Sensore di sicurezza ad energia solare: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Questo sensore di sicurezza semplice ed economico ha alcune caratteristiche degne di nota che potrebbero interessare gli hobbisti:

• Alimentazione solare con una piccola cella solare
• batteria al litio ricaricabile
• il circuito di ricarica può essere alimentato tramite cavo USB per la carica iniziale o la ricarica della batteria
• Circuito di blocco del mosfet in modo che la potenza sia SOLO costante al sensore a microonde fino a quando non viene rilevato il movimento
• il sensore microonde/radar utilizza solo microampere di potenza.
• utilizza un ESP-01 economico per le notifiche

L'aspetto chiave di questo circuito è l'utilizzo di un mosfet del canale P per agganciare il circuito quando viene ricevuto un segnale dal sensore e quindi avere un altro segnale dall'ESP-01 mantenendo il circuito acceso e il fermo in posizione fino a quando l'ESP-01 è pronto per lo spegnimento. Una volta che il circuito viene attivato dal sensore, il circuito rimane attivo, anche se il trigger del sensore si spegne, fino al completamento del programma ESP-01. Questo circuito evita che il problema dell'ESP-01 dipenda da quanto tempo l'uscita trigger del sensore rimane attiva. Alcuni sensori possono avere i loro tempi di attivazione modificati sul sensore, altri sono più difficili. Con questa configurazione, è sufficiente un breve trigger attivo.

Passaggio 1: come funziona

Quando il sensore viene attivato, emetterà un segnale positivo al transistor Q1. (Ho usato sia il sensore radar che un PIR. Entrambi sembrano funzionare ugualmente bene. Il sensore radar è migliore per l'uso esterno in quanto rileverà il movimento attraverso un contenitore di plastica e persino le pareti. I PIR non sono così funzionali all'aperto dove l'energia solare è più adatto.)

Quando Q1 si accende, accenderà Q3 tramite il diodo D1. Quando Q3 si accende, il gate del mosfet Q2 verrà portato a terra, accendendo il mosfet e consentendo alla corrente di fluire nel circuito verso il piccolo regolatore da 3,3 V (utilizzato per alimentare l'ESP-01).

Non appena l'ESP-01 si accende, il pin Rx viene impostato su HIGH che ora applicherà anche un segnale attivo a Q3 tramite il diodo D2. Ora, se il sensore viene attivato in modo basso, Q3 è ancora acceso, la potenza scorre ancora attraverso il mosfet e l'ESP-01 rimane acceso. Questo modulo rimarrà attivo fino a quando il suo programma interno imposta il pin Rx su BASSO e se il trigger del sensore è ancora BASSO, interromperà l'alimentazione al modulo.

Passaggio 2: materiali di consumo

1 - IRLML6402 P-Channel Mosfet (sto usando una versione SOT-23). Questi piccoli ragazzi sono molto meno costosi rispetto ai più grandi mosfet P-CH in stile T0-92.

2 - Diodi 1N5817

1 - LED a tua scelta!

2 - Connettori 2P per l'ingresso della cella solare e l'ingresso della batteria al litio. Alcune batterie al litio sono dotate di connettori JST di diverse dimensioni, quindi potresti voler determinare quale tipo di connettore utilizzare. I file gerber sono configurati per connettori con spaziatura di 2,54 mm.

1 - Condensatore da 1000 uf (non strettamente necessario. È possibile regolare le dimensioni. Questo serve per livellare la potenza dell'ESP-01)

2 - transistor 2n3904

1 - Resistenza da 220 ohm

2 - resistori da 1k

2 - resistori da 10k

2 - resistori da 100k

1 - Resistenza da 220k

Interruttore a scorrimento 1 - 3 pin

Intestazione 1 - 3 pin per ingresso sensore

1 - ESP-01

1 - 2x4 (8 pin) intestazione femmina per l'impostazione di ESP-01

1 - Circuito del regolatore da 3,3 volt come questo

1 - RCWL-0516 Sensore microonde/radar come questo

1 - Scheda caricabatterie solare come questa

Passaggio 3: codice Arduino per ESP-01

Ho fornito due file di codice che puoi usare per testare il circuito.

il file LatchCircuitTest.ino è il semplice circuito di test che farà lampeggiare il LED di bordo dell'ESP-01 per circa 10 secondi prima di rilasciare il fermo. Sto usando il pin Rx dell'ESP-01 per il circuito di latch. (Perno 3). Finché questo pin è impostato su HIGH, il circuito rimarrà alimentato. Una volta che questo pin è impostato su LOW (e supponendo che anche il pin di trigger sia LOW) il circuito si spegnerà, lasciando acceso il sensore ancora alimentato per essere nuovamente attivato.

Il secondo file, ESP-01_Email_Solar_Power_Latch_Simple.ino, è codificato per inviare un'e-mail tramite gmail ogni volta che viene attivato il circuito.

Questo file deve essere modificato con le seguenti informazioni:

• Il tuo SSID Wi-Fi
• La tua password wifi
• Il tuo indirizzo Gmail
• La tua password di Gmail
• A all'indirizzo per il messaggio di posta elettronica
• Un indirizzo da per il messaggio di posta elettronica

Il file include anche il codice per inviare una richiesta web http a un modulo buzzer alimentato da ESP-01 che risponderà alla richiesta. È ideale avere un cicalino configurato in modo che di notte, quando potresti non monitorare le e-mail, il cicalino potrebbe suonare quando viene attivato il circuito del sensore.

C'è un esempio della semplice scheda cicalino (ESP-01) nel mio primo istruibile!

Passaggio 4: crea il tuo PCB

Lo schema di questo progetto è stato generato utilizzando il software Kicad. Anche il PCB che vedete nel video è stato creato utilizzando i file generati da Kicad.

È possibile ordinare PCB per questo progetto da jclpcb.com o da qualsiasi altro fornitore di PCB.

Ecco un collegamento ai file Gerber che sono stati generati per questo progetto.