Wifi a RF - Cerradura de puerta: 3 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Visión general

Este instructivo le dará la capacidad de bloquear / desbloquear la puerta de su casa a través de su software de automatización del hogar (como OpenHAB, un software de automatización del hogar gratuito que yo uso personalmente) La imagen de arriba muestra una captura de pantalla de muestra de la aplicación OpenHAB para iPhone. Alternativamente, puede utilizar la mensajería MQTT como se describe a continuación en casi cualquier sistema que desee.

Supuestos

Este instructable asume que ya tiene (o configurará):

• OpenHAB (software de automatización del hogar de código abierto gratuito) en ejecución, aunque como se mencionó, debería funcionar con cualquier software de automatización del hogar que pueda incluir un enlace MQTT. Como alternativa, puede modificar el código usted mismo para adaptarlo a sus propias necesidades.
• Enlace Mosquitto MQTT instalado y configurado con OpenHAB (MQTT es un protocolo de tipo suscripción / publicación de mensajería que es liviano y excelente para la comunicación entre dispositivos)
• Que ya ha instalado una cerradura de teclado de puerta delantera basada en RF que viene con al menos un control remoto con llavero (la mayoría lo hace). Estos se pueden comprar relativamente baratos en Amazon (aproximadamente ~ US $ 60, aunque las baterías de este modelo solo duran ~ 4 meses, así que vea si puede proporcionar DC que encienda la cerradura o gastar un poco más en un modelo decente:-))

Si no ejecuta OpenHAB y un bróker MQTT, consulte este excelente artículo en el sitio web MakeUseOf

Introducción

Este proyecto le muestra específicamente cómo usar un KEY FOB de bloqueo de puerta basado en RF para que sea considerablemente más útil al convertirlo para que funcione de forma inalámbrica, lo que le brinda la capacidad de bloquear o desbloquear su puerta a través de su sistema de automatización del hogar, un navegador web, su teléfono (a través de la aplicación OpenHAB) o incluso programarlo para que se bloquee automáticamente por la noche utilizando las reglas del software de automatización del hogar. Para este proyecto, compré una "cerradura de puerta frontal con teclado basado en Mi RF" en Amazon por aproximadamente US $ 60 *

(* EDITAR: ¡las baterías de esta marca en particular de cerradura de puerta no duran tanto! Solo pude usarlo de 3 a 4 meses antes de tener que cambiar las baterías, lo que se volvió bastante frustrante. Desde entonces cambié esa unidad para una cerradura de puerta electrónica de la marca Windsor cuyas baterías duran hasta 2 años. Alternativamente, aunque requiere mucho más trabajo, considere la posibilidad de hacer funcionar la alimentación de CC a través del núcleo de la puerta hasta la cerradura)

Para eso, proporcionan una cerradura de puerta operada por RF (radiofrecuencia) con teclado incorporado y un llavero para bloquear / desbloquear de forma remota. Sin embargo, con RF, el llavero debe estar dentro del alcance de la cerradura de la puerta. Este proyecto hará uso del llavero integrándolo con un Wemos (placa IOT con chip ESP8266) para hacer el bloqueo / desbloqueo de forma inalámbrica, por lo tanto controlable desde cualquier lugar donde tenga una conexión a Internet.

¿Qué necesito?

Primero, compre e instale el bloqueo de teclado basado en RF. ¡Debe asegurarse de que venga con un llavero! Pruebe el llavero y asegúrese de que al presionar los botones, bloqueará o desbloqueará la puerta antes de comenzar. La mayoría de estas cerraduras de puertas deben basarse en tamaños de puertas estándar y compensaciones de cerraduras, por lo que si ya tiene un cerrojo (como yo), reemplazarlo es excepcionalmente fácil.

Para crear el controlador inalámbrico, deberá obtener las siguientes partes:

• Wemos D1 mini V2 (tiene un CHIP inalámbrico ESP8266 incorporado) o solo un CHIP ESP8266 debería funcionar (no recomiendo la versión ESP-01 para este proyecto, ya que el pin GPIO 0 debe mantenerse alto en el encendido para para que se inicie desde el flash, sin embargo, hacer esto hará que la cerradura de la puerta se dispare cuando el ESP8266 se encienda, lo que podría desbloquear la puerta de entrada. Si bien hay soluciones que podemos hacer para esto, como usar temporizadores o transistores, etc., por el bajo costo de Wemos y menos componentes, buscaremos un enfoque más simple)
• Una fuente de alimentación de 5 V CC para alimentar el Wemos y el llavero (ya no se necesitarán baterías) Si está alimentando el Wemos con el pin VCC de 5 V (en lugar del puerto USB) y la fuente de alimentación de CC es superior a 5 V, lo hará también necesita un regulador de voltaje de 5V (como un LM7805) más 2 x condensadores, 10V 0.33uF y un tamaño de 10V 0.1uF o similar (según la hoja de datos del LM7805)

• Dos 2N7000 o MOSFET similares (estos se utilizarán para cambiar el mando, uno para bloquear y el otro para desbloquear. El 2N7000 es un MOSFET de canal N de tipo de mejora muy común y muy barato, por lo que debería ser muy fácil de obtener)

• Dos resistencias de 10K ohmios (se utilizarán como resistencias desplegables para cada uno de los MOSFET para que el bloqueo / desbloqueo de la puerta no se active al encender).
• Dependiendo de su llavero, es posible que también necesite conectar otro capacitor (como un 10V 220uF o de tamaño similar) para ayudar a aumentar la potencia del llavero. Vea las razones por las cuales más adelante en este artículo.
• Herramientas necesarias: cortadores laterales, alambre de un solo núcleo, un soldador, fundente y opcionalmente un multímetro

El llavero en sí mismo generalmente usa 2 baterías de 3V en serie (6V Vcc) Por lo tanto, usar una fuente de 5V con un capacitor, sin embargo, es suficiente voltaje para alimentar el Wemos y activar el bloqueo / desbloqueo.

Si tiene un llavero que funciona con una sola batería de 3V, entonces debería poder agregar un regulador de voltaje de 3.3V en su circuito para reducir el voltaje cerca de los 3V requeridos. Una batería de 3 V en realidad produce alrededor de 3,1 V, y la mayoría de los circuitos tienen algún tipo de tolerancia de voltaje más alta, por lo que en este caso, de 3,1 V a 3,3 V es + 6%. Combine eso con el hecho de que Wemos está consumiendo corriente, por lo que es probable que el voltaje sea aún menor. En caso de duda, mida con un multímetro y, si es posible, consulte con el proveedor de la cerradura el voltaje máximo (o tolerancia máxima) que aceptará el llavero, ya que no me hago responsable si su llavero deja de funcionar. Finalmente, como solución alternativa, configure un circuito divisor de voltaje en su lugar.

Paso 1: Montaje

Soldadura

Montar los componentes es muy sencillo. Primero, abra el llavero, retire las baterías y la caja, ya que solo necesita la placa de circuito adentro. Luego suelde un cable a cada lado de las patas del botón del llavero. Haga esto tanto para el botón "bloquear" como para el botón "desbloquear". A continuación, dé la vuelta al llavero y suelde un cable en las almohadillas + y - en la parte posterior del llavero, como se muestra en las imágenes. La almohadilla más grande es +, la más pequeña es -

Nota: La fuente de alimentación de 5 V alimentará tanto el Wemos como el llavero, por lo que las baterías del llavero ya no son necesarias.

Montaje

Proporcione 5V Vcc y GND a Wemos y agregue los MOSFET y resistencias a la placa de pruebas según la imagen. Las resistencias de 10K ohmios deben ir desde GND hasta la puerta (pin central) de los MOSFET. Esto llevará el voltaje a tierra y evitará que los MOSFET se activen al encenderse.

Luego, ejecute un cable desde D1 en Wemos hasta la puerta del primer MOSFET y D2 en Wemos hasta la puerta del segundo MOSFET. D1 y D2 son pines GPIO (entrada / salida de propósito general) que están designados como pines de SALIDA en el código.

Finalmente, conecte los cables del llavero en la placa de pruebas, Vcc a riel de 5V, GND a GND, luego el cable en el lado negativo del botón al lado de la fuente de cada MOSFET y el lado positivo del botón al lado de drenaje de cada MOSFET como se muestra en la imagen (use un multímetro si no está seguro de la polaridad)

(EDITAR: La cerradura de la puerta Windsor de reemplazo que mencioné anteriormente, tiene un llavero que consumía un poco más de voltaje que el viejo. Esto hizo que Wemos dejara de responder efectivamente debido a la caída de voltaje, cuando la puerta estaba bloqueada / desbloqueada. Si experimenta el mismo problema, luego para remediar el cable en un capacitor de 220uF (o similar) justo antes del cableado +/- que va al llavero. El capacitor se cargará y cuando se active, drenará el capacitor en lugar de la alimentación directa de CC)

Ahora conecte el cable USB al Wemos y el otro extremo del cable a su computadora.

(El código sacará el pin D1 "HIGH", activando el MOSFET para que se encienda permitiendo que el voltaje viaje desde el drenaje a la fuente y, por lo tanto, "activando" el botón durante 1 segundo antes de volver a poner el pin de salida "LOW" y apagarlo. En efecto, simplemente está simulando una pulsación de tecla del botón a través del código)

IDE de Arduino

Inicie el IDE de Arduino. Descargue y abra el código (enlace alternativo AQUÍ) Asegúrese de que las placas adicionales estén incluidas en el IDE, consulte aquí cómo configurar. Luego deberá asegurarse de que la placa correcta esté instalada y cargada para su proyecto (Herramientas, Placas, Administrador de la placa - busque "esp8266" e instale) así como el puerto COM correcto seleccionado (Herramientas, Puerto, COM…). También necesitará las bibliotecas adecuadas PubSubClient y ESP8266Wifi instaladas (Sketch, Manage Libraries, Incluir biblioteca …)

A continuación, modifique las siguientes líneas de código y reemplácelas con su propio SSID y contraseña para su conexión inalámbrica. Además, cambie la dirección IP para que apunte a su propio agente MQTT. Si no tiene un bróker MQTT instalado, le recomiendo usar Mosquitto. Descárguelo para Windows o Linux aquí.

// Wificonst char * ssid = "your_wifi_ssid_here"; const char * password = "your_wifi_password_here"; // MQTT Broker IPAddress MQTT_SERVER (192, 168, 222, 254);

Una vez cambiado, verifique su código y luego cárguelo en la placa Wemos / ESP8266 a través de un cable USB.

Paso 2: Prueba y configuración de OpenHAB

Pruebas MQTT

MQTT es un sistema de mensajería de "suscripción / publicación". Uno o más dispositivos pueden hablar con un "agente de MQTT" y "suscribirse" a un tema determinado. Cualquier mensaje entrante de cualquier otro dispositivo que esté "publicado" en el mismo tema, será enviado por el corredor a cualquier otro dispositivo que se haya suscrito a ese tema. Es un protocolo extremadamente liviano y fácil de usar y perfecto como un sistema de activación simple como el de aquí. Consulte el diagrama de flujo para obtener una idea aproximada de cómo funciona.

Para realizar pruebas, puede ver los mensajes MQTT entrantes de Wemos a su agente MQTT ejecutando el siguiente comando en su servidor Mosquitto (Mosquitto es uno de los muchos software de agente MQTT disponibles). Este comando se suscribe a los mensajes keepalive entrantes:

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / status

Debería ver mensajes entrantes provenientes de Wemos cada 30 segundos aproximadamente con el número "1" (que significa "estoy vivo"). Si ve "0" constantes (o ninguna respuesta), entonces no hay comunicación. Una vez que vea aparecer el número 1, significa que Wemos se está comunicando con el corredor de MQTT (busque "MQTT Last Will and Testament" para obtener más información sobre cómo funciona esto, o vea esta muy buena entrada de blog)

Una vez que haya probado que la comunicación es funcional, ahora puede rastrear el mensaje de "disparador" (bloqueo / desbloqueo) real. Primero suscríbase al siguiente tema.

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / trigger

Ahora abra una segunda ventana de línea de comando y ejecute el siguiente comando de publicación, enviando al tema un mensaje de "LOCK" o "UNLOCK". Debería ver aparecer el mensaje correspondiente en la primera ventana y también debería ver la luz LED roja parpadeando en el llavero y el mecanismo de la puerta bloqueándose o desbloqueando según sea necesario.

mosquitto_pub -t openhab / frontdoor / trigger -m LOCK

(-t significa 'tema', -m significa 'mensaje', -v significa salida 'detallada')

Nota: Si la puerta se desbloquea cuando envía la cerradura o las cerraduras cuando envía el comando de desbloqueo, simplemente cambie los cables D1 y D2 alrededor

Configuración de OpenHAB

Se requieren los siguientes cambios para OpenHAB:

archivo 'elementos':

Switch frontdoorTrigger "Front Door" (gDoors) {mqtt = "> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: ON: LOCK],> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: OFF: UNLOCK]"} Número frontdoorStatus "Front Door [MAP (status.map):% d]" (gDoors) {mqtt = "<[mqttbroker: openhab / frontdoor / status: state: default]"}

archivo 'sitemap':

Cambiar elemento = puerta delantera Asignaciones de activadores = [ON = "Bloquear", OFF = "Desbloquear"] Elemento de texto = puerta delantera Estado

Archivo 'status.map' (en la carpeta de transformación):

0 = Abajo 1 = Vivo- = Desconocido

Es posible que deba cambiar ligeramente la configuración de OpenHAB anterior para que se adapte a su propia configuración, como la parte "mqttbroker:" que se refiere al nombre de su agente MQTT configurado.

La imagen final muestra los componentes en una PCB. En este caso, debido a que estoy usando una fuente de alimentación de CC que es> 5 V (en mi caso 9 V), la placa también incluye un regulador de voltaje LM7805, así como un condensador de 0.33uF para alimentación en el lado y un condensador de 0.1uF en el lado de salida. para ayudar a suavizar y estabilizar el voltaje. De lo contrario, el resto de las conexiones son las mismas que las descritas anteriormente.

Solución de problemas

- Si tiene problemas en los que el Wemos bloquea o desbloquea continuamente la puerta (por ejemplo: envía una señal de RF y la luz LED del llavero permanece encendida), verifique sus cables VCC y GND al Wemos. Lo más probable es que uno o ambos no estén conectados correctamente.

Paso 3: suelde los componentes a una PCB

Terminé soldando todos los componentes hasta un PCB, solo usando cables y / o pistas de soldadura para unir todos los componentes. Luego obtuve una vieja verruga de pared de CC y corté el cable un poco más corto, luego lo pasé a un bloque de conectores que había soldado a la PCB. La alimentación luego se apaga al regulador / condensador de voltaje de 5V y a los componentes necesarios. Simplemente pegué con tachuelas la parte posterior de la PCB a la verruga de la pared y la conecté a un tomacorriente dentro de uno de mis armarios. ¡Ha estado funcionando ahora durante aproximadamente 9 meses sin ningún problema!