Raspberry Pi RF қашықтан басқарылатын розеткалар (қуат штепсельдері): 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Raspberry Pi көмегімен 433 МГц арзан розеткаларды (қабырғадағы розеткаларды) басқарыңыз. Пи розеткалардың қашықтан басқару пультінен шығатын басқару кодтарын біле алады және оларды үйдің кез келген немесе барлық қашықтағы розеткаларын іске қосу үшін бағдарламаның басқаруымен қолдана алады.

Дизайн сыртқы интернет байланысына (яғни) «Интернет заттарына» сүйенбейді, сондықтан веб-контроллерлерге қарағанда әлдеқайда қауіпсіз (IMHO). Айтпақшы, мен Google Home -мен интеграциялауға тырыстым, бірақ командалар кейде бірнеше ондаған секундқа созылатын немесе мүлде орындалмаған кезде өмір сүруге деген ықыласымды жоғалттым.

Рождестволық уақыттың айқын қосымшасы - бұл шыршаның шамдарын және (егер сіз осылай бейім болсаңыз) сыртқы дисплей шамдарын басқару. Бұл қарапайым қолдану болғанымен, осы нұсқаулықты құру арқылы сіз сенсорлық кірістерге және Linux желісіндегі Raspberry Pis сияқты басқа құрылғыларға жауап беретін супер икемді розеткалар контроллеріне ие боласыз.

Мысалы, менде «Motion» жұмыс істейтін камера ас үйдегі қозғалысты анықтап, содан кейін бес минуттан кейін оларды өшіргенде жанып тұратын ас үй шамдары бар. Бұл шынымен жақсы жұмыс істейді!

Google Play дүкеніндегі 'Tasker' мен 'AutoTools SSH' көмегімен телефонға негізделген қашықтан басқару құралдарының барлық түрлерін орнатуға болады.

Жоба eBay -де кеңінен қол жетімді 433 МГц қабылдағыш пен таратқыш тақталарға негізделген. Олар (кем дегенде Ұлыбританияда) қашықтан басқару пультімен сатылатын 433 МГц қашықтағы розеткалармен үйлесімді. Менің жобам қабылдағышты қамтиды, сондықтан қашықтан басқарудың жаңа командалар жиынтығын оңай және тез енгізуге болады. Бір ескеретін жайт - Ұлыбританияда орналасқан қашықтағы розеткалар екі түрлі болады - идентификаторы розетка қосқышы арқылы бағдарламаланған және қашықтан басқару пультінің бағдарламалауына сүйенетіндер. Бұл жоба екеуімен де үйлесімді, бірақ біріншілері электр қуатын өшіргенде жеке басын жоғалтпайды, сондықтан оларды таңдаған жөн.

Жобада маршрутизатордың ескі корпусы пайдаланылады - менде олардың бірнешеуі бар, оларда қажетті сыртқы коннекторлардың көпшілігі бар, мысалы, қуат, Ethernet, USB және антенна (лар). Сіз қолданатын нәрсе сізде бар нәрсеге байланысты болады, сондықтан бұл нұсқаулық қадамдық нұсқаулардың орнына жалпы нұсқаулық ретінде пайдалы болуы мүмкін.

Бұл жобаға қажет болмаса да, мен салқындатқыш желдеткіш пен контроллер тақтасын қостым. Желдеткішсіз Pi өте ыстық болады (шамамен 60 ° C). Толық ақпарат кейінірек нұсқаулықта берілуі мүмкін.

Мен бағдарламашы емес екенімді айтуым керек. Бағдарламалық жасақтама (негізінен) Python -да жазылған және ақылды заттар не істеп жатқанын білетін адамдардан көшірілген. Мен мүмкін болатын дереккөздерді мойындадым - егер мен оларды жіберіп алсам, маған хабарлаңыз, мен мәтінді түзетемін.

Нұсқаулықта дәнекерлеу қабілеті мен Python, Bash және SSH арқылы сіздің Pi -мен сөйлесу дағдылары болады (дегенмен мен нұсқауларды мүмкіндігінше жан -жақты жасауға тырысамын). Ол британдық ағылшын тілінде де жазылған, сондықтан егер сіз тоғанның арғы жағында оқып жатсаңыз, сөздегі қосымша әріптерді және заттардың тақ атауын елемеңіз (мысалы, «розеткалар» сияқты). «қабырға розеткалары»).

Кез келген түсініктемелер, ұсынылған жақсартулар мен қолданулар және т.

1 -қадам: Істі дайындау

Мен бұл жоба үшін ескі TP-Link TD-W8960N маршрутизаторын қолдандым. Бұл өте жақсы өлшем, мен оған қалай кіру керектігін шешкеннен кейін, онымен жұмыс істеу өте оңай.

Мен сонымен қатар маршрутизатордың 12в @ 1А қуат көзін сақтап қалдым, ол аз қуатпен жұмыс істейді, бірақ іс жүзінде бұл қосымша үшін қолайлы.

Корпусты ашу - бұл корпустың төменгі жағындағы екі бұранданы алып тастау, содан кейін қапсырманың ашылуын жеңілдету үшін корпустың шетінде орналасқан құралды қолдану. Екі бұранда корпустың артқы жағындағы резеңке табан астында (қызыл көрсеткілерді қараңыз). Ашу үшін ең қиын клиптер - бұл алдыңғы жақтағы клиптер, бірақ мен сендім және олар менің құралыма иілді.

Корпус ашылғаннан кейін антенна қосқыштарындағы екі гайканы шешіп алыңыз, содан кейін тақтаны шығарып алуға болады.

Кейінірек екі антеннаны да қолданатын болсаңыз, коаксиалды сымдарды электр тақтасынан ажыратып, бір жағына қойыңыз.

Егер сіз өзіңізді батыл сезінсеңіз (мен сияқты), сіз басқыштан, тұрақты ток розеткасын және RJ45 розеткаларын алып тастай аласыз. Мұны істеудің ең жақсы әдісі - тақтайшаны винтке қысу және жылу пистолетінен жылуды қолдану, жұқа корпусты ашатын құралмен немесе бұрағышпен. Логика барлық дәнекерлеу қосылыстары бір мезгілде балқытылады, бұл әрбір түйіспеде дәнекерлеу үтігін қолданумен салыстырғанда компоненттің пластикалық корпусындағы жалпы жылу кернеуін төмендетеді. Бұл кем дегенде теория. Іс жүзінде, сәттілік қатысады! Қанша жылу қолдану - бұл шешім, бірақ абай болыңыз және тым аз қателесіңіз. Егер бәрі ойдағыдай болса, сіз фотода көрсетілген пайдалы компоненттерді аласыз (бірақ сіз еріген қосқыш тұтқасын және сәл деформацияланған RJ45 розетка жолағын байқайсыз!).

Әйтпесе, биттерді сатып алу Интернетке қосылмайды.

2 -қадам: бөлшектер тізімі

Raspberry Pi - Менің ойымша, кез келген дәм болады деп ойлаймын, бірақ мен 3B+ қолдандым

433 МГц таратқыш тақтасы - eBay -ден '433 МГц жиіліктегі RF таратқышы Arduino Arm Mcu Wireless үшін қабылдағыштар жиынтығымен' немесе ұқсас іздеңіз

433 МГц қабылдағыш тақтасы - солай. Әдетте бір жұп үшін 1,98 фунт стерлинг

LM2596 Бак реттегіші - eBay, әдетте 1,95 фунт. Pi үшін 12 вольтты 5 В -қа түрлендіру

Жеңіл құбыр - eBay -ден 'Талшықты -оптикалық кабель - 0,25 / 0,5 / 0,75 / 1 / 1,5 / 2 / 2,5 / 3мм Диана - Жарық нұсқаулығы' бойынша іздеңіз - мен 2мм құбырды қолдандым, бірақ 1,5мм жұмыс істеу оңай болар еді (мен £ төледім 1 м үшін 2,95)

2 полюсті миниатюралық қосқыш (жақсы, бірақ міндетті емес)

USB түрі A 180 ° дәнекерленетін розетка - eBay арқылы мен он үшін 1,90 фунт стерлинг төледім

Қос полюсті итергіш (бар болғаны жақсы, бірақ міндетті емес) - менікін модем/маршрутизатор тақтасынан алдым

RJ45 розеткалары - модем/маршрутизатор тақтасынан қалпына келтірілді

Тұрақты ток розеткасы - eBay арқылы (10X DC қуат көзі ұясы Әйелдер панеліне бекіту коннекторы 5,5 x 2,1 мм £ 0,99)

430 МГц антенналар - модем/маршрутизатордың 2 ГГц антенналарын түрлендіреді

12 вольт 12 Вт қуат көзі (ең аз) - ең дұрысы, бұл модеммен/маршрутизатормен бірге келеді. Олай болмаған жағдайда, жоғарыдағы тұрақты ток розеткасы сіз қолданатынға сәйкес келетініне көз жеткізу керек. 12в кернеуі 433МГц таратқышпен анықталады

Салқындатқыш желдеткіштің бөлшектері кейінірек нұсқаулықта толығырақ айтылады.

3 -қадам: шығын материалдары мен құралдар

Сізге келесі шығын материалдары қажет болады:

Дәнекер (қажет болған жағдайда)

Ыстық балқытылған желім (қажет болған жағдайда)

Қосылатын сым - (мысалы) 22 & 24AWG (қажет болған жағдайда)

Ыстық қысқыш жең (қажетіне қарай)

Құрбандық мысық. 5 Ethernet патч кабелі

Құрбандық USB 2 патч кабелі.

Құралдар:

Сымды тазартқыштар

Сым кескіштер (жақсырақ жууға арналған кескіштер)

Марапаттау құралы

Корпусты бөлшектеуге қолайлы бұрағыш.

Пісіру темірі

Желім мылтық

Шаш кептіргіш (жеңіл түтіктерді бүгуге және шаштаразды күтпеген жерден үзуге арналған)

433 МГц FM байланыс қабылдағышы (міндетті емес - таратқыш ақаулықтарын жою үшін) - (мысалы) AR1000

4 -қадам: құрастыру

Pi мен қосалқы тақталарды қалай жинау сіз қолданатын жағдайға байланысты. Фотосуреттер менің не істегенімді көрсетеді.

Pi корпустың ортасында орналасады, бұл әр түрлі коннекторларды пайдалануға жеткілікті орын береді (назар аударыңыз, HDMI SS қолданылмайды, себебі SSH арқылы байланысады (яғни) «бассыз».

Мен Пиді бірнеше сақталған пластикалық бекітпелерді қолдана отырып тіредім (суретті қараңыз). Қорап портативті қолдануға арналмағандықтан, сіз тек екі бекіткішті қолдана аласыз. Сіз 2,5 мм бұрандаларды тіреуіштермен немесе тіпті ыстық еріген желіммен оңай қолдана аласыз (мен бұрын қолданғанмын-тым көп пайдаланбаңыз және астыңғы жағына бекітетін компоненттерден аулақ болыңыз. тақтаны бір уақытта алып тастау үшін (құрылыстың бірінші заңы - оны бөлшектеуге тура келеді)).

Мен әр түрлі тақталарды корпустың екі жағына бекіту үшін ыстық желімді қолдандым. Жоғарыда айтылған пікірлер қолданылады.

Бәрі орнында болған соң, істі байланыстыруға болады.

Блок -схемада мен қолданған сымдар схемасы көрсетілген. Мен таратқыш пен қабылдағыш тақталары арасындағы ауыспалы қуат үшін қосымша қосқышты қолданатындығыма назар аударыңыз - мұндай қауіп аз болуы мүмкін, бірақ мен тарату кезінде ресиверді қуырғым келмеді.

Мен сондай -ақ, итергішті Pi -ді керемет түрде өшіру үшін қолдануға болатынын ойладым (Интернетте көптеген конструкциялар бар). Мен алаңдамадым - бұл жағдайда ол қарапайым қосу/өшіру қосқышы ретінде әрекет етеді. Мен коммутаторды баспас бұрын SSH арқылы Pi жабу үшін абай болуым керек.

Жарықты Pi -дегі екі светодиодтан және қорек көзінің жарық диодынан корпустың алдыңғы жағына жіберу үшін қолданылатын жарық құбырларына назар аударасыз. Мен құбырларды майыстыру үшін шаш кептіргіштен жылуды қолдандым (сіз міндетті түрде жылу пистолетін қолданғыңыз келмейді!). Бұл өте қате және қате, бірақ ақыр соңында құнды, себебі сіз бағдарламалық қамтамасыз ету мен сыртқы жарықдиодты емес, жарықдиодты сигналдардың не беретінін тікелей көре аласыз. Бұл әрине сіздің таңдауыңыз. Құбырларды кесу үшкір сым кескіштермен жасалады (жуғыш кескіштер жақсы), бірақ сонымен қатар өткір қайшыны қолдануға болады. Қайта, ыстық балқытылған желім құбырларды орнында бекіту үшін қолданылуы мүмкін, бірақ аз мөлшерін ғана қолданыңыз - ол тез суытады - желім құбырларды бұрмалауы мүмкін.

Ең дұрысы, антенналарды өзгерту керек. Олар әдетте 2 ГГц жиілігінде жұмыс істейтін болады және 433 МГц жиілігінде қолданылғанда өте тиімсіз антенналар жасайды.

Мұны істеу үшін алдымен антеннаның сымын ашу үшін антеннаның қақпағын алу керек. Менің ойымша, мен бақытты болдым, өйткені мұқабасы әр антеннадан аз ғана сыйлықпен шықты.

Түпнұсқа 2 ГГц антеннаны алып тастау және осьті ашу үшін көрсетілген жерді кесіңіз. Ішкі ядроға абайлап кіріңіз, өрімді жақсы алып тастаңыз және оны суреттегідей жаңа сымға дәнекерлеңіз. Жаңа сымның ұзындығы шамамен 1/4 толқын ұзындығы 433 МГц (яғни) ұзындығы = 0,25 * 3E8/433E6 = 17 см. Төменгі бөлікті антеннаның қақпағына бекіту үшін бүкіл ұзындықты ұсақ бұрғылау ұшымен немесе ұқсас етіп орауға болады.

Қайта жинамас бұрын, антеннаның ішкі және сыртқы контактілерінің арасында қысқа тұйықталу жоқтығын тексеріңіз.

Мен таратқыштың антеннасын тек саңырау қабылдағыш ретінде енгіздім, бәлкім, РЖ қашықтан басқару пультінің кодтарын білгенде тиімді болар еді (кейінірек қараңыз).

Ethernet байланысы құрбандыққа арналған мысықты сыммен қосылады. Модемнен құтқарылған RJ45 ұясына 5 байланыс кабелі. Кабельді Pi ethernet розеткасы мен RJ45 корпусының розеткасы арасындағы қашықтыққа сәйкес етіп кесіңіз және барлық сегіз сымды тартыңыз. 1 кабельдік түйреуішті 1 -ші розеткаға және т.б. сымға қосуды қамтамасыз ету үшін үзіліссіздікті тексергішті қолданыңыз. Мұны істеудің қарапайым әдісі - қосқышты розеткаға жалғау және розетка контактілері мен жалаңаш кабель ұштары арасында қоңырау шалу. Төрт сыртқы RJ45 розеткасының біреуі ғана қолданылатындықтан, кейіннен ұятқа қалдыратын қателіктерге жол бермеу үшін сымды розетканы сәйкесінше белгілеңіз.

Дәл осылай, USB коннекторы құрбандыққа арналған USB 2 қосқыш кабелін, сымды түйреуішті 1ге дейін және т.б. қолданады. Сыртқы әлемдегі USB коннекторы телефон желісінің розеткасынан қалған корпустағы саңылауды қолдана отырып, корпуста ыстық желіммен жабыстырылады.

5 -қадам: таратқыштың жазбалары

Мен қолданатын 433 МГц тарату және қабылдау тақталары интернетте жиі кездеседі, және олар өте арзан болғандықтан, мен әрқайсысына екі жұпқа тапсырыс бердім (эксперименттік петухтарға рұқсат беру үшін). Мен қабылдағыштар сенімді болатынын білдім, бірақ сенімді жұмыс істеу үшін мен таратқышты өзгерту қажет болды.

Мен сатып алған FS1000A таратқышының схемасы* диаграммада көрсетілген. Мен сынақтан және қателіктен 3pF конденсаторының жұмыс істеуі үшін C1 SoT (тест бойынша таңдау) позициясына орнату қажет екенін таптым. Менде 430 МГц жиілікті кең жолақты қабылдағыш болғандықтан, бұл мәселені шешу оңай болды. Қабылдағышсыз қалай тестілеуге болады - бұл қызықты сұрақ.

*Ескерту: Мен алғашқы екеуін жұмыс істей алмаған соң таратқыштардың екінші партиясын сатып алдым. Бұлардың бәрінде коллектор катушкасы жоқ болып шықты. Ммм!

Менің қоқыс жәшігімде 3pF конденсатор болды, бірақ менің ойымша, бұл көптеген адамдар үшін болмайды, және кез келген жағдайда қажет мән одан да көп болуы мүмкін, айталық 7pF. Шикі ауыстыруды екі бұралған сыммен ауыстыруға болады (менің танысымның бұралған жұп кабелінің ұзындығы бойынша нұсқаулық беру үшін сыйымдылығы бір футқа шамамен 100pF), бірақ бұл ұсынылмайды, себебі басқа мәселелер туындауы мүмкін. Сіз бақытты боласыз деп үміттенемін және сізде мұндай проблема болмайды. Сіз әрқашан қымбатырақ (және, бәлкім) жақсырақ таратқышты сатып ала аласыз.

Сондай -ақ, таратқыштың жиілігі өте дәл немесе тұрақты емес екенін ескеріңіз, бірақ іс жүзінде қашықтағы розеткаларды сенімді басқаруға жеткілікті жақсы болды.

Сондай -ақ, таратқыштағы 'ANT' сөзінің жанындағы жалғанған тесік антенна байланысы емес екенін ескеріңіз - бұл бұрышта белгісі жоқ (суретті қараңыз). Бұл менің жасаған бірінші қателігім болды ….

«ATAD» деп белгіленген пин байланысы, әрине, «ДЕРЕКТЕРДІ» оқу керек.

6 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз етуге шолу

Есіңізде болсын, мен бағдарламашы емеспін. Жоғарыда айтылғандай, ақылды заттар - бұл басқа адамдардың коды, бірақ мен оны қысып, оны бірге жұмыс істеуге бейімдеу үшін жеткілікті білемін. Бұл сонымен бірге мен кодпен жариялаған бірінші нұсқаулық, сондықтан мен қателескен болсам кешірім сұраймын! Егер сізде сұрақтар туындаса, оны есте сақтаңыз …

Мен қолданатын негізгі бағдарламалық жасақтама келесідей:

• Raspbian Stretch Lite
• PiGPIO (серво жүргізуге арналған керемет кітапхана)
• _433.py коды (РЖ басқару кодтарын кодтау және декодтау үшін) - PiGPIO веб -сайтынан сілтеме.
• Python3 (Raspbian -мен бірге келеді)

Мен қолданатын қосымша бағдарламалық қамтамасыз ету:

• пиефем (таң мен қараңғы уақыттарын есептейді - жарықты ауыстыру үшін пайдалы)
• Менің Android телефонымда қашықтан басқару құралын жасау үшін тамаша 'Tasker' және 'AutoTools SSH' - суретті қараңыз (екеуі де Google Play дүкенінде бар). [Tasker 'сахнасын' қалай құруға болады, бұл нұсқаулықтың шеңберінен тыс, өйткені мұнда өте күрделі оқыту қисығы бар, бірақ мен не істегенімді талқылауға қуаныштымын]

Менің жеке кодым (Python -да). Дөрекі, бірақ функционалды:

• tx.py - 433 МГц таратқышқа тиісті кодты жіберетін мәзір және/немесе пәрмен жолының аргументтік бағдарламасы.
• таң қараңғысы - таңертең және күн батқан уақытты менің орнымда есептейді және пайдаланушының crontab жаңартуларын (жаңажылдық шырша шамдары үшін және т.б.) жаңартады.

Жоғарыдағы жеке кодқа GitHub арқылы қол жеткізуге болады:

Жобаның функционалдығы PiGPIO және _433.py кодымен қамтамасыз етілген. Соңғысында 433 МГц жиілікті қашықтан басқару пультінің қашықтан басқару пәрмендерін тыңдайтын және қабылдау импульстерінің кодын шешетін қабылдау функциясы бар, ол шығыс шығарады, оны кейін жіберу функциясында сақтауға болады. Бұл жүйеге 433 МГц жиілікті кез келген «қалыпты» қашықтан басқару пультін үйренуге мүмкіндік береді. Негізінде оны көршіңіздің радиолокациялық қашықтан басқару құралдарын үйрену үшін де қолдануға болады. Мен бұған қатаң кеңес берер едім, өйткені көршілер кездейсоқ қоңырау шалудың күлкілі жағын сирек көреді. Мен болмас едім.

Орнату

Бұл қосымшадағы Pi мониторсыз немесе пернетақтасыз «бассыз» (яғни) жұмыс істейтіндіктен, онымен ssh арқылы сөйлесу қажет. Пиді бассыз қалай қою керектігін көрсететін көптеген нұсқаулықтар бар, бірақ қарапайым болуы үшін мен алдымен Pi мен мониторды пернетақтадан бастаймын деп ойлаймын. Жүктелгеннен кейін терминалды іске қосыңыз және 'sudo raspi-config' енгізіңіз. '5 таңдаңыз. Интерфейс опциялары ', содан кейін' P2 SSH '. Ssh серверін қосыңыз және raspi-config жабыңыз (ол қайта жүктеумен аяқталуы мүмкін).

Pi -мен келесі хабарламаларды қашықтағы терминалдан ssh арқылы жүргізуге болады. Назар аударыңыз, бұл код Pi үшін бекітілген LAN IP мекенжайын қажет етпейді, бірақ ол міндетті түрде көмектеседі (және егер сіз Tasker басқаруымен танысу қажет болса). Тағы да, мұны қалай жасауға болатынын көрсететін көптеген оқулықтар бар. Менің үйдегі маршрутизатор маған Pi -дің MAC мекен -жайына бекітілген IP -адресті тағайындауға мүмкіндік береді, сондықтан мен мұны Pi -дің параметрлерін өңдеуден гөрі жасаймын.

PiGPIO орнату:

ssh файлына Pi енгізіңіз және келесі пәрмендерді енгізіңіз:

sudo apt жаңарту

sudo apt install pigpio python-pigpio python3-pigpio

sudo apt install git

git clone

sudo apt install python3-RPi. GPIO

Жүктеу кезінде PiGPIO іске қосу үшін:

crontab -e

келесі жолды қосыңыз:

433 МГц жиіліктегі RF қашықтағы кодтарын жіберуге және декодтауға арналған Python кодын алыңыз:

wget

_433_py.zip файлын ашыңыз

Бұрылмаған _433.py файлын сәйкес каталогқа жылжытыңыз (мысалы) ~/software/apps

Теру (сол каталогта)

_433.py

Pi 433 rx режиміне қояды, GPIO PIN 38 -де демодуляцияланған РЖ қашықтан басқару кодтарын күтеді.

433 МГц қабылдағыш қосылғанда, жақын жерде 433 МГц қашықтан басқару пульті қолданылған кезде, экранда келесі деректер көрінеді:

код = 5330005 бит = 24 (бос орын = 12780 t0 = 422 t1 = 1236)

Бұл деректер сіздің Python бағдарламаңызда қашықтан басқару пультінен таратуды қалпына келтіру үшін қолданылады.

Бұл деректерді кейінірек пайдалану үшін файлға жіберу үшін келесі әрекеттерді орындаңыз:

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

Деректерді алғаннан кейін, келесі қадам - оны GitHub репозиторийімнен көшіруге болатын 'tx.py' кодын өңдеу үшін пайдалану. Бұл код деректерді 433 МГц таратқыш арқылы берілетін қашықтағы розетка (лар) түсінетін толқын пішіндерін жасау үшін қолданады. Қажетті түзетулер түсінікті болады деп үміттенемін, ал қалғаны сізге байланысты ….