ESP8266 WIFI remoto para porta de garagem: 3 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Usamos nossa garagem mais como uma entrada principal da casa, porque usando a entrada da frente real, muita sujeira entra na casa devido ao layout ruim. Durante a estação chuvosa aqui na costa oeste do Canadá é ainda pior. Nosso controle remoto da porta da garagem veio com apenas dois controles remotos e embora possamos comprar mais controles remotos, eu pensei que seria melhor ter um controle remoto baseado em WIFI que pode ser usado a partir de um smartphone. Eu não queria um abridor habilitado para WIFI que requer uma conexão com o servidor da manufatura ou qualquer coisa que pudesse permitir que a porta fosse aberta remotamente (longe de casa). A solução que criei usa um aplicativo Android personalizado que se conecta ao nosso WIFI e se comunica com uma placa baseada em ESP8266 que só pode se conectar ao nosso WIFI também. Quando estiver dentro do alcance do WIFI da casa, você pode usar o telefone para abrir a porta.

Etapa 1: Design e materiais

Nosso abridor de porta de garagem é um Chamberlain, mas suspeito que a maioria dos abridores opera de maneira semelhante. O controle do painel de parede para ele simplesmente coloca em curto os dois fios que se conectam a ele, o que sinaliza o abridor para ativar. Esses painéis de parede costumam ter um interruptor de luz e um recurso de trava, esses botões não apenas causam curto na conexão, mas enviam uma série de pulsos (sinais PWM) de volta ao abridor para instruí-lo sobre o que fazer (acender as luzes ou travar fora dos controles remotos). O curto-circuito dos fios (o que o interruptor principal faz) pode ser realizado com um relé.

Usei as seguintes peças:

• Placa Wemos D1 R2 ESP8266 (qualquer placa de desenvolvimento ESP8266 funcionaria)
• Relé JCZ-11 (bobina 5V)
• Transistor NPN (2N4401)
• um resistor de 10kOhm
• um resistor de 2,2 kOhm
• um diodo 1N4148
• fio diverso
• PCB de prototipagem (ou faça o seu próprio)
• invólucro para placa
• fonte de alimentação para placa

O diagrama esquemático é do LTSpice (arquivo de origem em anexo) e também incluí um desenho de breadboard do Fritzing para uma visualização diferente. O modelo Fritzing da placa Wemos que encontrei parece ter alguns problemas. Ignore as linhas tracejadas, olhe apenas para as conexões do fio azul. É claro que muitas outras placas de desenvolvimento ESP8266 também poderiam ser usadas e o código incluído exigiria muito poucas modificações para funcionar em outras placas.

Para o gabinete usei uma pequena caixa de plástico (não use metal, ela irá proteger o sinal WIFI). Como fonte de alimentação usei um carregador de celular antigo e substituí a extremidade por um conector adequado para placa Wemos.

Como o relé que eu tinha disponível continha uma bobina de 5 V e a placa Wemos só pode produzir 3,3 V em um pino digital, usei um transistor para ligar a bobina do relé. Eu adicionei um resistor pull-down (10kOhm) para garantir que o pino esteja baixo quando a placa for ligada e a porta da garagem não aberta acidentalmente. O diodo flyback (D1) protege contra o pico de tensão da energia armazenada na bobina quando o relé é desligado.

Etapa 2: montar tudo

Eu tinha um PCB restante de outro projeto que se encaixava nos cabeçalhos da placa Wemos, então eu o cortei no tamanho e modifiquei para uso. Alguns orifícios precisaram ser perfurados e alguns traços indesejados cortados para torná-lo adequado. Soldei todas as peças no lugar e testei a funcionalidade do código ligando e desligando um LED. Como mencionado antes, um recurso importante era que o abridor (ou LED no caso de teste) não ativava quando a placa Wemos é ligada.

A placa Wemos foi programada usando o IDE Arduino e o endereço IP da placa foi fixado (pré-alocado) em 192.168.1.120 na rede doméstica. Dessa forma, quando for ligado, ele sempre terá o mesmo endereço IP (interno) e o aplicativo poderá ser codificado com ele.

O aplicativo Android foi criado usando o MIT App Inventor 2. Eu só testei nos telefones que temos (Oneplus, Xiaomi e Moto G4 Play). Ele é facilmente instalado, colocando-o em uma pasta compartilhada do Google Drive e carregando-o do próprio telefone. O MIT App Inventor é de uso gratuito e o arquivo de projeto incluído pode ser facilmente modificado para usar um endereço IP diferente.

A unidade montada não se encaixava totalmente na caixa que eu tinha em mãos, então fiz um orifício para permitir que o relé se projetasse um pouco. Também cortei um orifício de acesso para o conector da fiação aberta da porta da garagem.

Etapa 3: conectando-se ao abridor de porta de garagem

Existem duas opções para conectar a fiação ao abridor. A opção 1 é conectar aos dois terminais de parafuso no painel de parede e a outra é conectar diretamente ao abridor (terminais push in). Escolhi este último, pois era mais conveniente para mim, pois os fios percorriam uma distância menor até onde eu poderia colocar meu Wemos na garagem. Há um medidor de tira de arame no próprio abridor e as pequenas abas laranja abaixo podem ser usadas para liberar os arames existentes, de forma que o conjunto adicional possa ser torcido com os existentes e reinserido.

A prancha Wemos em seu invólucro foi colocada fora do caminho para não ser facilmente derrubada, já que a garagem também é minha oficina de marcenaria. Funciona muito bem e gostaria de ter feito isso antes.