دينغ دونغ! أنا متأكد من أن لديك أيضًا جرس باب كلاسيكي في المنزل يؤدي وظيفته، لكننا لا ندرك دائمًا أن شخصًا ما يرن: فقد يمسك بنا في زاوية مفقودة، مع تشغيل المكنسة الكهربائية بأقصى سرعة، أو مع تشغيل سماعات الرأس أو ببساطة مع وجود الكثير من الضوضاء حولنا لدرجة أننا نفتقد إشعار موظف التوصيل. فكرة تحويل جرس الباب هذا إلى جرس باب منزلي ذكي إن تلقي إشعار على هاتفك المحمول (وعلى ساعتك، إذا كنت ترتدي واحدة) يعد وسيلة رائعة لتجنب تفويت عمليات التسليم أو الزيارات مرة أخرى.
علاوة على ذلك، يرغب بعض الأشخاص في الذهاب إلى خطوة أبعد ويطلبون من جرس الباب أن يصدر صوته المعتاد. أضيء مؤشر LED وإذا كان ذلك ممكنا، إرسال رسالة نصية عندما يضغط أحدهم على الزر. هذا يثير تساؤلات منطقية: هل نستخدم متحكمين دقيقين متصلين عبر واي فاي (مثلاً، متحكمين ESP32) أم نختار حلاً أبسط مثل وصلة تردد لاسلكي؟ هل نستخدم جرس الباب الحالي بجهد 230 فولت أم نصنع جرسًا جديدًا كليًا؟ في السطور التالية، سأشرح الطرق المختلفة، والمكونات، والتجميع الآمن، و... اقتراح برنامج باستخدام MQTT و OpenHAB و Pushbulletحتى يصبح المشروع أنيقًا وجميلًا وعمليًا دون تعقيد حياتك.
الهندسة المعمارية: من وحدتي تحكم دقيقة إلى ترددات الراديو، عبر شبكة WiFi
عند التفكير في التصميم، أول ما يتبادر إلى الذهن هو استخدام وحدتي تحكم دقيقة على نفس الشبكة المنزلية: وحدة واحدة بالداخل، وواحدة بالخارج، تتواصلان عبر شبكة WiFi. إنه يعمل، نعم، لكنه قد يكون مبالغًا فيه ومكلفًا بعض الشيء. إذا كنت تستخدم جهازين ESP32 لجرس باب واحد فقط، فإن الهدف الحقيقي بسيط للغاية: زر ضغط خارجي يقوم بتشغيل المنطق الداخلي، والذي يقوم بعد ذلك بكل شيء آخر (الصوت، ومصباح LED، والإشعارات عبر الهاتف المحمول، وحتى الرسائل النصية القصيرة).
البديل الأخف هو وضع بسيط جهاز إرسال واستقبال الترددات الراديوية بين الزر الخارجي ووحدة التحكم الدقيقة الداخلية. والجميل في الأمر أن جانب الزر لا يحتاج إلى وحدة تحكم دقيقة كاملة. مع وحدة RF رخيصةباستخدام بطارية ودائرة كهربائية مناسبة، تُرسل الإشارة عند الضغط عليها. داخل المنزل، تستقبل وحدة تحكم دقيقة (MCU) مُفعّلة بتقنية WiFi التنبيه من مستقبل التردد اللاسلكي، وتُنفّذ باقي الإجراءات: إصدار صوت "دينغ دونغ"، وتفعيل مؤشر LED، وإرسال الإشعار، وإذا رغبت، تفعيل إرسال الرسائل النصية القصيرة من خلال خدمة خارجية.
إذا كنت تفضل الاحتفاظ بالأسلاك الموجودة والاستفادة من جرس باب 230 فولت إذا كان لديك ذلك بالفعل، فهناك نهج رائع آخر: الكشف عن وجود الجهد عندما يرن. هذا الكشف، الذي يتم باستخدام العزل الجلفاني، يُغذي منطق وحدة تحكم WiFi التي تنشر الحدث وتُعلمك به. بهذه الطريقة لن تحتاج إلى استبدال جرس الباب الخاص بك"أنت توقظه".
للمستخدمين الذين يترددون في مشاريع "اصنعها بنفسك"، يتوفر أيضًا خيار شراء أداة شاملة. وهي متوفرة في السوق. أجهزة الاتصال الداخلي المرئية الذكية اللاسلكية مع حماية IP65 وكاميرا بدقة 1080 بكسل تعمل كجرس باب فيديو وجهاز اتصال ثنائي الاتجاه. حتى أن بعض المتاجر تُضيف عناصر تحكم "مشاركة" على صفحة المنتج، وأكثر من متجر يقدم نماذج لسؤال "هل رأيت سعرًا أقل؟" حيث يطلبون منك الإشارة إلى ما إذا كان ذلك في متجر المادية، مقاطعة وتفاصيل أخرى لدراسة مدى تساويها مع التكلفة. هناك حلول تجارية شاملة للغايةولكن إذا كنت تحب التعديل والتغيير، فإن مشروع تحسين المنزل سيكون أرخص ومصممًا خصيصًا لك.
الكشف الآمن عن 230 فولت: مقرن ضوئي للإنقاذ
يتم تشغيل العديد من أجراس الباب التقليدية بجهد 230 فولت فقط أثناء قيام شخص ما بالضغط على الزر. مفتاح "الاستماع" إلى هذا الحدث دون مخاطر يتضمن ذلك عزل قسم الطاقة تمامًا عن قسم المنطق. وهنا يأتي دور مقرنات بصرية: الأجهزة التي تنقل الإشارة بواسطة الضوء بين دائرتين منفصلتين، مما يضمن عدم وجود اتصال كهربائي مباشر بين التيار الكهربائي والأجهزة الإلكترونية 3,3 فولت الخاصة بك.
لتسهيل الحياة، يمكنك شراء لوحة تم صنعها بالفعل يكتشف جهد ٢٣٠ فولت ويوفر خرجًا آمنًا للميكروكنترولر. عادةً ما تتضمن هذه اللوحات المقرن الضوئي والمقاوم المناسبين، مما يحمي وحدة التحكم الدقيقة. إنه حل سريع وقوي إذا كنت لا ترغب في تصميمه من الصفر، فإن الخيار الآخر هو تكرار هذا المخطط بنفسك. حفنة من المكونات من السهل العثور عليها، مع الحفاظ على فلسفة الفصل المادي بين القوة والمنطق.
انتبه إلى التخطيط والمسافات: من المستحسن ترك مسافة فصل سخي على اللوحة بين المنطقة التي يتدفق فيها جهد ٢٣٠ فولت والمنطقة التي تُغذي المتحكم الدقيق. إذا كنت تعمل على لوحة مثقبة، فاترك فجوات واسعة، إذا كان بوسعك، قم بتغليف كل شيء. في صندوق مصمم بذكاء لمنع اللمسات غير المرغوبة. تُضيف أجهزة الربط الضوئي، بطبيعتها، طبقة من الهدوء تُتيح لك نومًا هانئًا.
عنصر مهم آخر هو مصدر الطاقة: يعمل المتحكم الدقيق الذي سنستخدمه عند 3,3 الخامسإذا لم يكن لديك مصدر 3,3 فولت متاحًا، فيمكنك التخفيض من 5 فولت باستخدام منظم. إل إم 317 تيضبطه بشكل صحيح لتوفير جهد ثابت قدره ٣.٣ فولت. هذا المزيج (مصدر طاقة ٥ فولت + منظم جهد) شائع جدًا في المشاريع المنزلية. رخيصة وفعالة.
الأجهزة العملية: ESP-01، وعلبة ثلاثية الأبعاد، وحزمة الأسلاك
لتوفير اتصال WiFi للنظام، هناك مرشح كلاسيكي ومعروف وهو ESP-01إنه صغير، وبأسعار معقولة، وسهل البرمجة، والأهم من ذلك كله، ما يكفي لجرس الباببالمقارنة مع ESP32، وهو وحش للمشاريع الأكبر، هنا يغطي ESP-01 أكثر من قراءة الأحداث، واتصال الشبكة، ونشر MQTT، وتشغيل الإشعارات.
في التجميع المادي، قد يكون من المثير للاهتمام أن نضع كل شيء في مكانه. صندوق مطبوع ثلاثي الأبعاد لجعلها مدمجة وآمنة. عند دمج لوحة الدائرة الكهربائية ESP-01 ولوحة مصدر الطاقة (بالإضافة إلى مساحة لكتلة طرفية)، في بعض الأحيان يكون المجموع مناسبًا تقريبًا بشكل مثالي. بمساحة جرس الباب التقليدي "دينغ دونغ". هذا يسمح لك بوضع الأجهزة الإلكترونية بالقرب من الجرس نفسه، والحفاظ على مظهر منزلك وشعوره دون أي أجهزة غريبة.
التوصيلات الكهربائية معقدة أيضًا. من الأفضل أخذها إلى... كليما مرحلة جرس الباب، ومرحلة تشغيل الأجهزة الإلكترونية (التي يجب أن تكون منفصلة حتى يكون الميكروفون دائمًا مزودًا بالطاقة، حتى إذا لم يتم الضغط على جرس الباب)، و حياديبهذه الطريقة، يمكنك اكتشاف وقت توصيل الطاقة إلى جرس الباب، وفي الوقت نفسه، إبقاء النظام الذكي متصلاً بالإنترنت لنشر الأحداث وإرسال الإشعارات. يُرجى مراعاة اللائحة: كل شيء في مكانهومع الفصل المادي بين القوة والمنطق.
لمحبي الأعمال اليدوية، إعداد الدائرة في صفيحة مثقبة يعمل بشكل ممتاز، طالما التزمتَ بالتباعد الاجتماعي. يَعِد البعض بالتحول إلى لوحات الدوائر المطبوعة المُخصصة يومًا ما، ولكن في الوقت الحالي، لوحة مُثقبة مُصنّعة بإتقان... إنه لشيء رائع!إذا كنت ترغب في توثيق التصميم، فيمكنك الاحتفاظ بالمخطط في أداة المفضلة لديك (على سبيل المثال، في ملف EAGLE)، مما يجعل من الأسهل مشاركته ومراجعته.
البرامج والإشعارات: المقاطعات، MQTT، OpenHAB وPushbullet
لننتقل إلى "العقل". في قسم البرامج الثابتة لـ ESP-01، إحدى الطرق الفعالة لاكتشاف الحدث هي استخدام انقطاع الجناحتفصيلة عملية واحدة: تحديد الدبوس 3 (دبوس الاستقبال للمنفذ التسلسلي) كدبوس مقاطعة، بحيث عندما يشير الكاشف (أو المستشعر البصري) إلى وجود جهد، يتم تشغيل روتين يحدد حالة جرس الباب.
يستخدم التكوين النموذجي في العديد من الأمثلة خطًا مثل هذا: AttachInterrupt(digitalPinToInterrupt(sensePin), onDoorbellStateChange, FALLING);الروتين المزين بـ ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في البرامج الثابتة ESP8266/ESP-01، قد يكون الأمر كالتالي: void ICACHE_RAM_ATTR onDoorbellStateChange() { lastTrueState = millis(); DoorbellState = true; }يؤدي هذا إلى حفظ لحظة التصوير وتعيين حالة "اتصل شخص ما" إلى "صحيح".
في الحلقة الرئيسية، بعد فترة زمنية معقولة، يُعاد ضبط المؤشر للسماح بتنبيهات جديدة. وهنا يأتي دور الفحص المؤقت. إذا (حالة جرس الباب و(الآن – آخر حالة صحيحة) > 5000) { حالة جرس الباب = خطأ؛ isStateSent = خطأ؛ }وبهذا، إذا مرت 5 ثوانٍ منذ المكالمة الأخيرة، فسيتم اعتبار الحدث مغلقًا ويمكن إرسال الإشعارات مرة أخرى إذا قام شخص ما بالضغط عليه مرة أخرى. بهذه الطريقة تتجنب الإعلانات غير المرغوب فيها من خلال الضغط لفترة طويلة أو الارتدادات.
للتكامل مع الأتمتة المنزلية و معايير المنزل الذكي, MQTT إنه مريح للغاية. يمكنك إنشاء وسيطك الخاص ودمجه مع... OpenHABحيث ستُنشئ "عنصرًا" و"عنصرًا" مُقابلًا له، يُمثل حالة جرس الباب (مثلًا: إيقاف/تشغيل). بعد ذلك، يُمكنك ضبط الإشعارات باستخدام خدمتك المُفضّلة: Pushbullet إنه كلاسيكي، ويمكنك تشغيل التنبيه باستخدام قاعدة يتم تشغيلها عند تغير العنصر. إيقاف التشغيل إلى التشغيل.
يمكن أن يبدو هيكل هذه القاعدة في OpenHAB على النحو التالي: القاعدة «RuleName» عندما يتغير ItemItemName من OFF إلى ON، تكون قيمة الإجراءات = getActions(«pushbullet»، «ItemNamePushbulletBot») إذا لم تكن الإجراءات تساوي null) { actions.sendPushbulletNote(«جرس الباب الأمامي»، «جرس الباب الأمامي»، «يطرق شخص ما الباب الأمامي») } endبعبارات أبسط: بمجرد تشغيل العنصر، أنت تطلق ملاحظة إلى أجهزتك. إذا كنت بحاجة إلى رسائل نصية قصيرة، يمكنك استبدال Pushbullet بواحدة. خدمة الرسائل القصيرة أو من خلال بوابة تتوفر فيها إمكانية الربط على منصة أتمتة منزلك.
بالنسبة لأولئك الذين يفضلون عدم لمس جرس الباب الأصلي ويريدون مشاهدته على هواتفهم المحمولة، تذكروا أن هناك حلولاً مماثلة في السوق. جرس باب فيديو لاسلكي مع كاميرا بدقة 1080 بكسل وتصنيف حماية IP65. توفر هذه الكاميرات نظام اتصال داخلي مرئي "مُثبّت من المصنع"، وفي العديد من المتاجر، تتضمن أزرار ""سهم"على الشكل والشكل الشهير لـ هل وجدت سعرا أقل؟ للحفاظ على الأسعار التنافسية؛ قد يسألونك أيضًا عما إذا كنت قد رأيت المنتج في متجر (مادي) و مقاطعة لتقييم التطبيق. إنهم بديل مناسبعلى الرغم من أنها لا تتنافس عادةً من حيث التكلفة مع التجميع الذي يتم تصنيعه بنفسك والذي تم ضبطه جيدًا.
نقطة عملية أخرى حول البرنامج: من المستحسن أن يحافظ الجهاز على اتصال واي فاي مستقر وأنه يُنفِّذ إعادة اتصال تلقائية بوسيط MQTT في حال تعطله. عادةً ما تتضمن برامج ESP روتين "إعادة الاتصال في حال عدم وجود رابط". شاشة مع مؤقت لا ينبغي أن يتعطل جهازك أثناء محاولة إعادة الاتصال بلا نهاية. يمكن لبرنامج مراقبة البرامج أن ينقذك من أكثر من مشكلة في العالم الحقيقي.
بالنسبة لمؤشر LED، يمكنك جعله يومض في الوقت المناسب مع الحدث (على سبيل المثال، لمدة 5 ثانية بعد إطلاق النار) ثم أطفئه. إذا كنت ترغب في لمسة أدق، استخدم وميضًا مع تلاشى بواسطة PWM مما يشير إلى "المكالمة جارية" و ضوء ثابت قصير لـ "المكالمات المسجلة". هذه الإشارات المرئية، وإن لم تكن ضرورية، تُقدّر عندما لا يكون هاتفك المحمول في متناول يدك.
يجب على أولئك الذين يفكرون في إرسال رسائل SMS أن يتذكروا أن هناك خدمات وواجهات برمجة تطبيقات تسمح لك بإرسال رسائل باستخدام مكالمة HTTP بسيطة من وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بك أو الأفضل من ذلك، من خادم أتمتة منزلكيؤدي هذا إلى تقليل الحمل على المتحكم الدقيق و مركزية المنطق (على سبيل المثال، أرسل رسائل SMS فقط إذا كان المنزل في وضع "خارجي"). كما أن الرسائل النصية عادةً ما تكون مدفوعة لكل إرسال، لذا يُنصح بتحديد قاعدة صغيرة لمكافحة البريد العشوائي الذي يتجنب إرسال أكثر من رسالة واحدة كل X دقائق.
بالمناسبة، إذا قمت بدمج كل شيء مع OpenHAB (أو منصات مماثلة)، فسوف تفصل ما هو "الاكتشاف والنشر" (MCU) عن ما هو "الأتمتة والإشعارات" (الخادم). هذا التقسيم للمسؤوليات يجعل هذا النظام أسهل في الصيانة: يركز المتحكم الدقيق على مهمة بسيطة، ويدير الخادم الأكثر مرونة الإشعارات والمرشحات والقواعد وما إلى ذلك. السجلات التاريخية من المكالمات.
بمجرد توصيله واختباره على الطاولة، حان وقت التثبيت: قد تحتاج إلى تشغيل عصر جديد حتى جرس الباب لتوفير الطاقة المستمرة للجهاز الذكي. في العديد من المنازل، يسمح الأنبوب الحالي بذلك، ولا يتطلب سوى تعديل بسيط في أقرب صندوق توصيل. من المهم للغاية العمل بأمان. جهد قصير، تحديد الموصلاتتحقق من اللوائح، وإذا كانت لديك أية شكوك، فاتصل بمتخصص.
إذا كنت تشعر أنك تفتقد شيئًا "إضافيًا"، فإن الخطوة التالية قد تكون قياس عدد المرات التي تضغط فيها على الزر (القياس عن بعد الأساسي)، واستخدام مستشعر الحركة PIR, كشف المقاييس إلى نظامك (على سبيل المثال، عبر MQTT إلى قاعدة بيانات سلسلة زمنية) أو حتى تسجيل مقطع مع كاميرا IP عند تشغيل جرس الباب. هذا ليس جزءًا أساسيًا من المشروع الأصلي، لكن الأتمتة تُحقق هذه المزايا.
فيما يتعلق بالإنهاء، حاول أن تجعل صندوق مطبوع ثلاثي الأبعاد تأكد من تهوية جيدة حتى لا يسخن منظم الحرارة (إذا كنت تستخدم LM317T). سيساعدك وجود مشتت حرارة صغير وترك مسافة بين المكونات. كما أن وضع علامات "موصل رنين" و"موصل طاقة" و"محايد" على الجزء الداخلي من الدائرة مفيد. سوف يسهل المراجعات المستقبلية أو التوسعات دون الحاجة إلى تخمين أي شيء عند العودة إلى المشروع بعد أشهر.
بالعودة إلى المناقشة الأولية (وحدتي تحكم دقيقة مقابل وحدة تحكم لاسلكية)، إذا كنت قلقًا بشأن استهلاك الطاقة عند زر الضغط الخارجي و تبسيط قدر الإمكانيُعدّ دمج الترددات اللاسلكية ووحدة التحكم الدقيقة (MCU) بالداخل ميزة إضافية: إذ يُمكن أن يكون جهاز الإرسال الخارجي صغيرًا ومنخفض الطاقة، كما يُمكنك إبقاء كل شيء جاهزًا بالداخل، مع مصدر طاقة ثابت. إذا كنت تُفضّل تجنّب وصلة الراديو ولديك بالفعل توصيلات جرس البابإن الكشف عن 230 فولت باستخدام البصريات ووحدة التحكم الدقيقة (MCU) واحدة هو أمر مباشر وقوي ونظيف.
أخيرًا، إليك بعض الممارسات الجيدة: توثيق المخطط (حتى لو كان مجرد صورة للنموذج الأولي مع التعليقات التوضيحية)، قم بتحميل الكود إلى مستودعك وأضف ملف README مع تفاصيل التوصيلات. تفاصيل صغيرة مثل الإشارة إلى أن الدبوس 3 (RX) يُستخدم كقاطع لمنع المفاجآت إذا قرر شخص ما، أو أنت بنفسك، تفعيل المنفذ التسلسلي دون علمك. وإذا شاركت المشروع، أفضل من ذلكوسوف يكون الآخرون قادرين على تكرارها، وتحسينها، أو إعطائك أفكارًا.
من الواضح أن هناك مسارًا لكل من الشركة المصنعة التي تريد الاحتفاظ بـ "دينغ دونغ" وتلقي التنبيهات، ولأولئك الذين يفضلون نظامًا تجاريًا كاملاً مع كاميرا وشهادة IP65. إذا كنت ترغب في القيام بالأشياء بنفسكيمنحك الجمع بين جهاز الكشف الآمن، ESP-01، ومصدر الطاقة 3,3 فولت مع LM317T، والغلاف ثلاثي الأبعاد، وتشغيل الحافة، وMQTT، وOpenHAB، وPushbullet جرس باب ذكي موثوق به وقابل للتوسعة، وقبل كل شيء، مخصص لمنزلك، مع إمكانية إضافة الرسائل النصية القصيرة أو أي قناة أخرى دون إعادة الاختراع.
