelijking met grotere P-CH-mosfets in T0-92-stijl.

2 - 1N5817 Diodes

1 - LED naar keuze!

2 - 2P-connectoren voor de ingang van de zonnecel en de ingang van de lithiumbatterij. Sommige lithiumbatterijen worden geleverd met JST-connectoren van verschillende groottes, dus misschien wilt u bepalen wat voor soort connector u moet gebruiken. De gerber-vijlen zijn geconfigureerd voor connectoren met een afstand van 2,54 mm.

1 - 1000uf condensator (niet strikt noodzakelijk. U kunt de grootte aanpassen. Dit is voor het afvlakken van de stroom naar de ESP-01)

2 - 2n3904 transistoren

1 - 220 ohm weerstand

2 - 1k weerstanden

2 - 10k weerstanden

2 - 100k weerstanden

1 - 220k weerstand

1 - 3-pins schuifschakelaar

1 - 3-pins header voor sensoringang

1 - ESP-01

1 - 2x4 (8-pins) vrouwelijke header voor instelling ESP-01

1 - 3,3 volt regelaar printplaat zoals deze

1 - RCWL-0516 Magnetron/radarsensor zoals deze

1 - Zonneladerbord zoals dit

Stap 3: Arduino-code voor de ESP-01

Ik heb twee codebestanden verstrekt die u kunt gebruiken om het circuit te testen.

het bestand LatchCircuitTest.ino is het eenvoudige testcircuit dat de ingebouwde LED van de ESP-01 ongeveer 10 seconden laat knipperen voordat de vergrendeling wordt losgelaten. Ik gebruik de Rx-pin van de ESP-01 voor het vergrendelingscircuit. (pin 3). Zolang deze pin op HIGH staat, blijft de schakeling van stroom voorzien. Zodra deze pin op LAAG is ingesteld (en ervan uitgaande dat de triggerpin ook LAAG is), wordt het circuit uitgeschakeld, waardoor de sensor nog steeds wordt ingeschakeld om opnieuw te worden geactiveerd.

Het tweede bestand, ESP-01_Email_Solar_Power_Latch_Simple.ino, is gecodeerd om een e-mail via Gmail te verzenden wanneer het circuit wordt geactiveerd.

Dit bestand moet worden bewerkt met de volgende informatie:

• Uw wifi-SSID
• Uw wifi-wachtwoord
• Je gmail-adres
• Uw Gmail-wachtwoord
• Een adres voor het e-mailbericht
• Een van-adres voor het e-mailbericht

Het bestand bevat ook code om een http-webverzoek te sturen naar een door ESP-01 aangedreven zoemermodule die op het verzoek zal reageren. Het is ideaal om een zoemer zo te configureren dat 's nachts, wanneer u geen e-mails afluistert, de zoemer kan klinken wanneer het sensorcircuit wordt geactiveerd.

Er is een voorbeeld van het eenvoudige zoemerbord (ESP-01) in mijn eerste instructable!

Stap 4: Bouw je eigen PCB

Het schema voor dit project is gegenereerd met behulp van Kicad-software. De PCB die je in de video ziet, is ook gemaakt met behulp van de bestanden die zijn gegenereerd met Kicad.

U kunt PCB's voor dit project bestellen bij jclpcb.com of een andere pcb-leverancier.

Hier is een link naar de Gerber-bestanden die voor dit project zijn gegenereerd.