Home Presence Simulator og sikkerhedskontrolenhed: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Dette projekt giver os mulighed for at simulere tilstedeværelse og registrere bevægelser i vores hjem.

Vi kan konfigurere et netværk af enheder installeret i forskellige rum i vores hjem, som alle styres af en hovedenhed.

Dette projekt kombinerer disse funktioner på en enkelt enhed (BILLEDE 1):

1. Det er en tilstedeværelsessimulator: enheden tænder og slukker én pære (BILLEDE 1) og bruger en IR -sender (BILLEDE 2) til at sende 38 KHz IR -styrekoder til IR -styrede enheder (TV, VCR, lamper, …)
2. Det er en bevægelsesdetektor: enheden har en PIR -sensor til at registrere bevægelser (BILLEDE 3)

Hele systemet styres af en master -enhed, der sender signaler til de andre slaveenheder, der findes i netværket, for at tænde og slukke lysene og aktivere kontrollerede IR -enheder i henhold til en planlagt tilstedeværelsessimulering.

Hovedfunktionerne i master -enheden er følgende:

• Den bruger en planlagt sekvens af kommandoer til at styre hver slaveenhed. For eksempel: lyset i slave -station 1 tændes hver dag i et tilfældigt tidsrum, eller slave -station 2 tænder for fjernsynet og skifter kanal efter et stykke tid.
• Den modtager signalerne fra slavestationerne, når der registreres en bevægelse, og sender os og e-mail
• Den konfigurerer en webserver til at styre og opdatere hele systemet eksternt fra skyen

Jeg håber du kan lide og være nyttig for nogen.

Trin 1: Opbygning af en slaveenhed

For at bygge en slaveenhed skal vi bruge følgende:

• Elektrisk kasse
• ARDUINO NANO eller kompatibel ARDUINO NANO mikrokontroller
• Protoboard 480
• Relæ
• 38 KHz IR -sender
• PIR sensor
• nRF24L01 modul + antenne
• Adapter til nRF24L01 modul
• Strømforsyning 5V, 0,6 A
• Lampe holder
• Lys pære
• Kabler
• Terminalblok

Trinnene for at montere den er følgende (se Fritzing -tegningen for hver stiftforbindelse):

1. BILLEDE 1: Åbn et hul i lysboksen til lampeholderen
2. BILLEDE 2: Installer protoboardet 480 med NANO -mikrokontrolleren, IR -senderen og strømforsyningen
3. BILLEDE 3: Tilslut lampeholderens faseleder til relæets NC -terminal og neutrallederen til neutralindgangen i klemrækken. Derefter forbindes relæets fælles terminal til faselederen for indgangen i klemrækken
4. BILLEDE 4: Tilslut IR -senderen og PIR -sensoren til NANO -mikrokontrolleren. Se trin 3 for at konfigurere IR -koder for den enhed, du vil styre
5. BILLEDE 5: Installer nRF24L01 -adapteren uden for elboksen, og tilslut den til NANO -mikrokontrolleren. Som du kan se på dette billede, går kablerne ind i elboksen gennem et hul, som også bruges til at slutte USB -programmeringskablet til NANO -mikrokontrolleren

Trin 2: Opbygning af master -enheden

For at bygge master -enheden skal vi bruge følgende:

• Elektrisk kasse
• ARDUINO MEGA 2560 R3 eller kompatibel ARDUINO MEGA 2560 R3 mikrokontroller
• WiFi NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266 -modul
• RTC DS3231
• Protoboard 170
• Relæ
• 38 KHz IR -sender
• PIR sensor
• nRF24L01 modul + antenne
• Adapter til nRF24L01 modul
• Strømforsyning 5V, 0,6 A
• Lampe holder
• Lys pære
• Kabler
• Terminalblok

Trinnene for at montere den ligner meget den forrige, fordi master -enheden i det væsentlige er en slaveenhed med flere funktioner (se Fritzing -tegningen for hver pin -forbindelse):

• BILLEDE 1: Åbn et hul i elboksen til lampeholderen
• BILLEDE 2, BILLEDE 3: Installer ESP8266 -modulet i protoboardet 170 og placer det over MEGA 2560 mikrokontrolleren, som du kan se på billederne
• BILLEDE 4: Indsæt et stykke træ inde i elboksen. Over træstykket installeres MEGA 2560 mikrokontrolleren med ESP8266, urmodulet DS3231 og nRF24L01 adapteren
• BILLEDE 5: Installer strømforsyningen og virkelig. Tilslut lampeholderens faseleder til relæets NC -terminal og nullederen til den neutrale indgang i klemrækken. Derefter forbindes relæets fælles terminal til faselederen for indgangen i klemrækken.

Trin 3: Konfiguration af master- og slaveenheder

For at konfigurere enhederne skal du gøre de næste trin:

TRIN 3.1 (begge enheder)

Installer bibliotekerne IRremote, RF24Network, RF24, DS3231 og Time i din ARDUINO IDE

TRIN 3.2 (kun for en slaveenhed)

Konfigurer adressen i netværket. Bare kig efter følgende kode i skitsen "presence_slave.ino" og angiv en adresse i oktalt format. Brug kun adresser større end 0, fordi adressen 0 er forbeholdt master -enheden

const uint16_t this_node = 01; // Adresse på vores slaveenhed i Octal -format

Indlæs skitsen "presence_slave.ino" i mikrokontrolleren.

TRIN 3.3 (kun for en master -enhed) (INTRODUKTION AF IR -KONTROLKODER)

Hvis du vil bruge en enhed styret af 38KHz IR -kontrolkoder til at simulere tilstedeværelse, skal du kende nogle af dem.

Ellers skal du hente IR -styrekoder fra din enhed.

For at gøre det skal du bruge en 38KHz IR -modtager, indlæse skitsen "ir_codes.ino" i en NANO -mikrokontroller og forbinde alt, som du kan se på BILLEDE 1

Ret derefter din fjernbetjening til IR -modtageren, tryk på en vilkårlig knap, og du vil se noget på den serielle skærm:

(12 bits) Afkodet SONY: A90 (HEX), 101010010000 (BIN) // POWER -knap

(12 bits) Afkodet SONY: C10 (HEX), 110000010000 (BIN) // 4 knap (12 bits) Afkodet SONY: 210 (HEX), 1000010000 (BIN) // 5 knap

I dette tilfælde bruger fjernbetjeningen SONY IR -protokollen, og når vi trykker på tænd / sluk -knappen på fjernbetjeningen, får vi IR -koden "0xA90" på 12 bits længde, eller når vi trykker på knappen 4 på fjernbetjeningen, får vi IR kode "0xC10".

Jeg anbefaler i det mindste at kigge efter strømmen og flere knapnumre IR -kontrolkode for at simulere tilstedeværelse.

Når du har fået IR -koderne før, skal du introducere dem på følgende måde:

FØRSTE MÅDE

Hvis du har konfigureret et wifi -netværk, kan du gøre det ved hjælp af websiden (Se trin: Webserveren)

ANDEN MÅDE

Ellers skal du kigge efter den næste kode i filen "ir_codes.ino" og opdatere oplysningerne. I nedenstående kode kan du se, hvordan vi kun kan introducere de oplysninger, der er opnået ovenfor, for master -enheden (adresse = 0)

/******************************************/

/******* IR -kontrolkoder ***************** / /********************* **********************/ // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -styrekoder til master -enheden (adresse = 0) SONY, 12, 0xA90, 0xC10, 0x210, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -kontrolkoder for slaveenheden (adresse = 1) UKendt, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -styrekoder for slaveenheden (adresse = 2) UKendt, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -kontrolkoder for slaveenheden (adresse = 3) UKendt, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -styrekoder for slaveenheden (adresse = 4) UKendt, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 /************ ******************************* / / ********* Afslut IR -kontrolkoder ** ************ / / ************************************ *********/

Skitsen er konfigureret til at fungere med følgende IR -protokoller:

• NEC
• SONY
• RC5
• RC6
• LG
• JVC
• WHYNTER
• SAMSUNG
• SKARP
• FAD
• DENON
• LEGO_PF

I filen "ir_codes.ino" kan du finde nogle IR -kontrolkoder til SAMSUNG- og SONY -protokoller.

/***************************************************************************/

// NOGLE IR_PROTOKOLER OG KODER // (SAMSUNG, antal_bits, knap POWER, knap 1, 2, 3) // SAMSUNG, 32, 0xE0E010EF, 0xE0E020DF, 0xE0E0609F, 0xE0E0A05F // (SONY, knap 2of_, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0) // SONY, 12, 0xA90, 0x010, 0x810, 0x410, 0xC10, 0x210, 0xA10, 0x610, 0xE10, 0x110, 0x910 /***** ************************************************* ********************/

VIGTIGT: den første IR -kontrolkode, der blev introduceret, skal være IR -kontrolkoden for at slukke for enheden. Det vil blive sendt af mesteren til slaverne, når der ikke er planlagt nogen handling for den pågældende enhed

Hvis et organ ved eller nogen har fået nogle IR -kontrolkoder for nogle af de ovennævnte protokoller, bedes du sende en kommentar i denne instruktør med følgende oplysninger: protokol -id, protokollængde og IR -kontrolkoder.

TRIN 3.4 (kun for master -enheden) (INTRODUKTION AF TILVÆRELSESIMULERINGSPLANLÆGNINGEN)

Du kan indføre tilstedeværelsessimuleringsplanlægning på følgende måde:

FØRSTE MÅDE

Hvis du har konfigureret et wifi -netværk, kan du gøre det ved hjælp af websiden (Se trin: Webserveren)

ANDEN MÅDE

Du skal kigge efter den næste kode i filen "ir_codes.ino" og opdatere oplysningerne.

Tilstedeværelsessimuleringsplanlægningsformatet er følgende:

(time_init_interval1), (hour_end_interval1), (hour_init_interval2), (hour_end_interval2), (min_delay_ir), (max_delay_ir), (min_delay_light), (max_delay_light)

/************ NÆRVÆRELSESIMULERINGSPLANLÆGNING ************/

7, 8, 17, 3, 5, 60, 10, 40, // master -enhed (adresse = 0) 0, 0, 17, 23, 3, 30, 5, 10, // slaveenhed (adresse = 1) 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, //, slaveenhed (adresse = 2) 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // slaveenhed (adresse = 3) 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // slaveenhed (adresse = 4) /************ SLUT PRESENCE SIMULATOR ********** ***********/

I eksemplet ovenfor er tilstedeværelsessimuleringsplanlægningen for master -enheden følgende:

• (hour_init_interval1 = 7) Den første intervalsimulering begynder hver dag kl. 7.00
• (hour_end_interval1 = 8) Den første intervalsimulering slutter kl. 8:00 samme dag
• (hour_init_interval2 = 17) Den anden intervalsimulering begynder kl. 17.00 hver dag
• (hour_end_interval2 = 3) Den anden intervalsimulering slutter kl. 3:00 den næste dag
• (min_delay_ir = 5) (max_delay_ir = 60) Forsinkelsestiden i minutter mellem tilfældige afsendelser af IR -kontrolkoder er et tilfældigt tal mellem 5 og 60
• (min_delay_light = 10) (max_delay_light = 40) Forsinkelsestiden i minutter mellem lyset til og fra er et tilfældigt tal mellem 10 og 40

og tilstedeværelsessimuleringsplanlægningen for slaveenheden med adresse 2 er følgende:

• (time_init_interval1

  = 0) Der er ikke defineret første intervalsimulering

• (hour_end_interval1 = 0) Der er ikke den første intervalsimulering defineret
• (hour_init_interval2 = 17) Simuleringen starter kl. 17.00 hver dag
• (hour_end_interval2 = 23) Simuleringen afsluttes kl. 23.00 af samme dag

(min_delay_ir = 3)

(max_delay_ir

= 30) Forsinkelsestiden i minutter mellem tilfældige afsendelser af IR -kontrolkoder er et tilfældigt tal mellem 3 og 30

(min_delay_light = 5)

(max_delay_light

= 10) Forsinkelsestiden i minutter mellem lysafbryderen til og fra er et tilfældigt tal mellem 5 og 10

TRIN 3.5 (kun for master -enheden) (KONFIGURERING AF REAL TIME CLOCK)

En af nøglerne i dette projekt er tiden. Vi er nødt til at indstille ARDUINOs tid, når skitsen begynder at køre. For at gøre det har vi brug for et modul i realtid. Et urmodul er DS3231, som understøtter en backup batterilader, der kan bruges, medmindre den er tilsluttet mikrokontrolleren med tre datakabler ved hjælp af I2C -protokollen.

For at bruge DS3231 skal du indstille tiden i dette modul. For at gøre det skal du køre skitsen "DS3231_set.ino" i master -enheden.

TRIN 3.6 (kun for master -enheden) (KONFIGURERING AF ESP8266 -MODULEN)

Skitsen, der kører i dette modul, prøver at oprette forbindelse til dit lokale wifi -netværk og konfigurere en webserver.

Så vi er nødt til at opdatere følgende oplysninger i skitsen "presence_web.ino" for at få adgang til dit lokale wifi-netværk og konfigurere Gmail-e-mail-adressen, hvorfra ESP8266 skal sende de bevægelser, der er registreret af alle enheder i netværket og den e-mail-adresse, hvor du vil modtage meddelelserne (ESP8266 Gmail Sender kan instrueres)

const char* ssid = "ssid af dit lokale wifi -netværk";

const char* password = "adgangskode til dit lokale wifi -netværk"; const char* to_email = "e-mail, hvor du vil modtage meddelelser om bevægelsesdetekteringer"; WiFiServer -server (80); // porten, der bruges til at lytte

og følgende oplysninger i skitsen "Gsender.h".

const char*EMAILBASE64_LOGIN = "*** dit Gmail -login -kode i BASE64 ***";

const char*EMAILBASE64_PASSWORD = "*** din Gmail -kodeord kode i BASE64 ***"; const char*FROM = "*** din gmail -adresse ***";

VIGTIGT: denne kode fungerer ikke med ESP8266 core til Arduino version 2.5.0. For en midlertidig løsning skal du bruge kerneversion 2.4.2

TRIN 3.7 (kun for master -enheden)

Efter at have foretaget det foregående trin 3.3, 3.4, 3.5 og 3.6 indlæses skitsen "presence_master.ino" i NANO -mikrokontrolleren og skitsen "presence_web.ino" i ESP8266 -modulet

Trin 4: Test af systemet

For at teste, om alt fungerer, som vi vil, kan skitsen "presence_master.ino" køre i testtilstand.

Du kan teste en bestemt enhed på to måder:

FØRSTE MÅDE: Hvis du ikke bruger et wifi -netværk, skal du kigge efter den næste kode i filen "presence_master.ino", ændre til "sand" startværdien for variablen "bool_test_activated" og opdatere adressen på en enhed til at teste i den næste kodelinje og indlæse skitsen i ARDUINO -mikrokontrolleren i master -enheden.

boolsk bool_test_activated = falsk; // skift til true til init testtilstand

int device_to_test = 0; // slaveenhedsadresse, der skal testes

Glem ikke at ændre værdien til falsk, når du vil forlade testtilstanden og genindlæse skitsen

ANDEN MÅDE: Hvis du bruger et wifi -netværk, kan du bruge websiden til at aktivere testtilstanden. Se trin "Webserveren"

Hvis den enhed, der skal testes, sender IR -styrekoder, skal master eller slaveenheden placeres foran den IR -styrede enhed (tv, radio …).

Denne tilstand fungerer på følgende måde:

• TEST AF LYSET. Lyset på den specifikke enhed skal tænde og slukke hvert 10. sekund.
• TEST AF IR -KODERNE. Skitsen vælger tilfældigt en tidligere indført IR -kode, og den sendes til den IR -kontrollerede enhed hvert 10. sekund. Så du skal teste, om denne enhed udfører den handling, der svarer til den modtagne IR -kode
• TEST AF BEVÆGELSESDETEKTOREN. Hvis enheden registrerer bevægelse foran sin PIR -sensor, sender den signalet til master -enheden, og dens lys skal begynde at blinke flere gange

I videoen i slutningen af denne instruktive kan du se testtilstanden kører.

Trin 5: Webserveren

For at kontrollere systemet og teste, om alt fungerer korrekt, er ESP8266 -modulet konfigureret som en webserver. Du behøver ikke anden supplerende software for at få fjernadgang til netværket, bare indtast IP -adressen til din router i en webbrowser. I din router har du tidligere konfigureret port forwarding for at få adgang til ESP8266 -modulet ved hjælp af en statisk lokal IP, der er konfigureret af dig.

Dette modul er forbundet til ARDUINO mikrokontroller ved hjælp af I2C -protokollen.

Du kan se den oprindelige webside i BILLEDE 1:

• Afsnittet SYSTEMSTAT viser os oplysninger om systemet:

  • Dato og klokkeslæt for systemet. Det er meget vigtigt, at dato og klokkeslæt er til tiden
  • Tilstedeværelsessimulatorens tilstand (aktiveret eller deaktiveret), dato og klokkeslæt for den sidste tilstedeværelseshandling og adressen på den enhed, der har udført handlingen (BILLEDE 2)
  • Bevægelsessensorens tilstand (aktiveret eller deaktiveret) og en historik over bevægelsesdetekteringer efter enhed: tæller og dato og klokkeslæt for sidste bevægelsesdetektering (BILLEDE 3) På dette billede kan vi se, at der i enheden med adresse 1 er blevet registreret 1 bevægelse og den sidste var klokken 16:50:34

• KOMMANDO -sektionen giver os mulighed for at gøre følgende:

  • For at aktivere tilstedeværelsessimulatoren
  • For at aktivere bevægelsesdetektoren
  • For at vælge en enhed til init og stop af testen (BILLEDE 4)

• PRESENCE COMMAND sektionen giver os mulighed for at gøre følgende:

  At introducere eller opdatere tilstedeværelsessimuleringsplanlægningen for en bestemt enhed. På BILLEDE 5 kan du se, hvordan du opdaterer planlægning af tilstedeværelsessimulering for adresseenheden 1. Strengformatet er følgende: (addr_device), (hour_init1), (end_init1), (hour_init2), (end_init2), (min_delay_ir), (max_delay_ir), (min_delay_light), (max_delay_light). Alle tallene er heltal. Hvis du har introduceret en gyldig streng, vil du se den nye tilstedeværelsessimuleringsplanlægning før teksten "SIDSTE", ellers vil du se meddelelsen "SIDST: IKKE Gyldig"

• IR CODE COMMAND sektionen giver os mulighed for at gøre følgende:

  At introducere eller opdatere en IR -kontrolkode til en bestemt enhed. I BILLEDE 6 kan du se, hvordan du opdaterer eller introducerer en ny IR -kontrolkode til adresseenheden 1. Strengformatet er følgende: (addr_device), (IR_protocol), (protocol_bits_length), (index_IR_control_code), (IR_control_code). (IR_protocol) er en mellemstor følsom streng, der kun accepterer de næste værdier (SONY, NEC, RC5, RC6, LG, JVC, WHYNTER, SAMSUNG, DISH, DENON, SHARP, LEGO_PF) og (IR_control_code) er et hexadecimalt tal. Fordi systemet er konfigureret til at gemme 10 IR -styrekoder, er (index_IR_control_code) et heltal mellem 1 og 10. Som før, hvis du har indført et gyldigt strengformat, vil du se den nye IR -kontrolkode før teksten "LAST", ellers vil du se meddelelsen "SIDST: IKKE Gyldig"

For at få adgang til denne webside fra dit lokale wifi -netværk skal du blot indtaste den IP, som din router har tildelt ESP8266 i en webbrowser. På alle billederne kan du se, at den IP, der er tildelt af min router, er 192.168.43.120.

For at få fjernadgang uden for dit lokale wifi -netværk skal du konfigurere den port, du vil bruge til at lytte til indgående data i din router, og omdirigere den til ESP8266 i dit lokale netværk. Derefter skal du bare indtaste IP -adressen til din router i en webbrowser.

Trin 6: Et eksempel til afklaring af alle

Jeg har designet et specifikt eksempel for at præcisere alt

Jeg har bygget følgende enheder (BILLEDE 2)

• En IR-styret enhed ved hjælp af en NANO-mikrokontroller, en RGB-ledning inde i en bordtennisbold og et IR-modtagermodul (BILLEDE 1). Når vi trykker på kontrolknappen fra 1 til 7 på IR-fjernbetjeningen, ændrer bordtennisbolden farve.
• Master -enheden (adresse 0)
• Én slaveenhed (adresse 1)

Med alt ovenfor vil vi teste alle funktionerne i projektet. Tilstedeværelsessimuleringsplanlægningen kan være:

1. Bolden, der kontrolleres af slaveenheden, ændrer dens farver fra kl. 17.00 til 23.00. og om morgenen fra 7:00 til 8:00 hver et tilfældigt interval på minutter mellem 1 og 1.
2. Lyset, der kontrolleres af slaveenheden, tænder og slukker fra kl. 17.00 til 23.00. og om morgenen fra 7:00 til 8:00 hver et tilfældigt interval på minutter mellem 1 og 2
3. Lyset, der kontrolleres af master -enheden, tændes og slukkes fra kl. 16:00 til 1:00 den næste dag hver et tilfældigt interval på minutter mellem 1 og 2

Efter at have udført skitsen "ir_codes.ino" har vi konstateret, at IR -protokollen, der bruges af IR -fjernbetjeningen, er "NEC", længden af IR -koderne er 32 bits og IR -kontrolkoderne for knapperne mellem 1 til 7 i hexadecimalt format er:

KNAP 1 = FF30CF

KNAP 2 = FF18E7

KNAP 3 = FF7A85

KNAP 4 = FF10EF

KNAP 5 = FF38C7

KNAP 6 = FF5AA5

KNAP 7 = FF42BD

Du kan konfigurere systemet på to måder:

FØRSTE MÅDE: brug af websiden (se videoen i slutningen af denne instruks)

ANDEN MÅDE: Opdatering af filen "ir_codes.ino" og upload af den efter:

/******************************************/

/******* IR -kontrolkoder ***************** / /********************* **********************/ // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -kontrolkoder for master -enheden (adresse = 0) NEC, 32, 0xFF30CF, 0xFF18E7, 0xFF7A85, 0xFF10EF, 0xFF38C7, 0xFF5AA5, 0xFF42BD, 0, 0, 0, // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -styrekoder for slaveenheden (adresse = 1) UKendt, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -styrekoder for slaveenheden (adresse = 2) UKendt, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -kontrolkoder for slaveenheden (adresse = 3) UKendt, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // protocol_id, number_of_bits, 10 IR -styrekoder for slaveenheden (adresse = 4) UKendt, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 /************ ******************************* / / ********* Afslut IR -kontrolkoder ** ************ / / ************************************* *********/

/************ NÆRVÆRELSESIMULERINGSPLANLÆGNING ************/

0, 0, 16, 1, 0, 0, 1, 2, // master -enhed (adresse = 0) 7, 8, 17, 23, 1, 1, 1, 2, // slaveenhed (adresse = 1) RGB -kugle 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, //, slaveenhed (adresse = 2) 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, // slaveenhed (adresse = 3) 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // slaveenhed (adresse = 4) /************ END PRESENCE SIMULATOR ******** *************/