Garage Door Opener Using a Raspberry Pi: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Ελέγξτε τον κινητήρα γκαράζ από ένα smartphone ή οποιαδήποτε συσκευή που μπορεί να περιηγηθεί σε μια ιστοσελίδα (με AJAX!). Το έργο ξεκίνησε καθώς είχα μόνο ένα τηλεχειριστήριο για το γκαράζ μου. Πόσο διασκεδαστικό ήταν να αγοράσεις ένα δεύτερο; Οχι αρκετά. Ο στόχος μου ήταν να μπορώ να ελέγχω και να παρακολουθώ την πόρτα του γκαράζ μου από το smartphone μου με μία σελίδα. Δεν έχω βάλει καμία φανταστική ασφάλεια γύρω από αυτό καθώς το RPi δεν εκτίθεται έξω από το LAN μου. Ως εκ τούτου, βασίζομαι στο VPN για πρόσβαση στην ιστοσελίδα. Χρησιμοποιώντας ένα smartphone Android είναι πολύ εύκολο τόσο να ρυθμίσετε ένα VPN όσο και να προσθέσετε μια ιστοσελίδα στην αρχική οθόνη μου. Το μόνο που χρειαζόμουν ήταν το λογισμικό για αυτό.

Εάν θέλετε να με υποστηρίξετε στο γράψιμο άλλων οδηγιών, αγοράστε υλικό από συνδέσμους που υποστηρίζονται από την Amazon.

Επίσης, αυτό το διδακτικό είναι τώρα διαθέσιμο και από την προσωπική μου σελίδα:

Βήμα 1: Κάποιο υπόβαθρο

Τι βρήκα στο διαδίκτυο

Ως προγραμματιστής, μου αρέσει να ξαναχρησιμοποιώ μαθήματα ή ήδη κώδικα "επιπέδου παραγωγής". Σε αυτή την περίπτωση δεν ήμουν ευχαριστημένος με αυτό που βρήκα:

• Raspberry Pi Garage Door Opener από τεταρτημόριο. Από όπου ξεκίνησα, ένα απλό κουμπί για την εντολή του ρελέ. Χωρίς κουμπιά ανοίγματος/κλεισίματος, χωρίς σχόλια. Wayταν ούτως ή άλλως πολύ χρήσιμο να κατανοήσουμε την ιδέα γύρω από το ειδικό RPi για τον έλεγχο ενός κινητήρα από ένα ρελέ. Η καλωδίωση που χρησιμοποιώ τώρα είναι η ίδια για το τμήμα εντολών.
• Raspberry Pi Garage Door Opener with GaragePi by Chase Chou. Ameδιο είδος ρύθμισης αλλά χρησιμοποιώντας ένα επιπλέον ασύρματο τηλεχειριστήριο. Δεν ήμουν πρόθυμος να σκοτώσω το μόνο μου τηλεχειριστήριο. Αποδείχθηκε ότι ούτως ή άλλως χρησιμοποιεί το ίδιο είδος ηλεκτρικής ρύθμισης για το τμήμα εντολών. Στην πορεία έμαθα για το WebIOPi να ελέγξω το GPIO μου σε μια ιστοσελίδα. Αυτό έμαθα επίσης για την τοποθέτηση μιας συντόμευσης στην αρχική μου οθόνη Android. Άρχισε επίσης να φωτίζει την ιδέα να βασίζομαι σε υπηρεσίες, άλλωστε, θέλω να είναι αξιόπιστο.
• Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, tweet ή SMS για την πόρτα του γκαράζ σας: Μέρος 1 του Richard L. Lynch. Αυτό πρόσθεσε την ιδέα να χρησιμοποιήσετε έναν μαγνητικό αισθητήρα για να ελέγξετε την κατάσταση της πόρτας. Ωστόσο, δεν έχω χρησιμοποιήσει πολύ καθώς δεν έχτιζα ένα σύστημα συναγερμού αλλά ένα σύστημα εντολών/οθόνης.
• Πλήρως ασύρματο ανοιχτήρι πόρτας γκαράζ / κάμερα ασφαλείας από την DeckerEgo. Αυτό με έκανε να γνωρίζω καλύτερα για τη ροή κάμερας για παρακολούθηση της πόρτας. Πρέπει ακόμη να καταβάλω κάποια προσπάθεια σε αυτό. Maybeσως θα έπρεπε να ανακυκλώσω ένα διανομέα USB ή να φέρω άλλη κάμερα web.
• Έλεγχος Raspberry Pi από κινητή συσκευή ή επιτραπέζιο πρόγραμμα περιήγησης ιστού από τον Frédérick Blais. Αυτή είναι τώρα η βάση μου για τη στοίβα λογισμικού. Χρησιμοποιεί το Flask για να τρέξει μια πολύ απλή ιστοσελίδα μαζί με το AJAX. Αυτό είναι εξαιρετικό για μένα, καθώς παρέχει επιλογές παρακολούθησης και εντολών σε πραγματικό χρόνο. Διαβάστε παρακάτω.

Σχετικά με το RPi μου

Καθώς ακόμα μαθαίνω για το RPi και τα ηλεκτρονικά πράγματα γενικά, αγόρασα μια σειρά από πράγματα για το πρόσφατα αποκτημένο μου Raspberry Pi: μερικά καλώδια, ένα τ-τσαγκάρι, μερικά led, μια μονάδα ρελέ, οκτώ ρελέ μονάδα, οθόνη LCD και ούτω καθεξής. Δεν είμαι σε καμία περίπτωση ηλεκτρονικός και αυτό αποδείχθηκε πολύ διδακτικό. Για να αγοράσετε επιπλέον υλικό το Amazon και το Ebay είναι οι καλύτεροι φίλοι σας.

Η τρέχουσα κατάσταση του έργου περιλαμβάνει το ακόλουθο υλικό:

• Ένα Raspberry Pi (FR/DE) που τρέχει το Raspbian Wheezy 2014-09-09 με τις πιο πρόσφατες ενημερώσεις
• Κάρτα micro SD 8 GB (FR/DE) ή 16 GB (FR/DE) ή 32 GB (FR/DE) 10 για τη συγκράτηση του λειτουργικού συστήματος, αρχείων και ούτω καθεξής
• Δύο διακόπτες καλαμιών γκαράζ από κράμα ψευδαργύρου (FR/DE) για ανίχνευση ανοικτής/κλειστής κατάστασης
• Μια μονάδα ρελέ 3v (FR/DE) για αποστολή εντολών στον κινητήρα της πόρτας (το δικό μου διαθέτει ενσωματωμένο LED για την παρακολούθηση της κατάστασης ρελέ, πολύ βολικό!)
• Ένα breadboard χωρίς συγκόλληση (FR/DE) και 2 στιγμιαίοι διακόπτες (FR/DE) για να προσομοιώσουν την πόρτα στο γραφείο μου (ή να πάρουν ένα κιτ εκκίνησης (FR/DE))
• Ένα wongi dongle (FR/DE) για την αφαίρεση της επιπλέον καλωδίωσης όταν κρέμεται από την οροφή του γκαράζ

Ένας περιορισμός που έχω ακόμα είναι ότι δεν ξέρω πότε η πόρτα είναι στα μισά του δρόμου, σταματημένη ή ακόμα κινείται. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο θα ήθελα αργότερα να προσθέσω μια παλιά κάμερα web για ροή από το εσωτερικό του γκαράζ. Μάλλον θα προσθέσω κάποιον αισθητήρα για να παρακολουθεί τον ίδιο τον κινητήρα.

Βήμα 2: Στοίβα λογισμικού

Γενικά πράγματα

Το λογισμικό βασίζεται στην ενότητα Python, Flask και WiringPi GPIO Python. Όπως εξηγείται στο παρασκήνιο, ξεκίνησα από το σεμινάριο Raspberry Pi control από κινητή συσκευή ή επιτραπέζιο πρόγραμμα περιήγησης που δημοσιεύτηκε από τον Frédérick Blais. Το τρέχον λογισμικό αποτελείται από:

• Ένα αρχείο προτύπου HTML που περιέχει κώδικα και στοιχεία ελέγχου jQuery Mobile
• Μια ενότητα Python Pins για πρόσβαση στο GPIO του Raspberry Pi
• Μια ενότητα Python go για την εκτέλεση του Flask και την υποστήριξη των ερωτημάτων AJAX

Αυτό που υπάρχει στο αποθετήριο είναι το ακατέργαστο λογισμικό. Δεν είναι σε καμία περίπτωση φανταχτερό ή συντριπτικό χαρακτηριστικών. Είναι ακριβώς αυτό που κατάφερα να πετύχω από αυτά που έμαθα.

Τρέχουσα διεπαφή

Επί του παρόντος, η κατάσταση για τις πόρτες διαβάζεται κάθε 0,5 δευτερόλεπτα. Δύο διακόπτες χρησιμοποιούνται για κατάσταση ανοικτού/κλεισίματος. Ένα ρελέ χρησιμοποιείται για να δώσει εντολή στον κινητήρα. Ο τρέχων κώδικας εξακολουθεί να εξάγει κάποιο σφάλμα. Το παρακάτω στιγμιότυπο οθόνης προέρχεται από ένα Nexus 5.

Βήμα 3: Υλικό - Alpha

Δοκιμαστικό κρεβάτι

Το κρεβάτι δοκιμής μου είναι αρκετά απλό, ένα RPi, ένα ρελέ και δύο διακόπτες. Για να κρατήσετε τα πράγματα σφιχτά, μερικά φερμουάρ (FR/DE) είναι το μόνο που χρειάζεστε. Εδώ είναι μια εικόνα του. Το καλώδιο RJ45 LAN (FR/DE) προορίζεται για εντοπισμό σφαλμάτων σε επιτραπέζιους υπολογιστές και wong WiFi για χρήση σε γκαράζ.

Ζωντανό σύστημα

Το RPi συνδέεται προς το μοτέρ πόρτας μόνο προς το παρόν, θα ακολουθήσουν διακόπτες. Πρέπει να περιμένω λίγο για να αποκτήσω τη σωλήνα συρρίκνωσης θερμότητας (FR/DE). Θα πρέπει επίσης να είμαι πιο σταθερός. Συγγνώμη για το θάμπωμα.

Τα μπλε, κίτρινα και πράσινα καλώδια στα αριστερά είναι για τους μαγνητικούς διακόπτες.

• Το μπλε είναι το GND
• Το κίτρινο και το πράσινο είναι οι ακίδες 18 (ανοιχτή κατάσταση) και 27 (κλειστή κατάσταση).

Βήμα 4: Υλικό - Beta

Δοκιμαστικό κρεβάτι

Αυτό είναι τώρα ένα απευθείας χαρτόνι με φερμουάρ. Η οθόνη LCD και το ρελέ είναι επίσης πακέτα. Η οθόνη LCD είναι 20x4 (20 χαρακτήρες για σειρές, 4 γραμμές) (FR/DE) πάνω από I²C.

Οι πρώτες 2 γραμμές εμφανίζουν την υποδοχή και την ημερομηνία/ώρα. Οι τελευταίες 2 γραμμές κυκλώνουν μεταξύ καταστάσεων ακίδων και κατάστασης δικτύου (IP IP eth0/wan0). Η γραμμή της κατάστασης της πόρτας είναι ένα ωραίο GFX για να πεις:

• | | είναι ανοιχτό
• |-| λειτουργεί
• |. | είναι κλειστό

Σχηματιστικά σχήματα

Σχηματικό σχηματισμό με LCD 20x4 I2C, διακόπτες ανοίγματος/κλεισίματος και ρελέ. Η μόνη προσθήκη είναι η οθόνη LCD I2C. Το προτιμούσα από το 18x2 που είχα.

Ζωντανό σύστημα

Το beta HW είναι πλέον "επίπεδο παραγωγής" καθώς ταιριάζει όμορφα σε ένα παλιό βιδωτό κουτί. Κράτησα έναν διαχωριστή για να φιλοξενήσει καλώδια ρελέ και misc ενώ το RPi βρίσκεται σε χαμηλότερο επίπεδο. Μπορεί να παρατηρήσετε το Synology NAS (FR/DE) στη δεξιά πλευρά, χρησιμοποιείται για την άμεση τροφοδοσία του RPi. Το βράδυ με modem, switch και NAS.

Κλειστή προβολή του κουτιού βιδών, η οθόνη LCD δείχνει την κατάσταση της πόρτας και το pinout Open/Close/Relay.

Το βράδυ, εσωτερική θέα από την κορυφή.

Βήμα 5: Πηγαίος κώδικας και πόροι

Μπορείτε να βρείτε όλους τους πόρους σε αυτό το αποθετήριο GitHub:

github.com/amayii0/GarageOpenerR1