SMACONT | ESP-NOW. Датчик температуры и влажности с питанием от батареек

Содержание

Общее описание
Схема устройства
Конструкция устройства
Подготовка модуля к работе
Загрузка конфигурации устройства
Настройка устройства

Общее описание

SMACONT. Датчик температуры и влажности с питанием от батареек

Автономный датчик представляет собой малогабаритное устройство на базе WiFi-модуля «ESP-01S».

В качестве источника питания датчика используются батарейки типа «АА».

В качестве чувствительного элемента используется датчик температуры и влажности SHTC3. Возможно использование других датчиков, поддерживаемых прошивкой «Smacont-ESP».

В качестве корпуса использован доработанный батарейный отсек 2xAA с крышкой.

Настройка устройства производится через встроенный WEB-интерфейс.

Время работы датчика от одного комплекта батареек составляет от 6 месяцев до двух лет. Зависит от периода отправки данных и установленной мощности передатчика устройства.

Низкое потребление автономного датчика, достигнуто за счет использования протокола «ESP-NOW».

Так как устройство работает в режиме «deep sleep», для приема данных о температуре и влажности необходимо устройство, которое должно постоянно работать в режиме «ESP-NOW SLAVE (AP)» или «ESP-NOW SLAVE (AP+STA)», ожидая данных. В качестве данного SLAVE-устройства может выступать любое устройство на базе чипа ESP8266 с прошивкой «Smacont-ESP».

Схема устройства

Схема устройства приведена на рисунке ниже.

Схема устройства

Вывод «Tune» предназначен для перевода устройства в режим настройки.

В качестве чувствительного элемента использовался модуль на основе датчика температуры и влажности SHTC3 с I2C интерфейсом.

Модуль на основе датчика температуры и влажности SHTC3

В данном модуле (см. рисунок выше), сенсор SHTC3 установлен на печатной плате. Одна из схем модуля представлена на рисунке ниже.

Схема модуля

Монтаж модуля ESP-03S и модуля SHTC3 выполнен при помощи провода «МГТФ» (см. рисунок ниже). Перед соединением модулей, необходимо запрограммировать модуль ESP-03S прошивкой «Smacont-ESP».

Монтаж модуля ESP-03S и модуля SHTC3

Для работы в sleep-режиме, необходима доработка модуля ESP-03S, которая заключается в установке перемычки между выводами «IO16» и «RST».

Доработка модуля SHTC3 заключается в демонтаже линейного стабилизатора напряжения и установке перемычки между входом и выходом удаленного стабилизатора напряжения.

Конструкция устройства

В качестве корпуса использован доработанный батарейный отсек 2xAA с крышкой и выключателем.

Батарейный отсек 2xAA с крышкой и выключателем

Доработка батарейного отсека заключается в демонтаже переключателя и одной из стоек.

Сборка модулей ESP-03S и SHTC3 устанавливается на место демонтированного переключателя.

При этом желательно модуль ESP-03S расположить как можно дальше от пружинного контакта.

Размещение модулей в батарейном отсеке

Расположение датчика SHTC3

Конструкция может отличаться от приведенной выше. Например, можно использовать батарейки типа «AAA», имеющие меньшие габаритные размеры.

Подготовка модуля к работе

Подготовка модуля к работе заключается в выполнении следующих шагов.

Шаг 1. Программирование модуля

Программирование модуля (запись программы (прошивки) «Smacont-ESP») осуществляется в соответствии с инструкцией «Программирование модулей ESP и отладочных плат».

Шаг 2. Настройка сетевого соединения с модулем

Выполнить настройку сетевого соединения с модулем в соответствии с инструкцией «Первое включение».

Шаг 3. Настройка WiFi-сети

Выполнить настройку WiFi-сети в соответствии с инструкцией «Настройки WiFi-сети».

Загрузка конфигурации устройства

Файл конфигурации автономного устройства: скачать.

Файл конфигурации SLAVE-устройства: скачать.

При загрузке файла конфигурации автономного устройства рекомендуется использовать внешний источник питания с напряжением 3,0...3,6В, т.к. устройство работает в постоянном режиме и потребляет ток от 15 до 100мА.

По завершении программирования, необходимо загрузить файл конфигурации на модуль автономного устройства и SLAVE-устройства в соответствии с инструкцией.

После загрузки файла конфигурации на автономное устройство необходимо:
1. включить выполнение сценариев на устройстве;
2. разрешить выполнение действия N53.

Действие N53

Далее необходимо указать режим работы WiFi как «ESP-NOW CONTROLLER (STA)».

Режим работы WiFi как «ESP-NOW CONTROLLER (STA)»

После этого необходимо выполнить перезагрузку устройства и можно использовать работу от батареек.

Настройка устройства

Для настройки устройства рекомендуется использовать внешний источник питания с напряжением 3,0...3,6В, т.к. в режиме настройки устройство потребляет ток от 15 до 100мА.

Для перевода устройства в режим настройки необходимо:
- извлечь элементы питания;
- замкнуть между собой выводы «TUNE» и «GND» (см. схему устройства выше);
- подать напряжение питания 3,0...3,6В от внешнего источника питания.

После подачи питания, допускается разомкнуть выводы «TUNE» и «GND».

Настройка устройства при помощи встроенного WEB-интерфейса. Для входа в WEB-интерфейс необходимо подключиться к точке доступа, созданного устройством и адресной строке браузера набрать IP-адрес устройства «192.168.4.1». При этом будет загружена страница, как показано на рисунке ниже.

WEB-интерфейс. Оператор

По умолчанию, загружается WEB-интерфейс с правами доступа «Оператор» (пароль по умолчанию «oper»). Для перехода в учетную запись «Администратор» необходимо из выпадающего списка, выбрать «Администратор» и ввести пароль (по умолчанию задан: «admin»).

WEB-интерфейс. Администратор

«Темпер. С»

Значение текущей температуры. Следует учитывать, что отображаемое значение может быть завышено, так как в режиме настройки, модуль ESP-03S, работает в постоянном режиме и оказывает влияние на показания датчика.

«Влажность»

Значение текущей влажности воздуха.

«MAC-адрес»

Значение MAC-адреса SLAVE-устройства, т.е. устройства, на которое осуществляется передача значений температуры и влажности.

Формат записи: XX:XX:XX:XX:XX:XX. Допустимые символы: "0"..."9" "a", "b", "c", "d", "e", "f", ":".

«Номер канала»

Номер канала SLAVE-устройства, т.е. устройства, на которое осуществляется передача значений температуры и влажности.

Диапазон значений: "1"..."14".

«Адрес данных»

Базовый адрес данных SLAVE-устройства, где будут сохраняться данные значений температуры и влажности.

Данный параметр позволяет выбирать место хранения данных в таблице переменных, что позволяет подключать несколько автономных устройств к одному SLAVE-устройству.

От автономного устройства передается три значения данных:
1. значение заряда батареи, %;
2. значение температуры, С;
3. значение влажности, %.

Пример.
Значение параметра «Адрес данных»: 90.
Значение заряда батареи будет сохранено в переменной «V90».
Значение температуры будет сохранено в переменной «V91».
Значение влажности будет сохранено в переменной «V92».

В дальнейшем, например, по принятым значениям, SLAVE-устройство может осуществлять управление нагревательным прибором для поддержания заданной температуры в помещении.

Диапазон значений: "90"..."179".

«Период, сек»

Параметр определяет периодичность передачи данных на SLAVE-устройство. Период задается в секундах.

Чем меньше значение параметра, тем чаще происходит передача данных на SLAVE-устройство, и, соответственно, тем быстрее разряжаются батарейки.

Минимальное значение периода составляет 10 секунд.

«Мощность, dBm»

Параметр определяет мощность сигнала передатчика автономного устройства.

Чем больше значение параметра, тем на бОльшее расстояние возможна передача данных на SLAVE-устройство, и, соответственно, тем быстрее разряжаются батарейки.

Диапазон значений: "0"..."20" dBm.