基于ESP8266的NodeMCU板的物聯(lián)網(wǎng)門鈴自動(dòng)化方案

我們的機(jī)電式叮當(dāng)門鈴的按鈕已在很多年前被具有多個(gè)鈴聲的無線門鐘琴取代。它帶有兩個(gè)遠(yuǎn)程站，大大增加了門鈴的范圍。不幸的是，所有東西都由電池供電，當(dāng)電池耗盡時(shí)，鐘琴變得不可靠。而且，由于訪客按下按鈕時(shí)聽不到任何聲音，因此也容易使訪客感到困惑。在我們家門口，郵遞員總是響兩次。

當(dāng)我最近開始嘗試家庭自動(dòng)化時(shí)，這是一個(gè)更新門鈴并將其集成到系統(tǒng)中的好機(jī)會(huì)。為了避免走線，我選擇了門鈴和家庭自動(dòng)化控制器之間的Wi-Fi連接。

舊的鐘聲本身及其連接線（包括電源）都保留在原位。事實(shí)證明，這很實(shí)用，因?yàn)樵撶娐曉趦?nèi)部提供了足夠的空間，以適合家用無線門鈴接口并為其供電。

我不想拋棄正在工作的無線門鐘琴，而是決定將其按鈕用于新連接的門鈴。這樣，我最終得到了三代Wi-Fi連接的門鈴/鐘琴，它可以播放幾種數(shù)字鈴聲中的一種，并在向云發(fā)送通知的同時(shí)生成機(jī)械的叮當(dāng)聲（或執(zhí)行其他一些有用的操作）操作），請參見圖1。

圖1：如何將基本的門鈴變成復(fù)雜的連接門鈴系統(tǒng)。

建立門鈴界面

對于Wi-Fi門鈴接口，我選擇了一個(gè)基于ESP8266的NodeMCU板（圖2），因?yàn)樗哂形蚁胧褂玫?a href="http://ttokpm.com/analog/" target="_blank">模擬輸入（請參見下文）。

圖2：NodeMCU模塊在其模擬輸入上具有一個(gè)分壓器，該分壓器將輸入電壓除以3.2。

而且，它不需要USB到串行轉(zhuǎn)換器，因此，除了烙鐵外，該項(xiàng)目不需要任何專用工具。

如上所述，無線門鐘琴的按鈕使用現(xiàn)有的舊電線連接到門鈴接口。因?yàn)榘粹o在外部并且暴露在元件外，所以我用串聯(lián)電阻，濾波電容器和鉗位二極管保護(hù)了連接。

由12伏（AC）供電時(shí)，門鈴的螺線管大約需要1安培的電流。對于鐘琴的微小觸覺按鈕（這種觸點(diǎn)通常最多只能處理50 mA左右），這實(shí)在太多了，但是通過繼電器或功率晶體管就可以完成。我使用了一個(gè)很小的5伏繼電器，該繼電器由MCU通過晶體管控制，周圍擺著。

完整的原理圖如圖3所示。

圖3：門鈴接口需要干凈的電源。連接到按鈕的銷需要一些保護(hù)，因?yàn)榘粹o位于按鈕暴露在外部的位置。

監(jiān)控電池電壓

鐘琴按鈕的電線直接連接到按鈕上拉電阻的冷端。這意味著當(dāng)不按下按鈕時(shí)，電線會(huì)承載安裝在按鈕外殼內(nèi)的電池電壓。因此，我不僅將導(dǎo)線連接到MCU的GPIO引腳，而且還連接到其模擬輸入。這使家庭助理可以隨時(shí)注意無線門鈴的電池電量以及中繼門鈴鈴聲消息。這是可行的，因?yàn)殓娗俚臒o線范圍與電池電壓成正比。當(dāng)電壓太低時(shí)，將無法再訪問遠(yuǎn)程站，并且系統(tǒng)變得不可靠。

注意，當(dāng)然可以使用模擬輸入來檢測按鈕的按下以及監(jiān)視電池電量，但這會(huì)使固件復(fù)雜化。通過添加否則留下的GPIO引腳，這種復(fù)雜性消失了。

電源供應(yīng)

電源需要引起注意，因?yàn)榕f的蜂鳴器只有12伏變壓器，而繼電器和NodeMCU板則需要5伏直流電。

蜂鳴器的螺線管對于變壓器來說是很重的負(fù)載，并且在激活時(shí)會(huì)使變壓器的輸出電壓下降。一個(gè)大的儲(chǔ)能電容器可以濾除螺線管引起的驟降。沒有它，NodeMCU模塊將在每次按下按鈕時(shí)重新啟動(dòng)。

5伏調(diào)節(jié)器是與7805兼容的小型開關(guān)模式調(diào)節(jié)器，有助于避免散熱問題。

還添加了電源指示燈，因?yàn)镹odeMCU板上沒有一個(gè)電源指示燈，事實(shí)證明它很實(shí)用。

通過將門鈴接口電路分布在兩個(gè)原型板上（一個(gè)用于電源，另一個(gè)用于其余），我設(shè)法將其全部緊緊地安裝在舊報(bào)時(shí)的外殼內(nèi)（圖4）。

圖4：門鈴接口構(gòu)建在兩個(gè)板上，使其適合舊的門鈴。

如果你按照本文中介紹的步驟操作，那么你現(xiàn)在將擁有一個(gè)可以連接Wi-Fi的門鈴在家庭助理中自動(dòng)化。您可以使它做更多（有用的）事情，而不是點(diǎn)亮LED，這將由你自己決定。本文介紹了入門的基本原理，現(xiàn)在您可以根據(jù)自己的需要來改進(jìn)和改進(jìn)它們。
編輯：hfy