Wifi ke RF - Kunci Pintu: 3 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Gambaran keseluruhan

Instruksional ini akan memberi anda keupayaan untuk mengunci / membuka kunci pintu depan anda melalui perisian automasi rumah anda (seperti OpenHAB - perisian automasi rumah percuma yang saya gunakan sendiri) Gambar di atas menunjukkan contoh tangkapan skrin aplikasi OpenHAB iPhone. Sebagai pilihan anda boleh menggunakan pesanan MQTT seperti yang dijelaskan di bawah ini di hampir semua sistem yang anda mahukan.

Andaian

Instruksional ini menganggap anda sudah memiliki (atau akan menyiapkan):

• OpenHAB (perisian automasi rumah sumber terbuka percuma) berjalan, walaupun seperti yang disebutkan, harus berfungsi dengan mana-mana perisian automasi rumah yang dapat menyertakan MQTT mengikat. Sebagai pilihan, anda boleh mengubah kod anda sendiri untuk memenuhi keperluan anda sendiri.
• Pengikatan Mosquitto MQTT dipasang dan dikonfigurasi dengan OpenHAB (MQTT adalah protokol jenis langganan / penerbitan pesanan yang ringan dan bagus untuk komunikasi antara peranti)
• Bahawa anda sudah memasang kunci papan kekunci pintu depan berasaskan RF yang dilengkapi dengan sekurang-kurangnya satu kunci fob jauh (kebanyakannya) ini boleh dibeli dengan harga yang agak murah di Amazon (kira-kira ~ US $ 60, walaupun bateri pada model ini hanya bertahan ~ 4 berbulan-bulan jadi lihat apakah anda dapat menyediakan DC yang memberi kuasa kunci atau menghabiskan sedikit lebih banyak pada model yang layak:-))

Sekiranya anda tidak menjalankan OpenHAB dan broker MQTT, lihat artikel hebat ini di laman web MakeUseOf

Pengenalan

Projek ini secara khusus menunjukkan kepada anda bagaimana menggunakan kunci pintu berasaskan RF KEY FOB untuk menjadi lebih berguna dengan menukarnya agar berfungsi tanpa wayar, oleh itu memberi anda keupayaan untuk mengunci atau membuka kunci pintu anda melalui sistem automasi rumah anda, penyemak imbas web, telefon anda (melalui aplikasi OpenHAB) atau bahkan menjadwalkannya untuk mengunci secara automatik pada waktu malam menggunakan peraturan dalam perisian automasi rumah. Untuk projek ini, saya membeli "kunci pintu depan papan kekunci berasaskan Mi RF" dari Amazon dengan harga sekitar US $ 60 *

(* EDIT: bateri pada kunci pintu jenama tertentu ini tidak tahan lama! Saya hanya menggunakan 3-4 bulan penggunaannya sebelum saya menukar bateri yang menjadi agak mengecewakan. Sejak itu saya menukar unit itu untuk kunci pintu elektronik berjenama Windsor yang baterinya tahan sehingga 2 tahun. Sebagai alternatif, walaupun banyak kerja, pertimbangkan untuk menjalankan kuasa DC melalui teras pintu anda ke kunci)

Untuk itu, mereka menyediakan kunci pintu yang dikendalikan oleh RF (frekuensi radio) dengan pad kekunci dan fob kunci untuk mengunci / membuka kunci dari jauh. Namun dengan RF, fob kunci mesti berada dalam jarak kunci pintu. Projek ini akan menggunakan kunci fob dengan mengintegrasikannya dengan Wemos (papan IOT dengan cip ESP8266) untuk melakukan penguncian / buka kunci tanpa wayar, oleh itu dapat dikawal dari mana sahaja anda mempunyai sambungan Internet.

Apa yang saya perlukan?

Pertama, beli dan pasang kunci papan kekunci berasaskan RF. Anda mesti memastikannya dilengkapi dengan kunci utama! Uji fob dan pastikan bahawa dengan menekan butang, ia akan mengunci atau membuka kunci pintu sebelum memulakan. Sebilangan besar kunci pintu ini harus berdasarkan pada ukuran pintu standard dan kunci pengunci jadi jika anda sudah mempunyai jalan buntu (seperti yang saya lakukan) menggantinya sangat mudah.

Untuk membuat alat kawalan tanpa wayar, anda perlu mendapatkan bahagian berikut:

• Wemos D1 mini V2 (mempunyai built-in CH8 tanpa wayar ESP8266) atau hanya perlu CHIP ESP8266 (saya tidak mengesyorkan versi ESP-01 untuk projek ini, kerana pin GPIO 0 perlu dipegang dengan kuat semasa menyala) untuk boot dari flash, namun melakukan ini akan menyebabkan kunci pintu tercetus apabila ESP8266 berkuasa berpotensi membuka kunci pintu depan anda! Walaupun ada penyelesaian yang boleh kita lakukan untuk ini, seperti menggunakan pemasa atau transistor dll, dengan kos rendah Wemos dan lebih sedikit komponen, kami akan bertujuan untuk pendekatan yang lebih mudah)
• Sumber kuasa 5V DC untuk memberi kuasa kepada Wemos dan Keyfob (bateri tidak diperlukan lagi) Sekiranya anda menghidupkan Wemos menggunakan pin VV 5V (bukannya port USB) dan sumber kuasa DC lebih tinggi daripada 5V, anda akan juga memerlukan pengatur voltan 5V (seperti LM7805) ditambah kapasitor 2 x, 10V 0.33uF dan 10V 0.1uF atau ukuran yang serupa (seperti di lembar data LM7805)

• Dua MOSFET 2N7000 atau yang serupa (ini akan digunakan untuk menukar keyfob, satu untuk mengunci, yang lain untuk membuka kunci. 2N7000 adalah MOSFET N-Channel jenis penambahbaikan yang sangat biasa dan sangat murah jadi semestinya sangat mudah untuk dicari)

• Dua perintang 10K ohm (ini akan digunakan sebagai perintang tarik untuk setiap MOSFET supaya kunci / buka kunci pintu tidak dipicu semasa menghidupkan!)
• Semasa menggunakan keyfob anda, anda mungkin juga perlu memasukkan kapasitor lain (seperti ukuran 10V 220uF atau serupa) untuk membantu meningkatkan kuasa ke keyfob. Lihat sebab mengapa kemudian dalam artikel ini.
• Alat yang diperlukan: pemotong sisi, wayar teras tunggal, besi pematerian, fluks dan pilihan multi meter

Fob kunci itu sendiri biasanya menggunakan bateri 2 x 3V secara bersiri (6V Vcc) Oleh itu, menggunakan bekalan 5V dengan kapasitor namun voltan yang mencukupi untuk kedua-dua Wemos memberi kuasa dan mencetuskan penguncian / pembukaan kunci.

Sekiranya anda mempunyai keyfob yang berfungsi dengan bateri 3V tunggal, maka anda seharusnya dapat menambahkan pengatur voltan 3.3V di litar anda untuk menurunkan voltan hampir dengan 3V yang diperlukan. Bateri 3V sebenarnya mengeluarkan sekitar 3.1V, dan kebanyakan litar mempunyai toleransi voltan yang lebih tinggi, jadi dalam keadaan ini 3.1V hingga 3.3V adalah + 6%. Gabungkan dengan fakta bahawa Wemos menarik arus, jadi voltan cenderung menjadi lebih rendah. Sekiranya ragu-ragu ukur dengan multimeter dan jika boleh, tanyakan kepada penjual kunci voltan maksimum (atau toleransi maksimum) yang akan diterima oleh keyfob, kerana saya tidak bertanggungjawab sekiranya keyfob anda berhenti berfungsi! Akhirnya, sebagai penyelesaian alternatif tetapkan litar pembahagi voltan.

Langkah 1: Perhimpunan

Pematerian

Pemasangan komponen sangat mudah. Pertama, buka kunci fob - keluarkan bateri dan casing kerana anda hanya memerlukan papan litar di dalamnya. Selanjutnya pasangkan wayar di setiap sisi kaki butang fob kunci. Lakukan ini untuk butang "kunci" dan butang "buka kunci". Seterusnya, putar fob dan solder wayar pada pad + dan - di bahagian belakang fob, seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Pad yang lebih besar ialah +, yang lebih kecil adalah -

Catatan: Bekalan kuasa 5V akan memberi kuasa kepada Wemos dan Key fob, jadi bateri fob tidak lagi diperlukan.

perhimpunan

Sediakan 5V Vcc dan GND ke Wemos dan tambahkan MOSFET dan perintang ke papan roti seperti pada gambar. Perintang 10K ohm harus berjalan dari GND ke pintu gerbang (pin tengah) MOSFET. Ini akan menarik voltan ke tanah menghentikan MOSFET yang dicetuskan semasa menyala.

Seterusnya jalankan wayar dari D1 di Wemos ke pintu MOSFET pertama dan D2 di Wemos ke pintu MOSFET kedua. D1 dan D2 adalah pin GPIO (input / output tujuan umum) yang ditetapkan sebagai pin OUTPUT dalam kod.

Akhirnya, pasangkan kabel keyfob ke papan roti, rel Vcc ke 5V, GND ke GND, kemudian wayar di sisi negatif butang ke sisi sumber setiap MOSFET dan sisi positif butang ke bahagian longkang setiap MOSFET seperti yang ditunjukkan dalam gambar (gunakan multimeter jika tidak pasti kekutuban)

(EDIT: Kunci pintu pengganti Windsor yang saya nyatakan sebelumnya, mempunyai keyfob yang menggunakan voltan sedikit lebih banyak daripada keyfob lama. Ini menyebabkan Wemos berhenti bertindak balas dengan berkesan kerana penurunan voltan kepadanya, ketika pintu terkunci / tidak terkunci. Jika anda mengalami masalah yang sama, kemudian untuk mengatasi wayar dalam kapasitor 220uF (atau yang serupa) sebelum pendawaian +/- yang keluar ke keyfob. Kapasitor akan mengecas dan ketika mencetuskan, toskan kapasitor daripada terus daya DC)

Sekarang pasangkan kabel USB ke Wemos dan hujung kabel yang lain ke komputer anda.

(Kod tersebut akan mengeluarkan pin D1 "TINGGI", memicu MOSFET menyala membiarkan voltan bergerak dari longkang ke sumber dan oleh itu, "menghidupkan" butang selama 1 saat sebelum membawa pin output "RENDAH" lagi dan mematikannya Akibatnya, ia hanya mensimulasikan penekanan butang melalui kod)

Arduino IDE

Lancarkan Arduino IDE. Muat turun dan buka kod (pautan ganti di SINI) Pastikan papan tambahan disertakan dalam IDE, lihat di sini mengenai cara penyediaannya. Anda kemudian perlu memastikan papan yang betul dipasang dan dimuat untuk projek anda (Alat, Papan, Pengurus Papan - cari "esp8266" dan pasang) serta port COM yang betul dipilih (Alat, Pelabuhan, COM …). Anda juga memerlukan perpustakaan yang sesuai PubSubClient dan ESP8266Wifi (Sketsa, Urus Perpustakaan, Sertakan Perpustakaan …)

Seterusnya, ubah baris kod berikut, dan ganti dengan SSID dan kata laluan anda sendiri untuk sambungan wayarles anda. Juga, ubah alamat IP untuk menunjukkan kepada broker MQTT anda sendiri. Sekiranya anda tidak memasang broker MQTT, saya cadangkan menggunakan Mosquitto. Muat turun untuk Windows atau Linux di sini.

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

Setelah diubah, sahkan kod anda kemudian muat naik ke papan Wemos / ESP8266 melalui kabel USB.

Langkah 2: Pengujian dan Konfigurasi OpenHAB

Ujian MQTT

MQTT adalah sistem pesanan "langganan / terbitkan". Satu atau lebih peranti boleh bercakap dengan "broker MQTT" dan "melanggan" topik tertentu. Sebarang mesej masuk dari peranti lain yang "diterbitkan" ke topik yang sama, akan dikeluarkan oleh broker ke mana-mana peranti lain yang telah melanggan topik tersebut. Ini adalah protokol yang sangat ringan dan mudah digunakan dan sempurna sebagai sistem pencetus mudah seperti yang ada di sini. Lihat gambarajah aliran untuk idea kasar bagaimana ia berfungsi.

Untuk ujian, anda dapat melihat mesej MQTT masuk dari Wemos ke broker MQTT anda dengan menjalankan perintah berikut pada pelayan Mosquitto anda (Mosquitto adalah salah satu daripada banyak perisian MQTT Broker yang tersedia). Perintah ini melanggani mesej tetap yang masuk:

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / status

Anda mesti melihat mesej masuk dari Wemos setiap 30 saat atau lebih dengan nombor "1" (bermaksud "Saya masih hidup") Sekiranya anda melihat "0" yang berterusan (atau tidak ada tindak balas) maka tidak ada komunikasi. Sebaik sahaja anda melihat nombor 1 masuk, maka itu bermaksud Wemos berkomunikasi dengan broker MQTT (cari "Wasiat dan Perjanjian Terakhir MQTT" untuk maklumat lebih lanjut mengenai cara kerjanya, atau lihat entri blog yang sangat baik ini)

Setelah anda membuktikan bahawa komunikasi berfungsi, anda kini dapat mengesan mesej "pencetus" (kunci / buka kunci) yang sebenarnya. Langgan dahulu topik berikut.

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / trigger

Sekarang buka tetingkap baris arahan kedua dan jalankan perintah penerbitan berikut, dengan menghantar mesej kepada topik sama ada "LOCK" atau "UNLOCK". Anda harus melihat mesej yang sesuai muncul di tetingkap pertama dan anda juga harus melihat lampu LED merah menyala pada keyfob dan mekanisme pintu mengunci atau membuka kunci seperti yang diperlukan.

mosquitto_pub -t openhab / frontdoor / trigger -m LOCK

(-t bermaksud 'topik', -m bermaksud 'mesej', -v bermaksud 'verbose' output)

Catatan: Sekiranya pintu terbuka semasa anda menghantar kunci atau terkunci semasa anda menghantar arahan buka kunci, ubah wayar D1 dan D2 di sekitar

Konfigurasi OpenHAB

Perubahan berikut diperlukan untuk OpenHAB:

fail 'item':

Tukar frontdoorTrigger "Front Door" (gDoors) {mqtt = "> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: ON: LOCK],> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: OFF: UNLOCK]"} Nombor frontdoorStatus "Pintu Depan [PETA (status.map):% d]" (gDoors) {mqtt = "<[mqttbroker: openhab / frontdoor / status: state: default]"}

fail 'peta laman':

Tukar item = frontdoorTrigger mappings = [ON = "Lock", OFF = "Unlock"] Item teks = frontdoorStatus

fail 'status.map' (dalam folder transform):

0 = Down1 = Hidup- = tidak diketahui

Anda mungkin perlu sedikit mengubah konfigurasi OpenHAB di atas agar sesuai dengan persediaan anda sendiri, seperti bahagian "mqttbroker:" yang merujuk kepada nama broker MQTT yang dikonfigurasikan.

Gambar akhir menunjukkan komponen pada PCB. Dalam kes ini, kerana saya menggunakan bekalan kuasa DC> 5V (dalam kes saya 9V) papan juga menyertakan pengatur voltan LM7805 serta kapasitor 0.33uF untuk kuasa di sisi dan kapasitor 0.1uF di sisi daya untuk membantu melicinkan dan menstabilkan voltan. Jika tidak, sambungan yang lain sama seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Penyelesaian masalah

- Sekiranya anda mempunyai masalah di mana Wemos terus mengunci atau membuka kunci pintu (misalnya: menghantar isyarat RF dan lampu LED fob kunci tetap menyala) kemudian periksa wayar VCC dan GND anda ke Wemos. Kemungkinannya, satu atau kedua-duanya tidak disambungkan dengan betul.

Langkah 3: Memasukkan Komponen ke PCB

Saya akhirnya menyolder semua komponen hingga PCB, hanya menggunakan wayar dan / atau trek solder untuk bergabung dengan semua komponen. Saya kemudian mendapat kutil dinding DC lama dan memotong wayar daripadanya sedikit lebih pendek, kemudian mengalirkannya ke blok penyambung yang saya solder ke PCB. Kuasa masuk kemudian pergi ke pengatur voltan 5V / kapasitor dan komponen yang diperlukan. Saya hanya mengikat belakang PCB ke kutil di dinding, dan memasangkannya ke titik kuasa di dalam salah satu almari saya. Kini berjalan selama lebih kurang 9 bulan tanpa sebarang masalah!