Alarmostato: 10 pasos

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

En esta guía, le contaré cómo construir Alarmostat, mi proyecto escolar para 1MCT en Howest. El concepto es hacer un dispositivo que incorpore tanto una alarma antirrobo como un termostato en uno. Sin embargo, mi diseño definitivamente se puede mejorar, por lo que no es necesario seguir las instrucciones con mucha precisión. ¡Ser creativo!

Los componentes necesarios se enumeran a continuación, y el circuito eléctrico exacto se puede encontrar en la foto (aunque no soy responsable de ningún daño a su equipo:))

Suministros

-Raspberry Pi (usé un 3B +) con adaptador y tarjeta sd

-Tablero de circuitos

-La placa de conexión GPIO puede ser útil

-Sensor de movimiento (HCRS501)

-Interruptor magnético de puerta (ada375)

-algunos leds y resistencias

-un timbre activo

-encoder rotativo (keyes-0.40)

-2x16 pantalla lcd

-74hc595 shiftregister para conducir el lcd

-Lector rfid MFRC522

-muchos cables

-materiales para hacer un estuche y herramientas para armarlo

(fuente de alimentación adicional para la placa de pruebas)

Paso 1: obtener los archivos

Los archivos de este proyecto se pueden encontrar en estos repositorios:

github.com/thomasdebiehw/project-backend

github.com/thomasdebiehw/project-frontend

El backend es un programa Python / Flask que se comunica con nuestro hardware y envía la información al frontend, que es una interfaz web.

No odies el código, soy consciente de que parte de él está mal escrito y no está claro, pero bueno, funciona:)

Es posible que deba cambiar algunas cosas para que funcione correctamente, como el usuario mysql o las direcciones IP en las que se ejecutan los programas.

Lea el archivo Léame de la interfaz para saber dónde colocar estos archivos.

Obtenga los archivos en su Pi (o realice cambios increíbles en ellos) y prepárese para conectar todo al Pi.

Paso 2: Conexión

Apague su Pi antes de conectar los componentes. El circuito eléctrico debería ser bastante autoexplicativo, pero una parte a tener en cuenta es el sensor de movimiento. Por alguna razón, su diseño es diferente en el circuito eléctrico. Agregué algunas anotaciones a la imagen para explicar la función de los componentes.

Una cosa que podría querer hacer, si tiene problemas, es usar una fuente de alimentación externa para la placa de pruebas. Tuve algunos problemas con el lector rfid que no funcionaba. Aunque no estoy del todo seguro de que la energía fuera el problema, no lo experimenté después de usar una fuente externa y tampoco duele.

Si desea hacer esto, conecte los pines GND del Pi y la fuente de alimentación juntos. Conecte todo + 3.3v o + 5v de los componentes a la salida correspondiente del suministro externo, y debería estar bien.

NO conecte el 3.3 o 5v del Pi a la fuente de alimentación. Si está utilizando uno, es mejor dejarlos completamente desconectados para evitar cometer errores.

Puedes ver mi configuración de prueba en la segunda imagen.

Paso 3: prueba

Debe colocar la base de datos en el Pi a través de MySQL Workbench realizando una importación de datos. El archivo en el repositorio es un volcado de la base de datos. De lo contrario, podría tener algunos problemas porque Pi usa MariaDB en lugar de MySQL. También puede que tenga que crear un nuevo usuario o cambiar estas credenciales en el código. Puedes ver el ERD en la imagen adjunta.

Puede intentar ejecutar el programa Alarmostat inmediatamente, pero le recomiendo probar los componentes por separado primero. Puede usar las clases incluidas en el repositorio de github y hacer un pequeño programa para probar todos sus componentes. Eso hará que la resolución de problemas sea mucho más fácil.

Una vez que sepa que sus componentes funcionan, podemos comenzar a construir un caso.

Paso 4: Caso

El estuche puede ser lo que quieras. Si desea hacer un prototipo autónomo como el mío, existen algunos requisitos.

-Algunos recortes para el montaje de componentes a través de la placa frontal

-Algún tipo de mecanismo de puerta

-Suficiente espacio en el interior

Usé madera de 6 mm de espesor. Es muy resistente y perfecto si desea cortar con láser, pero montar los componentes sin que el tornillo pase por la parte delantera puede ser un desafío.

Me instalé en los tornillos que se muestran en la imagen y luego usé tuercas para acortarlos de manera efectiva. Sin embargo, recomiendo encarecidamente probar qué tan lejos llegan los tornillos en una pieza desechable del material que está utilizando, ya que estas partes pueden variar.

Algunas piezas no tenían buenos orificios para tornillos (keyes-040, hcsr501, leds), así que también utilicé una pistola de pegamento caliente para sujetarlos en su lugar. No es la solución más limpia, pero funcionará bien. Puede que no se necesite un soldador, pero usé uno para soldar mejores cables a mi sensor de puerta ada375, ya que se soltaban con demasiada facilidad.

Las partes que monté en la caja son:

-2 leds

-ada375

-hcsr501

-lcd

-ecoder giratorio

-lector RFID

El resto se adjunta a la placa de pruebas. (Sin embargo, puede ser preferible montar el sensor de temperatura en algún lugar fuera de la carcasa)

Paso 5: algunas observaciones sobre mi caso

Puede encontrar un modelo preliminar del caso arriba. Aquí están las dimensiones:

placa frontal: 40,5 x 30 cm

lados de la carcasa del componente: 20 x 30 cm

arriba y abajo: 20 x 20 cm

Perforé un pequeño agujero en el costado para enrutar los cables del sensor y uno más grande en el panel posterior para los cables de alimentación y Ethernet. También se perforaron las aberturas para los 2 leds en el frente

Un consejo: ¡NO copie estas dimensiones! La placa superior para mí debería haber sido de 20,6 x 21,2 cm porque no tuve en cuenta el grosor de la madera. E incluso si eso fuera correcto, el recinto donde se encuentran el Pi y los componentes, es apenas lo suficientemente grande. No tomé en cuenta la longitud adicional de la fuente de alimentación de la placa de pruebas, y tuve suerte de poder colocarla allí en diagonal.

Sugiero usar una placa frontal del mismo tamaño y solo hacer que la carcasa trasera sea 5 cm más ancha. Hay espacio más que suficiente en el lado izquierdo para mover la puerta y los sensores un poco más hacia el borde.

O, ya sabes … ¡Diseña el tuyo!

Paso 6: Montaje

Encontré que trabajar en este orden es lo más fácil:

1: corte su madera al tamaño correcto

2: tome la placa frontal y haga los recortes para los componentes (si desea cortar esto con láser, el archivo está adjunto, sin embargo, necesita dos orificios adicionales para los leds)

3: monte los componentes necesarios en la placa frontal

4: Conecte estos componentes de prueba. Será mejor que hagas esto mientras todavía tienes algo de espacio para trabajar. Uní los cables correspondientes con cinta adhesiva para formar una especie de encabezado. Eso hace que sea mucho más fácil conectarlos cuando todo está en su lugar.

5: monte la frambuesa pi en el interior de la carcasa (o busque otra solución para montarla porque será casi imposible quitar la tarjeta sd) Las tuercas que utilicé entraron en contacto con las clavijas de metal de la Pi, así que cubrí parte de la parte inferior con cinta aislante.

Paso 7: más montaje

Ahora júntelo (utilicé pegamento para madera muy fuerte ya que esta madera no estaba contenta con clavos o tornillos en el lado de 6 mm de grosor)

Pegué los dos paneles laterales de la carcasa al borde exterior de la placa inferior y puse el panel trasero en la parte superior de la placa inferior, entre las placas laterales. Esto lo hace más fuerte, pero tuve que pulir la parte superior de la placa posterior, ya que salió 6 mm más alto que los paneles laterales y frontales.

Paso 8: Conexión

Finalmente, es hora de volver a conectar los componentes dentro de la carcasa. Dejé caer la placa de pruebas en su lugar con todos los cables conectados y luego conecté los componentes montados uno por uno.

Sin embargo, como puede ver, esto realmente no es demasiado limpio, por lo que puede encontrar una mejor manera de montarlo correctamente

Paso 9: software

Deberá agregar un usuario a la base de datos si desea usar el lector rfid para armar y desarmar el sistema. Conéctese a su pi a través de Workbench, seleccione la base de datos de Alarmostat y ejecute el siguiente comando:

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

reemplace el # con los valores correctos. Puede encontrar el rfidid ejecutando el script rfidtest.py desde el repositorio. Mostrará la identificación de su etiqueta:

Para ejecutar el programa al inicio, consulte el archivo Léame:

Paso 10: estás listo

¡Se hace! ¡Estás listo para proteger y controlar la temperatura de tu casa imaginaria! ¡Diviértete e intenta agregar nuevas funciones al código!