Alarmostat: 10 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

W tym przewodniku opowiem Ci, jak zbudować Alarmostat, mój szkolny projekt dla 1MCT w Howest. Koncepcja polega na stworzeniu urządzenia, które łączy w sobie zarówno alarm antywłamaniowy, jak i termostat. Mój projekt można jednak zdecydowanie ulepszyć, więc nie ma potrzeby bardzo dokładnego wykonywania instrukcji. Bądź kreatywny!

Potrzebne komponenty są wymienione poniżej, a dokładny obwód elektryczny można znaleźć na zdjęciu (nie odpowiadam jednak za jakiekolwiek uszkodzenia sprzętu:))

Kieszonkowe dzieci

-Raspberry Pi (użyłem 3B+) z adapterem i kartą SD

-Płytka do krojenia chleba

-Płytka zaciskowa GPIO może być przydatna

-Czujnik ruchu (HCRS501)

- Przełącznik magnetyczny drzwi (ada375)

-kilka ledów i rezystorów

-aktywny brzęczyk

- enkoder obrotowy (keyes-0,40)

-2x16 wyświetlacz lcd;

-Rejestr zmiany biegów 74hc595 do sterowania lcd

-Czytnik rfid MFRC522

-dużo przewodów

-materiały do wykonania etui i narzędzia do jego złożenia

(dodatkowy zasilacz płytki stykowej)

Krok 1: Pobieranie plików

Pliki dla tego projektu można znaleźć w tych repozytoriach:

github.com/thomasdebiehw/project-backend

github.com/thomasdebiehw/project-frontend

Backend to program w języku Python / Flask, który komunikuje się z naszym sprzętem i przekazuje z niego informacje do frontendu, który jest interfejsem sieciowym.

Nie nienawidzę kodu, zdaję sobie sprawę, że część jest napisana słabo i niejasno, ale hej, działa:)

Być może będziesz musiał zmienić niektóre rzeczy, aby działał poprawnie, na przykład użytkownik mysql lub adresy IP, na których działają programy.

Przeczytaj plik readme frontendu, aby dowiedzieć się, gdzie umieścić te pliki

Pobierz pliki na swoje Pi (lub dokonaj w nich niesamowitych zmian) i przygotuj się na podłączenie wszystkiego do Pi.

Krok 2: Łączenie

Wyłącz swoje Pi przed podłączeniem komponentów. Obwód elektryczny powinien być dość oczywisty, ale jedną z części, na które należy uważać, jest czujnik ruchu. Z jakiegoś powodu jego układ jest inny w obwodzie elektrycznym. Do obrazu dodałem kilka adnotacji, aby wyjaśnić funkcję komponentów.

Jedną z rzeczy, które możesz chcieć zrobić, jeśli napotkasz problemy, jest użycie zewnętrznego zasilacza płytki stykowej. Miałem pewne problemy z niedziałającym czytnikiem rfid. Chociaż nie jestem do końca pewien, czy problemem była moc, nie doświadczyłem tego po użyciu zewnętrznego źródła i też nie boli.

Jeśli chcesz to zrobić, połącz ze sobą piny GND z Pi i zasilacza. Podłącz wszystko +3,3 V lub + 5 V z komponentów do odpowiedniego wyjścia zewnętrznego źródła i powinieneś być dobry.

NIE podłączaj 3.3 lub 5v Pi do zasilania. Jeśli używasz jednego, najlepiej pozostawić je całkowicie odłączone, aby uniknąć błędów.

Możesz zobaczyć moją konfigurację testową na drugim zdjęciu

Krok 3: Testowanie

Powinieneś umieścić bazę danych na Pi za pośrednictwem MySQL Workbench, wykonując import danych. Plik w repozytorium jest zrzutem bazy danych. W przeciwnym razie możesz napotkać pewne problemy, ponieważ Pi używa MariaDB zamiast MySQL. Może być również konieczne utworzenie nowego użytkownika lub zmiana tych poświadczeń w kodzie. Możesz zobaczyć ERD na załączonym obrazku

Możesz spróbować uruchomić program Alarmostat od razu, ale polecam najpierw przetestować poszczególne komponenty. Możesz użyć klas zawartych w repozytorium github i stworzyć mały program do testowania wszystkich komponentów. To znacznie ułatwi rozwiązywanie problemów.

Gdy już wiesz, że Twoje komponenty działają, możemy zacząć budować obudowę.

Krok 4: Sprawa

Sprawa może być cokolwiek chcesz. Jeśli chcesz stworzyć samowystarczalny prototyp, taki jak mój, musisz spełnić kilka wymagań.

-Niektóre wycięcia do montażu elementów przez płytę przednią

-Jakiś rodzaj mechanizmu drzwi

-Dość miejsca w środku

Użyłem drewna o grubości 6mm. Jest bardzo wytrzymały i idealny, jeśli chcesz w nim wycinać laserowo, ale montaż elementów bez konieczności przekręcania śrub z przodu może być wyzwaniem.

Osiadłem na śrubach pokazanych na zdjęciu, a następnie użyłem nakrętek, aby je skutecznie skrócić. Zdecydowanie zalecam sprawdzenie, jak daleko sięgają twoje śruby na wyrzucanym kawałku materiału, którego używasz, ponieważ te części mogą się różnić.

Niektóre części nie miały dobrych otworów na śruby (keyes-040, hcsr501, diody), więc użyłem pistoletu do klejenia na gorąco, aby je zamocować. Nie jest to najczystsze rozwiązanie, ale wystarczy. Lutownica może nie być potrzebna, ale użyłem jej do przylutowania lepszych przewodów do czujnika drzwiowego ada375, ponieważ zbyt łatwo się poluzowały.

Części, które zamontowałem do obudowy to:

-2 diody LED

-ada375

-hcsr501

-LCD

-obrotowy ekoder

-czytnik rfid

Reszta jest przymocowana do płytki stykowej. (Może być jednak lepszy montaż czujnika temperatury poza obudową)

Krok 5: Kilka uwag na temat mojego przypadku

Powyżej znajduje się szkic modelu sprawy. Oto wymiary:

płyta czołowa: 40,5 x 30 cm

boki obudowy podzespołów: 20 x 30 cm

góra i dół: 20 x 20 cm

Wywierciłem mały otwór z boku, aby poprowadzić przewody czujnika i większy w tylnym panelu na kable zasilające i ethernet. Wywiercono również otwory na 2 diody led z przodu

Jedna rada: NIE kopiuj tych wymiarów! Dla mnie górna płyta powinna mieć wymiary 20,6 x 21,2 cm, ponieważ nie brałem pod uwagę grubości drewna. I nawet jeśli to prawda, obudowa, w której znajduje się Pi i komponenty, jest ledwie wystarczająco duża. Nie wziąłem pod uwagę dodatkowej długości zasilacza płytki stykowej i po prostu miałem szczęście, że mogłem go tam umieścić po przekątnej.

Proponuję użyć płyty czołowej mniej więcej tego samego rozmiaru, a tylną obudowę poszerzyć o 5 cm. Po lewej stronie pozostało wystarczająco dużo miejsca, aby przesunąć drzwi i czujniki nieco bardziej do krawędzi.

Albo wiesz… Zaprojektuj swój własny!

Krok 6: Montaż

Najłatwiej mi było pracować w tej kolejności:

1: przytnij drewno do odpowiedniego rozmiaru!

2: weź przednią płytę i wykonaj wycięcia na komponenty (jeśli chcesz to wyciąć laserem, plik jest załączony, potrzebujesz jednak dwóch dodatkowych otworów na diody led)

3: zamontuj niezbędne elementy do płyty czołowej

4: Test-podłącz te komponenty. Lepiej zrób to, póki masz jeszcze trochę miejsca do pracy. Skleiłem odpowiednie przewody razem, aby zrobić z nich coś w rodzaju nagłówka. To znacznie ułatwia ich połączenie, gdy wszystko jest na swoim miejscu

5: zamontuj raspberry pi do wewnętrznej obudowy (lub znajdź inne rozwiązanie do zamontowania, bo wyjęcie karty sd będzie prawie niemożliwe) Użyte nakrętki zetknęły się z metalowymi pinami na Pi więc zakryłem część dna z taśmą elektryczną.

Krok 7: Więcej montażu

Teraz złóż to razem (użyłem bardzo mocnego kleju do drewna, ponieważ to drewno nie było zadowolone z gwoździ lub śrub po stronie grubości 6mm)

Przykleiłem dwa boczne panele obudowy do zewnętrznej krawędzi dolnej płyty, a tylny panel umieściłem na górze dolnej płyty, pomiędzy bocznymi płytami. To sprawia, że jest mocniejszy, ale musiałem zeszlifować górę tylnej płyty, ponieważ wyszła o 6 mm wyżej niż panele boczne i przednie

Krok 8: Łączenie

Wreszcie nadszedł czas, aby ponownie połączyć komponenty wewnątrz obudowy. Po prostu wrzuciłem płytkę stykową na miejsce ze wszystkimi podłączonymi do niej kablami, a następnie połączyłem zamontowane komponenty jeden po drugim.

Jak widać, to naprawdę nie jest zbyt czyste, więc może znajdziesz lepszy sposób na jego prawidłowy montaż

Krok 9: Oprogramowanie

Będziesz musiał dodać użytkownika do bazy danych, jeśli chcesz używać czytnika rfid do uzbrajania i rozbrajania systemu. Połącz się z pi przez Workbench, wybierz bazę danych Alarmostat i uruchom następujące polecenie:

INSERT INTO alarmostat.user (iduser, username, usertype, userpassword, userrfidtag) WARTOŚCI (DOMYŚLNE, '#yourusername', 'user', '#password', '#rfidid')

zastąp # odpowiednimi wartościami. Identyfikator rfidid można znaleźć, uruchamiając skrypt rfidtest.py z repozytorium. Wyświetli identyfikator Twojego tagu:

Aby uruchomić program przy starcie, zobacz readme:

Krok 10: Jesteś gotowy

Zrobione! jesteś gotowy, aby chronić i kontrolować temperaturę swojego wyimaginowanego domu! Baw się i spróbuj dodać nowe funkcje do kodu!