רשת תחנות החיישנים לתאורה ובקרת אבטחה: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

כאשר רשת תחנות החיישנים הזו מוגדרת במצב master/slave, תוכל לבצע תאורה ובקרת אבטחה בביתך. תחנות חיישנים אלה (Node01, Node02 בפרויקט זה) מחוברות לתחנת אב (Node00) המחוברת לרשת ה- wifi המקומית שלך. התקנתי את Node01 בחדר האחסון שלי ואת Node02 במוסך שלי השליטה באורות ותנועות. תחנת האב מותקנת בחדר האוכל שלנו המחובר לנתב ה- wifi שלנו. התקנתי את הפעמון במוסך וקצת זמזם בתחנת האב כדי להישמע כאשר זוהה תנועה על ידי תחנת חיישנים כלשהי ברשת.

המאפיינים העיקריים של הרשת הם:

• אפשר להגדיר רשת עם יותר משתי תחנות חיישנים (תחנות עבדים) (Node01, Node02, Node03,….)
• מכיוון שהשימוש במקלטים אלחוטיים עם אנטנה, הרשת מסוגלת לכסות שטח רחב
• אתה יכול לשלוט על כל הרשת מהטלפון הנייד
• שלח דוא"ל (חשבון Gmail) כאשר זוהה תנועה ומצב האזעקה מופעל. אז אם תפעיל את הודעות הדחיפה של Gmail בנייד שלך תדע מתי מזוהה תנועה ברשת שלך

למטרות דומטיות:

• הדלק את האורות כאשר זוהה תנועה / הפעל תמיד את האורות (לכל הרשת או לכל תחנת עבדים)
• שנה את הזמן בדקות שהאורות דולקים לאחר שזוהתה תנועה לכל תחנת עבדים

לצורכי אבטחה:

• הפעל והשבת את מצב האזעקה
• כל תחנת עבדים מסוגלת לשלוח אות לתחנת מאסטר (Node00) כאשר מצב האזעקה מופעל ומתגלה תנועה
• תחנת המאסטר מסוגלת להפעיל פעמון ולשלוח דוא"ל כאשר אחד מאותם אותות מתקבל מכל תחנת עבדים ומצב האזעקה מופעל. תחנת המאסטר (Node00) מחוברת לאינטרנט באמצעות חיבור wifi לשליטה במערכת כולה באמצעות טלפון נייד. הוא מוגדר כמו WifiWebServer

שלב 1: רשימת החומרים

רשימת החומרים בהם השתמשתי לבניית Node01 ו- Node02 (תחנות עבדים) היא כדלקמן:

• לוח מגה 2560 R3
• תומך פלסטיק עבור MEGA 2560 R3
• חיישן PIR HC-SR501
• תמיכה מפלסטיק ל- HC-SR501
• ממסר 5V
• מודול משדר אלחוטי 2.4G 1100m NRF24L01+PA+LNA עם אנטנה LKY67
• מתאם 8Pin NRF24L01 (לשיפור התכונות של NRF24L01)
• ספק כוח HLK-PM01 AC DC 220V עד 5V

רשימת החומרים לבניית Node00 (תחנות מאסטר) היא הבאה:

• לוח מגה 2560 R3
• תומך פלסטיק עבור MEGA 2560 R3
• מודול WiFi NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266
• מודול משדר אלחוטי 2.4G 1100m NRF24L01+PA+LNA עם אנטנה LKY67
• לוח מתאם VCC 5v-3.3v ל- NRF24L01 (לשיפור התכונות של NRF24L01)
• מתאם AC-DC, 9V, 1A (2, 1 מ"מ x 5, 5 מ"מ)

יתר על כן, השתמשתי בחומר הבא:

• 2 חיבורי PCB 5 פינים
• חוטי מגשר
• לוח לחם MB-102 (800 אנשי קשר)
• לוח קרשים מיני הלחמה 170 אנשי קשר
• סט של נוריות והתנגדויות
• לוחות PCB
• ערכת מלחם מפח
• אקדח דבק
• מתאקרילט שקוף
• פַּעֲמוֹן

שלב 2: כיצד להתחבר ולתכנת את Node01 ו- Node02 (תחנות עבדים)

כדי לתכנת את המערכון "SlaveSation.ino" הייתי צריך את ספריית RF24 ואת ספריית רשת RF24.

בתרשים הזרימה למעלה אתה יכול לראות את ההיגיון של תחנת החיישנים ואת ההודעות המוחלפות בין תחנת חיישן עבדים לבין המאסטר.

לפני שאתה טוען את הסקיצה עליך להגדיר את כתובת צומת העבדים בפורמט אוקטלי

const uint16_t this_node = 01; // כתובת הצומת שלנו בפורמט אוקטאלי (עבד): 01, 02, 03 …

המשמעות של הלדים בכל תחנות עבדים היא כדלקמן:

• כחול הוביל. הוא יופעל בזמן שסיכת חיישן PIR גבוהה.
• ירוק הוביל. הוא יופעל כאשר האזעקה מחוברת.

שלב 3: כיצד להתחבר ולתכנת את Node00 (תחנת מאסטר)

בתחנת Node00 אנו יכולים למצוא שני לוחות שונים:

• לוח MEGA 2560 R3. מכשיר זה משמש לקבלת הודעות מתחנת עבדים כאשר מזוהה תנועה באמצעות תקשורת אלחוטית. הוא יפעיל פעמון כאשר תזוהה תנועה והאזעקה מחוברת. כדי לעצור את הפעמון פשוט נתק את מצב האזעקה. יתר על כן הוא שולח לתחנת העבדים הודעות מ- NodeMCU כדי לאפשר או להשבית זיהוי תנועה, להדליק תמיד את האורות, לכבות תמיד את האורות, …
• לוח NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266. זה עובד כמו שרת אינטרנט Wifi לשדר ולקבל פקודות ממקום מרוחק באמצעות דף אינטרנט בטלפון נייד. יתר על כן שולח הודעות דואר אלקטרוני כאשר זוהה תנועה ומצב האזעקה מופעל.

שני המכשירים מתוכנתים לתקשר זה עם זה בתצורת Master (NodeMCU)/Slave (MEGA) באמצעות הפרוטוקול הטורי הסינכרוני I2C באמצעות ספריית ה- Wire. פרוטוקול I2C כולל שימוש בשתי שורות לשליחה וקבלה של נתונים: סיכת שעון טורי (SCL) וסיכת נתונים טורית (SDA) שמעליה נשלחים נתונים בין שני המכשירים.

כפי שאתה יכול לראות בציור, שני הסיכות לתקשורת I2C בלוח MEGA 2560 R3 הן:

1. SDA -> סיכה 20 SDA
2. SCL -> סיכה 21 SCL

והאחרים ב- NodemMCU הם:

1. SDA -> סיכה דיגיטלית 1
2. SCL -> סיכה דיגיטלית 2

לפני שתטען את הסקיצה עבור ESP8266 עליך להתקין את לוח ESP8266. לשם כך עליך להזין "https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json" ב"כתובות אתרים נוספות של מנהל הלוח "בחלון ההעדפות ב- Arduino IDE. לאחר מכן עליך לפתוח את מנהל הלוחות ולהתקין "esp8266"

אני משתמש במתאם אספקת חשמל חיצוני (9V, 1A) ללוח MEGA 2560 R3 (שקע חשמל DC, 2, 1 מ"מ x 5, 5 מ"מ) ואני מחבר את לוח NodeMCU לסיכה 3V3 בלוח MEGA.

שלב 4: WifiWebServer (NodeMCU בתחנת Master)

הסקיצה הנטענת ב- NodeMCU (Node00 או תחנת מאסטר) מוגדרת כמו WebServer המחובר לרשת ה- WiFi הביתית שלך. אפשר לגשת מרחוק אם תגדיר העברת יציאות בנתב שלך.

לפני שתטען את המערכון של WifiWebServerV3.ino ל- NodeMCU עליך לבצע את הפעולות הבאות:

1. עדכן את היציאה שאתה עומד להגדיר בנתב שלך (העברת יציאות) לגישה מרחוק ל- NodeMCU
2. עדכן את המשתמש והסיסמה לגישה לרשת ה- WiFi הביתית שלך
3. עדכן את הכניסה והסיסמה של חשבון Gmail שלך כדי לשלוח הודעות דוא"ל כאשר זוהה תנועה והאזעקה מחוברת
4. עדכן את כתובת הדואר האלקטרוני שבה תקבל את הודעות הדואר האלקטרוני

כדי לעדכן את המשתמש, הסיסמה והיציאה שהשרת ישמש אותם להאזנה, עליך לחפש את הקוד הבא בסקיצה של WifiWebServerV3.ino ולעדכן אותו:

const char*ssid = "*** ה- ssid שלך ***";

const char*password = "*** הסיסמה שלך ***"; שרת WiFiServer (80);

כדי לעדכן את כתובת הדואר האלקטרוני שבה תקבל את הודעות הדואר האלקטרוני עליך לחפש את הקוד הבא ולעדכן אותו:

const char*to_email = "*** כתובת דואר אלקטרוני שבה תקבל את ההודעה ***";

כדי לעדכן את המשתמש והסיסמה של חשבון Gmail שלך לקבלת הודעות דוא"ל עליך לחפש את הקוד הבא בקובץ "Gsender.h" ולעדכן אותו:

const char*EMAILBASE64_LOGIN = "*** קידוד כתובת הדואר האלקטרוני שלך ב- BASE64 ***";

const char*EMAILBASE64_PASSWORD = "*** קידוד הסיסמה שלך ב- BASE64 ***"; const char*FROM = "*** כתובת הדואר האלקטרוני שלך ***";

כדי לקודד או לפענח נתונים ב- BASE64 השתמשתי ב- www.base64encode.org

אם אתה צריך מידע נוסף אודות שליחה וקבלה של הודעות דואר אלקטרוני עם ה- ESP8266, יש כאן "הוראה" בנושא.

ברגע שאתה יכול לעשות את זה, אתה יכול לבדוק את החיבור בנתב שלך. אם המכשיר מחובר עליך לשמור את כתובת ה- IP שהוקצתה למכשיר זה. יתר על כן, כדאי לדבר עם ספק האינטרנט שלך כדי להגדיר כתובת IP סטטית בנתב שלך.

כדי לגשת לדף האינטרנט ליד נתב ה- wifi שלך, הקלד רק את כתובת ה- IP המקומית שהוקצה על ידי הנתב שלך בעקבות היציאה שבה אתה משתמש בנווט אינטרנט. לדוגמה: 192.168.40.15:800. אם אתה מנסה לגשת מרחוק, עליך להקליד את כתובת ה- IP של הנתב שלך בעקבות היציאה שבה אתה משתמש כמו לעיל.

דף האינטרנט שאני מציג לך בתמונות מתוכנת לשלוט ברשת עם שתי תחנות עבדים.

המערכת מוגדרת בתחילה לשליטה על 5 תחנות עבדים מקסימליות, אך ניתן לשנות אותה. חפש רק את הקוד הבא ב- WifiWebServerV3.ino ו- SlaveStation.ino

#הגדר מספר_מקס_ עבדים 5

דף האינטרנט מתחלק בתחילה ל -4 חלקים:

1. סעיף "ציין" שבו הוא מראה לך אם האזעקה מחוברת או לא
2. סעיף "מונה אזעקות" שבו הוא מראה לך את מספר זיהוי התנועה בכל תחנת עבדים
3. סעיף "אזעקה" שבו תוכל לחבר או לנתק (CONNECT ALARM/DISCONNECT ALARM) את האזעקה ולאפס את מונה האזעקות (RESET COUNTERS)

4. סעיף "תאורה" שבו אתה יכול לשלוט על האורות של כל תחנת עבדים. אתה יכול לשלוט על הדברים הבאים:

   • הדלק את האורות בכל תחנות העבדים / הדלק את האורות רק כאשר מזוהה תנועה בכל תחנות העבדים (רשת תמיד מופעלת / רשת בעת תנועה)
   • שנה את הזמן בדקות שהאורות דולקים לכל תחנת עבדים (NODExx ON 1 MINUTE/NODEXX ON 2 MINUTE)
   • הדלק את האורות לכל תחנת עבדים (NODExx תמיד מופעל)
   • הדלק את האורות לכל תחנת עבדים רק כאשר מזוהה תנועה (NODExx_MOV)

אתה לא צריך לשנות שום דבר כי זה יעבוד בכל שם של תחנות עבדים שתגדיר. יתר על כן, הוא יזהה באופן אוטומטי את מספר תחנות העבדים המחוברות ברשת.

כמובן, אתה יכול להוריד את הסקיצה ולשנות בקלות את הקוד הדרוש להצגת דף בקרת האינטרנט שלך.

שלב 5: מההתחלה …

להלן השלבים שעליך לבצע לצורך בניית הרשת שלך:

1. קנה את כל החומרים לפי הרשימה שאני נותן לך ב"שלב 1"
2. חבר את הרכיבים בעקבות הציור שאתה יכול להוריד ב"שלב 2 "ו"שלב 3"
3. בנה קופסאות לכל תחנת עבדים ותחנת המאסטר. בניתי קופסאות מתאקרילט.

4. הגדר כל תחנת עבדים:

   הורד וטען את המערכון "SlaveStation.ino" בלוח MEGA 2560 R3 אחד. עליך רק לערוך את הסקיצה ולעדכן את כתובת תחנת העבדים כפי שניתן לראות ב"שלב 2"

5. הגדר את תחנת האב:

   • הורד וטען את המערכון "SlaveStation.ino" ב- MEGA 2560 R3 אחד. אינך צריך לשנות שום דבר ללא קשר למספר צמת העבדים של הרשת שלך. בתחילה הסקיצה מוגדרת לכל היותר ל -5 תחנות עבדים.
   • הורד וטען את המערכון "WifiServerV3.ino" ב- NodeMCU. עליך לעדכן את הסקיצה בהתאם להוראות ב"שלב 4"
6. הגדר את הנתב שלך לגישה מרחוק אל NodeMCU (העברת יציאות, IP סטטי …)