日落驅(qū)動(dòng)開關(guān)開源分享

描述

動(dòng)機(jī)

我們最終厭倦了夜間照亮我們車道邊緣的通用太陽能充電草坪燈（它們最終都失效了），并用一串市電供電的 LED 燈取而代之。

現(xiàn)在我們需要一個(gè)日落驅(qū)動(dòng)開關(guān)，以便每天日落后自動(dòng)將它們打開幾個(gè)小時(shí)。是時(shí)候?qū)emos D1 Mini進(jìn)行一些愛和矯枉過正了。

哲學(xué)

如果它昨天起作用而你沒有碰它，那么它今天應(yīng)該起作用。 永遠(yuǎn)。沒有更新。沒有“您是否嘗試過再次打開和關(guān)閉電源”。

另外，在建造東西時(shí)，先嘗試使用手頭的零件，然后再購買新的零碎零件。

Wemos LOLIN D1 迷你

如果不是很明顯，我非常喜歡這些微控制器板。我已經(jīng)嘗試遷移到更新的更閃亮的那些，但我只是不斷回到這個(gè)舊的最愛，原因之一是：它很管用。

主要特征：

足夠小的外形

足夠強(qiáng)大，有足夠的存儲(chǔ)空間

比較便宜

從 Arduino IDE 編程總是微不足道的

足夠老且成熟，可以為 3rd 方外圍設(shè)備提供良好的驅(qū)動(dòng)程序

可靠的內(nèi)置 WiFi 以及良好的客戶端和服務(wù)器驅(qū)動(dòng)程序

Wemos LOLIN D1 迷你

為了快速參考，這是我從Renzi Mischianti找到的最好的引出線圖：

Wemos LOLIN D1 迷你引出線

特征

以下是我希望該設(shè)備具備的功能：

日落時(shí)點(diǎn)亮一段可配置的時(shí)間

覆蓋模式以在其他時(shí)間輕松打開它們（例如凌晨 3 點(diǎn)）

自動(dòng)計(jì)時(shí)（沒有這種閃爍的12:00垃圾）

全年自動(dòng)調(diào)整日落時(shí)間

使用覆蓋、檢查和配置的簡單瀏覽器 Web 界面

點(diǎn)擊以顯示 IP 地址（以便將來不可避免地重新分配）

我不會(huì)給出按數(shù)字繪畫的說明。相反，我將只提供完整的原理圖和我的 Arduino 草圖的來源，以及關(guān)于每個(gè)功能實(shí)現(xiàn)的一些注釋。我懷疑沒有人會(huì)構(gòu)建這個(gè)確切的設(shè)備，但可能會(huì)從出于其他目的復(fù)制一個(gè)或多個(gè)功能中受益。

網(wǎng)絡(luò)界面

我利用了 D1 mini 的內(nèi)置 Wifi 和網(wǎng)絡(luò)功能。我在其他項(xiàng)目中同時(shí)使用了服務(wù)器和客戶端部分，所以我已經(jīng)有了代碼來克服大多數(shù)常見問題。我將串行輸出保留在實(shí)時(shí)版本中，這樣我就可以輕松連接 USB 電纜并在將來失敗時(shí)診斷初始化。

下圖是顯示我的簡單 Web 用戶界面的屏幕截圖：

網(wǎng)頁界面功能

我ESP8266WebServer 用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，這個(gè)文檔實(shí)際上非常好。我對(duì)標(biāo)簽和

刷新的使用是讓一些 Web 按鈕起作用的快速而骯臟的方法。

設(shè)備接口

在設(shè)備上安裝 OLED 顯示屏的唯一原因是，我們可以很容易地知道分配給它的 IP 地址，這樣我們就可以在瀏覽器中實(shí)際找到 Web 服務(wù)器。但是，一旦你有了一個(gè)顯示，你也可以包含其他診斷信息：我只是復(fù)制了與 Web UI 相同的東西：

然而，OLED 顯示器確實(shí)會(huì)隨著時(shí)間的推移（約 4-5 年）而燒毀，因此不要讓它們“始終開啟”是有道理的。出于這個(gè)原因，我使用麥克風(fēng)傳感器作為開關(guān)來打開 OLED 15 秒。外殼構(gòu)成了一個(gè)方便的音箱，因此您只需用指關(guān)節(jié)輕敲音箱即可打開 OLED。我有一個(gè)關(guān)于使用MAX9814 作為音頻開關(guān)的項(xiàng)目，更詳細(xì)地描述了這個(gè)技巧。

MAX9814麥克風(fēng)

功率繼電器

最初我以為我可以使用像VO12642T這樣的 MOSFET 開關(guān)簡單地切換 12V 電源，因?yàn)樗梢蕴幚?2A 并將該電流與精密電子設(shè)備隔離開來。然而，在測(cè)量外部 LED 燈的電流消耗為 1.7A 后，我不得不換成容量更大的東西，以免接近 2A 的限制。我手頭有一個(gè) 10A 繼電器分線板，所以我用它代替。

10A繼電器——無魔藍(lán)煙！

原理圖

添加一個(gè) 7805 穩(wěn)壓器，從 12V LED 驅(qū)動(dòng)器為我們提供 5V 電源，電路就差不多完成了。我為精密的電子設(shè)備添加了一個(gè) 1A 的保險(xiǎn)絲（因?yàn)槲易兝狭?，也變聰明了）。另一件需要記住的重要事情是，并非所有精致的東西都是 5V：OLED 和 MAX9814 都有 3.3V 邏輯電平，并且足夠小，可以使用 D1 mini 的 3.3V 電源供電。

日落開關(guān)原理圖

網(wǎng)頁服務(wù)

我一直在使用 Arduino millis()，它并不是非常準(zhǔn)確，并且每大約 50 天就會(huì)循環(huán)一次。我的解決方案是使用免費(fèi)的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)worldtimeapi.org每 24 小時(shí)重置一次時(shí)間。我在新西蘭的 API 是：http://worldtimeapi.org/api/timezone/pacific/auckland

注意：http://，不是https://

我使用第二個(gè)免費(fèi)的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來獲取我所在位置今天的日落時(shí)間（是的，我可以算一下，但我很懶，我已經(jīng)上網(wǎng)了）。在我打電話更新時(shí)間的同時(shí)，我還打電話給sunrise-sunset.org來獲取我所在位置今天的日落時(shí)間。使用谷歌地圖獲取經(jīng)度和緯度。API 調(diào)用類似于：http://api.sunrise-sunset.org/json?lat=-YY.YYYY&lng=XX.XXXX

注意：http://，不是https://

這些 Web 服務(wù)調(diào)用是使用可靠的 WiFiClient 進(jìn)行的，該文檔非常好。

這兩個(gè) Web 服務(wù)都以 JSON 格式返回響應(yīng)。我發(fā)現(xiàn)這個(gè)JSON 庫非常適合解析這些響應(yīng)。

因此，作為提醒，您需要根據(jù)您的詳細(xì)信息在我的代碼中自定義三件事：

STASSID 和STAPSK - 您自己家庭 WiFi 的 ssid 和密碼

根據(jù)您的時(shí)區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)用的 URLworldtimeapi.org

根據(jù)您的位置進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)用的 URLsunrise-sunset.org

使用的 Arduino 庫

Arduino IDE 2.x 的屏幕截圖以防萬一您在尋找正確的驅(qū)動(dòng)程序時(shí)遇到困難：

https://arduinojson.org

https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306

https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

最后一個(gè)可能是您為使用 Wemos LOLIN D1 mini 而安裝的，我相信它包括 Web 服務(wù)器和客戶端庫。

集會(huì)

我將微控制器電路安裝在同一個(gè)外殼內(nèi)，該外殼裝有交流電源到 LED 燈的 12V 直流電源。我在以前的項(xiàng)目中犯過把東西做得太緊太小的錯(cuò)誤。我也犯了一個(gè)錯(cuò)誤，就是把東西弄得太難拆開并帶出現(xiàn)場(chǎng)并放回工作臺(tái)。

為什么不用木頭？

使用我的 Dremel 的切割刀片可以很容易地取下 4 毫米厚的“工藝”膠合板，并使其尺寸完美適合擠壓配合：緊貼在外殼中，但仍然可以輕松移除。

主要部件用螺絲固定在膠合板上。微控制器上的 USB 端口仍然可以訪問。與 12V 電源和 LED 的 3 個(gè)連接很容易斷開和重新連接。

結(jié)語

我一開始提到的“哲學(xué)”是有抱負(fù)的：設(shè)計(jì)需要進(jìn)化到這種理想狀態(tài)。

所以，當(dāng)我將來發(fā)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)有什么問題時(shí)，我會(huì)修復(fù)它并更新這個(gè)項(xiàng)目。東西只需要可靠地工作。