Raspberry Pi RF Bazat kryesore të telekomanduara (priza elektrike): 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Kontrolloni prizat e lira të rrjetit 433MHz (priza muri) duke përdorur një Raspberry Pi. Pi mund të mësojë kodet e kontrollit që dalin nga telekomanda e prizave dhe t'i përdorë ato nën kontrollin e programit për të aktivizuar çdo ose të gjitha prizat në distancë në të gjithë shtëpinë.

Dizajni nuk mbështetet në lidhjen e jashtme të internetit (p.sh.) 'Internet of Things' dhe për këtë arsye (IMHO) është shumë më i sigurt se sa kontrolluesit e bazuar në ueb. Thënë kështu, unë provova integrimin me Google Home por shpejt humba vullnetin për të jetuar kur komandave ndonjëherë u duheshin disa dhjetëra sekonda për t'u ekzekutuar ose nuk u ekzekutuan fare.

Një aplikim i qartë rreth kohës së Krishtlindjes është kontrollimi i dritave të pemës së Krishtlindjes dhe (nëse jeni të prirur në atë mënyrë) dritat e jashtme të ekranit. Edhe pse ky është një përdorim i thjeshtë, duke ndërtuar këtë Instructable ju do të përfundoni me një kontrollues të prizave super fleksibël i cili mund t'i përgjigjet hyrjeve të sensorëve dhe pajisjeve të tjera në rrjetin tuaj shtëpiak, të tilla si Raspberry Pis që ekzekuton Linux Motion.

Për shembull, unë kam një sërë dritash kuzhine të cilat ndizen kur një aparat fotografik që drejton 'Motion' zbulon lëvizjen në kuzhinë dhe pastaj i fik ato pas pesë minutash pa aktivitet. Punon vërtet mirë!

Me 'Tasker' dhe 'AutoTools SSH' nga dyqani Google Play, mund të vendosni të gjitha llojet e telekomandave të zbukuruara të bazuara në telefon.

Projekti mbështetet në bordet e lira të marrësve dhe transmetuesve 433MHz të disponueshëm gjerësisht në eBay. Këto janë të pajtueshme me (në Mbretërinë e Bashkuar të paktën) prizat e largëta 433MHz të shitura me telekomandë. Projekti im përfshin një marrës kështu që komplete të reja komandash të telekomandës mund të përfshihen lehtë dhe shpejt. Një pikë për t’u vënë në dukje - bazat e largëta të disponueshme në MB duket se vijnë në dy shije - ato me ID të programuar nga një çelës në prizë dhe ato që varen nga programimi nga telekomanda. Ky projekt është i pajtueshëm me të dy, por të parët nuk e humbin identitetin e tyre në një ndërprerje të energjisë dhe prandaj janë të preferueshëm.

Projekti përdor një kuti të vjetër të ruterit - unë kam disa prej tyre dhe ata me shumë lehtësi kanë shumicën e lidhësve të jashtëm të nevojshëm, të tilla si energjia, ethernet, USB dhe antena (t). Ajo që përdorni do të varet nga ajo që keni në dispozicion kështu që ky Instructable është ndoshta më i dobishëm si një udhëzues i përgjithshëm sesa një grup udhëzimesh hap pas hapi.

Edhe pse nuk është rreptësisht e nevojshme për këtë projekt, kam shtuar edhe një tifoz ftohës dhe bord kontrollues. Pa një tifoz, Pi mund të ngrohet mjaft (rreth 60 ° C). Detajet mund të jepen në një udhëzues të mëvonshëm.

Duhet të përmend se nuk jam programues. Softueri është (kryesisht) i shkruar në Python dhe gjërat e zgjuara kopjohen nga njerëz që e dinë se çfarë po bëjnë. Unë i kam njohur burimet ku mundem - nëse kam humbur ndonjë, ju lutem më tregoni dhe unë do të korrigjoj tekstin.

Instructable supozon një aftësi bashkimi dhe një njohje kalimtare me Python, Bash dhe bisedë me Pi tuaj nëpërmjet SSH (megjithëse do të përpiqem t'i bëj udhëzimet sa më gjithëpërfshirëse sa të jetë e mundur). Isshtë gjithashtu e shkruar në anglisht britanike, kështu që nëse po lexoni në anën tjetër të pellgut, ju lutemi injoroni shkronjat shtesë në fjalë dhe emrat e çuditshëm të gjërave (të tilla si 'prizat kryesore', të cilat do t'i njihni si diçka si 'priza muri').

Çdo koment, përmirësime dhe përdorime të sugjeruara etj. Janë gjithashtu shumë të mirëpritura!

Hapi 1: Përgatitja e rastit

Kam përdorur një ruter të vjetër TP-Link TD-W8960N për këtë projekt. Ashtë një madhësi e bukur dhe sapo kisha mësuar se si të hyja në të, është shumë e lehtë për të punuar.

Unë gjithashtu mbaja furnizimin me energji të ruterit 12v @ 1A, i cili është pak nën energji, por në praktikë është në rregull për këtë aplikacion.

Hapja e kasës është një çështje e heqjes së dy vidhave në pjesën e poshtme të kasës dhe më pas përdorimit të një mjeti kërkues rreth buzës së kasës për të lehtësuar kapëset e hapura. Dy vidhat janë nën këmbët e gomës në pjesën e pasme të kutisë (shiko shigjetat e kuqe). Klipet më të vështira për t'u hapur janë ato në pjesën e përparme, por unë kisha besim dhe ato u përkulën në veglën time.

Pasi të jetë hapur kutia, zhbllokoni dy arrat në lidhëset e antenës dhe bordi i qarkut mund të ngrihet jashtë.

Meqenëse do të përdorni të dy antenat më vonë, mos i bashkoni prizat me bosht në tabelën e qarkut dhe vendosini ato në njërën anë.

Nëse ndiheni të guximshëm (siç isha unë), mund të hiqni ndërprerësin, prizën e rrymës dhe prizat RJ45 nga bordi i qarkut. Mënyra më e mirë që kam gjetur për ta bërë këtë është të kapni tabelën në një ves dhe të aplikoni nxehtësinë nga një armë ngrohëse ndërsa çmoheni me një mjet të përshtatshëm për hapjen e kutisë së hollë ose kaçavidë. Logjika është që të gjitha lidhjet e saldimit shkrihen në të njëjtën kohë, duke zvogëluar stresin e përgjithshëm të nxehtësisë në kutinë plastike të komponentit në krahasim me përdorimin e një hekuri bashkues në çdo kryqëzim. Kjo është teoria të paktën. Në praktikë, përfshihet pak fat! Sa nxehtësi për të aplikuar është çështje gjykimi, por jini të kujdesshëm dhe gaboni në anën e shumë pak. Nëse gjithçka shkon mirë, do të përfundoni me përbërësit e përdorshëm të treguar në foto (megjithatë do të vini re çelësin e shkrirjes së shkrirë dhe shiritin e prizës RJ45 pak të deformuar!).

Përndryshe, është në internet për të blerë copat tuaja.

Hapi 2: Lista e Pjesëve

Raspberry Pi - Unë dyshoj se çdo shije do të bëjë, por kam përdorur një 3B+

Bordi i transmetuesit 433MHz - kërkoni në eBay për 'Transmetues RF 433MHz me Kompjuter Marrës për Arduino Arm Mcu Wireless' ose të ngjashme

Bordi i marrësit 433MHz - ditto. Zakonisht 1.98 per për palë

LM2596 Rregullator Buck - eBay, zakonisht 1,95 £. Për të kthyer fuqinë 12v në 5v për Pi

Tub i lehtë - kërko në eBay për 'Kabllo me fibër optike - 0.25 / 0.5 / 0.75 / 1 / 1.5 / 2 / 2.5 / 3mm Dia - Light Guide' - Kam përdorur tub 2mm, por 1.5mm do të ishte më e lehtë për të punuar me të (kam paguar £ 2.95 për 1m)

Çelës ndërrues miniaturë me 2 shtylla (është mirë të kesh por opsional)

USB e tipit A prizë e saldueshme 180 ° - përmes eBay, kam paguar 1.90 £ për dhjetë

Ndërprerës i shtytjes me dy shtylla (është mirë të kesh por opsionale) - Unë e mora nga bordi i modemit/ruterit

Fole (at) RJ45 - të gjetura nga bordi i modemit/ruterit

Foleja e rrymës DC - nëpërmjet eBay (10X DC Furnizimi me energji elektrike Foleja e Fletës së Panelit për Femra Konektor 5.5 x 2.1mm £ 0.99)

Antenat 430MHz - konvertoni antenat e modemit/routerit 2GHz

Furnizimi me energji 12v dc 12W (minimumi) - në mënyrë ideale, kjo do të vijë me modemin/ruterin. Nëse jo, duhet të siguroheni që foleja e rrymës DC të përputhet me atë që përdorni. Kërkesa 12v përcaktohet nga transmetuesi 433MHz

Pjesët për modalitetin e ventilatorit të ftohjes do të detajohen në një udhëzues të mëvonshëm.

Hapi 3: Materialet e konsumit dhe mjetet

Ju do të keni nevojë për harxhimet e mëposhtme:

Saldator (sipas kërkesës)

Ngjitës i shkrirë i nxehtë (sipas kërkesës)

Teli ndërlidhës - (p.sh.) 22 & 24AWG (sipas kërkesës)

Mëngë për zvogëlimin e nxehtësisë (sipas kërkesës)

Macja sakrifikuese. 5 kabllo patch ethernet

Kabllo flijuese USB 2.

Mjetet:

Zhveshëset e telave

Prerës të telave (mundësisht prerës të rrymës)

Mjet vlerësimi

Kaçavidë e përshtatshme për ndarjen e kasës.

Makine per ngjitjen e metalit

Armë ngjitëse

Tharëse flokësh (për të përkulur tubat e dritës dhe për çdo ndërprerje të parukerisë së parukerisë)

Marrësi i komunikimit FM 433MHz (opsional - për zgjidhjen e problemeve të transmetuesit) - (p.sh.) AR1000

Hapi 4: Asambleja

Mënyra se si i mblidhni Pi dhe bordet ndihmëse varet nga rasti që po përdorni. Fotografitë tregojnë atë që kam bërë.

Pi ulet afërsisht në mes të kutisë, duke lejuar hapësirë të mjaftueshme për t'u përdorur lidhësit e ndryshëm (vini re se HDMI nuk përdoret pasi Pi komunikohet me anë të SSH (dmth.) 'Pa kokë').

Unë e bashkova Pi në bazën duke përdorur disa fiksues plastikë të ruajtur (shiko foton). Meqenëse kutia nuk është menduar për përdorim portativ, mund të shpëtoni duke përdorur vetëm dy fiksues. Ju mund të përdorni me lehtësi vida 2.5 mm me fiksim ose edhe zam të shkrirë (të cilin e kam përdorur në të kaluarën-sigurohuni që të mos përdorni shumë dhe shmangni çdo përbërës të montimit të sipërfaqes në pjesën e poshtme, pasi në mënyrë të pashmangshme do të keni për të hequr tabelën në një kohë (ligji i parë i ndërtimit - DUHET ta ndani atë)).

Kam përdorur zam të nxehtë për të rregulluar dërrasat e ndryshme në anët e kasës. Të njëjtat konsiderata si më sipër zbatohen.

Pasi gjithçka është në vend, ju mund t'i rregulloni gjërat.

Skema e bllokut tregon skemën e instalimeve elektrike që kam përdorur. Vini re se unë përdor çelësin opsional të ndërrimit për të alternuar fuqinë midis bordeve të transmetuesit dhe marrësit - ndoshta ka pak rrezik për ta bërë këtë, por nuk doja të skuqja marrësin kur transmetoja.

Gjithashtu më shkoi ndërmend se çelësi i shtytjes mund të ishte përdorur për të fikur me hijeshi Pi (ka një numër modelesh të disponueshme në internet). Unë nuk u shqetësova - në këtë rast ai vepron si një ndërprerës i thjeshtë i ndezjes/fikjes. Thjesht duhet të jem i kujdesshëm për të mbyllur Pi përmes SSH para se të shtypni çelësin.

Ju do të vini re tubat e dritës të përdorura për të kanalizuar dritën nga dy LED në Pi dhe nga statusi i furnizimit me energji LED në pjesën e përparme të kutisë. Kam përdorur nxehtësinë nga tharëse flokësh për të përkulur tubat (ju patjetër nuk doni të përdorni një armë ngrohëse!). Trialshtë shumë provë dhe gabim, por e vlefshme në fund pasi mund të shihni drejtpërdrejt se çfarë sinjalizojnë LED -të në vend që të mbështeten në softuer dhe LED të jashtëm. Choiceshtë zgjedhja juaj natyrisht. Prerja e tubave bëhet me një palë të mprehta tela prerësish (prerëset e skuqjes janë më të mirat) por mund të përdorni edhe gërshërë të mprehtë. Përsëri, zam i shkrirjes së nxehtë mund të përdoret për të rregulluar tubat në vend, por kini kujdes të përdorni vetëm një sasi të vogël - e cila ftohet shpejt - pasi zamja mund të shtrembërojë tubat.

Në mënyrë ideale ju duhet të modifikoni antenat. Ato zakonisht do të kenë madhësi për të funksionuar në 2GHz dhe do të bëjnë antena shumë joefikase kur përdoren në 433MHz.

Për ta bërë këtë, së pari duhet të hiqni kapakun e antenës për të ekspozuar telin e antenës. Unë mendoj se kam qenë me fat pasi kopertina doli nga çdo antenë me vetëm një sasi të vogël shpërblimi.

Pritini aty ku tregohet për të hequr antenën origjinale 2GHz dhe ekspozoni boshtin bashkë. Hyni me kujdes në bërthamën e brendshme, duke e hequr bishtalecin mirë dhe ngjiteni atë në një copë teli të ri siç tregohet. Gjatësia e telit të ri është afërsisht një gjatësi vale 1/4 prej 433MHz (dmth) gjatësi = 0.25 * 3E8/433E6 = 17cm. Pjesa e poshtme mund të mbështillet duke përdorur një stërvitje të vogël ose të ngjashme për të lejuar që e gjithë gjatësia të përshtatet në kapakun e antenës.

Para montimit, kontrolloni që nuk ka një qark të shkurtër midis kontakteve të antenës së brendshme dhe të jashtme.

Unë modifikova vetëm antenën e transmetuesit si një marrës "i shurdhër" është ndoshta i favorshëm kur mësoni kodet e telekomandës RF (shiko më vonë).

Lidhja Ethernet bëhet duke instaluar një Mac sakrifikues. 5 kabllo ndërlidhëse me prizën RJ45 të shpëtuara nga modemi. Pritini kabllon që i përshtatet distancës midis prizës Pi ethernet dhe prizës së kutisë RJ45 dhe zhveshni të tetë telat. Përdorni një kontrollues të vazhdimësisë për të siguruar lidhjen e kunjit kabllor 1 me prizën 1, etj. Një mënyrë e thjeshtë për ta bërë këtë është të lidhni lidhësin në prizën ku po lidheni dhe të telefononi midis kontakteve të prizës dhe skajeve të zhveshura të kabllit. Meqenëse përdoret vetëm një nga katër prizat e jashtme RJ45, shënoni prizën me tela në përputhje me rrethanat për të shmangur gabimet e turpshme më vonë.

Në mënyrë të ngjashme, lidhësi USB lidhet duke përdorur një kabllo flijimi USB 2, kabllo me tela 1 në kunjin 1 etj. Konektori USB i botës së jashtme është ngjitur në vend në kasë, duke përdorur vrimën në kasën e lënë nga priza e linjës telefonike.

Hapi 5: Shënimet e Transmetuesit

Tabelat e transmetimit dhe marrjes 433MHz që kam përdorur janë të kudogjendura në internet dhe meqë janë aq të lira, porosita dy palë nga secila (për të lejuar përplasjet eksperimentale). Kam gjetur se marrësit janë të besueshëm, por transmetuesi që kam përdorur kishte nevojë të modifikohej për ta bërë atë të funksionojë me besueshmëri.

Qarku i transmetuesit FS1000A që bleva* është treguar në diagram. Kam gjetur me provë dhe gabim se një kondensatori 3pF kishte nevojë të instalohej në pozicionin C1 SoT (zgjidhni në provë) për të funksionuar. Meqenëse kam një marrës me brez të gjerë i cili mbulon 430MHz ishte relativisht e lehtë për ta zgjidhur këtë. Si mund të testoni pa marrës është një pyetje interesante….

*Shënim: Bleva një sasi të dytë transmetuesish pasi nuk munda të punoja dy të parët. Të gjithëve u mungoi spiralja e kolektorit. Hmmm!

Unë kisha një kondensator 3pF në kutinë time të mbeturinave, por kjo nuk do të jetë rasti për shumicën e njerëzve që mendoj dhe në çdo rast, vlera e nevojshme mund të jetë më shumë, të themi 7pF. Një zëvendësim i papërpunuar mund të bëhet me dy copë tela të përdredhur (kablloja e çiftit të përdredhur të të njohurit tim ka një kapacitet prej rreth 100pF për këmbë për t'ju dhënë një udhëzues për gjatësinë), por nuk rekomandohet pasi mund të lindin çështje të tjera. Shpresoj se do të jeni me fat dhe nuk do të keni asnjë problem të tillë. Ju gjithmonë mund të blini një transmetues më të shtrenjtë (dhe për këtë arsye ndoshta) më të mirë.

Vini re gjithashtu se frekuenca e transmetuesit nuk është shumë e saktë ose e qëndrueshme, por në praktikë ka qenë mjaft e mirë për të përdorur me besueshmëri prizat e telekomandës.

Ju lutemi vini re gjithashtu se vrima e mbuluar ngjitur me fjalën 'ANT' në transmetues NUK është lidhja e antenës - është ajo në cep pa shenja (shiko foton). Ky ishte gabimi i parë që bëra….

Lidhja pin me ndihmën e shënuar 'ATAD' duhet të lexojë 'DATA' natyrisht.

Hapi 6: Vështrim i përgjithshëm i softuerit

Ju lutemi mbani në mend se unë nuk jam programues. Siç u tha më parë, gjërat e zgjuara janë kodi i njerëzve të tjerë, por unë di mjaftueshëm për ta kapur dhe përshtatur për ta bërë atë të punojë së bashku. Ky është gjithashtu udhëzuesi i parë që kam botuar me kod, kështu që kërkoj falje nëse e kam bërë gabim! Nëse keni ndonjë pyetje, mbani në mend…

Softueri bazë që kam përdorur është si më poshtë:

• Raspbian Stretch Lite
• PiGPIO (një bibliotekë fantastike për drejtimin e shërbimeve, etj.)
• _433.py kodi (për të koduar dhe deshifruar kodet e kontrollit RF) - i lidhur nga faqja e internetit e PiGPIO.
• Python3 (vjen me Raspbian)

Softuer shtesë që përdor:

• pyephem (llogarit kohën e agimit dhe muzgut - e dobishme për ndërrimin e dritës)
• Të shkëlqyeshme 'Tasker' dhe 'AutoTools SSH' për të krijuar një telekomandë në telefonin tim Android - shihni foton (të dyja të disponueshme në dyqanin Google Play). [Si të krijoni një 'skenë' të Tasker është jashtë fushëveprimit të këtij Instructable pasi ka një kurbë mësimi mjaft të pjerrët të përfshirë, por jam i lumtur të diskutoj atë që bëra]

Kodi im (në Python). I vrazhdë por funksional:

• tx.py - softueri i argumentit të menusë dhe/ose vijës së komandës i cili dërgon kodin e duhur te transmetuesi 433MHz.
• agim -muzg - llogarit orët e agimit dhe muzgut në vendndodhjen time dhe përditëson përdoruesin crontab (përdoret për dritat e pemës së Krishtlindjes, etj.)

Kodi personal i mësipërm mund të arrihet përmes GitHub:

Funksionaliteti i projektit sigurohet nga kodi PiGPIO dhe _433.py. Ky i fundit ka një funksion marrjeje i cili dëgjon komandat e telekomandës nga telekomanda juaj RF 433MHz dhe deshifron pulset e kohës, duke prodhuar një dalje e cila mund të ruhet për përdorim të mëvonshëm nga funksioni i transmetimit. Kjo i lejon sistemit të mësojë çdo telekomandë 'normale' 433MHz RF. Në parim mund të përdoret gjithashtu për të mësuar telekomandat RF të fqinjit tuaj gjithashtu. Unë do të këshilloja me forcë kundër kësaj pasi fqinjët rrallë shohin anën qesharake të ziles së rastësishme të ziles. Unë nuk do të.

Rregullim

Meqenëse Pi në këtë aplikacion funksionon 'pa kokë' (dmth.) Pa monitor ose tastierë, duhet të flisni me të përmes ssh. Ka shumë udhëzues në dispozicion që mbulojnë se si të vendosni një Pi pa kokë, por për t'i mbajtur gjërat të thjeshta, do të supozoj që së pari ta filloni Pi me një monitor dhe tastierë. Pasi të filloni, filloni terminalin dhe futni 'sudo raspi-config'. Zgjidhni '5. Opsionet e ndërlidhjes 'dhe më pas' P2 SSH '. Aktivizoni serverin ssh dhe mbyllni raspi-config (i cili ndoshta do të përfundojë në një rindezje).

Komunikimet e mëvonshme me Pi mund të kryhen nga një terminal i largët përmes ssh. Vini re se kodi nuk kërkon një adresë fikse IP LAN për Pi por sigurisht që ndihmon (dhe sigurisht që është e nevojshme nëse futeni në kontrollin Tasker). Përsëri, ka shumë mësime në internet që mbulojnë se si ta bëni këtë. Ruteri im i shtëpisë më lejon të caktoj një adresë IP fikse në adresën MAC të Pi, kështu që unë e bëj atë në atë mënyrë, në vend që të redaktoj konfigurimin e Pi.

Instalimi i PiGPIO:

ssh në Pi dhe futni komandat e mëposhtme:

sudo apt përditësim

sudo apt install pigpio python-pigpio python3-pigpio

sudo apt install git

git klon

sudo apt instaloni python3-RPi. GPIO

Për të ekzekutuar PiGPIO në nisje:

crontab -e

shtoni rreshtin e mëposhtëm:

Merrni kodin Python për transmetimin dhe deshifrimin e kodeve të largëta RF 433MHz:

wget

unzip _433_py.zip

Zhvendoseni _433.py të pa zinxhizuar në një drejtori të përshtatshme (p.sh.) ~/software/aplikacione

Shtypja (në atë drejtori)

_433.py

e vendos Pi në modalitetin 433 rx, duke pritur kodet e telekomanduara të telekomandës RF në pin 38 GPIO.

Me marrësin 433MHz të lidhur, kur një telekomandë 433MHz përdoret aty pranë, diçka si të dhënat e mëposhtme do të shihen në ekran:

kodi = 5330005 bit = 24 (hendek = 12780 t0 = 422 t1 = 1236)

Këto të dhëna përdoren në programin tuaj Python për të rigjeneruar transmetimin nga telekomanda.

Për t'i tubuar këto të dhëna në një skedar për përdorim të mëvonshëm, ekzekutoni:

_433.py> ~/software/apps/remotedata.txt

Pasi të keni marrë të dhënat, hapi tjetër është t'i përdorni ato për të redaktuar kodin 'tx.py' që mund të kopjoni nga depoja ime GitHub. Ky kod përdor të dhënat për të gjeneruar forma valore të kuptuara nga priza (t) e largëta që do të transmetohen nga transmetuesi 433MHz. Shpresojmë që ndryshimet e kërkuara do të jenë mjaft të dukshme dhe pjesa tjetër varet nga ju…..