Gate Mate: 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Il Gate Mate può azionare il tuo cancello o garage utilizzando i comandi vocali o automaticamente con geofencing o con il semplice tocco di un pulsante. Gate Mate è costituito da due componenti principali, l'app e l'hardware.

L'hardware sono due micro controller ESP8266 e una fotocamera. La fotocamera Arducam e un ESP8266 gestiscono il flusso video e l'altro ESP8266 coordina l'articolazione della fotocamera, la pressione dei pulsanti e la comunicazione con l'app. L'intero sistema è davvero come una sinfonia di onde radio ed elettroni, che lavorano in perfetta armonia, per azionare il cancello o la porta del garage.

L'app iOS Gate Mate, mi dispiace non ancora Android, può connettersi all'hardware da qualsiasi parte del mondo, il che è davvero molto utile se devi aprire il cancello quando non sei a casa o desideri visualizzare il flusso video.

Molte frequenze e protocolli differenti sono utilizzati con cancelli e garage automatici e telecomandati (rc). In questo progetto utilizziamo il telecomando esistente e un accoppiatore ottico per emulare la pressione del pulsante. La maggior parte dei telecomandi utilizza misure di sicurezza per prevenire attacchi in cui il codice viene catturato e riprodotto. Usiamo anche uno schema di crittografia e autenticazione davvero eccezionale per proteggere e autenticare la comunicazione dall'app su Internet, attraverso la rete domestica e all'hardware Gate Mate.

Questi sono i punti salienti

• Un ESPino (ESP8266) e PC817 Opto-Coupler vengono utilizzati per emulare la pressione di un pulsante sul telecomando.
• Un gruppo Pan Tilt viene utilizzato con la telecamera in modo che il punto di vista possa essere regolato.
• Per il feed video sull'app iOS viene utilizzato un mini schermo per fotocamera Arducam 2MP V2 con ESP8266 Nano Esp-12F.
• La comunicazione tra ESPino, Arducam Nano e l'app per iPhone avviene tramite
• È richiesta la configurazione del router, inclusi IP statici LAN e NAT Port Forwarding insieme a un DDNS o un IP statico.
• La crittografia AES CBC e HMAC SHA256 vengono utilizzate per proteggere e autenticare la comunicazione.
• Il riconoscimento vocale può essere utilizzato con i comandi "apri", "stop" e "chiudi".
• Un geofence può essere utilizzato per aprire o chiudere automaticamente il cancello o il garage.
• Viene utilizzato il telecomando esistente.

Tutto il codice è fornito al Gate Mate Github

Passaggio 1: applicazione per iPhone

App iOS

Passaggio 2: crittografia

Lo schema di crittografia prevede l'utilizzo di AES CBC e HMAC SHA256 per la comunicazione e l'autenticazione sicure. È richiesta una passphrase di 32 caratteri nell'app e nel file.ino e ovviamente devono corrispondere.

Passaggio 3: elenco dei componenti

L'Espino viene utilizzato perché è pronto per essere collegato a una breadboard e viene fornito con una micro USB (comunicazioni e alimentazione). Potresti semplicemente acquistare il modulo ESP8266 ma dovresti montarlo su una scheda breakout e utilizzare un FTDI per le comunicazioni e l'alimentazione.

Il mini schermo per fotocamera Arducam 2MP V2 con ESP8266 Nano viene utilizzato per il feed video.

I componenti principali provenivano da UCtronics e Thai Easy Elec

www.uctronics.com

www.thaieasyelec.com/en/

Altri bit e pezzi

• Distanziatori PCB M3
• tagliere
• Custodia in acrilico trasparente
• PC817 Accoppiatore ottico
• Resistenza da 500 ohm
• Assortimento di ponticelli e fili ecc
• Alimentatore adattatore da parete 5V
• Due cavi micro usb

Passaggio 4: rete

Per utilizzare l'app iOS quando non sei connesso alla rete domestica, ovvero quando utilizzi i dati cellulari o qualche altra rete WiFi, dovrai configurare il router in modo che il traffico possa arrivare al dispositivo corretto.

Avrai anche bisogno di un IP statico, di un servizio DDNS o di essere disposto ad aggiornare la voce IP nell'app di volta in volta quando il tuo ISP cambia il tuo indirizzo IP pubblico.

La configurazione del router è molto semplice e prevede l'assegnazione di IP statici interni/privati sia all'Arducam Nano che all'Espino (la parte LAN) e il traffico diretto sulle porte assegnate agli IP assegnati (la parte NAT). Ad esempio nel tuo router imposti l'indirizzo IP statico di Arducam Nano su 192.168.1.21 e poi nel file GateMateArduNano.ino imposti il webserver sulla porta 83 (ESP8266WebServer server(83)), infine imposta NAT nelle impostazioni del tuo router su inoltrare qualsiasi traffico sulla porta 83 a 192.168.1.21. Per ESPino è possibile impostare l'IP statico su 192.168.1.22, in GateMateEspino.ino impostare il server web sulla porta 84 #ESP8266WebServer server(84) e impostare NAT per l'inoltro e il traffico sulla porta 84 su 192.168.1.22.

Passo dopo passo

1. Se si desidera impostare l'IP nell'app e dimenticarsene, è possibile configurare un servizio DDNS o contattare il proprio ISP e richiedere un IP pubblico statico, normalmente addebitato. Ho usato https://www.dynu.com e sono ottimi per un servizio DDNS gratuito.

2. Ottieni l'indirizzo MAC di Espino e Arducam Nano. Puoi impostare SSID e Password nei.ino, farli connettere alla tua rete domestica e poi attraverso le pagine delle impostazioni avanzate del tuo router puoi trovare i MAC

3. Configura il tuo router per assegnare IP statici a Espino e Arducam Nano, in particolare usa gli indirizzi MAC per creare voci IP statiche nella pagina di configurazione della LAN.

4. Configura il NAT del tuo router per il port forwarding su Arducam Nano ed Espino in modo che sia possibile accedervi da Internet utilizzando l'indirizzo IP pubblico assegnato dal tuo ISP. Quando sono connessi alla tua rete privata, Arducam Nano ed ESPino avranno indirizzi IP statici interni non visibili da Internet. Come sopra, l'Arducam Nano è in ascolto sulla porta 83 e l'Espino sulla porta 84 (vedere questa riga nei rispettivi file ino - server ESP8266WebServer (##). Nella pagina di configurazione NAT creare voci in modo che qualsiasi traffico sulle porte assegnate sia instradato agli IP statici corretti.

Sono disponibili molti router e servizi ddns diversi, quindi fornire dettagli specifici va oltre lo scopo di questo progetto. Ma se cerchi solo le impostazioni NAT e LAN di Google per il tuo particolare router e servizi ddns, dovrebbe essere tutto molto semplice e facile da configurare.

Passaggio 5: assemblaggio

Un pulsante fa una cosa, colma una lacuna nel circuito per completare il percorso elettrico. Un fotoaccoppiatore può essere utilizzato per emulare il pulsante e controllare un circuito completamente isolato dal microcontrollore, in questo caso il telecomando (rc) che ha il proprio piccolo circuito e batteria.

Il vantaggio di utilizzare un accoppiatore ottico qui piuttosto che, ad esempio, un transistor è che possiamo mantenere i riferimenti di massa, beh, gli interi circuiti per quella materia, separati. Quindi non dobbiamo preoccuparci di come combinare il terreno dell'rc con il terreno dell'ESP8266.

Quindi la prima cosa da capire è quale lato del pulsante deve essere collegato al collettore PC817 e da quale lato all'emettitore. Apri il tuo rc e usando un multimetro per misurare la resistenza, scopri quale lato del pulsante è collegato al terminale positivo della batteria. Questo lato alto sarà collegato al collettore che è il pin 4 sul PC817.

Rompi il saldatore e

1. Saldare un filo alla gamba laterale alta del pulsante e collegare l'altra estremità al collettore (pin4) del PC817.
2. Saldare un filo alla gamba laterale inferiore del pulsante e collegare l'altra estremità all'emettitore (pin3) del PC817.

L'ultimo passaggio per l'accoppiatore ottico consiste nel collegare il pin 4 dall'ESP8266 all'anodo (pin1) sul PC817 e collegare il catodo (pin2) a terra tramite un resistore da 500 ohm.

Per controllare il pinout o qualsiasi altra specifica, ecco la scheda tecnica PC817 Specifiche PC817

Probabilmente un buon posto per includere il gruppo braccio pan tilt pdf Pan Tilt pdf

Il resto delle connessioni è davvero semplice, basta fare riferimento al fritzing e alle immagini.

Passaggio 6: Micro USB

Due cavi micro usb sono stati tagliati con i cavi di alimentazione e terra collegati ai cavi di alimentazione e terra di un alimentatore da parete 5v. Una micro usb è collegata alla Arducam Nano Camera e l'altra all'ESpino ESP8266.

Passaggio 7: cablaggio del telecomando

Questo è un primo piano dei fili collegati al pulsante rc, semplicemente un filo è saldato a entrambe le gambe. Quando viene attivato, la corrente può fluire attraverso il fotoaccoppiatore anziché il pulsante, emulando la pressione di un pulsante e quindi il rc trasmette il suo codice di sicurezza al motore elettrico per aprire o chiudere il cancello o il garage.

Passaggio 8: il caso

La custodia finita, il gruppo di inclinazione della padella e la breadboard sono fissati al coperchio utilizzando dadi e bulloni in acciaio inossidabile M3, l'rc è fissato tramite nastro biadesivo. Viene praticato un piccolo foro attraverso il pulsante della custodia per consentire l'uscita del cavo di alimentazione e consentire alla custodia di appoggiarsi a filo contro un muro. Utilizzando un tassello, muratura o altro, e con un piccolo foro praticato nella custodia in acrilico può essere fissato ad una parete di fronte al cancello o al vialetto o alla porta del garage. Beh, davvero può andare ovunque finché il segnale del telecomando raggiunge il ricevitore al motore.

Passaggio 9: demo dell'app

Gate Mate sull'App Store

Passaggio 10: riferimenti

www.teknojelly.com/gate-mate/

github.com/ArduCAM

github.com/esp8266

github.com/kakopappa/arduino-esp8266-aes-e…

github.com/intrbiz/arduino-crypto

Questo è un involucro, sentiti libero di inviarmi un messaggio se vedi qualcosa che potrebbe essere migliorato o risolto o ha bisogno di qualcosa di chiarito