日落驅(qū)動開關(guān)開源分享

描述

動機

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)在我們需要一個日落驅(qū)動開關(guān)，以便每天日落后自動將它們打開幾個小時。是時候?qū)emos D1 Mini進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。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，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

足夠強大，有足夠的存儲空間

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：

日落時點亮一段可配置的時間

覆蓋模式以在其他時間輕松打開它們（例如凌晨 3 點）

自動計時（沒有這種閃爍的12:00垃圾）

全年自動調(diào)整日落時間

使用覆蓋、檢查和配置的簡單瀏覽器 Web 界面

點擊以顯示 IP 地址（以便將來不可避免地重新分配）

我不會給出按數(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)于每個功能實現(xiàn)的一些注釋。我懷疑沒有人會構(gòu)建這個確切的設(shè)備，但可能會從出于其他目的復(fù)制一個或多個功能中受益。

網(wǎng)絡(luò)界面

我利用了 D1 mini 的內(nèi)置 Wifi 和網(wǎng)絡(luò)功能。我在其他項目中同時使用了服務(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時版本中，這樣我就可以輕松連接 USB 電纜并在將來失敗時診斷初始化。

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，這個文檔實際上非常好。我對標(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際找到 Web 服務(wù)器。但是，一旦你有了一個顯示，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 顯示器確實會隨著時間的推移（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。我有一個關(guān)于使用MAX9814 作為音頻開關(guān)的項目，更詳細(xì)地描述了這個技巧。

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，因為它可以處理 2A 并將該電流與精密電子設(shè)備隔離開來。然而，在測量外部 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 10A 繼電器分線板，所以我用它代替。

10A繼電器——無魔藍煙！

原理圖

添加一個 7805 穩(wěn)壓器，從 12V LED 驅(qū)動器為我們提供 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 1A 的保險絲（因為我變老了，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 天就會循環(huán)一次。我的解決方案是使用免費的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)worldtimeapi.org每 24 小時重置一次時間。我在新西蘭的 API 是：http://worldtimeapi.org/api/timezone/pacific/auckland

注意：http://，不是https://

我使用第二個免費的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來獲取我所在位置今天的日落時間（是的，我可以算一下，但我很懶，我已經(jīng)上網(wǎng)了）。在我打電話更新時間的同時，我還打電話給sunrise-sunset.org來獲取我所在位置今天的日落時間。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 進行的，該文檔非常好。

這兩個 Web 服務(wù)都以 JSON 格式返回響應(yīng)。我發(fā)現(xiàn)這個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)您的時區(qū)進行網(wǎng)絡(luò)調(diào)用的 URLworldtimeapi.org

根據(jù)您的位置進行網(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)動程序時遇到困難：

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

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

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)計需要進化到這種理想狀態(tài)。

所以，當(dāng)我將來發(fā)現(xiàn)這個系統(tǒng)有什么問題時，我會修復(fù)它并更新這個項目。東西只需要可靠地工作。