ESP8266の多機能温度/湿度センサーまたは「モノのインターネット」への別のステップ

免責事項：この記事にはエラーが含まれている可能性があります。これは私がESP8266モジュールを使用したのはそれほど前のことではなく、このデバイスの多くのアーキテクチャの側面を完全に理解していないためです。

今日、ほとんどすべての家庭にWi-Fiルーターがあり、特に今日はアイデアを実装するために利用可能なすべての機器が市場にあるため、このデバイスをホームオートメーションに使用しないことは近視眼的です。 以下に、Wi-Fiモジュール-ESP8266に基づいてさまざまなセンサー/アクチュエーターを構築するためのプラットフォームである小型の電子デバイスを作成するオプションを紹介します。



このモジュールの詳細については 、 こちら 、 こちら 、およびこのサイトを参照してください。ESP8266モジュールについて人類が知っているすべての情報が記載されています。

だから、「デバイス」にできるはずのもの：

• 湿度/温度センサーDHT22からデータを受信します。
• ソリッドステートリレーを駆動します（例： SSR-25 DA ）;
• 指定されたユーザー名とパスワードでWi-Fiルーターに接続します。
• MQTTブローカーを介してデータを送受信します。
• デバッグとファームウェアのためにUSB経由で接続します。

デバイス図：



ESP8266モジュールには多くの変更があります（オプションはこちら ）が、原則として、サイズ、アンテナタイプ、利用可能な入力/出力ポートの数のみが異なります。 ESP8266 ESP-01モジュールを使用しました：



2つのポート（USARTを除く）-GPIO0、GPIO2のみがありますが、私の目的では、1つのポートはセンサー用で、もう1つのポートは負荷制御用です。

USBインターフェイスは、USB-USART CH340Gコンバーターによって実装されます。



ここでは、3.3および5Bロジックへの接続について説明します 。 チップは非常に安価で使いやすいです。 ストラップのうち、12MHzの水晶発振器と1組のコンデンサのみ。 その結果、一方にUSARTがあり、もう一方にUSBがあります。 PCでは、デバイスは仮想シリアルポートとして表示されます。

負荷を制御するために、トランジスタスイッチのペアを使用しました。 なぜそうなのか- 経験豊富な読者は注意深い読者に尋ねます。 問題は、供給電圧が異なる可能性があることですが、リレーを電圧=供給電圧で制御したかったのです。 pnpトランジスタを使用すると、エミッタ電流（供給電圧> ESP8266モジュールの電圧）がモジュールに流れますが、これはまったく良くありません。 GPIO0ポートは常にマイナスにプルされ、この場合、モジュールを再起動するたびにモジュールがプログラミングモードに入るため、npnトランジスタのみを使用することはできませんでした。 したがって、pnp + npnトランジスタを接続することにより、リレーのマイナスを制御します。

DHT22センサー：



追加のバインディングは不要で、ESPモジュールに直接接続します。 データ交換に必要なポートは1つだけです（1-wireに似たインターフェース）。

ダイアグラムでも：

• ジャンパーJP2-モジュールのフラッシュ用。 ジャンパーはGPIO0をマイナスに引きます。 動作モード-開いている、ファームウェア中-閉じている）;
• ボタンS1-モジュールをリセットします。
• ソケットSV1-リレー接続。
• コネクタJ1-電源ソケット。
• JP1コネクタ-マイクロUSBマザー。

デバイスは5-12Vで動作します。

それでは、ソフトウェアについて話しましょう。

そのようなNodeMCUプロジェクトがあります。 私の意見では、非常にクールなことです。 ESP8266で直接luaスクリプトを実行できる小さなOS。 NodeMCUは、すぐに使用できるプロトコルの束を処理でき、Webサーバーを持ち上げ、TCP接続を作成できます...

最初に、NodeMCUモジュールにフラッシュします。 ファームウェアの説明 。

モジュールがフラッシュされたら、スクリプトをロードできます。 多くの方法がありますが、私は個人的にESPlorerユーティリティが好きです。これは、スクリプトのダウンロードだけでなく、スクリプトの開発とデバッグにも非常に便利なソフトウェアです。

より詳細に。 次の3つのスクリプトを入力する必要があります。




ここにはニュアンスがあります。 残念ながら、モジュールの外部フラッシュメモリはNodeMCUとスクリプトをロードするのに十分ではないため、次の「松葉杖」ソリューションを使用します。1つのスクリプトをロードし、node.compileコマンド（「dht22.lua」）を実行します。その結果、NodeMCUはメインスクリプトの実行中にメモリにロードするため、フラッシュメモリとRAMの両方で占めるスペースが少なくなります。 次に、file.removeコマンド（「dht22.lua」）を使用して、コンパイルされていないスクリプトを削除します。 main.luaでも同じ操作を行います。 init.luaスクリプトを最後にロードしたので、もうコンパイルしません。 モジュールを再起動します。

開始時に、NodeMCUは「init.lua」スクリプトを実行し、次に「main.lua」を実行します。 「main.lua」スクリプトはネットワークに接続し、指定されたmqttブローカーにCOMポートとネットワークにデータを送信します。

スクリプトの詳細については、コメントで回答します。

まあ、すべてがそうです。 トピックが興味深い場合は、次の記事でmqttブローカーについて説明し、このすべてをOpenhabに接続します。

ご清聴ありがとうございました。