基于ESP8266的NodeMCU板的物联网门铃自动化方案

我们的机电式叮当门铃的按钮已在很多年前被具有多个铃声的无线门钟琴取代。它带有两个远程站，大大增加了门铃的范围。不幸的是，所有东西都由电池供电，当电池耗尽时，钟琴变得不可靠。而且，由于访客按下按钮时听不到任何声音，因此也容易使访客感到困惑。在我们家门口，邮递员总是响两次。

当我最近开始尝试家庭自动化时，这是一个更新门铃并将其集成到系统中的好机会。为了避免走线，我选择了门铃和家庭自动化控制器之间的Wi-Fi连接。

旧的钟声本身及其连接线（包括电源）都保留在原位。事实证明，这很实用，因为该钟声在内部提供了足够的空间，以适合家用无线门铃接口并为其供电。

我不想抛弃正在工作的无线门钟琴，而是决定将其按钮用于新连接的门铃。这样，我最终得到了三代Wi-Fi连接的门铃/钟琴，它可以播放几种数字铃声中的一种，并在向云发送通知的同时生成机械的叮当声（或执行其他一些有用的操作）操作），请参见图1。

图1：如何将基本的门铃变成复杂的连接门铃系统。

建立门铃界面

对于Wi-Fi门铃接口，我选择了一个基于ESP8266的NodeMCU板（图2），因为它具有我想使用的模拟输入（请参见下文）。

图2：NodeMCU模块在其模拟输入上具有一个分压器，该分压器将输入电压除以3.2。

而且，它不需要USB到串行转换器，因此，除了烙铁外，该项目不需要任何专用工具。

如上所述，无线门钟琴的按钮使用现有的旧电线连接到门铃接口。因为按钮在外部并且暴露在元件外，所以我用串联电阻，滤波电容器和钳位二极管保护了连接。

由12伏（AC）供电时，门铃的螺线管大约需要1安培的电流。对于钟琴的微小触觉按钮（这种触点通常最多只能处理50 mA左右），这实在太多了，但是通过继电器或功率晶体管就可以完成。我使用了一个很小的5伏继电器，该继电器由MCU通过晶体管控制，周围摆着。

完整的原理图如图3所示。

图3：门铃接口需要干净的电源。连接到按钮的销需要一些保护，因为按钮位于按钮暴露在外部的位置。

监控电池电压

钟琴按钮的电线直接连接到按钮上拉电阻的冷端。这意味着当不按下按钮时，电线会承载安装在按钮外壳内的电池电压。因此，我不仅将导线连接到MCU的GPIO引脚，而且还连接到其模拟输入。这使家庭助理可以随时注意无线门铃的电池电量以及中继门铃铃声消息。这是可行的，因为钟琴的无线范围与电池电压成正比。当电压太低时，将无法再访问远程站，并且系统变得不可靠。

注意，当然可以使用模拟输入来检测按钮的按下以及监视电池电量，但这会使固件复杂化。通过添加否则留下的GPIO引脚，这种复杂性消失了。

电源供应

电源需要引起注意，因为旧的蜂鸣器只有12伏变压器，而继电器和NodeMCU板则需要5伏直流电。

蜂鸣器的螺线管对于变压器来说是很重的负载，并且在激活时会使变压器的输出电压下降。一个大的储能电容器可以滤除螺线管引起的骤降。没有它，NodeMCU模块将在每次按下按钮时重新启动。

5伏调节器是与7805兼容的小型开关模式调节器，有助于避免散热问题。

还添加了电源指示灯，因为NodeMCU板上没有一个电源指示灯，事实证明它很实用。

通过将门铃接口电路分布在两个原型板上（一个用于电源，另一个用于其余），我设法将其全部紧紧地安装在旧报时的外壳内（图4）。

图4：门铃接口构建在两个板上，使其适合旧的门铃。

如果你按照本文中介绍的步骤操作，那么你现在将拥有一个可以连接Wi-Fi的门铃在家庭助理中自动化。您可以使它做更多（有用的）事情，而不是点亮LED，这将由你自己决定。本文介绍了入门的基本原理，现在您可以根据自己的需要来改进和改进它们。
编辑：hfy