جهاز فتح باب المرآب Raspberry Pi Zero: 10 خطوات

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-13 06:56

كان أحد الإلهام لهذا المشروع هو التعليمات الجيدة في Raspberry Pi 3 Garage Door Opener ، إلى جانب العديد من الأشياء الأخرى الموجودة على الإنترنت. نظرًا لكوني شخصًا محنكًا في مجال الإلكترونيات ، فقد أجريت الكثير من الأبحاث الإضافية حول طرق التفاعل مع Raspberry Pi وتعلمت الكثير عن أهمية المقاومات مع مصابيح LED وجميع أسلاك GPIO. لقد تعلمت أيضًا فوائد دوائر الأجهزة المنسدلة والسحب مقابل وظيفة Pi المضمنة.

نظرًا لأن مشروع باب المرآب هذا هو بالفعل عملية متعددة الأجزاء تشتمل على أجهزة Pi والبرامج والتثبيت مع فتاحة (فتحات) باب المرآب ، اعتقدت أنني سأركز أولاً على أجهزة Pi ، حيث إنها ضرورية لكل خطوة أخرى.

نهجي هو أن أكون أساسيًا للغاية ، حيث يعمل كملخص للتعلم الذي قمت به لأتمكن من إكمال الأجهزة. سيبدأ ببعض المعلومات ، وبعد ذلك سنبني دوائر على لوح التجارب. ستعمل كل خطوة على تحسين تصميمنا ومعرفتنا ، وبلغت ذروتها في بناء حل دائم للأجهزة لربط Pi مع مرحل ومستشعرات القصب.

بالإضافة إلى ذلك ، على عكس بعض المشاريع الأخرى ، قررت استخدام Raspberry Pi Zero W ، والتي قمت ببيعها منذ بعض الوقت ولكني كنت لا أزال جالسًا على مكتبي. الجانب الإيجابي هو أنه أثناء وضع النماذج الأولية ، إذا أتلفت أيًا من دوائر GPIO ، فسيكون ذلك رخيصًا وسهل الاستبدال والاحتفاظ بالنماذج الأولية. الجانب السلبي هو أنه يحتوي على معالج ARMv6 فقط ، لذا فإن بعض الأشياء ، مثل Java ، لن تكون قابلة للاستخدام.

الشيء الآخر الذي قررت القيام به هو إنشاء لوحة الوظيفة الإضافية الخاصة بي للدائرة ، لذلك هل يجب علي تغيير أو استبدال Pi الخاص بي ، طالما أن pinouts هو نفسه ، يجب توصيل اللوحة بسهولة بـ Pi الجديد. نأمل أن يؤدي هذا إلى تقليل أسلاك الفئران.

افتراضاتي هي:

• أنت مريح في اللحام
• أنت تعرف بالفعل كيفية استخدام أوامر المحطة الأساسية على Raspberry Pi
• أنت تستخدم Raspbian Buster أو أحدث.
• لديك بعض الواجهة لسطر أوامر Pi ؛ إما مع شاشة مخصصة ، ولوحة مفاتيح ، وما إلى ذلك و / أو باستخدام SSH.
• أنت على دراية بالمفهوم الأساسي لتصميم الدوائر الكهربائية ؛ على سبيل المثال ، تعرف الفرق بين الطاقة والأرض وتفهم مفهوم الدائرة القصيرة. إذا كان بإمكانك إنشاء منفذ جديد في منزلك ، فيجب أن تكون قادرًا على المتابعة معك.

اللوازم

اعتمادًا على مدى تفانيك في هذا المشروع ، يمكنك أن تبدأ بالأشياء المطلوبة فقط في كل خطوة وتنتقل من هناك. يتوفر الكثير من هذه الأجزاء في الإلكترونيات المحلية أو متجر DIY / Maker ، لكني قمت بتضمين روابط Amazon لتحسين الأوصاف.

• MakerSpot RPi Raspberry Pi Zero W Protoboard (لعمل HAT النهائي لـ Pi)
• 2 قناة مرحل 5 فولت تيار مستمر (احصل على قناة واحدة إذا كان لديك باب واحد ، 2 بابين ، إلخ.)
• مفتاح الباب العلوي ، مفتوح عادة (لا) (إذا كنت تقوم في هذا الوقت بوضع نماذج أولية وترغب في استخدام بعض مفاتيح القصب الرخيصة للبدء ، فلا بأس بذلك)
• مجموعة أدوات المرح الإلكترونية (تحتوي على جميع المقاومات التي أحتاجها ، بالإضافة إلى لوحة توصيل ووحدة طاقة لمساعدة النموذج الأولي والاختبار والتعلم قبل أن أقوم باللوحة الدائمة). إذا كان لديك كل هذا بالفعل ، فتأكد من أن لديك عدد قليل من المقاومات 10 كيلو و 1 كيلو و 330 أوم في متناول اليد.
• أسلاك توصيل اللوح (أي إرادة)
• لحام الحديد برأس صغير
• لحام الصنوبري الأساسية
• منظف رأس لحام الحديد
• مصدر طاقة احتياطي 9 فولت (لتشغيل اللوح)
• لوحات النماذج الأولية الرخيصة لممارسة اللحام (اختياري)
• يعمل Raspberry Pi Zero أو Pi من اختيارك
• دبابيس رأس Raspberry Pi (إذا لم يكن لديك الرأس بالفعل)
• رؤوس التراص لاستخدامها على اللوحة الأولية HAT.
• كماشة الأنف إبرة صغيرة
• طقم مفكات الجواهري
• قواطع جانبية صغيرة (لقطع الأسلاك بعد اللحام)
• ملاقيط
• بعض الأسلاك ذات المقاييس الصغيرة (أفضل النواة الصلبة) للاستخدام على لوح الحماية
• القليل من السيليكون (إذا اخترت استخدام مصابيح LED للتثبيت على السطح مقاس 1.8 مم بدلاً من تلك المتوفرة في حزمة المجموعة)
• لقد وجدت أن المصباح المكبر كان مفيدًا للغاية في رؤية أعمال اللحام الصغيرة

الخطوة 1: مقدمة إلى Raspberry Pi GPIO

الواجهة الرئيسية التي سنستخدمها مع Raspberry Pi هي GPIO (إدخال / إخراج للأغراض العامة).

ابحث عن مخطط الدبوس المناسب لـ Pi الخاص بك هنا. سيركز هذا الدليل على Pi Zero W v1.1.

سنستخدم فقط دبابيس GPIO الخضراء ، مع تجنب دبابيس SDA ، SCL ، MOSI ، MISO ، إلخ. (اكتشفت أن بعض دبابيس GPIO لها أغراض خاصة ، وهي إحدى مزايا النمذجة الأولية على لوح التجارب ، لذلك تمسكت بدبابيس GPIO 17 (رقم 11) ، و 27 (دبوس رقم 13) ، و 12 (رقم 32) كما كانت. في أوضاع جيدة للوح الخاص بي.

تم تصميم دبابيس GPIO لتعمل كمفاتيح رقمية (ثنائية) ؛ توجد منطقيًا كواحدة من حالتين: 1 أو صفر. تعتمد هذه الحالات على ما إذا كان الدبوس يزود أو يستقبل جهدًا أعلى من عتبة معينة (1) أو يزود أو يستقبل جهدًا أقل من عتبة معينة. (سنتحدث عن العتبات لاحقًا).

من المهم ملاحظة أنه في حين أن Raspberry Pi يمكن أن يوفر كلاً من 5V و 3.3V (3V3) ، تعمل دبابيس GPIO باستخدام ما يصل إلى 3.3 فولت. أكثر من ذلك ، ستؤدي إلى إتلاف GPIO وربما وحدة التحكم بأكملها. (هذا هو السبب في أننا نضع نموذجًا أوليًا على لوح التجارب ، ونستخدم أرخص Pi ممكن!)

يمكن معالجة حالة المسامير إما عن طريق البرنامج (الإخراج) أو بواسطة أجهزة أخرى تتغذى في الحالة (الإدخال).

دعونا نعطي هذه اللقطة باستخدام بعض أوامر SYSFS الأساسية. لست متأكدًا مما إذا كان هذا يتطلب WiringPi ، ولكن إذا واجهت مشكلات ، فقد ترغب في تثبيته إذا كنت تستخدم الحد الأدنى من صورة Raspbian.

أولاً ، دعنا نمنح أنفسنا إمكانية الوصول إلى GPIO 17:

sudo صدى "17"> / sys / class / gpio / export

الآن دعنا نتحقق من قيمة GPIO:

sudo cat / sys / class / gpio / gpio17 / القيمة

يجب أن تكون القيمة صفر.

في هذه المرحلة ، لا يعرف GPIO ما إذا كان الإدخال أو الإخراج. على هذا النحو ، إذا حاولت معالجة قيمة GPIO ، فستتلقى "خطأ في الكتابة: العملية غير مسموح بها". لذلك دعنا نقول فقط للدبوس أنه خرج:

sudo صدى "خارج"> / sys / class / gpio / gpio17 / direction

والآن قم بتعيين القيمة على 1:

sudo echo "1"> / sys / class / gpio / gpio17 / value

تحقق من القيمة مرة أخرى لترى… ويجب أن تكون القيمة 1.

تهانينا ، لقد قمت للتو بإنشاء إخراج GPIO وغيرت الحالة!

الآن ، هناك ما هو أكثر من ذلك بقليل ، لكن دعنا نتعلم بعض الأشياء الأخرى أولاً.

الخطوة الثانية: فهم المقاومات

لذا ، يمكنك البحث عن المقاومات على ويكيبيديا ، لكن ماذا تعني لنا؟ في المقام الأول أنها تحمي مكوناتنا.

تذكر عندما تحدثنا عن GPIOs أنها تعمل حتى 3.3V؟ ما يعنيه ذلك هو أنه إذا أعطيت دبوس GPIO أكثر من ذلك ، فيمكنك قليه. لماذا هذا مهم؟ في بعض الأحيان ، تحدث ارتفاعات طفيفة في أي دائرة ، وإذا كان الحد الأقصى هو 3.3 فولت ، فإن أي زوبعة صغيرة يمكن أن تسبب مشاكل. التشغيل بأقصى جهد هو اقتراح محفوف بالمخاطر.

هذا ينطبق بشكل خاص على المصابيح. سوف يستمد LED أكبر قدر ممكن من الطاقة. في النهاية سيحترق مؤشر LED ، لكن سحب التيار الكبير يمكن أن يستهلك كل الطاقة المتاحة في الدائرة ، مما يتسبب في عطلها.

على سبيل المثال: ماذا سيحدث إذا وضعت شوكة في كل من شقين في مأخذ كهربائي؟ هناك مقاومة قليلة أو معدومة ، وسوف تقوم بتفجير قاطع الدائرة. (وربما تؤذي نفسك في هذه العملية.) لماذا لا تفعل المحمصة هذا؟ لأن عناصر التسخين الخاصة بها توفر مقاومة ، وبالتالي لا ترسم الحمل الكامل للدائرة.

إذن كيف نمنع حدوث ذلك لمصباح LED؟ عن طريق الحد من كمية التيار المستخدمة لدفع الصمام باستخدام المقاوم.

لكن ما حجم المقاوم؟ نعم ، لقد قرأت بعض مقالات الويب واستقرت أخيرًا على مقاوم 330Ω لـ 3.3V بمصباح LED. يمكنك قراءة جميع حساباتهم ومعرفة ذلك بنفسك ، لكنني اختبرت القليل منها على لوح التجارب وعمل 330 شخصًا بشكل جيد. كان أحد المراجع التي راجعتها موجودًا في منتديات Raspberry Pi ، لكن بحث Google سيكتشف المزيد.

وبالمثل ، تحتاج دبابيس Pi GPIO إلى الحماية من الجهد الزائد. تذكر كيف قلت أنهم يستخدمون ما يصل إلى 3.3 فولت؟ حسنًا ، القليل لن يضر. تستخدم معظم المشاريع مقاومات 1KΩ وفعلت الشيء نفسه. مرة أخرى ، يمكنك حساب هذا بنفسك ولكن هذا خيار شائع جدًا. مرة أخرى ، توفر منتديات Raspberry Pi بعض المعلومات.

إذا كنت لا تفهم هذا تمامًا ، فقم بمزيد من القراءة. أو فقط اتبع التعليمات. أيهما يناسبك.

يتم وضع ملصقات على العديد من المقاومات في العبوة ولكن بمجرد إزالتها ، كيف يمكنك التمييز بينها؟ يمكن أن تخبرك الخطوط الملونة الصغيرة الموجودة على المقاوم.

بعد ذلك ، سنقوم بتوصيل مصباح LED بسيط على لوحة توصيل بالطاقة لبدء تشغيل الأشياء.

الخطوة 3: توصيل مصباح LED

الخطوة الأولى هي توصيل مصباح LED على اللوح. بمجرد أن نحصل على هذا العمل بأمان ، سنقوم بتوصيله بـ Raspberry Pi والتحكم فيه من دبوس GPIO.

نأمل أن يكون لوح التجارب مزودًا بمصدر طاقة يبلغ 3.3 فولت. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيمكنك توصيل كل شيء وتوصيله مباشرة بـ Pi.

ابحث عن مصباح LED وقم بتوصيله بلوح التجارب كما هو موضح باستخدام المقاوم 330Ω. الجزء الأطول من LED هو الأنود ، والساق الأقصر هي الكاثود. يتصل الأنود بقوة 3.3 فولت بينما يتصل الكاثود مرة أخرى بالأرض. يمكن أن يكون المقاوم إما قبل LED ؛ لا توجد مشكلة. ألوان الأسلاك القياسية هي:

• أحمر = 5 فولت
• البرتقالي = 3.3 فولت
• أسود = أرضي

بمجرد أن يكون لديك هذا اللوح سلكيًا ومصدرًا للطاقة ، يجب أن يضيء مؤشر LED. لا تتابع ما لم تحصل على هذا العمل.

الخطوة 4: توصيل مؤشر LED بـ GPIO

حتى الآن لدينا LED يعمل مع المقاوم. حان الوقت الآن لتوصيل هذا LED بـ Raspberry Pi. هدفنا هو إنشاء مخرجات GPIO وتوصيل ذلك GPIO بمصباح LED بحيث عندما نقوم بتمكين GPIO ، سيضيء مؤشر LED. على العكس من ذلك ، عندما نقوم بتعطيل GPIO ، سيتم إيقاف تشغيل مؤشر LED. (سيتم استخدام هذا لاحقًا باعتباره الدائرة التي "تضغط" على الزر لفتح باب المرآب.)

أزل الطاقة من اللوح وقم بتوصيل Pi كما هو موضح. (من الأفضل القيام بذلك أثناء إيقاف تشغيل Pi أيضًا.) لقد قمنا بتوصيل إمداد 3.3 فولت من GPIO 17 والأرض بأحد المسامير الأرضية.

الآن قم بتشغيل Pi ويجب أن يكون LED مطفأ. نفّذ نفس الأوامر التي فعلناها سابقًا لإعداد دبوس GPIO وإخراج القيمة:

sudo صدى "17"> / sys / class / gpio / export

sudo echo "out"> / sys / class / gpio / gpio17 / direction sudo cat / sys / class / gpio / gpio17 / القيمة

يجب أن تكون القيمة صفرًا.

لنقم الآن بتمكين GPIO:

sudo echo "1"> / sys / class / gpio / gpio17 / value

يجب أن يؤدي هذا إلى تشغيل LED. لإيقاف تشغيل مؤشر LED ، ما عليك سوى تعطيل GPIO على النحو التالي:

sudo صدى "0"> / sys / class / gpio / gpio17 / value

أحد الأشياء التي قد تحدث هو أنه مع وجود تداخل كافٍ أو دورات تشغيل / إيقاف تشغيل LED ، قد تلاحظ أن مؤشر LED يظل مضاءً قليلاً. هناك سبب لذلك ، وسنتحدث عنه في خطوة مستقبلية.

الخطوة 5: استخدام مرحل لقيادة الصمام

كما هو مذكور في الخطوة السابقة ، يعتبر مؤشر LED بمثابة احتياطي "لزر" باب المرآب. ومع ذلك ، بينما يمكن لـ GPIO تشغيل مؤشر LED الخاص بنا ، فإنه لا يمكنه "الضغط" على زر باب المرآب الخاص بنا. الضغط على الزر يربط فقط طرفي الزر ، في الواقع يؤدي الضغط على الزر. ما تحتاجه لأداء هذا "الضغط" هو تتابع.

التتابع ليس أكثر من مفتاح يعمل بواسطة شيء ما. في هذه الحالة ، يمكن لـ Raspberry Pi إخبار المرحل "بالضغط" على زر باب المرآب. بالنسبة لنموذجنا الأولي ، فإن Raspberry Pi سيطلب من المرحل تشغيل LED … فقط حتى نتمكن من اختبار دائرتنا.

ما نحتاج لمعرفته حول التتابع الخاص بنا:

• يعمل التتابع بجهد 5 فولت. هذه هي القوة فقط لتشغيل التتابع ولا يتم استخدامها في أي جزء آخر من الدائرة.
• نريد توصيل التتابع الخاص بنا بأنه "مفتوح بشكل طبيعي". هذا يعني أن المرحل يظل مفتوحًا (لا يربط السلكين ، أو "الضغط على الزر" ، حتى يتم تنشيطه.
• يتم تنشيط هذا المرحل الخاص عندما يوفر GPIO طاقة صفرية للموصل 3.3 فولت الخاص بالمرحل. في الواقع ، هذا يبدو متخلفًا. عندما يتم توفير 3.3 فولت ، يتم تحرير المرحل. ابق معنا في هذا المشروع وسترى كيف يعمل هذا.
• اتصالا طرفي الترحيل منفصلان تمامًا عن Raspberry Pi. ما يعنيه هذا هو أنه يمكنك تبديل السلك بأي تيار مصنّف لأنه يتلقى تياره من مصدر طاقة آخر. يمكن لـ Raspberry Pi الصغير البسيط بجهد 3.3 فولت و 5 فولت تشغيل مرحل يتحكم في جهد أكبر بكثير. هذه هي الطريقة التي يمكن بها لزر صغير صغير على لوحة القيادة تشغيل المقاعد المدفأة ذات التيار الكهربائي الكبير.

لذلك دعونا نبدأ.

أولاً ، أعد توصيل وحدة الطاقة الخارجية للوح الخاص بك (ولكن يتم إيقاف تشغيلها). ستعمل هذه الطاقة على تشغيل دائرة LED ، بينما يتحكم Raspberry Pi في الترحيل.

بعد ذلك ، قم بإنشاء فاصل في خط 3.3V الذي يعمل على تشغيل LED. (مع المفاتيح والمرحلات ، نريد دائمًا تبديل "ساخن" ، وليس الأرض.) يشار إليها باللون البرتقالي والأزرق في الرسم التخطيطي.

قم بتوصيل Raspberry Pi كما هو موضح مع 5V لتشغيل التتابع ، ويعمل 3.3V كمفتاح ، والأرض تعود إلى Raspberry Pi. في هذا المثال ، قمت بتوصيل 3.3 فولت بـ GPIO 17. أوصي بتوصيل المقاوم 1KΩ بسلك GPIO كما هو موضح ، لحماية GPIO من المشاكل. (تم ذكر ذلك في خطوة المقاومات).

قم بتشغيل اللوح وقم الآن بتشغيل Pi الخاص بك. يجب أن يضيء المصباح.

الآن قم بتشغيل الأوامر التالية على Pi:

sudo صدى "17"> / sys / class / gpio / export

sudo echo "out"> / sys / class / gpio / gpio17 / direction sudo cat / sys / class / gpio / gpio17 / القيمة

يجب أن تكون القيمة صفر.

لنقم الآن بتمكين GPIO:

sudo echo "1"> / sys / class / gpio / gpio17 / value

يجب أن يؤدي هذا إلى إيقاف تشغيل LED.

الخطوة 6: إضافة مقاوم سحب

في هذه المرحلة ، يجب أن تعمل جميع الأشياء الخاصة بك. ولكن هناك شيء واحد لم نناقشه حول GPIOs ، وهو الجهد "العائم" الذي يمكن أن يعتمد على العتبة التي ذكرناها سابقًا.

بينما تحتوي GPIOs عمومًا على حالتين منطقيتين (1 و 0) ، فإنها تحدد هذه الحالات بناءً على ما إذا كان الجهد أعلى أو أقل من عتبة الجهد ، كما ذكرنا في قسم GPIO. لكن المشكلة في معظم GPIOs هي احتمال وجود جهد "عائم". في حالة Raspberry Pi ، في مكان ما بين صفر و 3.3 فولت. يمكن أن يحدث هذا من التداخل أو من ارتفاع / انخفاض الجهد عبر الدائرة.

لا نريد موقفًا قد يتم فيه تنشيط مرحل زر باب المرآب من الجهد العائم. في الواقع ، نريد تنشيطه فقط عندما نطلب منه ذلك.

يتم حل مثل هذه الحالات باستخدام مقاومات السحب والسحب لفرض جهد معين وتجنب الجهد العائم. في حالتنا ، نريد التأكد من توفير الجهد لمنع تنشيط التتابع. لذلك نحن بحاجة إلى مقاومة سحب لرفع الجهد فوق العتبة. (العتبات أشياء مضحكة … حاولت القراءة عنها ومعرفة ما إذا كانت محددة جيدًا وحصلت على الكثير من المعلومات التي كانت فوق رأسي ، وبعضها بدا بسيطًا للغاية. ويكفي أن أقول ذلك باستخدام مقياس متعدد يمكنني رؤية ذلك كان الجهد أقل من 3.3 فولت ، ولكن نظرًا لأن كل شيء يعمل كما قمت بنمذجه ، فقد انتقلت للتو. قد يختلف عدد الأميال الخاصة بك ، وهذا هو السبب في أننا نلوح هذا قبل لحام منتجنا النهائي.)

بالتأكيد ، يحتوي Raspberry Pi على مقاومات سحب وسحب داخلية يمكنك ضبطها في الكود أو عند التمهيد. ومع ذلك ، فهو شديد الحساسية للتدخل. في حين أنه من الممكن استخدامها ، نظرًا لأننا نعمل بالفعل مع مقاومات في دائرة ، فقد يكون من المفيد الاستقرار في استخدام الخارجي.

والأهم من ذلك ، أن هذا ينشئ سحبًا ويضيف جهدًا كافيًا بحيث تكون حالة دبوس GPIO الافتراضية 1 قبل تهيئة Pi. هل تتذكر كيف قام المرحل بتنشيط إضاءة LED عندما قمنا بتهيئة Pi لأول مرة حتى نقوم بإيقاف تشغيله؟ يمنع استخدام السحب لأعلى المرحل من التنشيط عند بدء التشغيل لأن دخل الترحيل 3.3 فولت يستقبل الجهد في نفس الوقت الذي يستقبل فيه دخل 5 فولت الجهد. يمكننا أيضًا القيام بذلك في تكوين Pi إذا أردنا ، ولكن مرة أخرى ، نظرًا لأننا نقوم بتوصيل الأسلاك بالمقاومات على أي حال ، يبدو أنه أقل عرضة لتحديثات نظام التشغيل والتوزيعات.

قد تحتاج التكوينات المختلفة إلى مقاومات مختلفة ، لكن المقاوم 10kΩ يعمل مع التتابع الذي أملكه. كان مؤشر LED الموجود على المرحل الخاص بي خافتًا جدًا عند بدء التشغيل ، لكن السحب وفر جهدًا كافيًا لمنع تنشيط التتابع.

دعنا نضيف مقاومة سحب إلى دائرتنا. في مخطط اللوح ، أضفت مقاومة 10kΩ بين دخل 3.3V على التتابع ومصدر 3.3V.

الآن لدينا دائرة مناسبة "للضغط" على زر باب المرآب ؛ يجب أن يكون استبدال LED والمقاوم 330 درجة بأسلاك الأزرار الفعلية أمرًا سهلاً.

الخطوة 7: مستشعر تبديل ريد

رائع جدًا ، نحن نعرف كيف تبدو دائرتنا لتنشيط فتاحة باب الجراج. ومع ذلك ، أليس من الجيد معرفة ما إذا كان باب الجراج مغلقًا أم أنه مفتوحًا؟ للقيام بذلك ، تحتاج إلى مفتاح قصب واحد على الأقل. توصي بعض المشاريع باثنين ، لكن كلاهما سيستخدم نفس تصميم الدائرة.

نحن نستخدم تكوين تبديل ريد "مفتوح بشكل عادي" (NO). هذا يعني أن دائرتنا مفتوحة حتى يصبح مفتاح القصب على مقربة من المغناطيس ، والذي سيغلق الدائرة ويسمح بتدفق الكهرباء.

الاختلافات الرئيسية بين إعداد المستشعر وإعداد المرحل هي:

• سيكتشف GPIO المتصل بالمستشعر الطاقة ، لذلك سيكون إدخال GPIO (بينما يستخدم المرحل مخرج GPIO الذي يوفر الجهد)
• نظرًا لوجود الحالة الافتراضية على أنها مفتوحة بشكل طبيعي ، فهذا يعني أن دائرتنا لن تكون نشطة. على هذا النحو ، يجب أن تكون حالة GPIO 0. على عكس مفهوم مقاومة السحب على دائرة الترحيل ، سنريد التأكد من أن جهدنا أقل من الحد الأدنى عندما تكون الدائرة مفتوحة. سيتطلب هذا المقاوم المنسدل. هذا في الأساس هو نفس السحب ، لكنه متصل بالأرض بدلاً من الطاقة.

تمامًا مثل دائرة الترحيل ، سنقوم بتوصيل الأشياء على لوحة توصيل قبل توصيلها بـ Pi.

دعنا نستخدم اللوح المزود بالطاقة والأسلاك بمصباح LED ومقاوم 330 درجة وسلك أرضي. ثم قم بتوصيل 3.3 فولت إلى جانب واحد من مفتاح القصب والعبور من الجانب الآخر من مفتاح القصب إلى LED. (إذا كان لديك مفتاح من القصب يدعم NO و NC ، فاستخدم الوضع NO.) حرِّك المغناطيس بعيدًا عن مفتاح القصب وشغل طاقة اللوح. يجب أن يظل مؤشر LED مطفأ. حرك المغناطيس باتجاه مفتاح القصب ويجب أن يضيء مؤشر LED. إذا كان يفعل العكس ، يكون لديك سلكي لـ NC (مغلق عادة)

الخطوة 8: توصيل مفتاح Reed بـ Pi

والآن بعد أن أصبح لدينا الدائرة تعمل بدون Pi ، يمكننا إزالة الطاقة من اللوح وسنقوم بتوصيل Pi.

سنستخدم GPIO17 مرة أخرى لأننا نعرف بالفعل مكانه.

تمامًا مثل دارة الترحيل ، سنقوم بحماية دبوس GPIO بمقاوم 1KΩ ؛ ومع ذلك ، سنستخدم المقاوم 10kΩ على الأرض لإنشاء منسدل.

بمجرد توصيل كل شيء بالأسلاك ، دعنا نحرك المغناطيس بعيدًا عن مفتاح القصب ، وقم بتشغيل P ، i وننقل أنفسنا إلى سطر أوامر ونقوم بتهيئة GPIO ، مع ملاحظة أننا هذه المرة نقوم بإنشاء إدخال GPIO:

sudo صدى "17"> / sys / class / gpio / export

sudo echo "in"> / sys / class / gpio / gpio17 / direction sudo cat / sys / class / gpio / gpio17 / القيمة

يجب أن تكون القيمة صفر. حرك المغناطيس إلى مفتاح القصب. يجب أن يضيء مصباح LED ، والقيمة هي 1.

هاهو! لقد قمنا بتوصيل مفتاح القصب الخاص بنا إلى Pi!

الخطوة 9: عمل حل دائم على لوحة النماذج الأولية

الآن بعد أن عرفنا الشكل الذي يجب أن تبدو عليه داراتنا ، حان الوقت لتلحيم نسخة دائمة على لوحة النماذج الأولية. نظرًا لأنني أستخدم Pi Zero W ، فقد حصلت على لوحات أولية صغيرة.

اعتقدت أنه سيكون من الجيد استخدام تنسيق Zero وأن أكون قادرًا على تكديس لوحة واحدة أو أكثر ، وهي وحدة إضافية يسميها Raspberry Pi HAT (الأجهزة المرفقة في الأعلى). حسنًا ، من الناحية الفنية ، نظرًا لأنه لا يحتوي على أي نوع من EEPROM ولا يسجل نفسه ، فهو ليس قبعة ولكن يجب أن أسميها شيئًا. لكن التنسيق يتصاعد بشكل جيد ويزيل أسلاك الفئران ، لذلك هذا رائع.

التحدي هو أن الألواح الأولية صغيرة نوعًا ما ، لذا لا يمكنك وضعها كثيرًا عليها. أيضًا ، لا يتم توصيل أي من الثقوب في صفوف مثل الألواح الأولية الأكبر. في حين أن هذا قد يبدو غير مريح ، إلا أنه في الواقع منقذ.

ما اعتقدت أنه يمكنني إنشاء قبعة لكل باب مرآب أردت التحكم فيه. بهذه الطريقة ، يمكنك توسيع هذا المشروع ليناسب احتياجاتك.

على اللوحة الأولية ، وجدت أن هناك مساحة كافية لإنشاء ثلاث دوائر:

1. دارة التتابع
2. دائرة الاستشعار
3. دائرة الاستشعار الثانية

هذا جيد جدًا لأي مشروع باب مرآب هناك.

ما فعلته هو استخدام GPIO17 و 27 لأجهزة الاستشعار ، و GPIO12 للترحيل. الشيء الجميل حقًا في هذه اللوحة الأولية هو أنه يمكنك توصيل وحدة معالجة الرسوميات GPIO دون لمس الرأس. لكن نعم ، سوف تحتاج إلى لحام رأس التراص بالإضافة إلى المقاومات الخاصة بك (اختياريًا ، مصابيح LED).

لقد أعدت إلى حد كبير إنشاء الدوائر التي وضعنا نماذج أولية لها على السبورة. يمكنك معرفة أن اللحام الخاص بي ليس مثاليًا ولكنه لا يزال يعمل. (ستكون اللوحات التالية أفضل منذ أن كنت أمارس التدريب.) لدي Aoyue 469 وكان شعرة أعلى من الإعداد 4 هي أفضل درجة حرارة بناءً على توصيات لحام رأس GPIO.

لقد استخدمت الصفوف الخارجية المتصلة للأرض والداخلية لـ 3.3 فولت. واستخدمت سلك المقاوم ليكون بمثابة جسر حيث لم يكن لدينا صفوف متصلة. البقية كلها قطرية وجانبية لأن هذه كانت أفضل طريقة يمكن أن أجدها لتلائمهم على السبورة.

من L-R (بالنظر إلى الجزء الأمامي ، جانب المقاوم) ، فإن دبابيس الإخراج التي أضفتها مخصصة لسلك مستشعر GPIO ، وسلك مستشعر GPIO الثاني ، وسلك مرحل GPIO. بدلاً من توصيل الأسلاك مباشرة إلى GPIO ، وهو ما يمكننا القيام به من الرأس ، تتصل هذه المسامير بجميع مقاوماتنا ، وفي حالة المستشعرات ، أضفت في microLED. (لاحظ كيف يوجد مؤشر LED في حلقة منفصلة تمامًا ، لذلك إذا احترق ، فلا تزال الدائرة تعمل.)

تم إرفاق ملف Fritzing ، ولكن نظرًا لأن Instructables تواجه مشكلات في عمليات تحميل الملفات ، فقد اضطررت إلى منحه امتدادًا خاطئًا لـ "txt" لتضمينه.

الخطوة 10: المراجع

مشروع فتاحة باب المرآب Raspberry Pi (الإلهام)

دليل الأبله إلى فتاحة باب المرآب Raspberry Pi

فتحت باب المرآب iPhone أو Android

هل يجب أن أستخدم المقاوم أم لا؟

استخدام مقاومات Pullup و Pulldown على Raspberry Pi

إعداد SSH

مخططات Raspberry Pi Pin.

أوامر SYSFS

الأسلاك

المقاومات والصمامات الثنائية الباعثة للضوء

الحماية (كذا) دبابيس GPIO

المقاوم لون رمز حاسبة والرسم البياني

سحب وسحب المقاومات

عتبات الجهد GPIO

مستويات جهد إدخال GPIO

التحكم في GPIO في config.txt

GPIO Pull Up Resisance (كذا)

لماذا نحتاج إلى مقاومات سحب خارجية عندما يكون للميكروكونترولر مقاومات سحب داخلية؟

ما هو Raspberry Pi HAT؟

كيفية لحام موصل Raspberry Pi Zero W GPIO