Wifi to RF - قفل الباب: 3 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

ملخص

ستمنحك هذه التعليمات القدرة على قفل / فتح الباب الأمامي الخاص بك عبر برنامج التشغيل الآلي للمنزل (مثل OpenHAB - برنامج أتمتة المنزل المجاني الذي أستخدمه شخصيًا) تُظهر الصورة أعلاه عينة من لقطة شاشة لتطبيق OpenHAB iPhone. بالتناوب ، يمكنك استخدام رسائل MQTT كما هو موضح أدناه في أي نظام تريده تقريبًا.

الافتراضات

يفترض هذا التوجيه أن لديك بالفعل (أو ستقوم بالإعداد):

• OpenHAB (برنامج أتمتة منزلي مجاني مفتوح المصدر) قيد التشغيل ، على الرغم من أنه كما ذكرنا ، يجب أن يعمل مع أي برنامج أتمتة منزلية يمكن أن يتضمن ربط MQTT. بالتناوب ، يمكنك تغيير الكود بنفسك ليناسب احتياجاتك الخاصة.
• تم تثبيت ربط Mosquitto MQTT وتكوينه باستخدام OpenHAB (MQTT هو بروتوكول اشتراك / نشر مراسلة خفيف الوزن ورائع للاتصال بين الأجهزة)
• أنك قمت بالفعل بتركيب قفل لوحة مفاتيح للباب الأمامي يعتمد على الترددات اللاسلكية والذي يأتي مع مفتاح تحكم عن بعد واحد على الأقل (الغالبية تفعل ذلك) يمكن شراؤها بسعر رخيص نسبيًا من أمازون (حوالي 60 دولارًا أمريكيًا ، على الرغم من أن البطاريات الموجودة في هذا الطراز تدوم 4 تقريبًا) أشهر لذا يمكنك معرفة ما إذا كان بإمكانك توفير DC الذي يعمل على تشغيل القفل أو إنفاق المزيد على طراز لائق:-))

إذا لم تقم بتشغيل OpenHAB ووسيط MQTT ، فراجع هذه المقالة الممتازة على موقع ويب MakeUseOf

مقدمة

يوضح لك هذا المشروع على وجه التحديد كيفية استخدام مفتاح قفل الباب القائم على التردد اللاسلكي (KEY FOB) ليكون أكثر فائدة من خلال تحويله للعمل لاسلكيًا ، وبالتالي يمنحك القدرة على قفل أو فتح بابك عبر نظام التشغيل الآلي للمنزل أو متصفح الويب أو هاتفك (عبر تطبيق OpenHAB) أو حتى جدولة القفل التلقائي ليلاً باستخدام القواعد في برنامج التشغيل الآلي للمنزل. بالنسبة لهذا المشروع ، اشتريت "قفل الباب الأمامي للوحة المفاتيح على أساس Mi RF" من أمازون مقابل 60 دولارًا أمريكيًا تقريبًا *

(* تحرير: البطاريات الموجودة على هذه العلامة التجارية المعينة لقفل الباب لا تدوم طويلاً! لقد استخدمت فقط 3-4 أشهر قبل أن أضطر إلى تغيير البطاريات التي أصبحت محبطة إلى حد ما. لقد قمت بتبديل هذه الوحدة منذ ذلك الحين بالنسبة لقفل الباب الإلكتروني الذي يحمل علامة Windsor والذي تدوم فيه البطاريات حتى عامين. بالتناوب ، وإن كان يتطلب الكثير من العمل ، ففكر في تشغيل طاقة التيار المستمر من خلال قلب بابك إلى القفل)

لذلك فهي توفر قفل باب يعمل بتردد الراديو مع لوحة مفاتيح مدمجة وسلسلة مفاتيح للقفل / فتح القفل عن بُعد. ومع ذلك ، مع RF ، يجب أن تكون سلسلة المفاتيح في نطاق قفل الباب. سيستفيد هذا المشروع من المفتاح fob من خلال دمجه مع Wemos (لوحة IOT مع شريحة ESP8266) للقيام بالقفل / فتح القفل لاسلكيًا ، وبالتالي يمكن التحكم فيه من أي مكان لديك اتصال بالإنترنت.

ماذا احتاج؟

أولاً ، قم بشراء وتثبيت قفل لوحة المفاتيح المستند إلى الترددات اللاسلكية. يجب عليك التأكد من أنه يأتي مع مفتاح فوب! اختبر المفتاح وتأكد من أنه بالضغط على الأزرار ، فإنه سيقفل أو يفتح الباب قبل البدء. يجب أن تستند غالبية أقفال الأبواب هذه إلى أحجام الأبواب القياسية وتعويضات القفل ، لذا إذا كان لديك بالفعل رمز ثابت (كما فعلت أنا) ، فمن السهل للغاية استبداله.

لإنشاء وحدة التحكم اللاسلكية ، ستحتاج إلى مصدر الأجزاء التالية:

• Wemos D1 mini V2 (يحتوي على شريحة ESP8266 لاسلكية مدمجة) أو يجب أن تفعله فقط شريحة ESP8266 (لا أوصي بإصدار ESP-01 لهذا المشروع ، حيث يجب أن يكون دبوس GPIO 0 مرتفعًا عند تشغيله بالترتيب من أجل التمهيد من الفلاش ، إلا أن القيام بذلك سيؤدي إلى تشغيل قفل الباب عندما يعمل ESP8266 على فتح الباب الأمامي الخاص بك! في حين أن هناك حلولاً يمكننا القيام بها لهذا ، مثل استخدام أجهزة ضبط الوقت أو الترانزستورات وما إلى ذلك ، بتكلفة منخفضة من Wemos ومكونات أقل ، سنهدف إلى نهج أبسط)
• مصدر طاقة 5 فولت تيار مستمر لتشغيل Wemos و Keyfob (لن تكون هناك حاجة للبطاريات) إذا كنت تقوم بتشغيل Wemos باستخدام دبوس 5V VCC (بدلاً من منفذ USB) ومصدر طاقة التيار المستمر أعلى من 5 فولت ، فستحتاج إلى تحتاج أيضًا إلى منظم جهد 5 فولت (مثل LM7805) بالإضافة إلى مكثفات 2 × و 10 فولت 0.33 فائق التوهج و 10 فولت 0.1 فائق التوهج أو ما شابه ذلك الحجم (وفقًا لورقة بيانات LM7805)

• 2N7000 أو ما شابه ذلك من وحدات MOSFET (سيتم استخدامهما لتبديل keyfob ، أحدهما للقفل ، والآخر لفتح القفل. 2N7000 هو نوع تحسين شائع جدًا ورخيص للغاية من نوع N-Channel MOSFET ، لذا يجب أن يكون من السهل جدًا الحصول عليه)

• مقاومين 10 كيلو أوم (سيتم استخدامهما كمقاومات منسدلة لكل من وحدات الترانزستورات الفلورية فلطية بحيث لا يتم تشغيل قفل / فتح الباب عند زيادة الطاقة!)
• قد تحتاج أيضًا إلى توصيل مكثف آخر (مثل 10 فولت 220 فائق التوهج أو ما شابه في الحجم) للمساعدة في زيادة الطاقة إلى قاعدة المفتاح. انظر الأسباب في وقت لاحق في هذه المقالة.
• الأدوات اللازمة: قواطع جانبية ، سلك أحادي النواة ، مكواة لحام ، تدفق واختياريا متعدد المتر

عادةً ما يستخدم مفتاح فوب نفسه بطاريات 2 × 3 فولت متسلسلة (6 فولت في سي سي) لذلك ، باستخدام مصدر 5 فولت مع مكثف ، ومع ذلك ، فإن الجهد الكافي لتشغيل كل من Wemos وتشغيل القفل / فتح القفل.

إذا كان لديك مفتاح يعمل مع بطارية واحدة 3 فولت ، فيجب أن تكون قادرًا على إضافة منظم جهد 3.3 فولت في دائرتك لإسقاط الجهد بالقرب من 3 فولت المطلوب. تنتج بطارية 3 فولت في الواقع حوالي 3.1 فولت ، ومعظم الدوائر لديها نوع من تحمل الجهد العالي ، لذلك في هذه الحالة يكون 3.1 فولت إلى 3.3 فولت + 6٪. اجمع ذلك مع حقيقة أن Wemos يسحب التيار ، لذلك من المرجح أن يكون الجهد أقل. إذا كنت في شك ، قم بالقياس باستخدام مقياس متعدد وإذا أمكن ، تحقق مع بائع القفل من الحد الأقصى للجهد (أو الحد الأقصى للتسامح) الذي سيقبله المفتاح ، حيث إنني لا أتحمل أي مسؤولية إذا توقف مفتاحك عن العمل! أخيرًا ، كحل بديل ، قم بإعداد دائرة مقسم الجهد بدلاً من ذلك.

الخطوة 1: التجميع

اللحيم

تجميع المكونات بسيط للغاية. أولاً ، قم بفتح سلسلة المفاتيح - قم بإزالة البطاريات والحالة لأنك تحتاج فقط إلى لوحة الدائرة بالداخل. بعد ذلك ، قم بتوصيل سلك على كل جانب من أرجل زر مفتاح التشغيل. افعل ذلك لكل من زر "القفل" وزر "الفتح". بعد ذلك ، اقلب الفوب وقم بتوصيل سلك على الوسادات + و- في الجزء الخلفي من فوب ، كما هو موضح في الصور. اللوحة الأكبر + ، الأصغر -

ملحوظة: مزود الطاقة بجهد 5 فولت سيشغل كلاً من Wemos و Key fob ، لذلك لم تعد بطاريات fob مطلوبة.

المجسم

قم بتوفير 5V Vcc و GND إلى Wemos وأضف MOSFETs والمقاومات إلى اللوح وفقًا للصورة. يجب أن تعمل المقاومات 10 كيلو أوم من GND إلى البوابة (الدبوس المركزي) للوحدات MOSFET. سيؤدي هذا إلى سحب الجهد إلى الأرض وإيقاف تشغيل وحدات MOSFET عند تشغيلها.

بعد ذلك ، قم بتشغيل سلك من D1 على Wemos إلى بوابة MOSFET الأول و D2 على Wemos إلى بوابة MOSFET الثانية. D1 و D2 عبارة عن دبابيس GPIO (إدخال / إخراج للأغراض العامة) التي تم تعيينها كدبابيس OUTPUT في الكود.

أخيرًا ، قم بتوصيل أسلاك keyfob بلوحة التجارب ، و Vcc إلى سكة 5V ، و GND إلى GND ، ثم السلك الموجود على الجانب السلبي من الزر إلى جانب المصدر لكل MOSFET والجانب الإيجابي من الزر إلى جانب الصرف لكل MOSFET كما هو موضح في الصورة (استخدم مقياس متعدد إذا كنت غير متأكد من القطبية)

(تحرير: قفل باب وندسور البديل الذي ذكرته سابقًا ، يحتوي على مفتاح استهلك جهدًا أكبر بقليل من مفتاح التشغيل القديم. تسبب هذا في توقف Wemos عن الاستجابة بشكل فعال بسبب انخفاض الجهد عليه ، عندما كان الباب مغلقًا / غير مقفل. إذا واجهت نفس المشكلة ، ثم لمعالجة السلك في مكثف 220 فائق التوهج (أو ما شابه) قبل الأسلاك +/- التي تخرج إلى قاعدة المفتاح. سيشحن المكثف وعند التشغيل ، استنزف المكثف بدلاً من طاقة التيار المستمر المباشرة)

الآن قم بتوصيل كبل USB في Wemos والطرف الآخر من الكبل بجهاز الكمبيوتر الخاص بك.

(سيقوم الكود بإخراج الدبوس D1 "HIGH" ، مما يؤدي إلى تشغيل MOSFET للسماح للجهد بالانتقال من الصرف إلى المصدر ، وبالتالي ، "تشغيل" الزر لمدة ثانية واحدة قبل إحضار دبوس الإخراج "LOW" مرة أخرى وإيقاف تشغيله. في الواقع ، إنه ببساطة محاكاة ضغطة مفتاح على الزر عبر رمز)

اردوينو IDE

قم بتشغيل Arduino IDE. قم بتنزيل وفتح الرمز (الرابط البديل هنا) تأكد من تضمين اللوحات الإضافية في IDE ، انظر هنا حول كيفية الإعداد. ستحتاج بعد ذلك إلى التأكد من تثبيت وتحميل اللوحة الصحيحة لمشروعك (Tools ، Boards ، Board Manager - ابحث عن "esp8266" وتثبيتها) بالإضافة إلى منفذ COM الصحيح المحدد (Tools ، Port ، COM …). ستحتاج أيضًا إلى تثبيت المكتبات المناسبة PubSubClient و ESP8266Wifi (Sketch ، Manage Libraries ، Include Library …)

بعد ذلك ، قم بتغيير سطور التعليمات البرمجية التالية ، واستبدل SSID وكلمة المرور الخاصين بك لاتصالك اللاسلكي. قم أيضًا بتغيير عنوان IP للإشارة إلى وسيط MQTT الخاص بك. إذا لم يكن لديك وسيط MQTT مثبتًا ، أوصي باستخدام Mosquitto. قم بالتنزيل لنظام التشغيل Windows أو Linux هنا.

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

بمجرد التغيير ، تحقق من الرمز الخاص بك ثم قم بتحميله إلى لوحة Wemos / ESP8266 عبر كابل USB.

الخطوة 2: الاختبار وتكوين OpenHAB

اختبار MQTT

MQTT هو نظام مراسلة "اشتراك / نشر". يمكن لجهاز واحد أو أكثر التحدث إلى "وسيط MQTT" و "الاشتراك" في موضوع معين. أي رسائل واردة من أي جهاز آخر "منشورة" لنفس الموضوع ، سيتم دفعها من قبل الوسيط إلى أي جهاز آخر مشترك في هذا الموضوع. إنه بروتوكول خفيف الوزن للغاية وسهل الاستخدام ومثالي كنظام تشغيل بسيط مثل النظام الموجود هنا. انظر إلى مخطط التدفق للحصول على فكرة تقريبية عن كيفية عمله.

للاختبار ، يمكنك عرض رسائل MQTT الواردة من Wemos إلى وسيط MQTT الخاص بك عن طريق تشغيل الأمر التالي على خادم Mosquitto (Mosquitto هو واحد من العديد من برامج MQTT Broker المتاحة). يشترك هذا الأمر في رسائل Keepalive الواردة:

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / status

يجب أن ترى الرسائل الواردة واردة من Wemos كل 30 ثانية أو نحو ذلك بالرقم "1" (بمعنى "أنا على قيد الحياة") إذا رأيت "0" ثابتًا (أو لا توجد استجابة) ، فلا يوجد اتصال. بمجرد أن ترى الرقم 1 قادمًا ، فهذا يعني أن Wemos يتواصل مع وسيط MQTT (ابحث عن "MQTT Last Will and Testament" للحصول على مزيد من المعلومات حول كيفية عمل ذلك ، أو شاهد إدخال المدونة الجيد حقًا)

بمجرد أن تثبت أن الاتصال فعال ، يمكنك الآن تتبع رسالة "المشغل" الفعلية (قفل / فتح). اشترك أولاً في الموضوع التالي.

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / الزناد

افتح الآن نافذة سطر أوامر ثانية وقم بتشغيل أمر النشر التالي ، وإرسال رسالة للموضوع إما "LOCK" أو "UNLOCK". يجب أن تشاهد الرسالة المقابلة تظهر في النافذة الأولى ويجب أن ترى أيضًا وميض ضوء LED الأحمر على مفتاح التشغيل وآلية قفل الباب أو فتحه كما هو مطلوب.

mosquitto_pub -t openhab / الباب الأمامي / الزناد -m LOCK

(-t تعني "موضوع" ، -m تعني "رسالة" ، -v تعني إخراج "مطوّل")

ملاحظة: إذا تم فتح الباب عند إرسال قفل أو أقفال عند إرسال أمر إلغاء القفل ، فما عليك سوى تغيير الأسلاك D1 و D2 حولها

تكوين OpenHAB

التغييرات التالية مطلوبة لـ OpenHAB:

ملف "العناصر":

قم بتبديل frontdoorTrigger "Front Door" (gDoors) {mqtt = "> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: ON: LOCK]،> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: OFF: UNLOCK]"} Number frontdoorStatus "الباب الأمامي [MAP (status.map):٪ d]" (gDoors) {mqtt = "<[mqttbroker: openhab / frontdoor / status: state: default]"}

ملف "خريطة الموقع":

عنصر التبديل = تعيينات frontdoorTrigger = [ON = "Lock" ، OFF = "Unlock"] عنصر النص = frontdoorStatus

ملف "status.map" (في مجلد التحويل):

0 = Down1 = حي- = غير معروف

قد تحتاج إلى تغيير تكوين OpenHAB أعلاه قليلاً ليناسب الإعداد الخاص بك ، مثل جزء "mqttbroker:" الذي يشير إلى اسم وسيط MQTT الذي تم تكوينه.

تُظهر الصورة النهائية المكونات الموجودة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. في هذه الحالة ، نظرًا لأنني أستخدم مصدر طاقة تيار مستمر أكبر من 5 فولت (في حالتي 9 فولت) ، تشتمل اللوحة أيضًا على منظم جهد LM7805 بالإضافة إلى مكثف 0.33 فائق التوهج للطاقة في الجانب ومكثف 0.1 فائق التوهج على جانب الطاقة الخارج للمساعدة في تهدئة واستقرار الجهد. وإلا فإن باقي التوصيلات هي نفسها الموضحة سابقًا.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

- إذا كانت لديك مشكلات حيث يقوم Wemos بإغلاق الباب أو فتحه باستمرار (على سبيل المثال: إرسال إشارة RF ويظل مصباح LED الخاص بفوب المفتاح قيد التشغيل) ، فتحقق من أسلاك VCC و GND الخاصة بك إلى Wemos. هناك احتمالات ، أن أحدهما أو كليهما غير متصل بشكل صحيح.

الخطوة 3: لحام المكونات إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور

انتهى بي الأمر بلحام جميع المكونات حتى PCB ، فقط باستخدام الأسلاك و / أو مسارات اللحام للانضمام إلى جميع المكونات. ثم حصلت على ثؤلول قديم للجدار DC وقطعت السلك منه بشكل أقصر قليلاً ، ثم ركضت ذلك إلى كتلة الموصل التي كنت ألحمها على PCB. ثم تنقطع الطاقة الداخلة إلى منظم الجهد / المكثفات 5 فولت والمكونات الضرورية. لقد قمت ببساطة بلصق الجزء الخلفي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور باللون الأزرق في ثؤلول الحائط ، وقمت بتوصيله بنقطة طاقة داخل إحدى خزاناتي. يعمل الآن منذ حوالي 9 أشهر دون أي مشاكل!