Alarmostat: 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Trong hướng dẫn này, tôi sẽ cho bạn biết cách xây dựng Alarmostat, dự án trường học của tôi cho 1MCT tại Howest. Ý tưởng này đang tạo ra một thiết bị kết hợp cả cảnh báo trộm và bộ điều chỉnh nhiệt trong một. Mặc dù vậy, thiết kế của tôi chắc chắn có thể được cải thiện, vì vậy không cần thiết phải làm theo hướng dẫn quá chính xác. Sáng tạo!

Các thành phần cần thiết được liệt kê bên dưới và mạch điện chính xác có thể được tìm thấy trong ảnh (Tuy nhiên, tôi không chịu trách nhiệm về bất kỳ thiệt hại nào đối với thiết bị của bạn:))

Quân nhu

-Raspberry Pi (tôi đã sử dụng 3B +) với bộ điều hợp và thẻ sd

-Breadboard

-Bảng đột pháGPIO có thể tiện dụng

-Cảm biến chuyển động (HCRS501)

-Công tắc nam châm trong nhà (ada375)

-một vài led và điện trở

-an buzzer hoạt động

- bộ mã hóa chu kỳ (keyes-0,40)

Màn hình LCD -2x16

-74hc595 đăng ký dịch chuyển để điều khiển màn hình LCD

Đầu đọc rfid -MFRC522

-rất nhiều dây

-chất liệu để làm vỏ và các công cụ để ghép nó lại với nhau

(nguồn cung cấp thêm breadboard)

Bước 1: Lấy tệp

Các tệp cho dự án này có thể được tìm thấy trong các kho này:

github.com/thomasdebiehw/project-backend

github.com/thomasdebiehw/project-frontend

Phần phụ trợ là một chương trình Python / Flask giao tiếp với phần cứng của chúng tôi và cung cấp thông tin từ nó đến giao diện người dùng, là một giao diện web.

Đừng ghét mã, tôi biết rằng một số mã được viết kém và không rõ ràng, nhưng này, nó hoạt động:)

Bạn có thể phải thay đổi một số thứ xung quanh để nó hoạt động bình thường, chẳng hạn như người dùng mysql hoặc ip-adresses các chương trình chạy trên đó.

Đọc readme của giao diện người dùng để biết nơi đặt các tệp này

Nhận các tệp trên Pi của bạn (hoặc thực hiện các thay đổi tuyệt vời đối với chúng) và sẵn sàng kết nối mọi thứ với Pi.

Bước 2: Kết nối

Tắt nguồn Pi của bạn trước khi kết nối các thành phần. Mạch điện nên khá dễ hiểu, nhưng một phần cần chú ý là cảm biến chuyển động. Vì lý do nào đó cách bố trí của nó khác nhau trên mạch điện. Tôi đã thêm một số chú thích vào hình ảnh để giải thích chức năng của các thành phần.

Một điều bạn có thể muốn làm, nếu bạn gặp sự cố, là sử dụng nguồn cung cấp năng lượng cho breadboard bên ngoài. Tôi đã gặp một số vấn đề với trình đọc rfid không hoạt động. Mặc dù tôi không hoàn toàn chắc chắn về vấn đề nguồn điện, nhưng tôi đã không gặp phải vấn đề này sau khi sử dụng nguồn bên ngoài và nó cũng không ảnh hưởng gì.

Nếu bạn muốn làm điều này, hãy kết nối các chân GND từ Pi và bộ nguồn với nhau. Cắm tất cả mọi thứ + 3.3v hoặc + 5v từ các thành phần vào đầu ra theo nguồn cung cấp bên ngoài, và bạn sẽ tốt.

KHÔNG kết nối 3.3 hoặc 5v của Pi với nguồn điện. Nếu bạn đang sử dụng, tốt nhất hãy để những thiết bị này ngắt kết nối hoàn toàn để tránh mắc lỗi.

Bạn có thể thấy thiết lập thử nghiệm của tôi trong hình thứ hai

Bước 3: Kiểm tra

Bạn nên đặt cơ sở dữ liệu trên Pi thông qua MySQL Workbench bằng cách nhập dữ liệu. Tệp trong kho lưu trữ là một kết xuất của cơ sở dữ liệu. Nếu không, bạn có thể gặp một số vấn đề vì Pi sử dụng MariaDB thay vì MySQL. Bạn cũng có thể phải tạo người dùng mới hoặc thay đổi các thông tin đăng nhập này trong mã. Bạn có thể xem ERD trong hình đính kèm

Bạn có thể thử chạy chương trình Alarmostat ngay lập tức, nhưng tôi khuyên bạn nên thử nghiệm các thành phần riêng biệt trước. Bạn có thể sử dụng các lớp có trong github repo và tạo một chương trình nhỏ để kiểm tra tất cả các thành phần của bạn. Điều đó sẽ làm cho việc khắc phục sự cố trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.

Khi bạn biết các thành phần của mình hoạt động, chúng tôi có thể bắt đầu xây dựng một trường hợp.

Bước 4: Trường hợp

Vỏ có thể là bất cứ thứ gì bạn muốn. Nếu bạn muốn tạo ra một nguyên mẫu độc lập như của tôi, có một số yêu cầu.

-Một số vết cắt để lắp các thành phần máng vào tấm phía trước

-Một số loại cơ chế cửa

- Đủ không gian bên trong

Tôi đã sử dụng loại gỗ dày 6mm. Nó rất chắc chắn và hoàn hảo nếu bạn muốn gắn dây vào nó, nhưng việc gắn các thành phần mà không cần vít ra phía trước có thể là một thách thức.

Tôi cố định các vít được hiển thị trong hình và sau đó sử dụng đai ốc để làm cho chúng ngắn hơn một cách hiệu quả. Tôi thực sự khuyên bạn nên kiểm tra xem vít của bạn đi được bao xa trên mảnh vật liệu bạn đang sử dụng, vì các bộ phận này có thể khác nhau.

Một số bộ phận không có lỗ bắt vít tốt (keyes-040, hcsr501, led) vì vậy tôi cũng sử dụng súng bắn keo nóng để gắn chúng vào vị trí. Nó không phải là giải pháp sạch nhất nhưng nó sẽ hoạt động tốt. Có thể không cần đến mỏ hàn, nhưng tôi đã sử dụng một mỏ hàn để hàn các dây tốt hơn vào cảm biến cửa ada375 của mình vì chúng dễ bị lỏng ra.

Các bộ phận tôi gắn vào vỏ là:

-2 đèn led

-ada375

-hcsr501

-lcd

-bộ sinh thái chu kỳ

-rfid reader

Phần còn lại được gắn vào breadboard. (Tuy nhiên, lắp cảm biến nhiệt độ ở nơi nào đó bên ngoài vỏ máy có thể thích hợp hơn)

Bước 5: Một số nhận xét về trường hợp của tôi

Bạn có thể tìm thấy một mô hình dự thảo của trường hợp ở trên. Dưới đây là các kích thước:

mặt trước: 40,5 x 30 cm

các mặt của vỏ thành phần: 20 x 30 cm

trên và dưới: 20 x 20 cm

Tôi đã khoan một lỗ nhỏ ở bên cạnh để định tuyến máng dây cảm biến và một lỗ lớn hơn ở mặt sau cho cáp nguồn và cáp ethernet. Các khe hở cho 2 con led phía trước cũng đã được khoan lỗ

Một lời khuyên: ĐỪNG sao chép các kích thước này! Tấm trên cùng đối với tôi lẽ ra phải là 20,6 x 21,2 cm vì tôi không tính đến độ dày của gỗ. Và ngay cả khi điều đó là đúng, thì phần vỏ bọc nơi đặt Pi và các thành phần cũng không đủ lớn. Tôi đã không tính đến chiều dài thêm của bộ nguồn breadboard và chỉ may mắn là tôi có thể đặt nó vào đó theo đường chéo.

Tôi khuyên bạn nên sử dụng cùng kích thước tấm trước và chỉ làm cho vỏ sau rộng hơn 5 cm. Có quá đủ không gian còn lại ở phía bên trái để di chuyển cửa và các cảm biến ra rìa nhiều hơn một chút.

Hoặc, bạn biết đấy.. Thiết kế của riêng bạn!

Bước 6: Lắp ráp

Tôi thấy làm việc theo thứ tự này là dễ nhất:

1: cắt gỗ của bạn theo đúng kích thước

2: Lấy tấm phía trước và tạo các vết cắt cho các thành phần (nếu bạn muốn cắt bằng tia laze, tệp được đính kèm, bạn cần thêm hai lỗ cho đèn led)

3: Gắn các thành phần cần thiết vào mặt trước

4: Kiểm tra kết nối các thành phần này. Tốt hơn bạn nên làm điều này trong khi bạn vẫn còn một số không gian để làm việc. Tôi đã dán các dây tương ứng lại với nhau để làm cho chúng thành một tiêu đề. Điều đó làm cho việc kết nối chúng dễ dàng hơn rất nhiều khi mọi thứ đã sẵn sàng

5: Gắn pi raspberry vào vỏ bên trong (hoặc tìm giải pháp khác để gắn nó vì hầu như không thể tháo thẻ sd) bằng băng dính điện.

Bước 7: Lắp ráp thêm

Bây giờ hãy gắn nó lại với nhau (tôi đã sử dụng keo dán gỗ rất chắc vì loại gỗ này không hài lòng với đinh hoặc vít ở mặt dày 6mm)

Tôi dán hai tấm bên của vỏ vào mép ngoài của tấm dưới cùng và đặt tấm sau lên trên tấm dưới cùng, ở giữa các tấm bên. Điều này làm cho nó mạnh hơn nhưng tôi đã phải mài phần trên của tấm sau vì nó cao hơn 6mm so với mặt bên và mặt trước

Bước 8: Kết nối

Cuối cùng đã đến lúc kết nối lại các thành phần bên trong thùng máy. Tôi chỉ cần thả breadboard vào đúng vị trí với tất cả các dây cáp được gắn vào nó, sau đó kết nối từng thành phần được gắn vào.

Như bạn có thể thấy, điều này thực sự không quá sạch sẽ, vì vậy bạn có thể tìm ra cách tốt hơn để gắn nó đúng cách

Bước 9: Phần mềm

Bạn sẽ phải thêm một người dùng vào cơ sở dữ liệu nếu bạn muốn sử dụng trình đọc rfid để điều khiển và vô hiệu hóa hệ thống. Kết nối với pi của bạn qua Workbench, chọn cơ sở dữ liệu Alarmostat và chạy lệnh sau:

CHÈN VÀO BIỂU TƯỢNG NGUỒN GỐC.user (iduser, username, usertype, userpassword, userrfidtag) GIÁ TRỊ (DEFAULT, '#yourusername', 'user', '#password', '#rfidid')

thay thế # bằng các giá trị phù hợp. Bạn có thể tìm thấy rfidid bằng cách chạy tập lệnh rfidtest.py từ kho lưu trữ. Nó sẽ hiển thị id thẻ của bạn:

Để chạy chương trình khi khởi động, hãy xem readme:

Bước 10: Bạn đã sẵn sàng

Xong rôi! bạn đã sẵn sàng để bảo vệ và kiểm soát nhiệt độ ngôi nhà tưởng tượng của mình! Chúc bạn vui vẻ và cố gắng thêm các tính năng mới vào mã!