Sensor de segurança movido a energia solar: 4 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Este sensor de segurança simples e barato tem alguns recursos notáveis que podem ser do interesse de entusiastas:

• Alimentado por energia solar com uma pequena célula solar
• bateria recarregável de lítio
• circuito de carga pode ser alimentado por cabo USB para carga inicial ou recarga da bateria
• Circuito de travamento do Mosfet para que a energia seja SOMENTE constante para o sensor de micro-ondas até que o movimento seja detectado
• o sensor de microondas / radar usa apenas microampères de potência.
• usa um ESP-01 barato para notificações

O aspecto principal deste circuito é usar um mosfet do canal P para travar o circuito quando um sinal é recebido do sensor e, em seguida, ter outro sinal do ESP-01 mantendo o circuito ligado e a trava no lugar até que o ESP-01 seja pronto para desligar. Uma vez que o circuito é acionado pelo sensor, o circuito permanece ligado, mesmo se o gatilho do sensor desligar, até que o programa ESP-01 seja concluído. Este circuito evita o problema do ESP-01 ser dependente de quanto tempo a saída de disparo do sensor permanece ativa. Alguns sensores podem ter seus tempos de disparo modificados no sensor, outros são mais difíceis. Com essa configuração, um breve gatilho ativo é tudo o que é necessário.

Etapa 1: como funciona

Quando o sensor é acionado, ele emitirá um sinal positivo para o transistor Q1. (Usei o sensor de radar e um PIR. Ambos parecem funcionar igualmente bem. O sensor de radar é melhor para uso externo, pois detecta movimento através de um recipiente de plástico e até mesmo paredes. Os PIRs não são tão funcionais em ambientes externos onde a energia solar está mais adequado.)

Quando Q1 for ativado, ele ativará Q3 por meio do diodo D1. Quando o Q3 é ligado, a porta do mosfet Q2 será direcionada ao aterramento, ligando o mosfet e permitindo que a corrente flua no circuito para o pequeno regulador de 3,3 V (usado para alimentar o ESP-01).

Assim que o ESP-01 é ligado, o pino Rx é definido como HIGH, que agora também aplicará um sinal ativo a Q3 através do diodo D2. Agora, se o sensor for acionado baixo, Q3 ainda está ligado, ainda flui pelo mosfet e o ESP-01 é mantido ligado. Este módulo permanecerá ligado até que seu programa interno defina o pino Rx BAIXO e se o gatilho do sensor ainda estiver BAIXO, isso desligará o módulo.

Etapa 2: suprimentos

1 - IRLML6402 P-Channel Mosfet (estou usando uma versão SOT-23). Esses pequenos são muito menos caros em comparação com mosfets P-CH estilo T0-92 maiores.

2 - 1N5817 Diodos

1 - LED a sua escolha!

2 - Conectores 2P para a entrada da célula solar e a entrada da bateria de lítio. Algumas baterias de lítio vêm com conectores JST de tamanhos diferentes, portanto, você pode querer determinar que tipo de conector usar. Os arquivos gerber são configurados para conectores com espaçamento de 2,54 mm.

Capacitor de 1 - 1000uf (não estritamente necessário. Você pode ajustar o tamanho. Isso é para suavizar a potência do ESP-01)

2 - transistores 2n3904

1 - resistor de 220 ohms

2 - resistores 1k

2 - resistores de 10k

2 - resistores de 100k

1 - resistor 220k

1 - interruptor deslizante de 3 pinos

1 - cabeçalho de 3 pinos para entrada do sensor

1 - ESP-01

1 - Conector fêmea 2x4 (8 pinos) para configuração ESP-01

1 - placa de circuito regulador de 3,3 volts como esta

1 - RCWL-0516 Sensor de microondas / radar como este

1 - Placa do carregador solar como esta

Etapa 3: Código Arduino para ESP-01

Eu forneci dois arquivos de código que você pode usar para testar o circuito.

o arquivo LatchCircuitTest.ino é o circuito de teste simples que piscará o LED integrado do ESP-01 por cerca de 10 segundos antes de soltar a trava. Estou usando o pino Rx do ESP-01 para o circuito de trava. (Pino 3). Enquanto este pino estiver definido como HIGH, o circuito permanecerá energizado. Uma vez que este pino seja definido como BAIXO (e assumindo que o pino de disparo também esteja BAIXO), o circuito será desligado, deixando o sensor ainda ligado para ser disparado novamente.

O segundo arquivo, ESP-01_Email_Solar_Power_Latch_Simple.ino, é codificado para enviar um e-mail via gmail sempre que o circuito for acionado.

Este arquivo precisa ser editado com as seguintes informações:

• Seu SSID wi-fi
• Sua senha wi-fi
• Seu endereço do gmail
• Sua senha do gmail
• Um endereço para a mensagem de e-mail
• Um endereço de remetente para a mensagem de e-mail

O arquivo também inclui o código para enviar uma solicitação da web http para um módulo de campainha alimentado pelo ESP-01 que responderá à solicitação. O ideal é ter um buzzer configurado para que à noite, quando você não estiver monitorando e-mails, o buzzer possa soar quando o circuito do sensor for acionado.

Há um exemplo de placa de campainha simples (ESP-01) no meu primeiro instrutível!

Etapa 4: construir seu próprio PCB

O esquema para este projeto foi gerado usando o software Kicad. O PCB que você vê no vídeo também foi criado usando os arquivos gerados pelo Kicad.

Você pode solicitar PCBs para este projeto em jclpcb.com ou em qualquer outro fornecedor de PCBs.

Aqui está um link para os Arquivos Gerber que foram gerados para este projeto.