„Raspberry Pi RF“nuotoliniu būdu valdomi maitinimo lizdai (maitinimo kištukai): 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Valdykite pigius 433MHz maitinimo lizdus (sieninius lizdus) naudodami „Raspberry Pi“. „Pi“gali išmokti valdymo kodus, išvestus iš lizdų nuotolinio valdymo pulto, ir naudoti juos valdant programai, kad suaktyvintų bet kurį arba visus nuotolinius lizdus visame name.

Dizainas nepriklauso nuo išorinio interneto ryšio (ty) „daiktų interneto“, todėl (IMHO) yra daug saugesnis nei žiniatinklio valdikliai. Beje, aš bandžiau integruotis su „Google Home“, bet greitai praradau norą gyventi, kai komandos kartais vykdydavo kelias dešimtis sekundžių arba jos niekada nebuvo įvykdytos.

Akivaizdi Kalėdų meto programa yra Kalėdų eglutės žiburių valdymas ir (jei taip linkę) išoriniai ekrano žibintai. Nors tai paprasta naudoti, sukūrę šią instrukciją, turėsite itin lankstų lizdų valdiklį, kuris gali reaguoti į jutiklių įvestis ir kitus jūsų namų tinklo įrenginius, pvz., „Raspberry Pis“, kuriame veikia „Linux Motion“.

Pavyzdžiui, turiu virtuvės šviestuvų rinkinį, kuris užsidega, kai fotoaparatas, kuriame veikia „Motion“, aptinka judėjimą virtuvėje ir išjungia juos po penkių minučių neveikimo. Tai veikia tikrai gerai!

Naudodami „Tasker“ir „AutoTools SSH“iš „Google Play“parduotuvės galite nustatyti visų rūšių išgalvotus nuotolinio valdymo pultelius telefonu.

Projektas remiasi pigiomis 433MHz imtuvo ir siųstuvo plokštėmis, plačiai prieinamomis „eBay“. Jie suderinami su (bent jau JK) 433MHz nuotolinio maitinimo lizdais, parduodamais su nuotolinio valdymo pultais. Mano projekte yra imtuvas, todėl naujus nuotolinio valdymo komandų rinkinius galima lengvai ir greitai integruoti. Atkreipkite dėmesį į vieną dalyką - atrodo, kad JK galimi nuotoliniai lizdai yra dviejų skonių - tie, kurių ID yra užprogramuotas jungikliu ant lizdo, ir tie, kurie priklauso nuo programavimo iš nuotolinio valdymo pulto. Šis projektas yra suderinamas su abiem, tačiau pirmieji nepraranda savo tapatybės dingus elektrai ir todėl yra pageidautini.

Projektas naudoja seną maršrutizatoriaus dėklą - turiu keletą tokių ir jie labai patogiai turi daugumą būtinų išorinių jungčių, tokių kaip maitinimas, eternetas, USB ir antena (-os). Ką naudosite, priklausys nuo to, ką turite, todėl šis „Instructable“tikriausiai yra naudingesnis kaip bendras vadovas, o ne žingsnis po žingsnio instrukcijų rinkinys.

Nors tai nėra būtinai reikalinga šiam projektui, aš taip pat pridėjau aušinimo ventiliatorių ir valdiklio plokštę. Be ventiliatoriaus „Pi“gali sušilti (apie 60 ° C). Išsami informacija gali būti pateikta vėlesnėje instrukcijoje.

Turiu paminėti, kad nesu programuotojas. Programinė įranga (dažniausiai) parašyta „Python“, o sumanūs dalykai nukopijuojami iš žmonių, kurie žino, ką daro. Pripažinau šaltinius, kur galiu - jei praleidau, praneškite man ir pataisysiu tekstą.

„Instructable“prisiima tam tikrą litavimo sugebėjimą ir praeina susipažinimą su „Python“, „Bash“ir kalbasi su „Pi“per SSH (nors aš stengiuosi, kad instrukcijos būtų kuo išsamesnės). Jis taip pat parašytas britų anglų kalba, todėl jei skaitote kitoje tvenkinio pusėje, nekreipkite dėmesio į papildomas žodžių raides ir nelyginius daiktų pavadinimus (pvz., „Maitinimo lizdai“, kuriuos žinosite kaip kažką panašaus) „sieniniai lizdai“).

Bet kokie komentarai, siūlomi patobulinimai ir naudojimo būdai ir tt taip pat labai laukiami!

1 žingsnis: bylos paruošimas

Šiam projektui naudojau seną TP-Link TD-W8960N maršrutizatorių. Tai gražus dydis, ir kai aš jau supratau, kaip į jį patekti, gana lengva dirbti.

Aš taip pat pasilikau maršrutizatoriaus 12v @ 1A maitinimo šaltinį, kuris yra šiek tiek silpnas, bet praktiškai tinka šiai programai.

Atidarius dėklą reikia nuimti du varžtus, esančius dėklo apačioje, ir tada naudoti smalsų įrankį aplink dėklo kraštą, kad būtų lengviau atidaryti spaustukus. Du varžtai yra po guminėmis kojelėmis korpuso gale (žr. Raudonas rodykles). Sunkiausiai atidaromi tie klipai, kurie yra priekyje, bet aš tikėjau ir jie nusilenkė mano smalsiam įrankiui.

Atidarę dėklą, atsukite dvi antenos jungčių veržles, kad būtų galima ištraukti plokštę.

Kadangi abi antenas naudosite vėliau, atjunkite bendrinius laidus prie plokštės ir padėkite juos į vieną pusę.

Jei jaučiatės drąsiai (kaip ir aš), galite išimti jungiamąjį jungiklį, nuolatinės srovės lizdą ir RJ45 lizdus iš plokštės. Geriausias būdas, kurį radau tai padaryti, yra užfiksuoti plokštę į ydą ir įkaitinti šilumos pistoletą, tuo pačiu įvertinant tinkamu plonu dėklo atidarymo įrankiu arba atsuktuvu. Logika yra tokia, kad visos lydmetalio jungtys yra lydomos vienu metu, taip sumažinant bendrą šilumos įtempį komponento plastikiniame dėkle, lyginant su lituoklio naudojimu kiekvienoje sankryžoje. Tai bent teorija. Praktiškai tam reikia šiek tiek sėkmės! Kiek šilumos reikia tepti, reikia spręsti, tačiau būkite atsargūs ir klyskite dėl per mažo. Jei viskas klostysis gerai, galų gale turėsite naudingus komponentus, parodytus nuotraukoje (tačiau pastebėsite ištirpusią jungiklio rankenėlę ir šiek tiek deformuotą RJ45 lizdo juostelę!).

Priešingu atveju internetas nusipirks jūsų bitų.

2 žingsnis: dalių sąrašas

Raspberry Pi - įtariu, kad bet koks skonis tiks, bet naudojau 3B+

433MHz siųstuvo plokštė - „eBay“ieškokite „433MHz RF siųstuvas su imtuvo komplektu, skirtu„ Arduino Arm Mcu Wireless ““ar pan

433MHz imtuvo plokštė - taip pat. Paprastai pora kainuoja 1,98 svaro

LM2596 „Buck“reguliatorius - „eBay“, paprastai 1,95 svaro sterlingų. Norėdami konvertuoti 12 V galią į 5 V „Pi“

Šviesos vamzdis - ieškokite „eBay“„Fiber Optic Cable - 0.25 / 0.5 / 0.75 / 1 / 1.5 / 2 / 2.5 / 3mm Dia - Light Guide“- naudojau 2 mm vamzdį, bet 1,5 mm būtų buvę lengviau dirbti (sumokėjau £ 2,95 už 1 m)

2 polių miniatiūrinis perjungimo jungiklis (malonu turėti, bet neprivaloma)

A tipo USB 180 ° lituojamas lizdas - per „eBay“už dešimt sumokėjau 1,90 svaro

Dviejų polių stūmimo jungiklis (malonu turėti, bet neprivaloma) - aš jį gavau iš modemo/maršrutizatoriaus plokštės

RJ45 lizdas (-ai) - atkurtas iš modemo/maršrutizatoriaus plokštės

Nuolatinės srovės maitinimo lizdas - per „eBay“(10x nuolatinės srovės maitinimo lizdo lizdas, moteriškas skydo tvirtinimo jungtis 5,5 x 2,1 mm 0,99 £)

430MHz antenos - konvertuokite modemo/maršrutizatoriaus 2GHz antenas

12 V nuolatinės srovės 12 W maitinimo šaltinis (mažiausiai) - idealiu atveju tai bus kartu su modemu/maršrutizatoriumi. Jei ne, turite įsitikinti, kad aukščiau esantis nuolatinės srovės maitinimo lizdas atitinka tą, kurį naudojate. 12v reikalavimą nustato 433MHz siųstuvas

Aušinimo ventiliatoriaus modifikacijos dalys bus išsamiai aprašytos vėlesnėje instrukcijoje.

3 žingsnis: eksploatacinės medžiagos ir įrankiai

Jums reikės šių eksploatacinių medžiagų:

Lituoklis (pagal poreikį)

Karšto lydalo klijai (pagal poreikį)

Sujungimo laidas - (pvz.) 22 ir 24AWG (jei reikia)

Termiškai susitraukianti rankovė (pagal poreikį)

Aukojamas katinas. 5 Ethernet patch kabelis

Aukos USB 2 patch kabelis.

Įrankiai:

Vielos nuėmikliai

Vielos pjaustytuvai (pageidautina nuplaunami pjovikliai)

Prizavimo priemonė

Tinkamas atsuktuvas, skirtas korpusui išardyti.

Lituoklis

Klijų pistoletas

Plaukų džiovintuvas (šviesos vamzdžiams sulenkti ir bet kokioms ekspromtinėms kirpimo pertraukoms)

433 MHz FM ryšio imtuvas (pasirinktinai - siųstuvo problemų šalinimui) - (pvz., AR1000

4 žingsnis: Surinkimas

Kaip surinkti „Pi“ir pagalbines plokštes, priklauso nuo jūsų naudojamo atvejo. Nuotraukos rodo, ką aš padariau.

„Pi“yra maždaug korpuso viduryje, suteikiant pakankamai vietos įvairioms jungtims naudoti (atkreipkite dėmesį, kad HDMI nenaudojamas, nes su „Pi“bendraujama per SSH (ty) „be galvos“.

Aš pritvirtinau Pi prie pagrindo, naudodamas keletą išgelbėtų plastikinių tvirtinimo elementų (žr. Nuotrauką). Kadangi dėžutė nėra skirta nešiojamam naudojimui, galite išsisukti naudodami tik dvi tvirtinimo detales. Galite lengvai naudoti 2,5 mm varžtus su atramomis ar net karšto lydalo klijais (kuriuos aš naudojau anksčiau-tik įsitikinkite, kad nenaudojate per daug ir venkite bet kokių paviršiuje montuojamų komponentų apačioje, nes neišvengiamai turėsite tam tikru metu pašalinti plokštę (pirmasis statybos įstatymas - turėsite ją išardyti)).

Aš naudoju karštus klijus, kad pritvirtinčiau įvairias plokštes prie korpuso šonų. Taikomi tie patys svarstymai, kaip aprašyta aukščiau.

Kai viskas susitvarkys, galėsite viską sujungti.

Blokinėje schemoje parodyta mano naudojama elektros instaliacijos schema. Atkreipkite dėmesį, kad naudoju pasirenkamą perjungimo jungiklį, kad pakeistumėte siųstuvo ir imtuvo plokščių maitinimą - tikriausiai yra nedidelė rizika, kad tai padarysiu, bet aš nenorėjau kepti imtuvo perduodant.

Taip pat man pasirodė, kad stumiamasis jungiklis galėjo būti naudojamas grakščiai išjungti „Pi“(internete yra daugybė dizainų). Aš nesivarginau - šiuo atveju jis veikia kaip paprastas įjungimo/išjungimo jungiklis. Aš tiesiog turiu būti atsargus, kad išjungčiau Pi per SSH, prieš paspausdamas jungiklį.

Atkreipkite dėmesį į šviesos vamzdžius, naudojamus šviesai nukreipti iš dviejų „Pi“šviesos diodų ir iš maitinimo šaltinio būsenos šviesos diodo į korpuso priekį. Aš naudoju šilumą iš plaukų džiovintuvo, kad sulenkčiau vamzdžius (jūs tikrai nenorite naudoti šilumos pistoleto!). Tai labai bandymai ir klaidos, tačiau galų gale verta, nes galite tiesiogiai pamatyti, ką šviesos diodai signalizuoja, o ne pasikliauti programine įranga ir išoriniais šviesos diodais. Tai, žinoma, jūsų pasirinkimas. Vamzdžiai pjaustomi aštriu vielos pjaustytuvų pora (geriausiai tinka nuleidžiami pjovikliai), tačiau taip pat galite naudoti aštrias žirkles. Vėlgi, karšto lydalo klijai gali būti naudojami vamzdžiams pritvirtinti, tačiau būkite atsargūs ir naudokite tik nedidelį kiekį, kuris greitai atvėsta, nes klijai gali iškreipti vamzdžius.

Idealiu atveju turėtumėte pakeisti antenas. Paprastai jie bus tokio dydžio, kad veiktų 2 GHz dažniu, o naudojant 433 MHz dažnius, jie bus labai neveiksmingi.

Norėdami tai padaryti, pirmiausia nuimkite antenos dangtelį, kad atidengtumėte antenos laidą. Manau, kad man pasisekė, nes dangtelis nuo kiekvienos antenos buvo nuimtas tik šiek tiek.

Iškirpkite, kaip parodyta, kad pašalintumėte originalią 2 GHz anteną ir atskleistumėte bendrą kirvį. Atsargiai prieikite prie vidinės šerdies, gerai nuimkite pynę ir prilituokite prie naujos vielos, kaip parodyta. Naujos vielos ilgis yra maždaug 1/4 bangos ilgio 433 MHz (ty) ilgis = 0,25 * 3E8/433E6 = 17 cm. Apatinę dalį galima suvynioti naudojant mažą grąžtą arba panašų, kad visas ilgis tilptų antenos dangtelyje.

Prieš surinkdami patikrinkite, ar nėra trumpojo jungimo tarp vidinės ir išorinės antenos kontaktų.

Tik modifikavau siųstuvo anteną kaip „kurtąjį“imtuvą, ko gero, naudinga mokantis RF nuotolinio valdymo kodų (žr. Vėliau).

Eterneto ryšys užmezgamas pajungiant aukos katę. 5 jungiamąjį kabelį prie RJ45 lizdo, išgelbėto iš modemo. Iškirpkite kabelį taip, kad jis atitiktų atstumą tarp „Pi Ethernet“lizdo ir „RJ45“korpuso lizdo ir apnuoginkite visus aštuonis laidus. Naudokite tęstinumo testerį, kad įsitikintumėte, ar kabelio 1 kaištį prijungiate prie lizdo 1 ir pan. Paprastas būdas tai padaryti yra prijungti jungtį prie lizdo, prie kurio jungiate laidą, ir skambinti tarp lizdo kontaktų ir plikų kabelio galų. Kadangi naudojamas tik vienas iš keturių išorinių RJ45 lizdų, atitinkamai pažymėkite laidinį lizdą, kad vėliau išvengtumėte nemalonių klaidų.

Panašiai USB jungtis yra prijungta naudojant aukojamą USB 2 pataisos kabelį, laidinį kaištį nuo 1 iki 1 ir tt

5 veiksmas: siųstuvo pastabos

Mano naudojamos 433MHz perdavimo ir priėmimo plokštės yra visur internete ir, kadangi jos yra tokios pigios, užsisakiau dvi poras kiekvienos (kad būtų galima atlikti eksperimentinius bandymus). Radau, kad imtuvai yra patikimi, tačiau mano naudojamą siųstuvą reikia modifikuoti, kad jis veiktų patikimai.

Pirktos FS1000A siųstuvo grandinė* parodyta diagramoje. Bandymų ir klaidų būdu radau, kad norint įjungti veikimą, reikia įdiegti 3pF kondensatorių C1 SoT (pasirinkti bandant) padėtyje. Kadangi turiu plačiajuostį imtuvą, kuris apima 430MHz, tai buvo gana lengva išspręsti. Įdomus klausimas, kaip galite išbandyti be imtuvo …

*Pastaba: nusipirkau antrą siųstuvų partiją po to, kai negalėjau dirbti su dviem pirmaisiais. Visiems trūko kolektoriaus ritės. Hmmm!

Aš turėjau 3pF kondensatorių savo šiukšlių dėžėje, bet taip nebus daugeliui žmonių, manau, ir bet kuriuo atveju reikalinga vertė gali būti didesnė, tarkime, 7pF. Neapdorotą pakeitimą galima atlikti dviem susuktos vielos gabalėliais (mano pažįstamo vytos poros kabelio talpa yra apie 100 pF / pėda, kad būtų galima nustatyti ilgį), tačiau tai nerekomenduojama, nes gali kilti kitų problemų. Tikimės, kad jums pasiseks ir neturėsite tokių problemų. Jūs visada galite nusipirkti brangesnį (taigi tikriausiai) geriau pagamintą siųstuvą.

Taip pat atkreipkite dėmesį, kad siųstuvo dažnis nėra labai tikslus ar stabilus, tačiau praktiškai jis buvo pakankamai geras, kad patikimai veiktų nuotoliniai lizdai.

Taip pat atkreipkite dėmesį, kad dengta skylė šalia siųstuvo žodžio „ANT“NĖRA antenos jungtis - ji yra kampe be žymėjimo (žr. Nuotrauką). Tai buvo pirmoji klaida, kurią padariau….

Žinoma, kaiščio jungtis, pažymėta „ATAD“, iš tikrųjų turėtų būti „DATA“.

6 veiksmas: programinės įrangos apžvalga

Atminkite, kad nesu programuotojas. Kaip minėta anksčiau, protingas dalykas yra kitų žmonių kodas, tačiau aš žinau pakankamai, kad jį sugriebčiau ir pritaikyčiau, kad jis veiktų kartu. Tai taip pat yra pirmasis „Instructable“, kurį paskelbiau su kodu, todėl atsiprašome, jei padariau tai neteisingai! Jei turite klausimų, atminkite tai…

Pagrindinė programinė įranga, kurią naudojau, yra tokia:

• Raspbian Stretch Lite
• „PiGPIO“(fantastiška biblioteka, skirta vairuoti servo ir kt.)
• _433.py kodas (RF kodams koduoti ir iššifruoti) - susietas iš „PiGPIO“svetainės.
• „Python3“(ateina su „Raspbian“)

Papildoma programinė įranga, kurią naudoju:

• pyephemas (apskaičiuoja aušros ir sutemos laiką - naudinga perjungiant šviesą)
• Puikus „Tasker“ir „AutoTools SSH“, skirtas sukurti nuotolinio valdymo pultą „Android“telefone - žr. Nuotrauką (abu yra „Google Play“parduotuvėje). [Kaip sukurti „Tasker“sceną “nepatenka į šios instrukcijos taikymo sritį, nes yra gana kieta mokymosi kreivė, bet džiaugiuosi galėdama aptarti tai, ką padariau]

Mano kodas („Python“). Grubus, bet funkcionalus:

• tx.py - meniu ir (arba) komandų eilutės argumentų programinė įranga, kuri siunčia atitinkamą kodą į 433MHz siųstuvą.
• aušros prieblanda - apskaičiuoja aušros ir sutemų laiką mano vietoje ir atnaujina naudotoją crontab (naudojamas Kalėdų eglutės žiburiams ir pan.)

Aukščiau pateiktą asmens kodą galima pasiekti naudojant „GitHub“:

Projekto funkcionalumą užtikrina „PiGPIO“ir „_433.py“kodas. Pastarasis turi priėmimo funkciją, kuri klausosi nuotolinio valdymo komandų iš jūsų 433MHz RF nuotolinio valdymo pulto ir dekoduoja laiko impulsus, sukurdama išvestį, kurią vėliau gali išsaugoti perdavimo funkcija. Tai leidžia sistemai išmokti bet kokį „įprastą“433MHz RF nuotolinio valdymo pultą. Iš esmės jis taip pat gali būti naudojamas norint išmokti kaimyno RF nuotolinio valdymo pultus. Aš griežtai patarčiau to nedaryti, nes kaimynai retai mato juokingą atsitiktinai skambančių durų skambučių pusę. Nenorėčiau.

Sąranka

Kadangi Pi šioje programoje veikia be galvos (ty) be monitoriaus ar klaviatūros, turite su juo pasikalbėti per ssh. Yra daug vadovų, apimančių, kaip nustatyti „Pi“be galvos, tačiau, kad viskas būtų paprasta, manau, kad pirmiausia paleisite „Pi“naudodami monitorių ir klaviatūrą. Įkėlę paleiskite terminalą ir įveskite „sudo raspi-config“. Pasirinkite „5. Sąsajos parinktys “, tada„ P2 SSH “. Įjunkite ssh serverį ir uždarykite raspi-config (kuris greičiausiai baigsis perkrovimu).

Vėlesnius „Pi“pranešimus galima perduoti iš nuotolinio terminalo per ssh. Atminkite, kad kodui nebūtinas fiksuotas LAN IP adresas „Pi“, tačiau jis tikrai padeda (ir tai tikrai būtina, jei įsigilinsite į „Tasker“valdymą). Vėlgi, internete yra daug vadovėlių, apimančių, kaip tai padaryti. Mano namų maršrutizatorius leidžia man priskirti fiksuotą IP adresą „Pi“MAC adresui, todėl darau tai tokiu būdu, o ne redaguodamas „Pi“sąranką.

„PiGPIO“diegimas:

ssh į Pi ir įveskite šias komandas:

sudo apt atnaujinimas

sudo apt įdiegti pigpio python-pigpio python3-pigpio

sudo apt įdiegti git

git klonas

sudo apt įdiegti python3-RPi. GPIO

Norėdami paleisti „PiGPIO“įkrovos metu:

crontab -e

pridėkite šią eilutę:

Gaukite „Python“kodą 433MHz RF nuotolinio kodo perdavimui ir dekodavimui:

wget

išpakuokite _433_py.zip

Perkelkite neišpakuotą _433.py į tinkamą katalogą (pvz.) ~/Software/apps

Įveskite (tame kataloge)

_433.py

perjungia Pi į 433 rx režimą, laukdamas demoduliuotų RF nuotolinio valdymo kodų GPIO kaištyje 38.

Kai 433MHz imtuvas prijungtas, kai netoliese naudojamas 433MHz nuotolinio valdymo pultas, ekrane bus matomi tokie duomenys:

kodas = 5330005 bitai = 24 (tarpas = 12780 t0 = 422 t1 = 1236)

Šie duomenys naudojami jūsų „Python“programoje, siekiant atkurti perdavimą iš nuotolinio valdymo pulto.

Norėdami perkelti šiuos duomenis į failą vėlesniam naudojimui, paleiskite:

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

Gavę duomenis, kitas žingsnis yra juos naudoti redaguoti kodą „tx.py“, kurį galite nukopijuoti iš mano „GitHub“saugyklos. Šis kodas naudoja duomenis, kad sukurtų bangos formas, suprastas nuotolinio (-ių) lizdo (-ų), kurias turi perduoti 433 MHz siųstuvas. Tikimės, kad reikalingi pakeitimai bus pakankamai akivaizdūs, o visa kita priklauso nuo jūsų ….