Wifi na RF - zaključavanje vrata: 3 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Pregled

Ovo uputstvo dat će vam mogućnost zaključavanja / otključavanja ulaznih vrata putem softvera za kućnu automatizaciju (poput OpenHAB -a - besplatnog softvera za kućnu automatizaciju koji ja osobno koristim) Gornja slika prikazuje primjer ekrana aplikacije OpenHAB iPhone za iPhone. Alternativno, možete koristiti MQTT razmjenu poruka kako je dolje opisano u gotovo svakom sistemu koji želite.

Pretpostavke

Ovo uputstvo pretpostavlja da već imate (ili će se postaviti):

• OpenHAB (besplatni softver za kućnu automatizaciju otvorenog koda) koji radi, iako je, kao što je spomenuto, trebao raditi sa bilo kojim softverom za kućnu automatizaciju koji može uključivati MQTT povezivanje. Alternativno, kôd možete sami promijeniti prema vlastitim potrebama.
• Mosquitto MQTT povezivanje instalirano i konfigurirano s OpenHAB -om (MQTT je protokol za pretplatu/objavljivanje poruka koji je lagan i odličan za komunikaciju između uređaja)
• Da ste već ugradili bravu za tastaturu na prednjim vratima zasnovanu na RF tehnologiji koja dolazi s barem jednim daljinskim upravljačem (većina to radi) Oni se mogu kupiti relativno jeftino na Amazonu (približno ~ 60 USD, iako baterije na ovom modelu traju samo ~ 4 mjeseci pa provjerite možete li dati DC koji napaja bravu ili potrošiti malo više na pristojan model:-))

Ako ne pokrećete OpenHAB i MQTT brokera, pogledajte ovaj odličan članak na web stranici MakeUseOf

Uvod

Ovaj projekt vam posebno pokazuje kako koristiti RF zaključavanje vrata KLJUČNI FOBda biste bili znatno korisniji pretvarajući ga u bežični rad, dajući vam stoga mogućnost zaključavanja ili otključavanja vrata putem sistema kućne automatizacije, web preglednika, telefona (putem aplikacije OpenHAB) ili čak zakažite automatsko zaključavanje noću pomoću pravila u softveru za kućnu automatizaciju. Za ovaj projekt kupio sam "zaključavanje ulaznih vrata zasnovanih na Mi RF" od Amazona za oko 60 USD *

(* Edit za elektroničku bravu za vrata marke Windsor čija baterija traje do 2 godine. Naizmjenično, iako puno više posla, razmislite o napajanju istosmjernom strujom kroz jezgru vaših vrata do brave)

U tu svrhu osiguravaju bravu na vratima (radio frekvencija) sa ugrađenom tastaturom i privjeskom za daljinsko zaključavanje / otključavanje. S RF -om, privjesak za ključeve mora biti u dometu brave na vratima. Ovaj projekt će koristiti privjesak za ključeve integrirajući ga s Wemosom (IOT ploča s čipom ESP8266) za bežično zaključavanje / otključavanje, pa se može kontrolirati s bilo kojeg mjesta gdje imate internetsku vezu.

Šta mi treba?

Prvo kupite i instalirajte bravu tastature zasnovanu na RF tehnologiji. Morate biti sigurni da dolazi s privjeskom za ključeve! Testirajte fob i uvjerite se da će pritiskom na tipke zaključati ili otključati vrata prije pokretanja. Većina ovih brava za vrata trebala bi se temeljiti na standardnim veličinama vrata i pomacima brava, pa je zamjena iznimno jednostavna ako već imate zasun (kao što sam ja učinio).

Da biste stvorili bežični kontroler, morat ćete nabaviti sljedeće dijelove:

• Wemos D1 mini V2 (ima ugrađen bežični CHIP ESP8266) ili samo ESP8266 CHIP (ne preporučujem verziju ESP-01 za ovaj projekt jer GPIO 0 pin treba držati visoko pri uključivanju kako bi se da bi se pokrenuo s bljeskalice, međutim ovo će uzrokovati zaključavanje vrata kada se ESP8266 uključi da otključa vaša ulazna vrata! Iako za to možemo zaobići rješenja, poput upotrebe tajmera ili tranzistora itd., po niskim cijenama Wemosa i manje komponenti, težit ćemo jednostavnijem pristupu)
• Izvor 5 V DC napajanja za napajanje Wemosa i privjeska za ključeve (baterije više neće biti potrebne) Ako napajate Wemos pomoću 5 V VCC pina (umjesto USB priključka), a izvor istosmjerne struje je veći od 5 V, također je potreban regulator napona od 5 V (kao što je LM7805) plus 2 x kondenzatora, 10 V 0,33 uF i 10 V 0,1 uF ili slične veličine (prema tablici s podacima LM7805)

• Dva 2N7000 ili slična MOSFET-a (oni će se koristiti za promjenu privjeska za ključeve, jedan za zaključavanje, drugi za otključavanje. 2N7000 je vrlo uobičajen i vrlo jeftin MOSFET tipa N-kanala za poboljšanje, pa bi ga trebalo vrlo lako nabaviti)

• Dva otpornika od 10K ohma (oni će se koristiti kao otpornici za povlačenje za svaki od MOSFET-ova tako da se zaključavanje / otključavanje vrata ne aktivira pri uključivanju!)
• Ovisno o privjesku za ključeve, možda ćete također morati spojiti drugi kondenzator (poput 10V 220uF ili slične veličine) kako biste povećali napajanje privjeska za ključeve. Razloge za to pogledajte kasnije u ovom članku.
• Potrebni alati: bočni rezači, jednožilna žica, lemilica, fluks i po izboru višemetarski

Privjesak za ključeve obično koristi 2 x 3V baterije u seriji (6V Vcc). Stoga je korištenje 5V napajanja s kondenzatorom ipak dovoljan napon za napajanje Wemosa i aktiviranje zaključavanja / otključavanja.

Ako imate privjesak za ključeve koji radi na jednoj bateriji od 3 V, trebali biste moći dodati regulator napona od 3,3 V u svoje kolo da biste smanjili napon blizu potrebne 3 V. 3V baterija zapravo daje oko 3,1 V, a većina krugova ima neku vrstu veće tolerancije napona, pa je u ovom slučaju 3,1 V do 3,3 V +6%. Kombinujte to s činjenicom da Wemos crpi struju, pa će napon vjerojatno biti još manji. Ako ste u nedoumici, izmjerite multimetrom i ako je moguće, provjerite kod prodavača zaključavanja maksimalni napon (ili maksimalnu toleranciju) koji će privjesak za ključeve prihvatiti, jer ne preuzimam odgovornost ako vaš privjesak za ključeve prestane raditi! Konačno, kao alternativno rješenje umjesto toga postavite krug razdjelnika napona.

Korak 1: Montaža

Lemljenje

Sastavljanje komponenti je vrlo jednostavno. Prvo otvorite privjesak za ključeve - uklonite baterije i kućište jer vam je unutarnja ploča potrebna. Zatim lemite žicu sa svake strane nogu dugmeta privjeska za ključeve. Učinite to i za dugme "zaključavanje" i za dugme "otključavanje". Zatim okrenite foblu i lemite žicu na + i - jastučiće na stražnjoj strani fobe, kao što je prikazano na slikama. Veći jastučić je +, manji je -

Napomena: Napajanje od 5 V napajat će i Wemos i privjesak za ključeve, pa baterije za fob više nisu potrebne.

Montaža

Omogućite Wemos 5V Vcc i GND i dodajte MOSFET -ove i otpornike na matičnu ploču prema slici. Otpornici od 10K ohma trebali bi ići od GND do vrata (središnji pin) MOSFET -ova. Ovo će povući napon na masu zaustavljajući pokretanje MOSFET -ova pri uključivanju.

Zatim vodite žicu od D1 na Wemosu do vrata prvog MOSFET -a i D2 na Wemosu do vrata drugog MOSFET -a. D1 i D2 su GPIO (općenito namjenski ulaz/izlaz) pinovi koji su u kodu označeni kao OUTPUT pinovi.

Na kraju, žice privjeska za ključeve priključite na matičnu ploču, Vcc na 5V šinu, GND na GND, zatim žicu na negativnoj strani dugmeta na izvornu stranu svakog MOSFET -a, a pozitivnu stranu dugmeta na odvodnu stranu svakog MOSFET -a kao što je prikazano na slici (koristite multimetar ako niste sigurni u polaritet)

(EDIT: Zamjenska brava vrata Windsor koju sam ranije spomenuo ima privjesak za ključeve koji je trošio nešto više napona od starog privjeska za ključeve. To je uzrokovalo da Wemos efikasno prestane reagirati zbog pada napona na njemu, kada su vrata zaključana/otključana. imate isti problem, a zatim popravite žicu u kondenzatoru od 220 uF (ili slično) neposredno prije +/- ožičenja koje izlazi na privjesak za ključeve. Kondenzator će se napuniti i isprazniti kondenzator umjesto direktne istosmjerne struje)

Sada priključite USB kabel u Wemos, a drugi kraj kabela u računalo.

(Kod će prikazati pin D1 "HIGH", aktivirajući uključivanje MOSFET -a dopuštajući da napon putuje od odvoda do izvora i stoga "uključivanje" tipke na 1 sekundu prije nego što izlazni pin "LOW" ponovno dovedete i isključite. U stvari, to je jednostavno simuliranje pritiska tipke putem koda)

Arduino IDE

Pokrenite Arduino IDE. Preuzmite i otvorite kôd (alternativna veza OVDJE) Uvjerite se da su dodatne ploče uključene u IDE. Ovdje pogledajte kako postaviti. Tada ćete morati osigurati da je ispravna ploča instalirana i učitana za vaš projekt (Alati, ploče, Upravitelj ploče - potražite "esp8266" i instalirajte), kao i da je odabran ispravan COM port (Alati, Port, COM …). Trebat će vam i odgovarajuće biblioteke PubSubClient i ESP8266Wifi instalirane (Sketch, Manage Libraries, Include Library …)

Zatim promijenite sljedeće redove koda i zamijenite ih vlastitim SSID -om i lozinkom za bežičnu vezu. Također, promijenite IP adresu tako da pokazuje na vašeg MQTT brokera. Ako nemate instaliran MQTT posrednik, preporučujem upotrebu Mosquitta. Preuzmite za Windows ili Linux ovdje.

// Wificonst char* ssid = "your_wifi_ssid_here"; const char* password = "your_wifi_password_here"; // MQTT posrednik IP adresa MQTT_SERVER (192, 168, 222, 254);

Nakon promjene potvrdite svoj kôd, a zatim ga prenesite na ploču Wemos / ESP8266 putem USB kabela.

Korak 2: Testiranje i OpenHAB konfiguracija

MQTT testiranje

MQTT je sistem za razmjenu poruka "pretplati se / objavi". Jedan ili više uređaja može razgovarati s "MQTT posrednikom" i "pretplatiti se" na određenu temu. Sve dolazne poruke sa bilo kojeg drugog uređaja koje su "objavljene" na istu temu, posrednik će potisnuti na bilo koji drugi uređaj koji se pretplatio na tu temu. Izuzetno je lagan i jednostavan za korištenje protokol i savršen je kao jednostavan sistem za pokretanje poput ovog ovdje. Za približnu ideju o tome kako funkcionira pogledajte dijagram toka.

Za testiranje, možete pregledati dolazne MQTT poruke iz Wemosa svom MQTT brokeru pokretanjem sljedeće naredbe na vašem Mosquitto serveru (Mosquitto je jedan od mnogih dostupnih softvera MQTT Broker). Ova naredba pretplaćuje se na dolazne keepalive poruke:

mosquitto_sub -v -t openhab/frontdoor/status

Trebali biste vidjeti dolazne poruke koje dolaze s Wemosa svakih 30 -ak sekundi s brojem "1" (što znači "živ sam"). Ako vidite konstantne "0" (ili nema odgovora), onda nema komunikacije. Kada vidite da broj 1 dolazi, to znači da Wemos komunicira s posrednikom MQTT (potražite "MQTT Last Will and Testament" za više informacija o tome kako ovo funkcionira, ili pogledajte ovaj zaista dobar zapis na blogu)

Nakon što ste dokazali da je komunikacija funkcionalna, sada možete pratiti stvarnu poruku "okidač" (zaključavanje/otključavanje). Prvo se pretplatite na sljedeću temu.

mosquitto_sub -v -t openhab/frontdoor/trigger

Sada otvorite drugi prozor naredbene linije i pokrenite sljedeću naredbu objave, šaljući temi poruku ili "LOCK" ili "UNLOCK". Trebali biste vidjeti odgovarajuću poruku koja se pojavljuje u prvom prozoru, a trebali biste vidjeti i crveno LED svjetlo koje treperi na privjesku za ključeve i mehanizam vrata koji se zaključava ili otključava prema potrebi.

mosquitto_pub -t openhab/frontdoor/trigger -m LOCK

(-t znači 'tema', -m znači 'poruka', -v znači 'opširni' izlaz)

Napomena: Ako se vrata otključaju kada šaljete bravu ili se zaključavaju kada šaljete naredbu za otključavanje, jednostavno promijenite žice D1 i D2 oko

OpenHAB konfiguracija

Za OpenHAB su potrebne sljedeće promjene:

datoteka 'items':

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

datoteka 'sitemap':

Promijeni stavku = frontdoorTrigger preslikavanja = [ON = "Zaključaj", OFF = "Otključaj"] Tekstualna stavka = frontdoorStatus

datoteka status.map (u mapi za transformaciju):

0 = Down1 = Alive- = nepoznato

Možda ćete morati malo promijeniti gornju konfiguraciju OpenHAB -a kako bi odgovarala vašim postavkama, poput dijela "mqttbroker:" koji se odnosi na vaše konfigurirano ime posrednika MQTT.

Konačna slika prikazuje komponente na PCB -u. U ovom slučaju, jer koristim istosmjerno napajanje koje je> 5V (u mom slučaju 9V), ploča također uključuje regulator napona LM7805, kao i kondenzator od 0,33uF za napajanje sa strane i 0,1uF kondenzator sa strane za isključivanje kako bi se pomoglo uglađivanju i stabilizaciji napona. Inače su ostale veze iste kao što je ranije opisano.

Rješavanje problema

- Ako imate problema u kojima Wemos stalno zaključava ili otključava vrata (npr. Šalje RF signal, a LED svjetlo privjeska ostaje uključeno), provjerite svoje VCC i GND žice do Wemosa. Šanse su da jedno ili oboje nisu pravilno povezani.

Korak 3: Lemite komponente na PCB

Završio sam lemljenje svih komponenti do PCB -a, samo koristeći žice i/ili lemne trake za spajanje svih komponenti. Zatim sam nabavio staru DC zidnu bradavicu i odrezao žicu s nje nešto kraće, a zatim je prešao do bloka konektora koji sam lemio na PCB. Napajanje se zatim isključuje na 5V regulator napona / kondenzatore i potrebne komponente. Jednostavno sam plavom stražnjom stranom PCB-a zalijepio zidnu bradavicu i uključio je u utičnicu unutar jednog od ormara. Trenutno radi oko 9 mjeseci bez ikakvih problema!