Wifi v RF - Zaklepanje vrat: 3 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Pregled

Ta navodila vam bodo omogočila, da zaklenete / odklenete vhodna vrata s programsko opremo za avtomatizacijo doma (kot je na primer OpenHAB - brezplačna programska oprema za avtomatizacijo doma, ki jo osebno uporabljam). Na zgornji sliki je prikazan posnetek zaslona aplikacije OpenHAB za iPhone. Druga možnost je, da uporabite sporočila MQTT, kot je opisano spodaj, v skoraj katerem koli sistemu, ki ga želite.

Predpostavke

Ta navodila zahtevajo, da že imate (ali pa jih boste nastavili):

• OpenHAB (brezplačna odprtokodna programska oprema za domačo avtomatizacijo), ki deluje, čeprav, kot je omenjeno, bi morala delovati s katero koli programsko opremo za avtomatizacijo doma, ki lahko vključuje vezavo MQTT. Lahko pa tudi sami spremenite kodo, ki ustreza vašim potrebam.
• Mosquitto MQTT vezava, nameščena in konfigurirana z OpenHAB (MQTT je protokol za naročanje/objavo sporočil, ki je lahek in odličen za komunikacijo med napravami)
• Da ste že namestili zaklepanje tipkovnice na vhodnih vratih z RF, ki je priloženo vsaj enemu daljinskemu upravljalniku za ključe (večina jih ima) Te je mogoče kupiti relativno poceni na Amazonu (približno ~ 60 USD, čeprav baterije pri tem modelu zdržijo le ~ 4 mesecev, zato preverite, ali lahko zagotovite DC, ki poganja ključavnico, ali porabite malo več za dostojen model:-))

Če ne uporabljate OpenHAB in posrednika MQTT, si oglejte ta odličen članek na spletnem mestu MakeUseOf

Uvod

Ta projekt vam natančno prikazuje, kako uporabljati ključavnico za vrata na osnovi RF KEY FOB, da je bistveno bolj uporabna, če jo pretvorite v brezžično delovanje, zato vam omogoča, da zaklenete ali odklenete vrata prek sistema za avtomatizacijo doma, spletnega brskalnika, telefona (prek aplikacije OpenHAB) ali celo načrtujte, da se ponoči samodejno zaklene s pravili v programski opremi za avtomatizacijo doma. Pri tem projektu sem pri Amazonu kupil "ključavnico vhodnih vrat na tipkovnici Mi" za približno 60 USD *

(* Edit za elektronsko ključavnico za vrata znamke Windsor, katere baterije zdržijo do 2 leti. Drugače pa, čeprav veliko več dela, razmislite o uporabi enosmernega napajanja skozi jedro vaših vrat do ključavnice)

Za to imajo na voljo RF (radijsko frekvenčno) zaklepanje vrat z vgrajeno tipkovnico in ključavnico za daljinsko zaklepanje / odklepanje. Pri RF pa mora biti ključavnica v dosegu ključavnice vrat. Ta projekt bo uporabil ključ za ključe, tako da ga bo integriral z Wemosom (plošča IOT s čipom ESP8266) za brezžično zaklepanje / odklepanje, zato ga je mogoče upravljati od koder koli imate internetno povezavo.

Kaj potrebujem?

Najprej kupite in namestite zaklepanje tipkovnice na osnovi RF. Zagotoviti morate, da je priložen obesku za ključe! Preizkusite fob in se prepričajte, da bo s pritiskom na gumbe zaklenil ali odklenil vrata pred zagonom. Večina teh ključavnic za vrata mora temeljiti na standardnih velikostih vrat in odmikih ključavnic, zato je zamenjava izjemno enostavna, če že imate zaskočno ključavnico (tako kot jaz).

Če želite ustvariti brezžični krmilnik, morate pridobiti naslednje dele:

• Wemos D1 mini V2 (ima vgrajen brezžični CHIP ESP8266) ali samo ESP8266 CHIP (za ta projekt ne priporočam različice ESP-01, saj mora biti pin GPIO 0 visoko vklopljen, da se za zagon iz bliskavice, vendar bo to povzročilo sprožitev zaklepanja vrat, ko bo ESP8266 vklopil potencialno odklepanje vaših vhodnih vrat! Čeprav za to lahko naredimo rešitve, na primer z uporabo časovnikov ali tranzistorjev itd., za nizke stroške Wemosa in manj komponent, si bomo prizadevali za enostavnejši pristop)
• 5V DC vir napajanja za napajanje Wemosa in Keyfob -a (baterije ne bodo več potrebne) Če napajate Wemos s 5V VCC vtičem (namesto z vrati USB) in je vir enosmernega napajanja višji od 5V, boste Potrebujete tudi 5V regulator napetosti (na primer LM7805) plus 2 x kondenzatorje, 10V 0.33uF in 10V 0.1uF ali podobne velikosti (po podatkovnem listu LM7805)

• Dva 2N7000 ali podobna MOSFET-a (ti se bodo uporabljali za preklop ključavnice, enega za zaklepanje, drugega za odklepanje. 2N7000 je zelo pogost in zelo poceni N-kanalni MOSFET za izboljšanje, zato bi ga bilo treba zelo enostavno nabaviti)

• Dva upora 10K ohmov (ti se bodo uporabljali kot izvlečni upori za vsak MOSFET, tako da se ob vklopu ne sproži zaklepanje / odklepanje vrat!)
• Odvisno od ključavnice boste morda morali priključiti tudi drugi kondenzator (na primer 10V 220uF ali podoben), da povečate moč obeska za ključe. Razloge za to poiščite v nadaljevanju tega članka.
• Potrebna orodja: stranski rezalniki, enožilna žica, spajkalnik, fluks in po izbiri večmetrski

Obesek za ključe običajno uporablja 2 x 3 V baterije v seriji (6 V Vcc). Zato je uporaba 5 V napajanja s kondenzatorjem vendar dovolj napetost za napajanje Wemosa in sprožitev zaklepanja / odklepanja.

Če imate obesek za ključe, ki deluje na eno samo 3V baterijo, morate v svoje vezje dodati regulator napetosti 3,3 V, da pade napetost blizu zahtevanih 3 V. 3V baterija dejansko oddaja okoli 3,1 V, večina vezij pa ima nekakšno večjo toleranco napetosti, zato je v tem primeru 3,1 V do 3,3 V +6%. Če to združimo z dejstvom, da Wemos črpa tok, bo napetost verjetno še manjša. Če ste v dvomih, izmerite z multimetrom in če je mogoče, pri prodajalcu ključavnic preverite največjo napetost (ali največjo toleranco), ki jo bo sprejel obesek za ključe, saj ne prevzemam nobene odgovornosti, če vaš obesek za ključe preneha delovati! Nazadnje, kot nadomestno rešitev namesto tega namestite vezje delilnika napetosti.

1. korak: Montaža

Spajkanje

Sestavljanje komponent je zelo preprosto. Najprej odprite ključavnico - odstranite baterije in ohišje, saj v notranjosti potrebujete le tiskano vezje. Nato spajkajte žico na vsaki strani nogice gumba za ključe. To storite tako za gumb »zaklepanje« kot za gumb »odkleni«. Nato obrnite fob in spajkajte žico na blazinicah + in - na zadnji strani foba, kot je prikazano na slikah. Večja blazinica je +, manjša je -

Opomba: Napajanje 5V bo napajalo Wemos in Key Fob, zato fob baterije niso več potrebne.

Montaža

Oskrbite Wemos s 5 V Vcc in GND ter na mizo dodajte MOSFET -e in upore, kot je prikazano na sliki. 10K ohmski upori morajo teči od GND do vrat (sredinski zatič) MOSFET -ov. To bo potegnilo napetost na tla in ustavilo sprožitev MOSFET -ov ob vklopu.

Nato speljite žico od D1 na Wemosu do vrat prvega MOSFET -a in D2 na Wemosu do vrat drugega MOSFET -a. D1 in D2 sta vtiča GPIO (vhod/izhod za splošno uporabo), ki sta v kodi označena kot izhodi.

Na koncu priključite žice obeskov na ključno ploščo, Vcc na 5V tirnico, GND na GND, nato žico na negativni strani gumba na izvorno stran vsakega MOSFET -a in pozitivno stran gumba na odtočno stran vsakega MOSFET -a kot je prikazano na sliki (če niste prepričani v polarnost, uporabite multimeter)

(EDIT: Nadomestna ključavnica za vrata Windsor, ki sem jo omenil prej, ima obesek za ključe, ki je porabil nekoliko več napetosti kot stari obesek za ključe. Zaradi tega se je Wemos učinkovito prenehal odzivati zaradi padca napetosti, ko so bila vrata zaklenjena/odklenjena. imate isto težavo, nato pa odpravite žico v 220uF (ali podobnem) kondenzatorju tik pred ožičenjem +/-, ki gre do ključavnice. Kondenzator se bo napolnil in pri sprožitvi izpraznil kondenzator namesto neposredne enosmerne energije)

Zdaj priključite kabel USB v Wemos, drugi konec kabla pa v računalnik.

(Koda bo izpisala pin D1 "HIGH", pri čemer se bo vklopil MOSFET, ki bo omogočil prenos napetosti od odtoka do vira, zato bo gumb za 1 sekundo "vklopljen", preden se izhodni pin "LOW" znova pripelje in izklopi. V bistvu preprosto simulira pritisk tipke s pomočjo kode)

Arduino IDE

Zaženite Arduino IDE. Prenesite in odprite kodo (nadomestna povezava TUKAJ) Prepričajte se, da so dodatne plošče vključene v IDE, o tem, kako nastaviti, si oglejte tukaj. Nato morate zagotoviti, da je za vaš projekt nameščena in naložena pravilna plošča (orodja, plošče, upravitelj plošče - poiščite »esp8266« in namestite), kot tudi, da so izbrana pravilna vrata COM (orodja, vrata, COM …). Potrebovali boste tudi ustrezne knjižnice PubSubClient in ESP8266Wifi (Sketch, Manage Libraries, Include Library …)

Nato spremenite naslednje vrstice kode in jih nadomestite z lastnim SSID in geslom za brezžično povezavo. Spremenite tudi naslov IP tako, da kaže na svojega posrednika MQTT. Če nimate nameščenega posrednika MQTT, priporočam uporabo Mosquitto. Prenesite za Windows ali Linux tukaj.

// wificonst char* ssid = "your_wifi_ssid_here"; const char* password = "your_wifi_password_here"; // IP -naslov posrednika MQTT MQTT_SERVER (192, 168, 222, 254);

Ko spremenite, preverite svojo kodo in jo nato s kablom USB naložite na ploščo Wemos / ESP8266.

2. korak: Testiranje in konfiguracija OpenHAB

Testiranje MQTT

MQTT je sistem za pošiljanje sporočil "naročite se / objavite". Ena ali več naprav se lahko pogovarja z "posrednikom MQTT" in se "naroči" na določeno temo. Vsa dohodna sporočila iz katere koli druge naprave, ki so "objavljena" na isto temo, bo posrednik potisnil na katero koli drugo napravo, ki je naročena na to temo. To je izredno lahek in enostaven za uporabo protokol in kot nalašč kot preprost sistem za sprožitev, kot je ta tukaj. Za okvirno predstavo o delovanju si oglejte diagram poteka.

Za preizkušanje si lahko ogledate dohodna sporočila MQTT iz Wemosa pri svojem posredniku MQTT tako, da na strežniku Mosquitto izvedete naslednji ukaz (Mosquitto je ena izmed mnogih razpoložljivih programov MQTT Broker). Ta ukaz se naroči na dohodna sporočila keepalive:

mosquitto_sub -v -t openhab/frontdoor/status

Morali bi videti vhodna sporočila, ki prihajajo iz Wemosa vsakih 30 sekund s številko "1" (kar pomeni "živ sem"). Če vidite konstantne "0" (ali brez odgovora), potem komunikacije ni. Ko vidite, da prihaja številka 1, to pomeni, da Wemos komunicira s posrednikom MQTT (poiščite "Zadnja volja in zaveza MQTT" za več informacij o tem, kako to deluje, ali si oglejte ta res dober vnos v blog)

Ko dokažete, da je komunikacija funkcionalna, lahko zdaj sledite dejanskemu sporočilu »sprožilec« (zaklepanje/odklepanje). Najprej se naročite na naslednjo temo.

mosquitto_sub -v -t openhab/frontdoor/sprožilec

Zdaj odprite drugo okno ukazne vrstice in zaženite naslednji ukaz za objavo ter temi pošljite sporočilo »LOCK« ali »UNLOCK«. V prvem oknu bi se moralo prikazati ustrezno sporočilo, prav tako pa bi morala videti rdeča LED lučka na ključu in mehanizem vrat, ki se po potrebi zaklene ali odklene.

mosquitto_pub -t openhab/frontdoor/trigger -m LOCK

(-t pomeni 'tema', -m pomeni 'sporočilo', -v pomeni 'podroben' izhod)

Opomba: Če se vrata odprejo, ko pošljete ključavnico, ali se zaklenejo, ko pošljete ukaz za odklepanje, preprosto zamenjajte žici D1 in D2 okoli

Konfiguracija OpenHAB

Za OpenHAB so potrebne naslednje spremembe:

datoteka 'items':

Preklopite frontdoorTrigger "Sprednja vrata" (gDoors) {mqtt = "> [mqttbroker: openhab/frontdoor/trigger: command: ON: LOCK],> [mqttbroker: openhab/frontdoor/trigger: command: OFF: UNLOCK]"} Število frontdoorStatus "Sprednja vrata [MAP (status.map):%d]" (gDoors) {mqtt = "<[mqttbroker: openhab/frontdoor/status: state: default]"}

datoteka »zemljevid mesta«:

Switch item = frontdoorTrigger mappings = [ON = "Lock", OFF = "Unlock"] Besedilni element = frontdoorStatus

datoteka 'status.map' (v mapi za preoblikovanje):

0 = Down1 = Alive- = neznano

Morda boste morali zgornjo konfiguracijo OpenHAB nekoliko spremeniti, da bo ustrezala vaši nastavitvi, na primer del "mqttbroker:", ki se nanaša na vaše konfigurirano ime posrednika MQTT.

Končna slika prikazuje komponente na tiskanem vezju. V tem primeru, ker uporabljam DC napajalnik, ki je> 5V (v mojem primeru 9V), plošča vključuje tudi regulator napetosti LM7805, pa tudi kondenzator 0,33uF za napajanje na strani in 0,1uF kondenzator na strani izklopa. za lažjo in stabilizacijo napetosti. V nasprotnem primeru so ostale povezave enake, kot je opisano prej.

Odpravljanje težav

- Če imate težave, pri katerih Wemos neprekinjeno zaklepa ali odklepa vrata (npr.: pošilja RF signal in LED lučka ključa ostane prižgana), preverite žice VCC in GND na Wemos. Verjetno je, da eden ali oba nista pravilno povezana.

3. korak: Spajkanje komponent na tiskano vezje

Na koncu sem vse komponente spajkal do tiskanega vezja, samo z žicami in/ali spajkalnimi tirnicami sem združil vse komponente. Nato sem dobil staro enosmerno stensko bradavico in z nje nekoliko krajše odrezal žico, nato pa jo speljal do priključnega bloka, ki sem ga spajkal na tiskano vezje. Napajanje se nato izklopi na 5V napetostni regulator / kondenzatorje in potrebne komponente. Zadnji del tiskanega vezja sem preprosto modro prilepil na stensko bradavico in ga priključil na napajalno točko v eni od omar. Zdaj deluje približno 9 mesecev brez težav!