Allarme: 10 Passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

In questa guida ti dirò come costruire Alarmostat, il mio progetto scolastico per 1MCT a Howest. Il concetto è realizzare un dispositivo che incorpori sia un antifurto che un termostato in uno. Il mio design può essere sicuramente migliorato, quindi non è necessario seguire le istruzioni in modo super preciso. Essere creativo!

I componenti necessari sono elencati di seguito e l'esatto circuito elettrico può essere trovato nella foto (non sono responsabile per eventuali danni alla tua attrezzatura però:))

Forniture

-Raspberry Pi (ho usato un 3B+) con adattatore e scheda SD

-tagliere

-La breakout board GPIO può essere utile

-Sensore di movimento (HCRS501)

-Interruttore magnete porta (ada375)

-alcuni led e resistori

-un cicalino attivo

-encoder rotativo (keyes-0.40)

-2x16 display lcd

-74hc595 shiftregister per pilotare l'LCD

-MFRC522 lettore RFID

-un sacco di fili

-materiali per realizzare una custodia e strumenti per assemblarla

(alimentatore aggiuntivo per breadboard)

Passaggio 1: ottenere i file

I file per questo progetto possono essere trovati in questi repository:

github.com/thomasdebiehw/project-backend

github.com/thomasdebiehw/project-frontend

Il backend è un programma Python/Flask che comunica con il nostro hardware e serve le informazioni da esso al frontend, che è un'interfaccia web.

Non odiare il codice, sono consapevole che parte di esso è scritto male e poco chiaro, ma ehi, funziona:)

Potrebbe essere necessario modificare alcune cose affinché funzioni correttamente, come l'utente mysql o gli indirizzi IP su cui vengono eseguiti i programmi.

Leggi il readme del frontend per sapere dove mettere questi file

Ottieni i file sul tuo Pi (o apporta loro fantastiche modifiche) e preparati a connettere tutto al Pi.

Passaggio 2: connessione

Spegni il tuo Pi prima di collegare i componenti. Il circuito elettrico dovrebbe essere abbastanza autoesplicativo, ma una parte a cui prestare attenzione è il sensore di movimento. Per qualche ragione la sua disposizione è diversa sul circuito elettrico. Ho aggiunto alcune annotazioni all'immagine per spiegare la funzione dei componenti.

Una cosa che potresti voler fare, in caso di problemi, è utilizzare un alimentatore esterno per breadboard. Ho avuto alcuni problemi con il lettore rfid che non funzionava. Anche se non sono del tutto sicuro che il problema fosse la potenza, non l'ho sperimentato dopo aver usato una fonte esterna e non fa nemmeno male.

Se vuoi farlo, collega i pin GND dal Pi e dall'alimentatore insieme. Collega tutto + 3,3 V o + 5 V dai componenti all'uscita corrispondente dell'alimentatore esterno e dovresti essere a posto.

NON collegare il Pi 3.3 o 5v all'alimentazione. Se ne stai usando uno, è meglio lasciarli completamente scollegati per evitare di commettere errori.

Puoi vedere la mia configurazione di prova nella seconda immagine

Passaggio 3: test

Dovresti mettere il database sul Pi tramite MySQL Workbench eseguendo un'importazione di dati. Il file nel repository è un dump del database. Altrimenti potresti incorrere in alcuni problemi perché il Pi utilizza MariaDB invece di MySQL. Potrebbe anche essere necessario creare un nuovo utente o modificare queste credenziali nel codice. Puoi vedere l'ERD nell'immagine allegata

Puoi provare a eseguire immediatamente il programma Alarmostat, ma ti consiglio di testare prima i componenti separatamente. Potresti usare le classi incluse nel repository github e creare un piccolo programma per testare tutti i tuoi componenti. Ciò renderà la risoluzione dei problemi molto più semplice.

Una volta che sai che i tuoi componenti funzionano, possiamo iniziare a costruire un caso.

Passaggio 4: caso

Il caso può essere qualsiasi cosa tu voglia. Se vuoi realizzare un prototipo autonomo come il mio, ci sono alcuni requisiti.

-Alcuni ritagli per il montaggio dei componenti attraverso la piastra frontale

-Una sorta di meccanismo della porta

- Abbastanza spazio all'interno

Ho usato legno spesso 6 mm. È molto robusto e perfetto se vuoi tagliarlo al laser, ma montare i componenti senza che la vite passi nella parte anteriore può essere difficile.

Ho optato per le viti mostrate nell'immagine e poi ho usato i dadi per renderle effettivamente più corte. Consiglio vivamente di testare fino a che punto arrivano le viti su un pezzo usa e getta del materiale che stai utilizzando, poiché queste parti possono variare.

Alcune parti non avevano buoni fori per le viti (keyes-040, hcsr501, led) quindi ho usato anche una pistola per colla a caldo per fissarle in posizione. Non è la soluzione più pulita, ma andrà benissimo. Potrebbe non essere necessario un saldatore, ma ne ho usato uno per saldare cavi migliori al mio sensore della porta ada375 poiché si sono allentati troppo facilmente.

Le parti che ho montato sul case sono:

-2 led

-ada375

-hcsr501

-lcd

-ecoder rotativo

- lettore rfid

Il resto è attaccato alla breadboard. (Può essere preferibile montare il sensore di temperatura da qualche parte all'esterno del case)

Passaggio 5: alcune osservazioni sul mio caso

Puoi trovare una bozza di modello del caso sopra. Ecco le dimensioni:

frontale: 40,5 x 30 cm

lati dell'alloggiamento del componente: 20 x 30 cm

sopra e sotto: 20 x 20 cm

Ho praticato un piccolo foro sul lato per far passare i cavi del sensore e uno più grande nel pannello posteriore per i cavi di alimentazione ed ethernet. Anche le aperture per i 2 led nella parte anteriore sono state forate

Un consiglio: NON copiare queste dimensioni! La piastra superiore per me avrebbe dovuto essere 20,6 x 21,2 cm perché non ho tenuto conto dello spessore del legno. E anche se fosse giusto, l'involucro in cui si trovano il Pi e i componenti, è appena abbastanza grande. Non ho tenuto conto della lunghezza extra dell'alimentatore della breadboard e ho avuto la fortuna di poterlo posizionare in diagonale.

Suggerisco di utilizzare una piastra anteriore della stessa dimensione e di allargare la cassa posteriore di 5 cm. C'è spazio più che sufficiente sul lato sinistro per spostare la porta e i sensori un po' più verso il bordo.

Oppure, sai… Progetta il tuo!

Passaggio 6: assemblaggio

Ho trovato che lavorare in questo ordine sia il più semplice:

1: taglia il tuo legno alla giusta dimensione

2: prendi la piastra frontale e fai i ritagli per i componenti (se vuoi tagliarla al laser, il file è allegato, hai bisogno di due fori extra per i led però)

3: montare i componenti necessari sulla piastra frontale

4: Prova a collegare questi componenti. Faresti meglio a farlo mentre hai ancora dello spazio per lavorare. Ho unito i fili corrispondenti per farli in una sorta di intestazione. Ciò rende molto più semplice collegarli quando tutto è a posto

5: montare il raspberry pi all'interno dell'alloggiamento (o trovare un'altra soluzione per montarlo perché sarà quasi impossibile rimuovere la scheda sd) I dadi che ho usato sono entrati in contatto con i perni metallici sul Pi quindi ho coperto parte del fondo con nastro isolante.

Passaggio 7: più assemblaggio

Ora mettilo insieme (ho usato una colla per legno molto forte perché questo legno non era contento di chiodi o viti nel lato spesso 6 mm)

Ho incollato i due pannelli laterali dell'alloggiamento al bordo esterno della piastra inferiore e ho messo il pannello posteriore sopra la piastra inferiore, tra le piastre laterali. Questo lo rende più forte ma ho dovuto molare la parte superiore della piastra posteriore poiché è uscita 6 mm più in alto rispetto ai pannelli laterali e anteriore

Passaggio 8: connessione

Finalmente è il momento di ricollegare i componenti all'interno del case. Ho appena lasciato cadere la breadboard in posizione con tutti i cavi collegati, quindi ho collegato i componenti montati uno per uno.

Come puoi vedere, questo non è davvero troppo pulito, quindi potresti trovare un modo migliore per montarlo correttamente

Passaggio 9: software

Dovrai aggiungere un utente al database se vuoi usare il lettore rfid per inserire e disinserire il sistema. Connettiti al tuo pi tramite Workbench, seleziona il database Alarmostat ed esegui il seguente comando:

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

sostituire il # con i valori corretti. Puoi trovare rfidid eseguendo lo script rfidtest.py dal repository. Mostrerà l'id del tuo tag:

Per eseguire il programma all'avvio, vedere il readme:

Passaggio 10: sei pronto

E 'fatto! sei pronto per proteggere e termoregolare la tua casa immaginaria! Divertiti e prova ad aggiungere nuove funzionalità al codice!