Wifi to RF - Lock ng Pinto: 3 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Pangkalahatang-ideya

Ang itinuturo na ito ay magbibigay sa iyo ng kakayahang i-lock / i-unlock ang iyong pintuan sa pamamagitan ng iyong software sa pag-aautomat sa bahay (tulad ng OpenHAB - libreng software sa pag-automate ng bahay na personal kong ginagamit) Ang imahe sa itaas ay nagpapakita ng isang sample ng screenshot ng OpenHAB iPhone app. Bilang kahalili maaari mong magamit ang pagmemensahe ng MQTT tulad ng inilarawan sa ibaba sa halos anumang system na nais mo.

Mga palagay

Ipinagpapalagay na itinuturo na mayroon ka (o mag-set up):

• Ang pagpapatakbo ng OpenHAB (libreng bukas na mapagkukunan ng software ng automation ng bahay), bagaman tulad ng nabanggit, dapat itong gumana sa anumang software sa pag-aautomat sa bahay na maaaring magsama ng isang umiiral na MQTT. Bilang kahalili, maaari mong baguhin ang code sa iyong sarili upang umangkop sa iyong sariling mga pangangailangan.
• Ang Mosquitto MQTT na nagbubuklod na naka-install at naka-configure sa OpenHAB (MQTT ay isang pag-subscribe / pag-publish ng uri ng protokol sa pagmemensahe na magaan at mahusay para sa komunikasyon sa pagitan ng mga aparato)
• Na iyong nilagyan ang isang RF based front door keypad lock na may hindi bababa sa isang key fob remote (ginagawa ng karamihan) Mabibili ito ng medyo mura sa Amazon (tinatayang ~ US $ 60, kahit na ang mga baterya sa modelong ito ay tatagal lamang ~ 4 buwan upang tingnan kung maaari kang magbigay ng DC na nagpapagana sa lock o gumastos ng kaunti pa sa isang disenteng modelo:-))

Kung hindi mo pinatakbo ang OpenHAB at isang MQTT broker, tingnan ang mahusay na artikulong ito sa MakeUseOf web site

Panimula

Partikular na ipinakita sa iyo ng proyektong ito kung paano gumamit ng lock na batay sa RF na KEY FOB upang mas maging kapaki-pakinabang sa pamamagitan ng pag-convert nito upang gumana nang wireless, samakatuwid ay bibigyan ka ng kakayahang i-lock o i-unlock ang iyong pintuan sa pamamagitan ng iyong home automation system, isang web browser, iyong telepono (sa pamamagitan ng OpenHAB app) o kahit na iiskedyul ito upang awtomatikong i-lock sa gabi gamit ang mga panuntunan sa software ng home automation. Para sa proyektong ito, bumili ako ng "Mi RF based keypad front door lock" sa Amazon sa halos US $ 60 *

(* EDIT: ang mga baterya sa partikular na tatak ng lock ng pinto ay hindi magtatagal! Nakuha ko lamang ang 3-4 na buwan mula sa paggamit nito bago ko palitan ang mga baterya na naging medyo nakakabigo. Mula nang napalitan ko ang yunit na iyon para sa isang may tatak na electronic door door na Windsor kung saan ang mga baterya ay tumatagal ng hanggang 2 taon. Bilang halili, kahit na mas maraming trabaho, isaalang-alang ang pagpapatakbo ng DC power sa pamamagitan ng core ng iyong pinto sa lock)

Para doon nagbibigay sila ng isang RF (dalas ng radyo) na pinatatakbo na lock ng pinto na may built-in na keypad at isang key fob para sa malayuan na pag-lock / pag-unlock. Sa RF gayunpaman, ang key fob ay kailangang nasa saklaw ng lock ng pinto. Gagamitin ng proyektong ito ang key fob sa pamamagitan ng pagsasama nito sa isang Wemos (IOT board na may ESP8266 chip) upang gawin ang pag-lock / pag-unlock nang wireless, samakatuwid ay makokontrol mula sa kahit saan mayroon kang isang koneksyon sa Internet.

Anong kailangan ko?

Una, bumili at i-install ang RF based keypad lock. Dapat mong tiyakin na ito ay may isang key fob! Subukan ang fob at tiyakin na sa pamamagitan ng pagpindot sa mga pindutan, isasa-lock nito o i-unlock ang pinto bago magsimula. Ang karamihan ng mga kandado ng pinto ay dapat na batay sa karaniwang mga sukat ng pinto at mga lock offset kaya kung mayroon kang isang deadbolt (tulad ng ginawa ko) na pinapalitan ito ay labis na madali.

Upang likhain ang wireless controller, kakailanganin mong mapagkukunan ang mga sumusunod na bahagi:

• Ang Wemos D1 mini V2 (ay may built-in na wireless CHIP na ESP8266) o dapat gawin ng isang ESP8266 CHIP (Hindi ko inirerekumenda ang bersyon ng ESP-01 para sa proyektong ito, dahil ang GPIO 0 pin ay kailangang gaganapin mataas sa pag-up ng lakas upang ayusin upang mag-boot ito mula sa flash, subalit ang paggawa nito ay magiging sanhi ng pag-lock ng pinto kapag ang ESP8266 ay nagpapagana ng potensyal na pag-unlock ng iyong pintuan sa harap! Habang may mga workaround na maaari nating gawin para dito, tulad ng paggamit ng timer o transistors atbp, para sa mababang gastos ng isang Wemos at mas kaunting mga bahagi, maglalayon kami para sa mas simpleng diskarte)
• Isang mapagkukunan ng kuryente na 5V DC upang mapagana ang Wemos at ang Keyfob (hindi na kinakailangan ang mga baterya) Kung pinapatakbo mo ang Wemos gamit ang 5V VCC pin (sa halip na ang USB port) at ang pinagmulan ng kuryente ng DC ay mas mataas kaysa sa 5V, gagawin mo kailangan din ng isang 5V boltahe regulator (tulad ng isang LM7805) kasama ang 2 x capacitor, 10V 0.33uF at isang 10V 0.1uF o katulad sa laki (ayon sa LM7805 datasheet)

• Dalawang 2N7000 o katulad na MOSFET (gagamitin ito upang ilipat ang keyfob, isa para sa pagla-lock, ang isa para sa pag-unlock. Ang 2N7000 ay isang pangkaraniwan at napaka murang uri ng pagpapahusay na N-Channel MOSFET kaya't dapat napakadaling mapagkukunan)

• Dalawang 10K ohm resistors (ang mga ito ay gagamitin bilang pull-down resistors para sa bawat MOSFETs kaya't ang lock / unlock ng pinto ay hindi napalitaw sa power up!)
• D na paglalagay sa iyong keyfob, maaaring kailangan mo ring mag-wire sa isa pang kapasitor (tulad ng isang 10V 220uF o katulad ng laki) upang matulungan ang pagpapalakas ng lakas sa keyfob. Tingnan ang mga dahilan kung bakit mamaya sa artikulong ito.
• Kailangan ng mga tool: mga cutter ng gilid, solong core wire, isang soldering iron, pagkilos ng bagay at opsyonal na isang multi-meter

Ang pangunahing fob mismo ay karaniwang gumagamit ng 2 x 3V na mga baterya sa serye (6V Vcc) Samakatuwid, ang paggamit ng isang 5V na supply na may isang kapasitor gayunpaman ay sapat na boltahe sa parehong kapangyarihan ang Wemos at pinalitaw ang pag-lock / pag-unlock.

Kung mayroon kang isang keyfob na gumagana sa isang solong 3V na baterya, kung gayon dapat kang magdagdag ng isang 3.3V boltahe regulator sa iyong circuit upang mahulog ang boltahe malapit sa kinakailangang 3V. Ang isang 3V na baterya ay talagang naglalabas sa paligid ng 3.1V, at ang karamihan sa mga circuit ay may ilang uri ng mas mataas na tolerance ng boltahe, kaya sa pagkakataong ito ang 3.1V hanggang 3.3V ay + 6%. Pagsamahin iyon sa katotohanang ang Wemos ay kasalukuyang gumuhit, kaya't ang boltahe ay malamang na mas mababa pa. Kung may pagsukat sa pagdududa sa isang multimeter at kung maaari, suriin sa lock vendor ang maximum na boltahe (o maximum tolerance) tatanggapin ng keyfob, dahil wala akong responsibilidad kung ang iyong keyfob ay tumitigil sa paggana! Sa wakas, bilang isang kahaliling solusyon sa pag-set up ng isang boltahe divider circuit sa halip.

Hakbang 1: Assembly

Paghihinang

Ang pagtitipon ng mga bahagi ay napaka-simple. Una, rip buksan ang key fob - alisin ang mga baterya at kaso dahil kailangan mo lamang ng circuit board sa loob. Susunod na paghihinang ng isang kawad sa bawat panig ng mga binti ng pindutan ng key fob. Gawin ito para sa parehong pindutang "lock" at ang pindutang "unlock". Susunod, baligtarin ang fob at maghinang ng kawad sa mga + at - pad sa likod ng fob, tulad ng ipinakita sa mga imahe. Ang mas malaking pad ay +, ang mas maliit ay -

Tandaan: Ang power supply ng 5V ay magpapagana sa parehong Wemos at sa Key fob, kaya't ang mga fob baterya ay hindi na kinakailangan.

Assembly

Magbigay ng 5V Vcc at GND sa Wemos at idagdag ang MOSFETs at resistors sa breadboard ayon sa imahe. Ang 10K ohm resistors ay dapat tumakbo mula sa GND patungo sa gate (center pin) ng MOSFETs. Ito ay hilahin ang boltahe sa ground stopping ang MOSFETs na na-trigger sa lakas pataas.

Susunod na magpatakbo ng isang kawad mula sa D1 sa Wemos hanggang sa gate ng unang MOSFET at D2 sa Wemos sa gate ng pangalawang MOSFET. Ang D1 at D2 ay mga GPIO (pangkalahatang input / output) na mga pin na itinalaga bilang mga OUTPUT na pin sa code.

Panghuli, isaksak ang mga wire ng keyfob sa breadboard, Vcc sa 5V rail, GND sa GND, pagkatapos ang kawad sa negatibong bahagi ng pindutan sa pinagmulang bahagi ng bawat MOSFET at ang positibong bahagi ng pindutan sa kanal ng alisan ng bawat MOSFET tulad ng ipinakita sa imahe (gumamit ng isang multimeter kung hindi sigurado sa polarity)

(EDIT: Ang kapalit na lock ng pinto ng Windsor na nabanggit ko kanina, ay may isang keyfob na natupok nang bahagyang boltahe kaysa sa dating keyfob. Ito ay naging sanhi upang ang Wemos ay mabisang tumigil sa pagtugon dahil sa pagbagsak ng boltahe dito, nang ang pintuan ay naka-lock / naka-unlock. Kung nararanasan mo ang parehong isyu, pagkatapos ay upang malunasan ang wire sa isang 220uF (o katulad) na capacitor bago pa ang +/- mga kable na lumalabas sa keyfob. Ang capacitor ay sisingilin at kapag nagpapalitaw, maubos ang capacitor sa halip na idirekta ang DC power)

I-plug ngayon ang USB cable sa Wemos at sa kabilang dulo ng cable sa iyong computer.

(Ang code ay magpapalabas ng pin na D1 "MATAAS", na nagpapalitaw sa MOSFET upang i-on ang pagpapahintulot sa boltahe na maglakbay mula sa alisan ng tubig patungo sa mapagkukunan at samakatuwid, "paglipat" ng pindutan para sa 1 segundo bago dalhin muli ang output pin na "LOW" at patayin ito. Sa epekto, ito ay simpleng pagtulad sa isang pangunahing pindutin ang pindutan sa pamamagitan ng code)

Arduino IDE

Ilunsad ang Arduino IDE. I-download at buksan ang code (kahaliling link DITO) Siguraduhin na ang mga karagdagang board ay kasama sa IDE, tingnan dito kung paano mag-setup. Kakailanganin mong tiyakin na ang tamang board ay naka-install at na-load para sa iyong proyekto (Mga Tool, Board, Board Manager - hanapin ang "esp8266" at i-install) pati na rin ang tamang COM port na napili (Tools, Port, COM…). Kakailanganin mo rin ang naaangkop na mga aklatan PubSubClient at ESP8266Wifi na naka-install (Sketch, Pamahalaan ang Mga Aklatan, Isama ang Library…)

Susunod, baguhin ang mga sumusunod na linya ng code, at palitan ng iyong sariling SSID at password para sa iyong wireless na koneksyon. Gayundin, baguhin ang IP address upang ituro ang iyong sariling MQTT broker. Kung wala kang naka-install na MQTT broker, inirerekumenda kong gamitin ang Mosquitto. Mag-download para sa Windows o Linux dito.

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

Kapag nabago, i-verify ang iyong code pagkatapos mag-upload sa board ng Wemos / ESP8266 sa pamamagitan ng isang USB cable.

Hakbang 2: Pagsubok at Pag-configure ng OpenHAB

Pagsubok sa MQTT

Ang MQTT ay isang "subscribe / publish" na sistema ng pagmemensahe. Ang isa o higit pang mga aparato ay maaaring makipag-usap sa isang "MQTT broker" at "mag-subscribe" sa isang tiyak na paksa. Anumang mga papasok na mensahe mula sa anumang iba pang aparato na "nai-publish" sa parehong paksa, ay itulak ng broker sa anumang iba pang aparato na nag-subscribe sa paksang iyon. Ito ay isang lubos na magaan at payak na gumamit ng protokol at perpekto bilang isang simpleng sistema ng pagpapalitaw tulad ng isa dito. Tingnan ang daloy ng diagram para sa isang magaspang na ideya kung paano ito gumagana.

Para sa pagsubok, maaari mong tingnan ang mga papasok na mensahe ng MQTT mula sa Wemos sa iyong MQTT broker sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng sumusunod na utos sa iyong Mosquitto server (ang Mosquitto ay isa sa maraming magagamit na MQTT Broker software). Ang utos na ito ay nag-subscribe sa mga papasok na mensahe na nagpapanatili:

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / status

Dapat mong makita ang mga papasok na mensahe na nagmumula sa mga Wemos bawat 30 segundo o higit pa kasama ang bilang na "1" (nangangahulugang "Buhay ako") Kung nakikita mo ang patuloy na "0" (o walang tugon) kung gayon walang komunikasyon. Kapag nakita mo ang papasok na numero 1, nangangahulugan ito na ang Wemos ay nakikipag-usap sa broker ng MQTT (hanapin ang "MQTT Last Will and Testament" para sa karagdagang impormasyon kung paano ito gumagana, o tingnan ang talagang magandang blog entry na ito)

Kapag napatunayan mo na ang komunikasyon ay gumagana, maaari mo na ngayong subaybayan ang aktwal na "trigger" (lock / unlock) na mensahe. Mag-subscribe muna sa sumusunod na paksa.

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / trigger

Ngayon buksan ang isang pangalawang window ng command line at patakbuhin ang sumusunod na utos na mag-publish, na nagpapadala ng paksa ng isang mensahe ng alinman sa "LOCK" o "UNLOCK". Dapat mong makita ang kaukulang mensahe na lilitaw sa unang window at dapat mo ring makita ang pulang LED light flash sa keyfob at ang mekanismo ng pinto na pagla-lock o pag-unlock kung kinakailangan.

mosquitto_pub -t openhab / frontdoor / trigger -m LOCK

(-t nangangahulugang 'paksa', -m nangangahulugang 'mensahe', -v nangangahulugang output ng 'verbose')

Tandaan: Kung ang pag-unlock ng pinto kapag nagpadala ka ng lock o mga kandado kapag nagpadala ka ng utos na pag-unlock, palitan lamang ang mga D1 at D2 na mga wire sa paligid

Pag-configure ng OpenHAB

Ang mga sumusunod na pagbabago ay kinakailangan sa OpenHAB:

file na 'item':

Lumipat sa frontdoorTrigger "Front Door" (gDoors) {mqtt = "> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: ON: LOCK],> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: OFF: UNLOCK]"} Number frontdoorStatus "Front Door [MAP (status.map):% d]" (gDoors) {mqtt = "<[mqttbroker: openhab / frontdoor / status: state: default]"}

file na 'sitemap':

Lumipat ng item = frontdoorTrigger mappings = [ON = "Lock", OFF = "Unlock"] Text item = frontdoorStatus

'status.map' file (sa transform folder):

0 = Down1 = Buhay- = hindi kilala

Maaaring kailanganin mong baguhin ang nasa itaas ng pagsasaayos ng OpenHAB upang umangkop sa iyong sariling pag-set up, tulad ng bahagi na "mqttbroker:" na tumutukoy sa iyong naka-configure na pangalan ng broker ng MQTT.

Ipinapakita ng huling imahe ang mga bahagi sa isang PCB. Sa kasong ito, dahil gumagamit ako ng isang DC power supply na> 5V (sa aking kaso 9V) ang board ay nagsasama rin ng isang LM7805 voltage regulator pati na rin ang isang 0.33uF capacitor para sa lakas sa gilid at 0.1uF capacitor sa power out side upang makatulong na pakinisin at patatagin ang boltahe. Kung hindi man ang natitirang mga koneksyon ay kapareho ng inilarawan nang mas maaga.

Pag-troubleshoot

- Kung mayroon kang mga isyu kung saan ang Wemos ay patuloy na nakakandado o ina-unlock ang pinto (hal: nagpapadala ng isang senyas ng RF at mananatili ang LED light ng key fob) pagkatapos suriin ang iyong mga VCC at GND na wires sa Wemos. Malamang, isa o pareho sa mga ito ay hindi konektado nang maayos.

Hakbang 3: I-solder ang Mga Component sa isang PCB

Natapos ko ang lahat ng mga bahagi hanggang sa isang PCB, gumagamit lamang ng mga wire at / o mga solder track upang sumali sa lahat ng mga bahagi. Pagkatapos ay nakuha ko ang isang lumang DC wall wart at pinutol ang kawad mula dito nang bahagyang mas maikli, pagkatapos ay pinatakbo iyon sa isang bloke ng konektor na naisahan ko sa PCB. Pagkatapos ang lakas ay napupunta sa 5V boltahe regulator / capacitor at kinakailangang mga bahagi. Pasimple kong naka-blue ang likod ng PCB sa kulugo, at isinaksak ito sa isang power point sa loob ng isa sa aking mga aparador. Tumatakbo ito ngayon nang halos 9 na buwan nang walang anumang mga isyu!