Raspberry Pi RF Tālvadības padeves kontaktligzdas (strāvas kontaktdakšas): 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Kontrolējiet lētas 433 MHz tīkla kontaktligzdas (sienas kontaktligzdas), izmantojot Raspberry Pi. Pi var uzzināt vadības kodus, kas izvadīti no kontaktligzdu tālvadības pults, un izmantot tos programmas vadībā, lai aktivizētu jebkuru vai visas tālvadības kontaktligzdas visā mājā.

Dizains nepaļaujas uz ārēju interneta savienojumu (ti, “lietu internetu”), un tāpēc (IMHO) ir daudz drošāks nekā tīmekļa kontrolieri. Tomēr es mēģināju integrēties ar Google Home, taču ātri zaudēju vēlmi dzīvot, kad komandu izpilde dažreiz prasīja vairākus desmitus sekunžu vai to neizpildīja vispār.

Acīmredzams pielietojums Ziemassvētku laikā ir Ziemassvētku eglīšu gaismu un (ja jūs tā sliecaties) ārējo displeja apgaismojuma kontrole. Lai gan tas ir vienkāršs lietojums, izveidojot šo pamācību, jūs iegūsit īpaši elastīgu ligzdu kontrolieri, kas var reaģēt uz sensoru ievadi un citām ierīcēm jūsu mājas tīklā, piemēram, Raspberry Pis, kurā darbojas Linux Motion.

Piemēram, man ir virtuves apgaismojuma komplekts, kas iedegas, kad kamera, kurā darbojas kustība, nosaka kustību virtuvē un pēc piecām minūtēm, kad tā nav veikta, izslēdz to. Tas darbojas patiešām labi!

Izmantojot “Tasker” un “AutoTools SSH” no Google Play veikala, jūs varat iestatīt visu veidu izsmalcinātas tālvadības pultis pa tālruni.

Projekts balstās uz lētiem 433MHz uztvērēju un raidītāju dēļiem, kas ir plaši pieejami eBay. Tie ir savietojami ar (vismaz Apvienotajā Karalistē) 433MHz tālvadības kontaktligzdām, kas tiek pārdotas kopā ar tālvadības pultīm. Mans projekts ietver uztvērēju, lai jaunus tālvadības komandu komplektus varētu viegli un ātri iekļaut. Jāatzīmē viens punkts - Apvienotajā Karalistē pieejamās tālvadības kontaktligzdas, šķiet, ir divu veidu - tām, kurām ID ir ieprogrammēts ar kontaktligzdas slēdzi, un tām, kuras ir atkarīgas no tālvadības pults programmēšanas. Šis projekts ir saderīgs ar abiem, bet pirmie nezaudē savu identitāti strāvas padeves pārtraukuma dēļ un tāpēc ir vēlami.

Projektā tiek izmantots vecs maršrutētāja korpuss - man ir daži no tiem, un tiem ļoti ērti ir lielākā daļa nepieciešamo ārējo savienotāju, piemēram, barošana, Ethernet, USB un antena (-as). Tas, ko izmantosit, būs atkarīgs no tā, kas jums ir pieejams, tāpēc šī pamācība, iespējams, ir noderīgāka kā vispārīgs ceļvedis, nevis pakāpeniska instrukciju kopa.

Lai gan tas nav absolūti nepieciešams šim projektam, esmu pievienojis arī dzesēšanas ventilatoru un vadības paneli. Bez ventilatora Pi var sasilt (aptuveni 60 ° C). Sīkāka informācija var tikt sniegta vēlāk Instructable.

Man jāpiemin, ka neesmu programmētājs. Programmatūra (galvenokārt) ir rakstīta Python, un gudrās lietas tiek kopētas no cilvēkiem, kuri zina, ko viņi dara. Es esmu atzinis avotus, kur varu - ja kādu esmu palaidis garām, lūdzu, dariet man to zināmu, un es labošu tekstu.

Instructable uzņemas dažas lodēšanas spējas un tuvu iepazīšanos ar Python, Bash un sarunām ar jūsu Pi, izmantojot SSH (lai gan es centīšos padarīt instrukcijas pēc iespējas visaptverošākas). Tas ir rakstīts arī britu angļu valodā, tādēļ, ja lasāt dīķa otrā pusē, lūdzu, ignorējiet papildu burtus vārdos un nepāra nosaukumus lietām (piemēram, “elektrotīkla rozetes”, kuras jūs zināt kā kaut ko līdzīgu) “sienas kontaktligzdas”).

Visi komentāri, ieteiktie uzlabojumi un lietojumi utt. Ir arī ļoti gaidīti!

1. darbība: lietas sagatavošana

Šim projektam es izmantoju veco TP-Link TD-W8960N maršrutētāju. Tas ir jauks izmērs, un, tiklīdz es biju izstrādājis, kā tajā iekļūt, to ir diezgan viegli strādāt.

Es arī saglabāju maršrutētāja 12v @ 1A barošanas avotu, kas ir nedaudz nepietiekams, bet praksē ir piemērots šai lietojumprogrammai.

Korpusa atvēršana ir saistīta ar divu skrūvju noņemšanu korpusa apakšā un pēc tam, izmantojot apgriešanas instrumenta malu, lai atvieglotu skavu atvēršanu. Abas skrūves atrodas zem gumijas kājām korpusa aizmugurē (sk. Sarkanās bultiņas). Visgrūtāk atveramie klipi ir tie, kas atrodas priekšā, bet man bija ticība, un tie noliecās pie mana pry rīka.

Kad korpuss ir atvērts, atskrūvējiet divus uzgriežņus uz antenas savienotājiem, un shēmas plati var izvilkt.

Tā kā abas antenas izmantosit vēlāk, atlociet pierunātos vadus pie shēmas plates un novietojiet tos vienā pusē.

Ja jūtaties drosmīgi (kā es biju), varat no shēmas plates noņemt spiedpogu, līdzstrāvas kontaktligzdu un RJ45 kontaktligzdas. Labākais veids, kā es to esmu atradis, ir saspiest dēli netikumā un uzklāt siltumu no karstuma pistoles, vienlaikus novērtējot ar piemērotu plānu korpusa atvēršanas instrumentu vai skrūvgriezi. Loģika ir tāda, ka visi lodēšanas savienojumi tiek izkausēti vienlaikus, samazinot kopējo siltuma slodzi uz detaļas plastmasas korpusu, salīdzinot ar lodēšanas dzelzs izmantošanu katrā krustojumā. Tā vismaz ir teorija. Praksē ir iesaistīta neliela veiksme! Tas, cik daudz siltuma lietot, ir sprieduma jautājums, bet esiet uzmanīgs un kļūdieties pārāk maz. Ja viss izdosies, jūs nonāksit pie fotoattēlā redzamajiem izmantojamiem komponentiem (tomēr jūs atzīmēsiet izkusušo slēdža pogu un nedaudz deformēto RJ45 ligzdas sloksni!).

Pretējā gadījumā jūsu bitu iegāde ir pieejama internetā.

2. darbība: detaļu saraksts

Raspberry Pi - man ir aizdomas, ka derēs jebkura garša, bet es izmantoju 3B+

433MHz raidītāja dēlis - meklējiet eBay “433MHz RF raidītājs ar uztvērēja komplektu Arduino Arm Mcu Wireless” vai tamlīdzīgi

433MHz uztvērēja plate - tāpat. Parasti £ 1,98 par pāri

LM2596 Buck regulators - eBay, parasti 1,95 £. Lai Pi pārveidotu 12 V jaudu uz 5 V

Gaismas caurule - meklējiet eBay “Optisko šķiedru kabelis - 0,25 / 0,5 / 0,75 / 1 / 1,5 / 2 / 2,5 / 3 mm Dia - gaismas ceļvedis” - es izmantoju 2 mm cauruli, bet ar 1,5 mm būtu bijis vieglāk strādāt (es maksāju £ 2,95 par 1 m)

2 polu miniatūrs pārslēgšanas slēdzis (jauki, bet pēc izvēles)

A tipa USB 180 ° lodējama ligzda - caur eBay es samaksāju 1,90 mārciņas par desmit

Divu polu stumšanas slēdzis (jauki, bet pēc izvēles) - es to saņēmu no modema/maršrutētāja plates

RJ45 ligzda (-as) - atgūta no modema/maršrutētāja plates

Līdzstrāvas kontaktligzda - caur eBay (10x līdzstrāvas barošanas avota ligzdas ligzda sieviešu paneļa stiprinājuma savienotājs 5,5 x 2,1 mm 0,99 £)

430MHz antenas - pārveidojiet modema/maršrutētāja 2GHz antenas

12V līdzstrāvas 12W barošanas avots (minimums) - ideālā gadījumā tas tiks piegādāts kopā ar modemu/maršrutētāju. Ja nē, jums jāpārliecinās, ka iepriekš minētā līdzstrāvas kontaktligzda atbilst jūsu izmantotajai. 12v prasību nosaka 433MHz raidītājs

Dzesēšanas ventilatora moda daļas tiks detalizēti aprakstītas vēlāk.

3. darbība: palīgmateriāli un rīki

Jums būs nepieciešami šādi palīgmateriāli:

Lodēt (pēc nepieciešamības)

Karsta kausējuma līme (pēc nepieciešamības)

Savienojuma vads - (piemēram) 22 un 24AWG (pēc nepieciešamības)

Termiski saraušanās uzmava (pēc nepieciešamības)

Upurējošais kaķis. 5 Ethernet patch kabelis

Upurējams USB 2 plākstera kabelis.

Rīki:

Stiepļu noņēmēji

Stiepļu griezēji (vēlams skalošanas griezēji)

Balvu rīks

Piemērots skrūvgriezis korpusa izjaukšanai.

Lodāmurs

Līmes pistole

Matu žāvētājs (lai saliektu gaismas caurules un jebkādi ekspromti friziera pārtraukumiem)

433 MHz FM sakaru uztvērējs (pēc izvēles - raidītāja problēmu novēršanai) - (piemēram) AR1000

4. solis: montāža

Pi un palīgdēļu montāžas veids ir atkarīgs no izmantotā gadījuma. Fotogrāfijas parāda, ko es darīju.

Pi atrodas aptuveni korpusa vidū, ļaujot izmantot pietiekami daudz vietas dažādiem savienotājiem (ņemiet vērā, ka HDMI netiek izmantots, jo ar Pi tiek komunicēts, izmantojot SSH (ti) “bez galvas”).

Es piestiprināju Pi pie pamatnes, izmantojot pāris izglābtus plastmasas stiprinājumus (skat. Fotoattēlu). Tā kā kaste nav paredzēta pārnēsājamai lietošanai, jūs varat izkļūt, izmantojot tikai divus stiprinājumus. Jūs varētu viegli izmantot 2,5 mm skrūves ar statīviem vai pat kausējamu līmi (ko esmu izmantojis agrāk-vienkārši nelietojiet pārāk daudz un izvairieties no virsmas stiprinājuma detaļām apakšpusē, jo neizbēgami lai kādu laiku noņemtu dēli (pirmais būvniecības likums - jums tas būs jāizjauc)).

Es izmantoju karstu līmi, lai piestiprinātu dažādus dēļus pie korpusa sāniem. Piemēro tos pašus apsvērumus kā iepriekš.

Kad viss ir savās vietās, varat sakārtot lietas.

Blokshēmā redzama elektroinstalācijas shēma, kuru izmantoju. Ņemiet vērā, ka es izmantoju izvēles pārslēgšanas slēdzi, lai mainītu jaudu starp raidītāja un uztvērēja plates - iespējams, ir neliels risks to darīt, bet es nevēlos apcept uztvērēju raidīšanas laikā.

Man arī ienāca prātā, ka spiedpogu varēja izmantot, lai graciozi izslēgtu Pi (internetā ir pieejami vairāki dizaini). Es neuztraucos - šajā gadījumā tas darbojas kā vienkāršs ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzis. Pirms slēdža nospiešanas man vienkārši jāuzmanās, lai izslēgtu Pi, izmantojot SSH.

Jūs atzīmēsit gaismas caurules, ko izmanto, lai novirzītu gaismu no divām Pi gaismas diodēm un no barošanas avota statusa gaismas diodes uz korpusa priekšpusi. Cauruļu saliekšanai es izmantoju siltumu no matu žāvētāja (jūs noteikti nevēlaties izmantot siltuma pistoli!). Tas ir ļoti izmēģinājums un kļūda, bet galu galā ir vērts, jo jūs varat redzēt tieši to, ko gaismas diodes signalizē, nevis paļauties uz programmatūru un ārējām gaismas diodēm. Tā, protams, ir jūsu izvēle. Cauruļu griešana tiek veikta ar asu stiepļu griezēju pāri (vislabāk ir skalotie griezēji), bet jūs varat arī izmantot asas šķēres. Atkal cauruļu nostiprināšanai var izmantot kausējamu līmi, taču uzmanieties, lai izmantotu tikai nelielu daudzumu, kas ātri atdziest, jo līme var izkropļot caurules.

Ideālā gadījumā jums vajadzētu pārveidot antenas. To izmēri parasti ir 2 GHz, un, lietojot 433 MHz, antenas būs ļoti neefektīvas.

Lai to izdarītu, vispirms noņemiet antenas vāku, lai atklātu antenas vadu. Es domāju, ka man paveicās, jo katras antenas vāks tika noņemts tikai ar nelielu balvu.

Nogrieziet, kur parādīts, lai noņemtu oriģinālo 2 GHz antenu un atklātu līdzass. Uzmanīgi piekļūstiet iekšējam kodolam, labi noņemot pinumu un pielodējiet to pie jauna stieples gabala, kā parādīts attēlā. Jaunā stieples garums ir aptuveni 1/4 viļņa garuma 433 MHz (ti) garums = 0,25 * 3E8/433E6 = 17 cm. Apakšējo daļu var satīt, izmantojot nelielu urbi vai līdzīgu, lai visu garumu varētu ievietot antenas vāciņā.

Pirms salikšanas pārbaudiet, vai starp iekšējās un ārējās antenas kontaktiem nav īssavienojuma.

Es tikai modificēju raidītāja antenu kā nedzirdīgu uztvērēju, iespējams, ir izdevīgi, apgūstot RF tālvadības pults kodus (sk. Vēlāk).

Ethernet savienojumu izveido, pieslēdzot upurējamu kaķi. 5 starpsavienojuma kabelis ar RJ45 kontaktligzdu, kas izglābta no modema. Izgrieziet kabeli, lai tas atbilstu attālumam starp Pi ethernet ligzdu un RJ45 korpusa ligzdu, un atdaliet visus astoņus vadus. Izmantojiet nepārtrauktības testeri, lai pārliecinātos, ka kabeļa tapu 1 pievienojat kontaktligzdai 1 utt. Vienkāršs veids, kā to izdarīt, ir savienot savienotāju kontaktligzdā, ar kuru veicat vadu, un zvanīt starp kontaktligzdas kontaktiem un tukšajiem kabeļa galiem. Tā kā tiek izmantota tikai viena no četrām ārējām RJ45 ligzdām, attiecīgi atzīmējiet vadu kontaktligzdu, lai vēlāk izvairītos no apkaunojošām kļūdām.

Tāpat USB savienotājs ir savienots ar vadu, izmantojot upurējamu USB 2 plākstera kabeli, vadu kontakts no 1. līdz 1. kontaktam utt. Ārējās pasaules USB savienotājs ir karsti pielīmēts pie korpusa, izmantojot korpusa caurumu, ko atstāj tālruņa līnijas kontaktligzda.

5. solis: raidītāja piezīmes

433MHz raidīšanas un uztveršanas dēļi, kurus izmantoju, ir visuresoši internetā, un, tā kā tie ir tik lēti, es pasūtīju divus pārus no katra (lai varētu veikt eksperimentālus satricinājumus). Es atklāju, ka uztvērēji ir uzticami, bet izmantotais raidītājs ir jāpārveido, lai tas darbotos droši.

Iegādātā FS1000A raidītāja ķēde* ir parādīta diagrammā. Ar izmēģinājumu un kļūdu palīdzību es atklāju, ka 3pF kondensators ir jāinstalē C1 SoT (atlasiet testā) pozīcijā, lai lieta darbotos. Tā kā man ir platjoslas uztvērējs, kas aptver 430MHz, to bija samērā viegli novērst. Interesants jautājums, kā jūs varētu pārbaudīt bez uztvērēja …

*Piezīme. Es nopirku otru raidītāju partiju pēc tam, kad nevarēju iegūt pirmos divus. Šiem visiem trūka kolektora spoles. Hmmm!

Manā atkritumu tvertnē bija 3pF kondensators, bet tas, iespējams, nenotiks lielākajai daļai cilvēku, un jebkurā gadījumā vajadzīgā vērtība varētu būt lielāka, piemēram, 7pF. Neapstrādātu nomaiņu var veikt ar diviem vītā stieples gabaliem (mana paziņas vītā pāra kabeļa kapacitāte ir aptuveni 100pF uz pēdu, lai sniegtu norādījumus par garumu), taču tas nav ieteicams, jo var rasties citas problēmas. Cerams, ka jums paveiksies un jums nebūs šādu problēmu. Jūs vienmēr varētu iegādāties dārgāku (un tāpēc, iespējams) labāk izgatavotu raidītāju.

Ņemiet vērā arī to, ka raidītāja frekvence nav ļoti precīza vai stabila, taču praksē tā ir bijusi pietiekami laba, lai droši darbinātu tālvadības kontaktligzdas.

Lūdzu, ņemiet vērā arī to, ka pārklāts caurums blakus raidītājam “ANT” NAV antenas savienojums - tas ir tas, kas atrodas stūrī bez marķējuma (skat. Fotoattēlu). Šī bija pirmā kļūda, ko pieļāvu ….

Piespraudes savienojumam, kas noderīgi atzīmēts kā “ATAD”, protams, vajadzētu nolasīt “DATA”.

6. darbība: programmatūras pārskats

Lūdzu, paturiet prātā, ka es neesmu programmētājs. Kā minēts iepriekš, gudrā lieta ir citu cilvēku kods, taču es zinu pietiekami, lai to saspiestu un pielāgotu, lai tas darbotos kopā. Šis ir arī pirmais Instructable, ko esmu publicējis ar kodu, tāpēc atvainojiet, ja esmu to darījis nepareizi! Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, ņemiet to vērā…

Pamata programmatūra, kuru izmantoju, ir šāda:

• Raspbian Stretch Lite
• PiGPIO (fantastiska bibliotēka servo vadīšanai utt.)
• _433.py kods (lai kodētu un atšifrētu RF vadības kodus) - saistīts ar PiGPIO vietni.
• Python3 (nāk ar Raspbian)

Papildu programmatūra, ko izmantoju:

• pyephem (aprēķina rītausmas un krēslas laiku - noder gaismas pārslēgšanai)
• Lieliskie “Tasker” un “AutoTools SSH”, lai izveidotu tālvadības pulti manā Android tālrunī - skatiet fotoattēlu (abi ir pieejami Google Play veikalā). [Kā izveidot uzdevumu “ainu”, tas nav iekļauts šīs pamācības darbības jomā, jo ir iesaistīta diezgan stāva mācīšanās līkne, bet es priecājos apspriest to, ko es darīju]

Mans kods (Python). Neapstrādāts, bet funkcionāls:

• tx.py - izvēlnes un/vai komandrindas argumentu programmatūra, kas nosūta atbilstošo kodu uz 433MHz raidītāju.
• dawn -dusk - aprēķina rītausmas un krēslas laiku manā atrašanās vietā un atjaunina lietotāju crontab (izmanto Ziemassvētku eglīšu gaismām utt.)

Iepriekš minētajam personas kodam var piekļūt, izmantojot GitHub:

Projekta funkcionalitāti nodrošina PiGPIO un kods _433.py. Pēdējam ir uztveršanas funkcija, kas klausās tālvadības komandas no jūsu 433MHz RF tālvadības pults un dekodē laika impulsus, radot izvadi, ko var saglabāt, lai vēlāk varētu izmantot pārraides funkcija. Tas ļauj sistēmai apgūt jebkuru “parasto” 433MHz RF tālvadības pulti. Principā to var izmantot arī, lai iemācītos kaimiņu RF tālvadības pultis. Es stingri ieteiktu to nedarīt, jo kaimiņi reti redz nejauši zvana durvju zvanu smieklīgo pusi. Es negribētu.

Uzstādīt

Tā kā Pi šajā lietojumprogrammā tiek palaists bez galvas (ti) bez monitora vai tastatūras, jums ar to jārunā, izmantojot ssh. Ir pieejami daudzi ceļveži, kas aptver, kā iestatīt Pi bez galvas, bet, lai viss būtu vienkārši, es pieņemu, ka vispirms sākat Pi ar monitoru un tastatūru. Pēc palaišanas palaidiet termināli un ievadiet “sudo raspi-config”. Izvēlieties '5. Saskarnes opcijas”un pēc tam“P2 SSH”. Iespējojiet ssh serveri un aizveriet raspi-config (kas, iespējams, beigsies ar atsāknēšanu).

Turpmākos komentārus ar Pi var veikt no attālā termināļa, izmantojot ssh. Ņemiet vērā, ka kodam nav nepieciešama fiksēta LAN IP adrese Pi, taču tas noteikti palīdz (un tas noteikti ir nepieciešams, ja iedziļināties Tasker vadībā). Atkal tiešsaistē ir daudz apmācību, kas aptver, kā to izdarīt. Mans mājas maršrutētājs ļauj man piešķirt fiksētu IP adresi Pi MAC adresei, tāpēc es to daru tā, nevis rediģējot Pi iestatījumus.

PiGPIO instalēšana:

ssh Pi un ievadiet šādas komandas:

sudo apt atjauninājums

sudo apt instalēt pigpio python-pigpio python3-pigpio

sudo apt instalēt git

git klons

sudo apt instalēt python3-RPi. GPIO

Lai palaistu PiGPIO sāknēšanas laikā:

crontab -e

pievienojiet šādu rindu:

Iegūstiet Python kodu 433 MHz RF tālvadības kodu pārraidei un dekodēšanai:

wget

unzip _433_py.zip

Pārvietojiet neiesaiņoto _433.py uz piemērotu direktoriju (piemēram) ~/software/apps

Rakstīšana (šajā direktorijā)

_433.py

ievieto Pi 433 rx režīmā, gaidot demodulētus RF tālvadības kodus GPIO tapā 38.

Ja 433MHz uztvērējs ir pievienots, ja tuvumā tiek izmantota 433MHz tālvadības pults, ekrānā būs redzami šādi dati:

kods = 5330005 biti = 24 (sprauga = 12780 t0 = 422 t1 = 1236)

Šie dati tiek izmantoti jūsu Python programmā, lai atjaunotu pārraidi no tālvadības pults.

Lai šos datus pārsūtītu uz failu vēlākai izmantošanai, palaidiet:

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

Kad esat ieguvis datus, nākamais solis ir tos izmantot, lai rediģētu kodu “tx.py”, ko varat kopēt no manas GitHub krātuves. Šis kods izmanto datus, lai ģenerētu viļņu formas, kas saprotamas ar tālvadības ligzdu (-ām), kas jānosūta ar 433 MHz raidītāju. Cerams, ka nepieciešamie labojumi būs pietiekami acīmredzami, un pārējais ir atkarīgs no jums ….