Raspberry Pi RF Uzaqdan idarə olunan Şəbəkə Prizləri (Elektrik Fişləri): 6 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Raspberry Pi istifadə edərək ucuz 433MHz elektrik prizlərini (divar prizlərini) idarə edin. Pi, prizlərin uzaqdan idarəedicisindən çıxarılan idarəetmə kodlarını öyrənə bilər və evin hər hansı bir və ya bütün uzaq prizlərini aktivləşdirmək üçün proqram nəzarəti altında istifadə edə bilər.

Dizayn xarici internet bağlantısına (yəni) "Əşyaların İnterneti" nə etibar etmir və buna görə də (IMHO) veb əsaslı nəzarətçilərdən daha təhlükəsizdir. Bununla birlikdə, Google Home ilə inteqrasiyanı sınadım, amma əmrlərin bəzən bir neçə on saniyə çəkilməsi və ya heç icra edilməməsi ilə yaşamaq istəyimi tez itirdim.

Milad vaxtı ilə əlaqədar açıq bir tətbiq, Milad ağacı işıqlarını və (əgər bu şəkildə meylli olsanız) kənarda işıq işıqlarını idarə etməkdir. Bu sadə bir istifadə olsa da, bu Təlimatlandırıcı quraraq, Linux girişini işlədən Raspberry Pis kimi ev cihazınızdakı sensor girişlərinə və digər cihazlara cavab verə bilən super çevik bir prizlər nəzarətçisi ilə qarşılaşacaqsınız.

Məsələn, 'Motion' işləyən bir kamera mətbəxdəki hərəkəti algılar və sonra 5 dəqiqə heç bir fəaliyyət göstərmədən söndürdükdə yanan bir sıra mətbəx işıqlarım var. Həqiqətən yaxşı işləyir!

Google Play mağazasındakı 'Tasker' və 'AutoTools SSH' ilə hər cür xülya telefon əsaslı uzaqdan idarəetmə qura bilərsiniz.

Layihə, eBay -də geniş yayılmış ucuz 433MHz qəbuledici və ötürücü lövhələrə əsaslanır. Bunlar (ən azı İngiltərədə) uzaqdan idarəetmə ilə satılan 433MHz uzaq şəbəkə prizləri ilə uyğundur. Layihəmdə bir alıcı var, buna görə yeni uzaqdan idarəetmə əmr dəstləri asanlıqla və tez daxil edilə bilər. Diqqət yetirməli bir məqam - İngiltərədə mövcud olan uzaq prizlərin iki fərqli çeşiddə olduğu görünür - rozetkanın açarı ilə proqramlaşdırılmış şəxsiyyət vəsiqəsi olanlar və uzaqdan idarəedicidən proqramlaşdırmağa güvənənlər. Bu layihə hər ikisi ilə uyğundur, lakin birincilər elektrik kəsilməsində şəxsiyyətlərini itirmirlər və buna görə də üstünlük təşkil edir.

Layihə köhnə bir router korpusundan istifadə edir - bunlardan bir neçəsi var və onlarda güc, ethernet, USB və anten (lər) kimi lazımlı xarici konnektorların çoxu var. Nə istifadə etdiyiniz əlinizdə olan şeydən asılı olacaq, buna görə də bu Təlimat, bəlkə də, addım-addım təlimat dəsti deyil, ümumi bələdçi kimi daha faydalıdır.

Bu layihə üçün çox vacib olmasa da, soyuducu fan və idarəetmə lövhəsi də əlavə etdim. Fan olmadan, Pi olduqca istilənə bilər (təxminən 60 ° C). Ətraflı məlumat sonrakı Təlimatlarda verilə bilər.

Qeyd etməliyəm ki, proqramçı deyiləm. Proqram (əsasən) Python -da yazılır və ağıllı şeylər nə etdiklərini bilən insanlardan kopyalanır. Mən edə biləcəyim mənbələri qəbul etdim - hər hansı birini əldən vermişəmsə, mənə bildirin və mətni düzəldim.

Instructable, bəzi lehimləmə qabiliyyətini və Python, Bash və SSH vasitəsilə Pi ilə danışmağı bilir (baxmayaraq ki, təlimatları mümkün qədər əhatəli etməyə çalışacağam). İngilis İngilis dilində də yazılmışdır, buna görə də gölməçənin digər tərəfində oxuyursanız, zəhmət olmasa sözlərdəki əlavə hərfləri və əşyaların tək adlarını (məsələn, 'elektrik prizləri' kimi) biləcəyinizi görməyin. 'divar prizləri').

Hər hansı bir şərh, təklif olunan təkmilləşdirmə və istifadə və s. Də çox xoş gəlmisiniz!

Addım 1: Davanın Hazırlanması

Bu layihə üçün köhnə TP-Link TD-W8960N router istifadə etdim. Gözəl bir ölçüdür və bir dəfə necə daxil olacağımı öyrənsəm, işləmək çox asandır.

Router -in 12v @ 1A enerji təchizatını da saxladım, bu da bir az gücə malikdir, amma praktikada bu tətbiq üçün yaxşıdır.

Çantanın açılması, kassanın altındakı iki vintin sökülməsi və sonra açılan kliplərin asanlaşdırılması üçün korpusun kənarında əyri bir alət istifadə edilməsidir. İki vida, qutunun arxasındakı rezin ayaqların altındadır (qırmızı oxlara baxın). Açmaq üçün ən çətin kliplər cəbhədə olanlardır, amma inancım var idi və alət alətimə əyildilər.

Kassa açıldıqda, anten konnektorundakı iki qozu açın və dövrə lövhəsi çıxarıla bilər.

Daha sonra hər iki antenadan istifadə edəcəyiniz üçün, lövhədəki coax tellərini boşaltın və bir tərəfə qoyun.

Özünüzü cəsarətli hiss edirsinizsə (olduğu kimi), itələyicini, dc soketini və RJ45 prizlərini devre kartından çıxara bilərsiniz. Bunu tapmağımın ən yaxşı yolu, taxtanı bir çarxda bağlamaq və uyğun bir nazik qutu açma aləti və ya tornavida ilə mükafatlandırarkən bir istilik tabancasından istilik tətbiq etməkdir. Məntiq budur ki, hər bir qovşaqda lehimləmə dəmiri istifadə etməklə müqayisədə, bütün lehim əlaqələrinin eyni zamanda əridilməsi, komponentin plastik qutusundakı ümumi istilik gərginliyini azaldır. Ən azından nəzəriyyə budur. Praktikada bir az şans var! Nə qədər istiliyin verilməsi bir qərardır, ancaq diqqətli olun və çox az şeydə səhv edin. Hər şey yaxşı olarsa, fotoşəkildə göstərilən istifadə edilə bilən komponentlərlə qarşılaşacaqsınız (ancaq əriyən keçid düyməsini və bir az deformasiya olunmuş RJ45 yuva zolağını qeyd edəcəksiniz!).

Əks təqdirdə, bitlərinizi almaq İnternetə bağlıdır.

Addım 2: Parça siyahısı

Raspberry Pi - Hər hansı bir ləzzətin olacağından şübhələnirəm, amma 3B+ istifadə etdim

433MHz ötürücü lövhəsi - 'Arduino Arm Mcu Wireless üçün Alıcı dəsti olan 433MHz RF Vericisi' və ya bənzəri üçün eBay -də axtarın

433MHz qəbuledici lövhə - belə. Adətən hər cüt üçün 1.98 funt sterlinq

LM2596 Buck tənzimləyicisi - eBay, adətən 1,95 funt sterlinq. Pi üçün 12v gücünü 5v -ə çevirmək

İşıq borusu - eBay -də 'Fiber Optik Kabel - 0.25 / 0.5 / 0.75 / 1 / 1.5 / 2 / 2.5 / 3mm Dia - İşıq Bələdçisi' axtarın - 2 mm boru istifadə etdim, amma 1,5 mm ilə işləmək daha asan olardı (£ ödəmişəm) 1 m üçün 2.95)

2 qütblü miniatür keçid açarı (olması xoşdur, lakin isteğe bağlıdır)

USB tip A 180 ° lehimlənə bilən yuva - eBay vasitəsilə on üçün 1.90 funt sterlinq ödədim

İkiqat dirəkli açar (olması xoşdur, amma isteğe bağlıdır) - Modemi/yönləndirici lövhəsindən öz əlimi aldım

RJ45 yuva (lar) ı - modem/yönləndirici lövhəsindən bərpa edilmişdir

DC elektrik prizi - eBay vasitəsi ilə (10X DC Güc Təchizatı Jak Soketi Qadın Panel Montaj Konnektoru 5.5 x 2.1mm £ 0.99)

430MHz antenalar - modemi/yönləndiricinin 2GHz antenlərini çevirir

12v DC 12W enerji təchizatı (minimum) - ideal olaraq, bu modem/router ilə birlikdə gələcək. Yoxdursa, yuxarıdakı dc elektrik prizinin istifadə etdiyinizə uyğun olduğundan əmin olmalısınız. 12v tələbi 433MHz ötürücü ilə müəyyən edilir

Soyutma fanı modunun hissələri daha sonra Təlimat kitabında ətraflı izah ediləcəkdir.

Addım 3: Sarf və Alətlər

Aşağıdakı istehlak materiallarına ehtiyacınız olacaq:

Lehim (lazım olduqda)

İsti əriyən yapışqan (lazım olduqda)

Bağlantı teli - (məsələn) 22 & 24AWG (lazım olduqda)

İstilik büzüşmə qolu (lazım olduqda)

Qurbanlıq Pişik. 5 Ethernet patch kabeli

Qurban USB 2 yamaq kabeli.

Alətlər:

Tel çıxarıcılar

Tel kəsicilər (tercihen yuyan kəsicilər)

Mükafat aləti

Çantanı ayırmaq üçün uyğun bir tornavida.

Lehimleme dəmir

Yapışqan silah

Saç qurutma maşını (işıq borularını əymək və saç düzəltmək üçün hər hansı bir fasilə üçün)

433MHz FM rabitə alıcısı (isteğe bağlı - ötürücü problemlərinin aradan qaldırılması üçün) - (məsələn) AR1000

Addım 4: Montaj

Pi və köməkçi lövhələri necə yığacağınız istifadə etdiyiniz vəziyyətdən asılıdır. Şəkillər mənim nə etdiyimi göstərir.

Pi, korpusun ortasında oturur və müxtəlif bağlayıcıların istifadəsinə kifayət qədər yer verir (unutmayın ki, Pi SSH (yəni) 'başsız' ilə ünsiyyətdə olduğu üçün HDMI istifadə edilmir.

Pi'yi bir neçə xilas edilmiş plastik bağlayıcıdan istifadə edərək bazaya bağladım (şəkilə bax). Qutunun portativ istifadə üçün nəzərdə tutulmadığı üçün yalnız iki bağlayıcı istifadə edərək qurtula bilərsiniz. İstiqamətli və ya hətta əriyən yapışqanlı 2,5 mm vintləri asanlıqla istifadə edə bilərsiniz (keçmişdə istifadə etmişəm-çox istifadə etməməyinizə və alt tərəfdəki səthə montaj komponentlərindən qaçındığınıza əmin olun. lövhəni bir anda silmək üçün (tikintinin birinci qanunu - ayırmaq məcburiyyətində qalacaqsınız)).

Çantanın kənarlarına müxtəlif lövhələri düzəltmək üçün isti yapışqan istifadə etdim. Yuxarıdakılarla eyni mülahizələr tətbiq olunur.

Hər şey yerində olduqda, hər şeyi bağlaya bilərsiniz.

Blok diaqramı istifadə etdiyim naqillərin sxemini göstərir. Nəzərə alın ki, verici və alıcı lövhələri arasında alternativ güc üçün isteğe bağlı keçid düyməsini istifadə edirəm - yəqin ki, bunu etmək riski azdır, amma ötürərkən alıcıyı qızartmaq istəmirdim.

Həm də ağlıma gəldi ki, itələyici düymə Pi -ni zərif bir şəkildə söndürmək üçün istifadə oluna bilərdi (internetdə bir çox dizayn var). Narahat etmədim - bu halda sadə bir açma/söndürmə açarı kimi çıxış edir. Düyməni basmadan əvvəl SSH vasitəsilə Pi -ni bağlamaq üçün diqqətli olmalıyam.

İşığı Pi üzərindəki iki LED -dən və enerji təchizatı vəziyyətinin LED -dən korpusun ön tərəfinə ötürmək üçün istifadə olunan işıq borularını qeyd edəcəksiniz. Boruları əymək üçün saç qurutma maşınının istiliyindən istifadə etdim (mütləq istilik silahı istifadə etmək istəmirsiniz!). Çox sınaq və səhvdir, amma nəticədə dəyərlidir, çünki LED -lərin proqrama və xarici LED -lərə güvənməkdən daha çox siqnal verdiyini birbaşa görə bilərsiniz. Əlbəttə sizin seçiminizdir. Boruların kəsilməsi iti tel kəsicilərlə aparılır (ən yaxşı halda yuyucular), ancaq iti qayçı da istifadə edə bilərsiniz. Boruları yerində düzəltmək üçün yenə də isti əriyən yapışqan istifadə edilə bilər, ancaq yapışqan boruları təhrif edə biləcəyi üçün az miqdarda - tez soyuyan - ehtiyatlı olun.

İdeal olaraq antenləri dəyişdirməlisiniz. Tipik olaraq 2GHz -də işləyəcək ölçüdə olacaqlar və 433MHz -də istifadə edildikdə çox səmərəsiz antenalar edəcəklər.

Bunu etmək üçün əvvəlcə antenin telini açmaq üçün antenin qapağını çıxarmalısınız. Düşünürəm ki, hər antenanın qapağı az miqdarda mükafatla çıxanda şanslıyam.

Orijinal 2GHz antenini çıxarmaq və birgə baltanı açmaq üçün göstərildiyi yerdə kəsin. Diqqətlə daxili nüvəyə daxil olun, örgüyü yaxşıca uzaqlaşdırın və göstərildiyi kimi yeni bir tel parçasına lehimləyin. Yeni telin uzunluğu təxminən 1/4 dalğa uzunluğundadır 433MHz (yəni) uzunluq = 0.25 * 3E8/433E6 = 17cm. Aşağı hissə, bütün uzunluğu anten qapağına sığdırmaq üçün kiçik bir matkap ucu və ya bənzəri istifadə edərək bükülə bilər.

Yenidən yığmadan əvvəl, daxili və xarici anten kontaktları arasında qısa bir dövrə olmadığını yoxlayın.

Mən yalnız "kar" qəbuledicisi kimi ötürücü antenini modifikasiya etdim, RF uzaqdan idarəetmə kodlarını öyrənərkən yəqin ki faydalıdır (daha sonra bax).

Ethernet bağlantısı qurbanlıq bir pişik bağlamaqla həyata keçirilir. Modemdən xilas edilmiş RJ45 yuvasına 5 ədəd birləşdirici kabel. Kabeli Pi ethernet yuvası ilə RJ45 korpus yuvası arasındakı məsafəyə uyğun olaraq kəsin və səkkiz telin hamısını açın. Kabel pimini 1 -i 1 -ci soketə bağlamağınızı təmin etmək üçün davamlılıq test cihazı istifadə edin. Bunun sadə bir yolu, bağlayıcınızı bağladığınız yuvaya bağlamaq və yuva kontaktları ilə çılpaq kabel ucları arasında bağlamaqdır. Dörd xarici RJ45 prizindən yalnız biri istifadə edildiyindən, sonradan utandırıcı səhvlərin qarşısını almaq üçün simli yuvanı müvafiq olaraq işarələyin.

Eyni şəkildə, USB konnektoru qurbanlıq bir USB 2 yamaq kabeli, 1 -dən 1 -ə qədər sancaqlı pin 1 və s. İstifadə edərək bağlanır. Xarici dünya USB konnektoru, telefon xətti prizinin buraxdığı korpusdakı çuxurdan istifadə edərək çantanın üzərinə yapışdırılır.

Addım 5: Verici Qeydləri

İstifadə etdiyim 433MHz ötürmə və qəbul lövhələri internetdə hər yerdə var və çox ucuz olduğu üçün hər birindən iki cüt sifariş etdim (eksperimental xoruzlara icazə vermək üçün). Alıcıların etibarlı olduğunu gördüm, amma etibarlı işlədilməsi üçün istifadə etdiyim ötürücünün dəyişdirilməsinə ehtiyac var.

Aldığım FS1000A ötürücüsünün dövrəsi diaqramda göstərilmişdir. Sınaq və səhvən gördüm ki, işin işləməsi üçün C1 SoT (testdə seçin) mövqeyinə 3pF kondansatörün quraşdırılması lazımdır. 430MHz əhatə edən genişzolaqlı qəbuledicim olduğu üçün bu problemi həll etmək nisbətən asan idi. Alıcı olmadan necə test edə biləcəyiniz maraqlı bir sualdır.

*Qeyd: İlk ikisini işə sala bilmədikdən sonra ikinci bir ötürücü aldım. Bütün bunlar kollektor lövhəsini itirdi. Hmmm!

Zibil qutumda 3pF kondansatör var idi, amma düşündüyüm əksər insanlar üçün belə olmayacaq və hər halda lazım olan dəyər daha çox ola bilər, 7pF deyək. İki bit bükülmüş tel ilə xam bir əvəz edilə bilər (tanışımın bükülmüş cüt kabeli, uzunluğuna dair bir bələdçi vermək üçün ayaq başına 100pF ətrafında bir tutuma malikdir), lakin digər məsələlər ortaya çıxa biləcəyi üçün tövsiyə edilmir. İnşallah şanslı olarsınız və belə bir probleminiz olmayacaq. Həmişə daha bahalı (və buna görə də ehtimal ki) daha yaxşı bir ötürücü ala bilərsiniz.

Qeyd edək ki, ötürücünün tezliyi çox dəqiq və ya sabit deyil, amma praktiki olaraq uzaq prizləri etibarlı şəkildə idarə etmək üçün kifayət qədər yaxşı olub.

Nəzərə alın ki, vericinin üzərindəki 'ANT' sözünə bitişik olan çuxur anten bağlantısı deyil - bu küncdəki işarəsizdir (şəkilə baxın). Etdiyim ilk səhv bu idi ….

Köməkçi olaraq 'ATAD' olaraq işarələnmiş pin bağlantısı, əlbəttə ki, 'DATA' oxumalıdır.

Addım 6: Proqram təminatına ümumi baxış

Unutmayın ki, mən proqramçı deyiləm. Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, ağıllı şeylər digər insanların kodudur, amma onu çimdikləmək və birlikdə işləməsi üçün uyğunlaşdırmaq üçün kifayət qədər məlumatım var. Bu, kodla yayımladığım ilk təlimatdır, buna görə səhv etdimsə üzr istəyirəm! Hər hansı bir sualınız varsa, bunu nəzərə alın …

İstifadə etdiyim əsas proqram aşağıdakı kimidir:

• Raspbian Stretch Lite
• PiGPIO (servo sürmək üçün fantastik bir kitabxana və s.)
• _433.py kodu (RF nəzarət kodlarını kodlaşdırmaq və deşifr etmək üçün) - PiGPIO veb saytından əlaqələndirilir.
• Python3 (Raspbian ilə gəlir)

İstifadə etdiyim əlavə proqramlar:

• pyephem (şəfəq və qaranlıq vaxtlarını hesablayır - işığın dəyişdirilməsi üçün faydalıdır)
• Android telefonumda uzaqdan idarəetmə qurmaq üçün əla 'Tasker' və 'AutoTools SSH' - şəkilə baxın (hər ikisi Google Play mağazasında mövcuddur). [Necə bir Tasker 'səhnəsi' yaratmaq bu Təlimatlandırmanın əhatə dairəsi xaricindədir, çünki kifayət qədər dik bir öyrənmə əyrisi var, amma etdiyimi müzakirə etməkdən xoşbəxtəm]

Öz kodum (Pythonda). Kobud, lakin funksional:

• tx.py - 433MHz ötürücüyə uyğun kodu göndərən menyu və/və ya əmr satırı arqument proqramı.
• şəfəq -axşam - mənim yerimdə şəfəq və qaranlıq vaxtlarını hesablayır və istifadəçi crontab -ı yeniləyir (Milad ağacı işıqları üçün istifadə olunur və s.)

Yuxarıdakı şəxsi koda GitHub vasitəsilə daxil olmaq olar:

Layihənin funksionallığı PiGPIO və _433.py kodu ilə təmin edilir. İkincisi, 433MHz RF uzaqdan idarəetmə cihazınızdan uzaqdan idarəetmə əmrlərini dinləyən və ötürmə funksiyası tərəfindən sonradan istifadə üçün saxlanıla bilən bir çıxış istehsal edən zaman vuruşlarını deşifr edən qəbul funksiyasına malikdir. Bu sistemə hər hansı bir 'normal' 433MHz RF uzaqdan idarə etməni öyrənməyə imkan verir. Prinsipcə, qonşunuzun RF uzaqdan idarəetmə cihazlarını da öyrənmək üçün istifadə edilə bilər. Qonşular nadir hallarda təsadüfi zəng çalmağın gülməli tərəfini görmədikləri üçün buna qarşı şiddətlə məsləhət görərdim. Etməzdim.

Qurmaq

Bu tətbiqdəki Pi bir monitor və ya klaviatura olmadan 'başsız' (yəni) işlədildiyindən onunla ssh vasitəsilə danışmaq lazımdır. Pi -nin başsız necə qurulacağını əhatə edən çox sayda bələdçi var, amma hər şeyi sadə saxlamaq üçün əvvəlcə Pi -yə monitor və klaviatura ilə başladığınızı düşünürəm. Yükləndikdən sonra terminalı işə salın və 'sudo raspi-config' daxil edin. '5 seçin. Arayüz seçimləri 'və sonra' P2 SSH '. Ssh serverini aktiv edin və raspi-config-i bağlayın (ehtimal ki, yenidən başladıqda sona çatacaq).

Pi ilə sonrakı əlaqələr daha sonra uzaq bir terminaldan ssh vasitəsilə aparıla bilər. Qeyd edək ki, kod Pi üçün sabit bir LAN IP ünvanı tələb etmir, lakin əlbəttə kömək edir (və Tasker nəzarətinə daxil olsanız mütləq lazımdır). Yenə də bunu necə edəcəyinizi izah edən çox sayda dərs var. Ev yönlendiricim, Pi'nin MAC ünvanına sabit bir IP ünvanı təyin etməyimə icazə verir, buna görə də Pi quruluşunu düzəltməkdənsə, bu şəkildə edirəm.

PiGPIO quraşdırılması:

ssh daxil edin və aşağıdakı əmrləri daxil edin:

sudo apt yeniləmə

sudo apt install pigpio python-pigpio python3-pigpio

sudo apt quraşdırma

git klonu

sudo apt install python3-RPi. GPIO

PiGPIO -nu açılışda işə salmaq üçün:

crontab -e

aşağıdakı sətri əlavə edin:

433MHz RF uzaq kodlarını ötürmək və deşifr etmək üçün Python kodunu əldə edin:

wget

_433_py.zip açın

Açılmamış _433.py faylını uyğun bir qovluğa (məsələn) ~/software/apps köçürün

Yazmaq (bu kataloqda)

_433.py

Pi'yi GPIO pin 38 -də demodulyasiya edilmiş RF uzaqdan idarəetmə kodlarını gözləyərək 433 rx rejiminə qoyur.

433MHz qəbuledici qoşulduqda, yaxınlıqda 433MHz uzaqdan idarəetmə istifadə edildikdə, ekranda aşağıdakı məlumatlar kimi bir şey görünəcək:

kod = 5330005 bit = 24 (boşluq = 12780 t0 = 422 t1 = 1236)

Bu məlumatlar Python proqramınızda uzaqdan idarəetmədən ötürməni bərpa etmək üçün istifadə olunur.

Bu məlumatları daha sonra istifadə etmək üçün bir fayla köçürmək üçün:

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

Məlumat əldə etdikdən sonra, növbəti addım, GitHub depomdan kopyalaya biləcəyiniz 'tx.py' kodunu düzəltmək üçün istifadə etməkdir. Bu kod, 433MHz ötürücü tərəfindən ötürüləcək uzaq yuva (lar) tərəfindən başa düşülən dalğa formaları yaratmaq üçün məlumatlardan istifadə edir. Ümid edirik ki, lazımi düzəlişlər kifayət qədər aydın olacaq, qalanı isə sizə aiddir ….