Rasilimali za Raspberry Pi RF za Kudhibiti Kijijini (Vifurushi vya Nguvu): Hatua 6

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Dhibiti soketi za bei ndogo za 433MHz (vituo vya ukuta) ukitumia Raspberry Pi. Pi inaweza kujifunza nambari za kudhibiti kutoka kwa mtawala wa kijijini na kuzitumia chini ya udhibiti wa programu kuamsha soketi zozote au zote za nyumba nzima.

Ubunifu hautegemei muunganisho wa mtandao wa nje (yaani) 'Mtandao wa Vitu' na kwa hivyo ni (IMHO) salama zaidi kuliko watawala wa wavuti. Hiyo ilisema, nilijaribu ujumuishaji na Nyumba ya Google lakini nikapoteza haraka hamu ya kuishi wakati amri wakati mwingine ilichukua makumi ya sekunde kutekeleza au kutekelezwa kabisa.

Matumizi dhahiri wakati wa Krismasi ni kudhibiti taa za mti wa Krismasi na (ikiwa umependa hivyo) nje ya taa za kuonyesha. Ingawa hiyo ni matumizi rahisi, kwa kujenga hii inayoweza kufundishwa utaishia na mtawala mzuri sana wa soketi ambaye anaweza kujibu pembejeo za sensorer na vifaa vingine kwenye mtandao wako wa nyumbani, kama Raspberry Pis inayoendesha Motion ya Linux.

Kwa mfano, nina seti ya taa za jikoni ambazo huja wakati kamera inayoendesha 'Motion' inapogundua harakati jikoni na kisha huzizima baada ya dakika tano bila shughuli yoyote. Inafanya kazi vizuri!

Ukiwa na 'Tasker' na 'AutoTools SSH' kutoka duka la Google Play, unaweza kusanidi kila aina ya vidhibiti vya kijijini vya simu.

Mradi hutegemea mpokeaji na bodi za kupeleka za bei nafuu za 433MHz zinazopatikana sana kwenye eBay. Hizi zinaambatana (nchini Uingereza angalau) soketi kuu za 433MHz zilizouzwa na vidhibiti vya mbali. Mradi wangu unajumuisha mpokeaji ili seti mpya za amri za udhibiti wa kijijini zinaweza kuingizwa kwa urahisi na haraka. Jambo moja la kumbuka - soketi za mbali zinazopatikana nchini Uingereza zinaonekana kuwa na ladha mbili - zile zilizo na kitambulisho kilichowekwa kwa swichi kwenye tundu na zile zinazotegemea programu kutoka kwa kidhibiti cha mbali. Mradi huu unaambatana na wote wawili lakini wa zamani hawapotezi kitambulisho chao kwa kukatwa kwa nguvu na kwa hivyo wanapendelea.

Mradi hutumia kesi ya zamani ya router - nina chache kati ya hizi na zina vifaa vingi vya nje muhimu, kama nguvu, ethernet, USB na antena (s). Kile unachotumia kitategemea kile umepata kwa hivyo hii inayoweza kufundishwa labda inafaa zaidi kama mwongozo wa jumla badala ya seti ya hatua kwa hatua ya maagizo.

Ingawa sio muhimu sana kwa mradi huu, nimeongeza pia shabiki wa baridi na bodi ya mtawala. Bila shabiki, Pi anaweza kupata joto kabisa (takriban 60 ° C). Maelezo yanaweza kutolewa baadaye.

Ninapaswa kutaja kuwa mimi sio programu. Programu imeandikwa katika Python na vitu vyenye ujanja vinakiliwa kutoka kwa watu ambao wanajua wanachofanya. Nimekiri vyanzo ambapo ninaweza - ikiwa nimekosa chochote, tafadhali nijulishe na nitasahihisha maandishi.

Inayoweza kufundishwa huchukulia uwezo fulani wa kuuza na ujuzi unaopita na Python, Bash na kuzungumza na Pi yako kupitia SSH (ingawa nitajaribu kufanya maagizo kuwa ya kina kama inavyowezekana). Imeandikwa pia kwa Kiingereza cha Uingereza, kwa hivyo ikiwa unasoma upande wa pili wa bwawa, tafadhali puuza herufi za ziada kwa maneno na majina ya vitu (kama 'soketi kuu', ambazo utajua kama kitu kama hicho. 'maduka ya ukuta').

Maoni yoyote, maboresho yaliyopendekezwa na matumizi nk pia yanakaribishwa sana!

Hatua ya 1: Matayarisho ya Kesi

Nilitumia router ya zamani ya TP-Link TD-W8960N kwa mradi huu. Ni saizi nzuri na mara nilipofanya kazi ya kuingia ndani, ni rahisi kufanya kazi.

Nilihifadhi pia umeme wa 12v @ 1A, ambayo ni chini ya nguvu lakini kwa mazoezi ni sawa kwa programu hii.

Kufungua kesi ni suala la kuondoa visu mbili chini ya kesi kisha utumie zana ya kukausha pembezoni mwa kesi kupunguza sehemu wazi. Screws mbili ziko chini ya miguu ya mpira nyuma ya kesi (angalia mishale nyekundu). Sehemu ngumu zaidi kufungua ni zile zilizo mbele lakini nilikuwa na imani na waliinama kwa chombo changu cha kubonyeza.

Mara tu kesi imefunguliwa, toa karanga mbili kwenye viunganisho vya antena na bodi ya mzunguko inaweza kuinuliwa nje.

Kama utakavyotumia antena zote mbili baadaye, usifunulie coax inaongoza kwenye bodi ya mzunguko na kuiweka upande mmoja.

Ikiwa unajisikia shujaa (kama nilivyokuwa), unaweza kuondoa kitufe cha kushinikiza, tundu la DC na soketi za RJ45 kutoka kwa bodi ya mzunguko. Njia bora ambayo nimepata kufanya hivi ni kubandika bodi kwa makamu na kutumia joto kutoka kwa bunduki ya joto wakati nikishukuru na chombo kinachofaa cha kufungua kesi au bisibisi. Mantiki ni kwamba viunganisho vyote vya solder vinayeyuka kwa wakati mmoja, na kupunguza mkazo wa jumla wa joto kwenye kesi ya plastiki ya sehemu hiyo ikilinganishwa na kutumia chuma cha kutengeneza kwenye kila makutano. Hiyo ndio nadharia angalau. Katika mazoezi, bahati fulani inahusika! Je! Ni joto ngapi la kutumia ni suala la hukumu lakini kuwa mwangalifu na ukosee kwa upande wa kidogo sana. Ikiwa kila kitu kitaenda vizuri, utaishia na vifaa vinavyoweza kutumika kwenye picha (hata hivyo utagundua kitufe cha swichi kilichoyeyuka na mkanda wa tundu wa RJ45 ulioharibika kidogo!).

Vinginevyo, iko kwenye wavuti kununua bits zako.

Hatua ya 2: Orodha ya Sehemu

Raspberry Pi - Ninashuku ladha yoyote itafanya lakini nilitumia 3B +

Bodi ya transmita ya 433MHz - tafuta eBay kwa 'Transmitter ya RF ya 433MHz na Kitengo cha Mpokeaji cha Arduino Arm Mcu Wireless' au sawa

Bodi ya mpokeaji ya 433MHz - ditto. Kawaida £ 1.98 kwa jozi

Mdhibiti wa LM2596 - eBay, kawaida ni £ 1.95. Kubadilisha nguvu 12v kuwa 5v kwa Pi

Bomba la taa - tafuta eBay kwa 'Cable Fiber Optic - 0.25 / 0.5 / 0.75 / 1 / 1.5 / 2 / 2.5 / 3mm Dia - Mwongozo wa Mwanga' - Nilitumia bomba la 2mm lakini 1.5mm ingekuwa rahisi kufanya kazi nayo (nililipa £ 2.95 kwa 1m)

Kitufe cha kugeuza tochi ndogo ndogo (nzuri kuwa nayo lakini hiari)

Aina ya USB A 180 ° tundu linalouzwa - kupitia eBay, nililipa £ 1.90 kwa kumi

Kitufe cha kushinikiza nguzo mbili (ni nzuri kuwa na lakini sio hiari) - Nilipata yangu kutoka kwa modem / bodi ya router

Tundu (s) za RJ45 - zimepatikana kutoka kwa modem / bodi ya router

Tundu la umeme la DC - kupitia eBay (10X DC Power Supply Jack Socket Jopo la Kike Mount Connector 5.5 x 2.1mm £ 0.99)

Antena za 430MHz - badilisha antena za modem / router 2GHz

Usambazaji wa umeme wa 12v dc 12W (kiwango cha chini) - kwa kweli, hii itakuja na modem / router. Ikiwa sivyo unahitaji kuhakikisha kuwa tundu la nguvu la dc hapo juu linalingana na unayotumia. Mahitaji ya 12v imedhamiriwa na mtoaji wa 433MHz

Sehemu za mod ya baridi ya shabiki zitafafanuliwa kwa kina baadaye.

Hatua ya 3: Matumizi na Zana

Utahitaji matumizi yafuatayo:

Solder (kama inavyotakiwa)

Gundi moto kuyeyuka (kama inavyotakiwa)

Unganisha waya - (kwa mfano) 22 & 24AWG (kama inavyotakiwa)

Sleeve ya kupungua joto (kama inavyotakiwa)

Paka wa kujitolea. Cable 5 ya kiraka cha ethernet

Kamba ya kiraka ya USB 2.

Zana:

Vipande vya waya

Wakataji waya (ikiwezekana wakataji wa kuvuta)

Zana ya kutuza

Bisibisi inayofaa kuchukua kesi hiyo kando.

Chuma cha kulehemu

Bunduki ya gundi

Kikausha nywele (kuinama bomba nyepesi na kwa usumbufu wowote wa nywele unaowezekana)

Mpokeaji wa mawasiliano wa 433MHz FM (hiari - kwa shida za kusambaza utatuzi) - (kwa mfano) AR1000

Hatua ya 4: Mkutano

Jinsi unavyokusanya Pi na bodi za wasaidizi inategemea kesi unayotumia. Picha zinaonyesha kile nilichofanya.

Pi anakaa karibu katikati ya kesi hiyo, akiruhusu nafasi ya kutosha kwa viunganishi anuwai kutumika (kumbuka kuwa HDMI haitumiki kama Pi inavyowasiliana kupitia SSH (yaani) 'isiyo na kichwa'.

Niliunganisha Pi kwenye msingi kwa kutumia vifungo kadhaa vya plastiki vilivyookolewa (tazama picha). Kwa kuwa sanduku halijakusudiwa matumizi ya kubebeka, unaweza kuondoka na kutumia vifungo viwili tu. Unaweza kutumia screws 2.5mm kwa urahisi na gundi ya kuyeyuka moto (ambayo nimetumia hapo zamani - hakikisha usitumie sana na epuka vifaa vyovyote vya mlima juu ya upande wa chini kama vile bila shaka utaweza kuondoa bodi wakati fulani (sheria ya kwanza ya ujenzi - itabidi uiondoe)).

Nilitumia gundi moto kurekebisha bodi anuwai pande za kesi hiyo. Mawazo sawa na hapo juu yanatumika.

Mara tu kila kitu kiko mahali unaweza kuweka waya juu.

Mchoro wa block unaonyesha mpango wa wiring niliyotumia. Kumbuka kuwa ninatumia ubadilishaji wa hiari wa kubadilisha nguvu mbadala kati ya bodi za mpitishaji na mpokeaji - labda kuna hatari ndogo ya kufanya hivyo lakini sikutaka kukaanga mpokeaji wakati wa kupitisha.

Pia ilinitokea kwamba swichi ya kushinikiza ingeweza kutumiwa kwa nguvu kwa nguvu chini ya Pi (kuna idadi ya miundo inayopatikana kwenye wavuti). Sikujisumbua - katika kesi hii inakuwa kama nguvu rahisi kwenye kuzima / kuzima. Lazima tu kuwa mwangalifu kuifunga Pi chini ya SSH kabla ya kubonyeza swichi.

Utagundua bomba nyepesi zinazotumiwa kupitisha taa kutoka kwa LED mbili kwenye Pi na kutoka kwa hali ya usambazaji wa umeme wa LED mbele ya kesi. Nilitumia joto kutoka kwa kavu ya nywele kuinamisha mabomba (hakika HUTAKI kutumia bunduki ya joto!). Ni jaribio na makosa sana lakini inafaa mwisho kwani unaweza kuona moja kwa moja kile LED zinaashiria badala ya kutegemea programu na LED za nje. Ni chaguo lako bila shaka. Kukata mabomba hufanywa na jozi kali ya wakata waya (wakataji wa kusafisha ni bora) lakini unaweza pia kutumia mkasi mkali. Tena, gundi yenye kuyeyuka moto inaweza kutumika kurekebisha mabomba mahali lakini kuwa mwangalifu kutumia tu kiwango kidogo - ambacho hupoa haraka - kwani gundi inaweza kupotosha mabomba.

Kwa kweli unapaswa kurekebisha antena. Kwa kawaida zitakuwa na ukubwa wa kufanya kazi kwa 2GHz na zitatengeneza antena zisizofaa wakati zinatumiwa kwa 433MHz.

Ili kufanya hivyo, unapaswa kwanza kuondoa kifuniko cha antena ili kufunua waya wa antena. Nadhani nilikuwa na bahati kwani kifuniko kilitoka kila antena na kiwango kidogo tu cha tuzo.

Kata mahali inapoonyeshwa ili kuondoa antena ya asili ya 2GHz na ufunue shoka la mwenza. Fikia kwa uangalifu msingi wa ndani, ukiondoa suka vizuri na uiingize kwenye waya mpya kama inavyoonyeshwa. Urefu wa waya mpya ni urefu wa urefu wa 1/4 wa 433MHz (yaani) urefu = 0.25 * 3E8 / 433E6 = 17cm. Sehemu ya chini inaweza kubandikwa kwa kutumia kisima kidogo au sawa na kuruhusu urefu wote kutoshea kwenye kifuniko cha antena.

Kabla ya kuunda upya, angalia hakuna mzunguko mfupi kati ya mawasiliano ya ndani na nje ya antenna.

Nilibadilisha tu antenna ya kupeleka kama mpokeaji wa 'kiziwi' labda ni faida wakati wa kusoma nambari za kudhibiti kijijini cha RF (tazama baadaye).

Uunganisho wa ethernet unafanywa na wiring Paka wa dhabihu. Cable 5 ya kuunganisha kwa tundu la RJ45 iliyookolewa kutoka kwa modem. Kata kebo ili kutoshea umbali kati ya tundu la ethernet ya Pi na tundu la kesi ya RJ45 na wazi waya zote nane. Tumia ujaribuji wa mwendelezo ili kuhakikisha kuwa unabandika kebo ya kebo 1 kwa pini ya tundu 1 n.k Njia rahisi ya kufanya hivyo ni kuziba kontakt kwenye tundu unalounganisha na kupiga kati ya mawasiliano ya tundu na mwisho wa kebo wazi. Kwa kuwa moja tu ya soketi nne za nje za RJ45 zinatumiwa, weka alama kwenye tundu ipasavyo ili kuepusha makosa ya aibu baadaye.

Vivyo hivyo, kiunganishi cha USB kimefungwa kwa kutumia kebo ya kiraka ya kafara ya USB 2, pini ya waya 1 kubandika 1 n.k kontakt ya ulimwengu wa nje ya USB imechomwa moto kwenye kasha, kwa kutumia shimo kwenye kesi iliyoachwa na tundu la laini ya simu.

Hatua ya 5: Vidokezo vya Kusambaza

Kusambaza na kupokea bodi ambazo nilizotumia zinajulikana kila mahali kwenye mtandao na kwa kuwa ni za bei rahisi niliamuru jozi mbili za kila moja (kuruhusu majaribio ya jaribio). Niligundua kuwa wapokeaji wanaaminika lakini mtumaji niliyetumia alihitaji kurekebisha ili kuifanya ifanye kazi kwa uaminifu.

Mzunguko wa transmitter ya FS1000A niliyonunua * imeonyeshwa kwenye mchoro. Nilipata kwa kujaribu na makosa kwamba capacitor ya 3pF inahitajika kusanikisha nafasi ya C1 SoT (chagua kwenye jaribio) ili kufanya jambo hilo lifanye kazi. Kwa kuwa nina mpokeaji mpana anayefunika 430MHz ilikuwa rahisi kusuluhisha hii. Jinsi unaweza kujaribu bila mpokeaji ni swali la kufurahisha….

* Kumbuka: Nilinunua vifaa vingi vya kupitisha baada ya sikuweza kufanya kazi mbili za kwanza. Hizi zote zilikosa coil ya mtoza. Hmmm!

Nilikuwa na capacitor ya 3pF kwenye sanduku langu la taka lakini hii haitakuwa kesi kwa watu wengi nadhani na kwa hali yoyote, thamani inayohitajika inaweza kuwa zaidi, sema 7pF. Uingizwaji usiofaa unaweza kufanywa na waya mbili zilizopotoka (kebo iliyopinduka ya marafiki wangu ina uwezo wa karibu 100pF kwa mguu kukupa mwongozo wa urefu) lakini haifai kama maswala mengine yanaweza kutokea. Tunatumai utakuwa na bahati na hautakuwa na shida kama hiyo. Daima unaweza kununua ghali zaidi (na kwa hivyo labda) transmitter iliyoundwa vizuri zaidi.

Kumbuka pia masafa ya mpitishaji sio sahihi sana au thabiti lakini kwa mazoezi imekuwa nzuri ya kutosha kuhimili soketi za mbali.

Tafadhali kumbuka pia kwamba shimo lililofunikwa karibu na neno 'ANT' kwenye transmita SIYO unganisho la antena - ni ile iliyo kwenye kona bila alama (angalia picha). Hili lilikuwa kosa la kwanza nililofanya….

Uunganisho wa pini uliowekwa alama 'ATAD' inapaswa kweli kusoma 'DATA' bila shaka.

Hatua ya 6: Muhtasari wa Programu

Tafadhali kumbuka kuwa mimi sio programu. Kama nilivyosema hapo awali, vitu vyenye ujanja ni nambari ya watu wengine lakini najua vya kutosha kuibana na kuirekebisha ili ifanye kazi pamoja. Hii pia ni ya kwanza ya kufundisha ambayo nimechapisha na nambari, kwa hivyo samahani ikiwa nimefanya vibaya! Ikiwa una maswali yoyote, tafadhali zingatia hilo akilini…

Programu ya msingi niliyotumia ni kama ifuatavyo:

• Kunyoosha Raspbian Lite
• PiGPIO (maktaba nzuri ya kuendesha servos nk)
• _433.py code (kusimba na kusimbua nambari za kudhibiti RF) - iliyounganishwa na kutoka kwa wavuti ya PiGPIO.
• Python3 (inakuja na Raspbian)

Programu ya ziada ambayo ninatumia:

• pyephem (huhesabu nyakati za alfajiri na nyakati za jioni - muhimu kwa kubadili taa)
• 'Tasker' bora na 'AutoTools SSH' ya kuunda udhibiti wa kijijini kwenye simu yangu ya Android - angalia picha (zote zinapatikana katika duka la Google Play). [Jinsi ya kuunda eneo la Tasker liko nje ya upeo wa Maagizo haya kwani kuna mwinuko mzuri wa kujifunza unaohusika lakini ninafurahi kujadili kile nilichofanya]

Nambari yangu mwenyewe (katika Python). Mbichi lakini inafanya kazi:

• tx.py - menyu na / au amri ya hoja ya programu ambayo hutuma nambari inayofaa kwa mtoaji wa 433MHz.
• alfajiri-jioni - mahesabu ya alfajiri na nyakati za jioni katika eneo langu na inasasisha crontab ya mtumiaji (iliyotumiwa kwa taa za mti wa Krismasi n.k.)

Nambari ya kibinafsi hapo juu inaweza kupatikana kupitia GitHub:

Utendaji wa mradi hutolewa na nambari ya PiGPIO na _433.py. Mwisho una kazi ya kupokea ambayo husikiliza maagizo ya udhibiti wa kijijini kutoka kwa udhibiti wako wa kijijini wa 433MHz RF na huamua mapigo ya muda, ikitoa pato ambalo linaweza kuhifadhiwa kwa matumizi ya baadaye na kazi ya kupitisha. Hii inaruhusu mfumo kujifunza udhibiti wowote wa kijijini wa "kawaida" wa 433MHz RF. Kimsingi inaweza pia kutumiwa kujifunza udhibiti wa kijijini wa RF ya jirani yako pia. Napenda kushauri kwa nguvu dhidi ya hii kwani majirani mara chache huona upande wa kuchekesha wa kengele za mlango kwa nasibu. Singependa.

Kuanzisha

Kama Pi katika programu tumizi hii inaendeshwa 'bila kichwa' (yaani) bila mfuatiliaji au kibodi, unahitaji kuongea nayo kupitia ssh. Kuna miongozo mingi inayopatikana inayoangazia jinsi ya kuweka Pi bila kichwa lakini kuweka mambo rahisi, nitafikiria kwanza anza Pi na mfuatiliaji na kibodi. Mara baada ya kubofya, anza kituo na ingiza 'sudo raspi-config'. Chagua '5. Chaguzi za kuingiliana 'na kisha' P2 SSH '. Wezesha seva ya ssh na funga raspi-config (ambayo labda itaisha kwa kuwasha tena).

Bidhaa za baadaye na Pi zinaweza kufanywa kutoka kwa kituo cha mbali kupitia ssh. Kumbuka kuwa nambari hiyo hailazimishi anwani ya IP iliyowekwa ya LAN kwa Pi lakini inasaidia sana (na kwa kweli ni muhimu ikiwa unatafuta udhibiti wa Tasker). Tena, kuna mafunzo mengi kwenye kifuniko cha mstari jinsi ya kufanya hivyo. Roti yangu ya nyumbani inaniruhusu kupeana anwani ya IP iliyowekwa kwa anwani ya MAC ya Pi, kwa hivyo mimi hufanya hivyo, badala ya kuhariri usanidi wa Pi.

Inasakinisha PiGPIO:

ssh ndani ya Pi na ingiza amri zifuatazo:

sasisho la sudo apt

Sudo apt kufunga pigpio python-pigpio python3-pigpio

Sudo apt kufunga git

clone ya git

Sudo apt kufunga python3-RPi. GPIO

Ili kuendesha PiGPIO kwenye boot:

crontab -e

ongeza laini ifuatayo:

@ reboot / usr / mitaa / bin / pigpiod

Pata nambari ya chatu ya kupitisha na kusimba nambari za mbali za 433MHz RF:

wget

unzip _433_py.zip

Hamisha _433.py isiyofunguliwa kwenye saraka inayofaa (kwa mfano) ~ / software / apps

Kuandika (katika saraka hiyo)

_433.py

huweka Pi katika hali ya rx 433, ikingojea nambari za kudhibiti kijijini za RF kwenye GPIO pin 38.

Pamoja na mpokeaji wa 433MHz, wakati udhibiti wa kijijini wa 433MHz unatumiwa karibu, kitu kama data ifuatayo kitaonekana kwenye skrini:

nambari = 5330005 bits = 24 (pengo = 12780 t0 = 422 t1 = 1236)

Takwimu hizi zinatumiwa katika programu yako ya Python kuunda upya maambukizi kutoka kwa rimoti.

Ili kuweka data hii kwenye faili kwa matumizi ya baadaye, endesha:

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

Mara tu unapopata data, hatua inayofuata ni kuitumia kuhariri nambari ya 'tx.py' unayoweza kunakili kutoka kwa hazina yangu ya GitHub. Nambari hii hutumia data kutoa fomati za mawimbi zinazoeleweka na tundu (kijijini) la kupitishwa na mtoaji wa 433MHz. Tunatumahi kuwa marekebisho yanayotakiwa yatakuwa dhahiri na mengine yote ni juu yako…..