Ang Raspberry Pi RF na Remote-control Mains Sockets (Power Plugs): 6 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Kontrolin ang mga murang socket ng 433MHz mains (outlet ng pader) gamit ang isang Raspberry Pi. Maaaring malaman ng Pi ang output ng mga control code mula sa remote control ng mga socket at gamitin ang mga ito sa ilalim ng kontrol ng programa upang maisaaktibo ang anuman o lahat ng mga malalawak na socket sa buong bahay.

Ang disenyo ay hindi umaasa sa panlabas na pagkakakonekta sa internet (ibig sabihin) 'Internet of Things' at samakatuwid (IMHO) ay mas ligtas kaysa sa mga web-based Controller. Sinabi nito, sinubukan ko ang pagsasama sa Google Home ngunit mabilis na nawala ang kalooban na mabuhay kapag ang mga utos kung minsan ay tumagal ng ilang sampung segundo upang maipatupad o hindi man maipatupad.

Ang isang malinaw na application sa paligid ng oras ng Pasko ay ang pagkontrol sa mga ilaw ng Christmas tree at (kung ganyan ka makahilig) sa labas ng mga ilaw ng display. Bagaman isang simpleng paggamit iyon, sa pamamagitan ng pagbuo ng Makatuturo na ito magtatapos ka sa isang sobrang nababaluktot na socket controller na maaaring tumugon sa mga input ng sensor at sa iba pang mga aparato sa iyong home network, tulad ng Raspberry Pis na nagpapatakbo ng Linux Motion.

Halimbawa, mayroon akong isang hanay ng mga ilaw sa kusina na makikita kapag ang isang camera na nagpapatakbo ng 'Motion' ay nakakita ng paggalaw sa kusina at pagkatapos ay patayin ang mga ito pagkatapos ng limang minuto na walang aktibidad. Gumagana talaga ito!

Gamit ang 'Tasker' at 'AutoTools SSH' mula sa Google Play store, maaari mong i-set up ang lahat ng uri ng mga magarbong remote control na batay sa telepono.

Ang proyekto ay umaasa sa murang 433MHz receiver at transmitter boards na malawak na magagamit sa eBay. Ang mga ito ay katugma sa (sa UK kahit na) 433MHz mga malalawak na socket ng soins na ibinebenta na may mga remote control. Kasama sa aking proyekto ang isang tatanggap kaya't ang mga bagong set ng command na remote control ay maaring maisama nang madali at mabilis. Isang punto na dapat tandaan - ang mga malalayong socket na magagamit sa UK ay tila nagmula sa dalawang lasa - ang mga may isang program na ID na naka-program sa pamamagitan ng isang switch sa socket at mga umaasa sa programa mula sa remote control. Ang proyektong ito ay katugma sa pareho ngunit ang dating hindi mawawala ang kanilang pagkakakilanlan sa isang cut ng kuryente at samakatuwid ay mas gusto.

Gumagamit ang proyekto ng isang lumang kaso ng router - Mayroon akong ilan sa mga ito at napaka-dali nilang magkaroon ng karamihan sa mga kinakailangang panlabas na konektor, tulad ng kapangyarihan, ethernet, USB at (mga) antena. Ang iyong ginagamit ay nakasalalay sa kung ano ang magagamit mo kaya ang Instructable na ito ay marahil mas kapaki-pakinabang bilang isang pangkalahatang gabay sa halip na isang sunud-sunod na hanay ng mga tagubilin.

Bagaman hindi mahigpit na kinakailangan para sa proyektong ito, nagdagdag din ako ng isang cool na fan at board ng controller. Nang walang isang fan, ang Pi ay maaaring makakuha ng masyadong mainit (sa paligid ng 60 ° C). Ang mga detalye ay maaaring ibigay sa ibang pagkakataon na Makatuturo.

Dapat kong banggitin na hindi ako programmer. Ang software ay (karamihan) nakasulat sa Python at ang mga matalinong bagay ay kinopya mula sa mga taong alam ang ginagawa nila. Kinilala ko ang mga mapagkukunan kung saan ko makakaya - kung may napalampas ako, mangyaring ipaalam sa akin at itatama ko ang teksto.

Ipinapalagay ng Instructable ang ilang kakayahan sa paghihinang at isang pagdaan na pamilyar sa Python, Bash at pakikipag-usap sa iyong Pi sa pamamagitan ng SSH (kahit na susubukan kong gawin ang mga tagubilin bilang komprehensibo bilang praktikal na maisagawa). Nakasulat din ito sa British English, kaya kung nagbabasa ka sa kabilang bahagi ng pond, mangyaring huwag pansinin ang labis na mga titik sa mga salita at mga kakaibang pangalan para sa mga bagay (tulad ng 'mains sockets', na malalaman mo bilang isang bagay tulad ng 'mga outlet ng dingding').

Ang anumang mga komento, iminungkahing pagpapabuti at paggamit at iba pa ay malugod na tinatanggap din!

Hakbang 1: Paghahanda ng Kaso

Gumamit ako ng isang lumang TP-Link TD-W8960N router para sa proyektong ito. Ito ay isang magandang sukat at sa sandaling nagtrabaho ako kung paano makakapasok dito, medyo madali upang gumana.

Pinananatili ko rin ang 12v @ 1A power supply ng router, na kung saan ay medyo pinapagana ngunit sa pagsasanay ay OK para sa application na ito.

Ang pagbubukas ng kaso ay isang bagay ng pag-alis ng dalawang mga turnilyo sa ilalim ng kaso at pagkatapos ay gumagamit ng isang tool sa pag-prying sa paligid ng gilid ng kaso upang mabawasan ang mga clip na bukas. Ang dalawang turnilyo ay nasa ilalim ng mga paa ng goma sa likuran ng kaso (tingnan ang mga pulang arrow). Ang pinakamahirap na buksan ang mga clip ay ang mga nasa harap ngunit nagkaroon ako ng pananampalataya at yumuko sila sa aking tool sa pry.

Kapag ang kaso ay bukas, i-undo ang dalawang mga mani sa mga konektor ng antena at maaaring iangat ang circuit board.

Tulad ng gagamitin mo sa parehong mga antennas sa paglaon, alisin ang takip ng mga coax lead sa circuit board at ilagay ang mga ito sa isang gilid.

Kung sa tingin mo ay matapang (tulad ko), maaari mong alisin ang push switch, dc socket at RJ45 sockets mula sa circuit board. Ang pinakamahusay na paraan na nalaman kong gawin ito ay upang i-clamp ang board sa isang bisyo at maglapat ng init mula sa isang heat gun habang pinipili ang isang angkop na manipis na tool sa pagbubukas ng kaso o distornilyador. Ang lohika ay ang lahat ng mga koneksyon ng solder ay natutunaw nang sabay, binabawasan ang pangkalahatang stress ng init sa plastic case ng bahagi kumpara sa paggamit ng isang soldering iron sa bawat kantong. Iyon ang teorya kahit papaano. Sa pagsasagawa, ang ilang swerte ay kasangkot! Kung magkano ang init na ilalapat ay isang bagay ng paghatol ngunit mag-ingat at magkamali sa napakaliit. Kung maayos ang lahat, magtatapos ka sa mga magagamit na sangkap na ipinakita sa larawan (subalit mapapansin mo ang natutunaw na switch knob at ang bahagyang deformed na RJ45 socket strip!).

Kung hindi man, naka-off sa internet upang bilhin ang iyong mga piraso.

Hakbang 2: Listahan ng Mga Bahagi

Raspberry Pi - Pinaghihinalaan ko na ang anumang lasa ay gagawa ngunit gumamit ako ng isang 3B +

433MHz transmitter board - maghanap sa eBay para sa '433MHz RF Transmitter na may Receiver Kit para sa Arduino Arm Mcu Wireless' o katulad

433MHz receiver board - ditto. Karaniwan na £ 1.98 bawat pares

LM2596 Buck regulator - eBay, karaniwang £ 1.95. Upang mai-convert ang lakas na 12v sa 5v para sa Pi

Light pipe - maghanap ng eBay para sa 'Fiber Optic Cable - 0.25 / 0.5 / 0.75 / 1 / 1.5 / 2 / 2.5 / 3mm Dia - Light Guide' - Gumamit ako ng 2mm na tubo ngunit ang 1.5mm ay mas madaling magtrabaho (nagbayad ako ng £ 2.95 para sa 1m)

2 polong pinaliit na switch ng toggle (magandang magkaroon ngunit opsyonal)

Uri ng USB Ang isang 180 ° solderable socket - sa pamamagitan ng eBay, nagbayad ako ng £ 1.90 para sa sampu

Dual pou push switch (masarap magkaroon ngunit opsyonal) - Nakuha ko ang minahan mula sa modem / router board

RJ45 socket (s) - nakuhang muli mula sa modem / router board

DC power socket - sa pamamagitan ng eBay (10X DC Power Supply Jack Socket Female Panel Mount Connector 5.5 x 2.1mm £ 0.99)

430MHz antennas - i-convert ang modem / router ng 2GHz antennas

12v dc 12W power supply (minimum) - perpekto, sasama ito sa modem / router. Kung hindi kailangan mong tiyakin na ang dc power socket sa itaas ay tumutugma sa isang ginagamit mo. Ang kinakailangan ng 12v ay natutukoy ng 433MHz transmitter

Ang mga piyesa para sa paglamig fan mod ay magiging detalyado sa isang mas maagang maituturo.

Hakbang 3: Mga Consumable at Tool

Kakailanganin mo ang mga sumusunod na naubos:

Solder (tulad ng kinakailangan)

Mainit na pandikit na natutunaw (tulad ng kinakailangan)

Magkabit ng kawad - (hal. 22 & 24AWG (kung kinakailangan)

Painitin ang manggas ng init (tulad ng kinakailangan)

Sakripisyo na Pusa. 5 ethernet patch cable

Sakripisyo USB 2 patch cable.

Mga tool:

Mga striper ng wire

Mga cutter ng wire (mas mabuti ang mga flush cutter)

Kagamitan sa paggalang

Angkop na distornilyador upang ihiwalay ang kaso.

Panghinang

Pandikit baril

Hair dryer (upang yumuko ang mga ilaw na tubo at para sa anumang hindi mabilis na paggambala ng pag-aayos ng buhok)

433MHz FM na mga tagatanggap ng komunikasyon (opsyonal - para sa pag-troubleshoot ng mga problema sa transmiter) - (hal. AR1000

Hakbang 4: Assembly

Kung paano mo tipunin ang Pi at mga pandagdag na board ay nakasalalay sa kaso na ginagamit mo. Ipinapakita ng mga larawan ang ginawa ko.

Ang Pi ay humigit-kumulang na nakaupo sa gitna ng kaso, pinapayagan ang sapat na silid para magamit ang iba't ibang mga konektor (tandaan na ang HDMI ay hindi ginamit habang ang Pi ay nakikipag-usap sa pamamagitan ng SSH (ibig sabihin) 'walang ulo'.

Inilakip ko ang Pi sa base gamit ang isang pares ng na-salvage na mga plastik na fastener (tingnan ang larawan). Dahil ang kahon ay hindi inilaan para sa portable na paggamit, maaari kang makawala gamit lamang ang dalawang mga fastener. Madali kang makakagamit ng mga 2.5mm na tornilyo na may mga stand-off o kahit pandikit na natutunaw (na ginamit ko noong nakaraan - siguraduhin lamang na huwag gumamit ng labis at iwasan ang anumang mga bahagi ng mount mount sa ilalim dahil hindi mo maiiwasang magkaroon ng upang alisin ang board sa ilang oras (unang batas ng konstruksyon - kakailanganin mo itong ihiwalay)).

Gumamit ako ng mainit na pandikit upang ayusin ang iba't ibang mga board sa mga gilid ng kaso. Nalalapat ang parehong pagsasaalang-alang sa itaas.

Kapag ang lahat ay nasa lugar na maaari mong i-wire ang mga bagay.

Ipinapakita ng block diagram ang scheme ng mga kable na ginamit ko. Tandaan na ginagamit ko ang opsyonal na toggle switch upang kahalili ng kapangyarihan sa pagitan ng mga transmiter at mga board ng receiver - marahil ay may maliit na peligro na gawin ito ngunit hindi ko nais na iprito ang tatanggap kapag nagpapadala.

Napag-isipan din sa akin na ang push switch ay maaaring magamit upang mabilisan ang kapangyarihan ng Pi (mayroong isang bilang ng mga disenyo na magagamit sa internet). Hindi ako nag-abala - sa kasong ito kumikilos ito bilang isang simpleng power on / off switch. Kailangan ko lang mag-ingat na isara ang Pi sa pamamagitan ng SSH bago pindutin ang switch.

Mapapansin mo ang mga light tubo na ginamit upang i-channel ang ilaw mula sa dalawang LEDs sa Pi at mula sa status ng supply ng kuryente na humantong sa harap ng kaso. Gumamit ako ng init mula sa isang hair dryer upang yumuko ang mga tubo (tiyak na AYAW mong gumamit ng isang heat gun!). Napaka pagsubok at error ngunit sulit sa huli dahil maaari mong makita nang direkta kung ano ang pagbibigay ng senyas ng mga LED sa halip na umasa sa software at panlabas na LED. Pagpili mo syempre. Ang pagputol ng mga tubo ay tapos na sa isang matalim na pares ng mga wire cutter (ang mga flush cutter ay pinakamahusay) ngunit maaari mo ring gamitin ang matalim na gunting. Muli, ang hot-melt glue ay maaaring magamit upang ayusin ang mga tubo sa lugar ngunit mag-ingat na gumamit lamang ng isang maliit na halaga - na mabilis na lumalamig - dahil maaaring mapangit ng pandikit ang mga tubo.

Mainam na dapat mong baguhin ang mga antena. Karaniwan silang sukat upang mapatakbo sa 2GHz at gagawing napaka hindi episyente na mga antena kapag ginamit sa 433MHz.

Upang magawa ito, dapat mo munang alisin ang takip ng antena upang mailantad ang wire ng antena. Sa palagay ko ay mapalad ako dahil ang takip ay nagmula sa bawat antena na may maliit na halaga lamang ng prizing.

Gupitin kung saan ipinakita upang alisin ang orihinal na 2GHz antena at ilantad ang co-ax. Maingat na ma-access ang panloob na core, inaalis ang tirintas nang maayos at hinangad ito sa isang bagong kawad tulad ng ipinakita. Ang haba ng bagong kawad ay halos isang 1/4 haba ng daluyong ng 433MHz (ibig sabihin) haba = 0.25 * 3E8 / 433E6 = 17cm. Ang mas mababang bahagi ay maaaring likawin gamit ang isang maliit na bit ng drill o katulad upang pahintulutan ang buong haba upang magkasya sa takip ng antena.

Bago muling pagsasama-sama, suriin na walang isang maikling circuit sa pagitan ng panloob at panlabas na mga contact ng antena.

Na-modded ko lamang ang transmitter antena bilang isang 'bingi' na tatanggap ay marahil ay pinagsamantalahan kapag natututunan ang mga RF remote control code (tingnan sa paglaon).

Ang koneksyon ng ethernet ay ginawa ng mga kable ng isang sakripisyo na Cat. 5 magkakaugnay na cable sa socket ng RJ45 na nailigtas mula sa modem. Gupitin ang cable upang umangkop sa distansya sa pagitan ng socket ng ethernet ng Pi at ang socket ng RJ45 at hubad ang lahat ng walong mga wire. Gumamit ng isang tester ng pagpapatuloy upang matiyak na ikaw wire wire pin 1 sa socket pin 1 at iba pa Tulad ng isa lamang sa apat na panlabas na socket ng RJ45 na ginagamit, markahan ang wired socket nang naaayon upang maiwasan ang nakakahiyang mga error sa paglaon.

Gayundin, ang konektor ng USB ay naka-wire gamit ang isang sakripisyo na USB 2 patch cable, wired pin 1 upang i-pin ang 1 atbp. Ang labas ng mundo na USB konektor ay mainit na nakadikit sa lugar sa kaso, gamit ang butas sa kaso na naiwan ng socket ng linya ng telepono.

Hakbang 5: Mga Tala ng Transmitter

Ang 433MHz na nagpapadala at tumatanggap ng mga board na ginamit ko ay nasa lahat ng dako sa internet at dahil ang mga ito ay napakamura nag-order ako ng dalawang pares ng bawat isa (upang payagan ang mga pang-eksperimentong cock-up). Natagpuan ko na ang mga tatanggap ay maaasahan ngunit ang transmitter na ginamit ko ay kailangan ng pagbabago upang maisagawa itong maaasahan.

Ang circuit ng FS1000A transmitter na binili ko * ay ipinapakita sa diagram. Natagpuan ko sa pamamagitan ng pagsubok at error na kailangan ng isang 3pF capacitor sa pag-install sa posisyon ng C1 SoT (pumili sa pagsubok) upang magamit ang bagay. Tulad ng mayroon akong isang wideband receiver na sumasakop sa 430MHz medyo madali itong i-troubleshoot ito. Paano mo maaaring subukan nang walang isang tatanggap ay isang kagiliw-giliw na katanungan ….

* Tandaan: Bumili ako ng pangalawang maraming mga transmiter matapos na hindi ko makuha ang unang dalawang gumana. Ang lahat ng ito ay nawawala ang coil ng kolektor. Hmmm!

Nagkaroon ako ng isang 3pF capacitor sa aking junk box ngunit hindi ito ang magiging kaso para sa karamihan ng mga tao hulaan ko at sa anumang kaso, ang halaga na kinakailangan ay maaaring higit pa, sabihin 7pF. Ang isang kapalit na krudo ay maaaring gawin sa dalawang piraso ng baluktot na kawad (ang baluktot na pares na kable ng aking kakilala ay may kapasidad na halos 100pF bawat paa upang bigyan ka ng isang gabay sa haba) ngunit hindi ito inirerekumenda dahil maaaring lumitaw ang iba pang mga isyu. Sana masuwerte ka at wala kang ganyang problema. Maaari kang laging bumili ng isang mas mahal (at samakatuwid marahil) na mas mahusay na transmiter.

Tandaan din ang dalas ng transmiter ay hindi masyadong tumpak o matatag ngunit sa kasanayan ay sapat na mabuti upang mapagkakatiwalaan na patakbuhin ang mga malalayong socket.

Mangyaring tandaan din na ang nakapaloob na butas na katabi ng salitang 'ANT' sa transmitter ay HINDI ang koneksyon ng antena - ito ang nasa sulok na walang pagmamarka (tingnan ang larawan). Ito ang unang pagkakamali na nagawa ko ….

Ang koneksyon ng pin na tumutulong na minarkahan ang 'ATAD' dapat talagang basahin ang 'DATA' syempre.

Hakbang 6: Pangkalahatang-ideya ng Software

Mangyaring tandaan na hindi ako programmer. Tulad ng nakasaad dati, ang matalino na bagay ay ang code ng ibang tao ngunit alam ko sapat upang kurutin ito at iakma ito upang gumana itong magkakasama. Ito rin ang unang Maituturo na nai-publish ko na may code, kaya't humihingi ako ng paumanhin kung nagawa ko ito nang mali! Kung mayroon kang anumang mga katanungan, mangyaring tandaan iyon …

Ang pangunahing software na ginamit ko ay ang mga sumusunod:

• Raspbian Stretch Lite
• PiGPIO (isang kamangha-manghang silid-aklatan para sa pagmamaneho ng mga servo atbp.)
• _433.py code (upang i-encode at i-decode ang mga control code ng RF) - naka-link mula sa website ng PiGPIO.
• Python3 (may kasamang Raspbian)

Karagdagang software na ginagamit ko:

• pyephem (kinakalkula ang bukang-liwayway at takipsilim - kapaki-pakinabang para sa light switching)
• Ang mahusay na 'Tasker' at 'AutoTools SSH' upang lumikha ng isang remote control sa aking Android phone - tingnan ang larawan (parehong magagamit sa Google Play store). [Kung paano lumikha ng isang 'eksena' ng Tasker ay nasa labas ng saklaw ng Instructable na ito dahil mayroong isang napakatarik na curve sa pag-aaral na kasangkot ngunit masaya akong talakayin kung ano ang ginawa ko]

Ang aking sariling code (sa Python). Krudo ngunit nagagamit:

• tx.py - menu at / o command line argument software na nagpapadala ng naaangkop na code sa 433MHz transmitter.
• bukang-liwayway - kinakalkula ang mga oras ng madaling araw at takipsilim sa aking lokasyon at ina-update ang crontab ng gumagamit (ginamit para sa mga ilaw ng Christmas tree atbp.)

Maaaring ma-access ang personal na code sa itaas sa pamamagitan ng GitHub:

Ang pagpapaandar ng proyekto ay ibinibigay ng PiGPIO at _433.py code. Ang huli ay may natanggap na pagpapaandar na nakikinig sa mga utos ng remote control mula sa iyong 433MHz RF remote control at na-decode ang mga pulso ng oras, na gumagawa ng isang output na maaaring maimbak para magamit sa paglaon ng transmit function. Pinapayagan nito ang system na malaman ang anumang 'normal' na 433MHz RF remote control. Sa prinsipyo maaari din itong magamit upang malaman din ang mga remote control ng RF ng iyong kapitbahay. Masidhi kong pinapayuhan laban dito dahil ang mga kapitbahay ay bihirang makita ang nakakatawang bahagi ng random na pag-ring ng mga doorbells. Ayoko.

Pag-set-up

Tulad ng Pi sa application na ito ay pinatakbo ang 'walang ulo' (ibig sabihin) nang walang monitor o keyboard, kailangan mong kausapin ito sa pamamagitan ng ssh. Mayroong maraming mga gabay na magagamit na sumasakop kung paano mag-set up ng isang Pi walang ulo ngunit upang mapanatili ang mga bagay na simple, ipagpapalagay ko unang simulan mo ang Pi gamit ang isang monitor at keyboard. Kapag na-boot, simulan ang terminal at ipasok ang 'sudo raspi-config'. Piliin ang '5. Mga pagpipilian sa pagitan ng interface 'at pagkatapos ay' P2 SSH '. Paganahin ang ssh server at isara ang raspi-config (na maaaring magtapos sa isang reboot).

Ang mga susunod na comms sa Pi ay maaaring isagawa mula sa isang remote terminal sa pamamagitan ng ssh. Tandaan na ang code ay hindi kinakailangan ng isang nakapirming LAN IP address para sa Pi ngunit tiyak na nakakatulong ito (at tiyak na kinakailangan kung ikaw ay sumiksik sa Tasker control). Muli, maraming mga tutorial sa linya na sumasakop kung paano ito gawin. Pinapayagan ako ng aking router sa bahay na magtalaga ng isang nakapirming IP address sa MAC address ng Pi, kaya ginagawa ko ito sa ganoong paraan, sa halip na i-edit ang pag-set up ng Pi.

Pag-install ng PiGPIO:

ssh sa Pi at ipasok ang mga sumusunod na utos:

sudo apt update

sudo apt install pigpio python-pigpio python3-pigpio

sudo apt install git

git clone

sudo apt i-install ang python3-RPi. GPIO

Upang patakbuhin ang PiGPIO sa boot:

crontab -e

idagdag ang sumusunod na linya:

@reboot / usr / local / bin / pigpiod

Kunin ang code ng Python para sa paglilipat at pag-decode ng 433MHz RF na mga remote code:

wget

alisin ang zip _433_py.zip

Ilipat ang unzipped _433.py sa isang naaangkop na direktoryo (hal) ~ / software / apps

Pagta-type (sa direktoryong iyon)

_433.py

inilalagay ang Pi sa 433 rx mode, naghihintay para sa na-demodulate na mga code ng remote control ng RF sa GPIO pin 38.

Gamit ang koneksyon ng 433MHz na konektado, kapag ang isang 433MHz remote control ay ginamit sa malapit, isang bagay tulad ng sumusunod na data ang makikita sa screen:

code = 5330005 bits = 24 (gap = 12780 t0 = 422 t1 = 1236)

Ang data na ito ay ginagamit sa iyong programa sa Python upang muling buhayin ang paghahatid mula sa remote control.

Upang mai-tubo ang data na ito sa isang file para magamit sa paglaon, patakbuhin:

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

Kapag nakuha mo na ang data, ang susunod na hakbang ay gamitin ito upang mai-edit ang 'tx.py' code na maaari mong kopyahin mula sa aking GitHub na lalagyan. Gumagamit ang code na ito ng data upang makabuo ng mga form ng alon na naintindihan ng (mga) remote socket na maililipat ng 433MHz transmitter. Inaasahan kong ang kinakailangang mga pag-edit ay magiging malinaw na halata at ang natitira ay nasa sa iyo …..