Gate Mate: 10 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

De Gate Mate kan uw poort of garage bedienen met spraakcommando's of automatisch met geofencing of met een druk op de knop. Gate Mate bestaat uit twee hoofdcomponenten, de App en de hardware.

De hardware is twee ESP8266 microcontrollers en een camera. De Arducam-camera en één ESP8266 zorgen voor de videostream en de andere ESP8266 coördineert de camera-articulatie, druk op de knop en communicatie met de app. Het hele systeem is als een symfonie van radiogolven en elektronen, die in perfecte harmonie samenwerken om uw poort of garagedeur te bedienen.

De iOS Gate Mate-app, helaas nog geen Android, kan overal ter wereld verbinding maken met de hardware, wat echt heel handig is als je de poort moet openen als je niet thuis bent of de videostream wilt bekijken.

Bij automatische en op afstand bedienbare (rc) poorten en garages worden veel verschillende frequenties en protocollen gebruikt. In dit project gebruiken we uw bestaande afstandsbediening en een opto-koppeling om de druk op de knop na te bootsen. De meeste afstandsbedieningen gebruiken beveiligingsmaatregelen om aanvallen te voorkomen waarbij de code wordt vastgelegd en afgespeeld. We gebruiken ook een behoorlijk geweldig coderings- en authenticatieschema om de communicatie van de app via internet, via uw thuisnetwerk en naar de Gate Mate-hardware te beveiligen en te verifiëren.

Dit zijn de hoogtepunten

• Een ESPino (ESP8266) en PC817 Opto-Coupler worden gebruikt om een druk op de knop op de rc na te bootsen.
• Bij de camera wordt een Pan Tilt-montage gebruikt, zodat het gezichtspunt kan worden aangepast.
• Een Arducam 2MP V2 Mini Camera Shield met ESP8266 Nano Esp-12F wordt gebruikt voor de videofeed naar de iOS-app.
• De communicatie tussen de ESPino, Arducam Nano en de iPhone App verloopt via
• Routerconfiguratie inclusief LAN Static IP's en NAT Port Forwarding samen met een DDNS of een Static IP is vereist.
• AES CBC-codering en HMAC SHA256 worden gebruikt om communicatie te beveiligen en te verifiëren.
• Spraakherkenning kan worden gebruikt met de commando's "openen", "stoppen" en "sluiten".
• Een geofence kan worden gebruikt om de poort of garage automatisch te openen of te sluiten.
• De bestaande afstandsbediening wordt gebruikt.

Alle code wordt verstrekt op de Gate Mate Github

Stap 1: iPhone-app

iOS-app

Stap 2: Encryptie

Het coderingsschema omvat het gebruik van AES CBC en HMAC SHA256 voor veilige communicatie en authenticatie. Een wachtwoordzin van 32 tekens is vereist in het App- en.ino-bestand en ze moeten natuurlijk overeenkomen.

Stap 3: Onderdelenlijst

De Espino wordt gebruikt omdat hij klaar is om op een breadboard aan te sluiten en wordt geleverd met een micro-USB (communicatie en stroom). Je zou gewoon de ESP8266-module kunnen kopen, maar je zou hem op een breakout-bord moeten monteren en een FTDI moeten gebruiken voor communicatie en stroom.

Voor de videofeed wordt het Arducam 2MP V2 Mini Camera Shield met ESP8266 Nano gebruikt.

De belangrijkste componenten kwamen van UCtronics en Thai Easy Elec

www.uctronics.com

www.thaieasyelec.com/en/

Andere stukjes en beetjes

• M3 PCB-afstandhouders
• Breadboard
• Doorzichtige behuizing van acryl
• PC817 Opto-koppeling
• 500 ohm Weerstand
• Assortiment van jumpers en draden etc
• 5V muuradapter voeding
• Twee micro-usb-kabels

Stap 4: Netwerk

Om de iOS-app te gebruiken wanneer deze niet is verbonden met uw thuisnetwerk, dat wil zeggen wanneer u mobiele data of een ander wifi-netwerk gebruikt, moet u uw router zo configureren dat het verkeer naar het juiste apparaat kan gaan.

U hebt ook een statisch IP-adres of een DDNS-service nodig of u bent bereid om het IP-adres in de app van tijd tot tijd bij te werken als uw ISP uw openbare IP-adres wijzigt.

De routerconfiguratie is heel eenvoudig en omvat het toewijzen van statische interne/private IP's aan zowel de Arducam Nano als Espino (het LAN-gedeelte) en direct verkeer op de toegewezen poorten aan de toegewezen IP's (het NAT-gedeelte). In uw router stelt u bijvoorbeeld het statische IP-adres van de Arducam Nano in op 192.168.1.21 en vervolgens in het GateMateArduNano.ino-bestand stelt u de webserver in op poort 83 (ESP8266WebServer-server (83)), tenslotte stelt u NAT in de instellingen van uw router in op stuur al het verkeer op poort 83 door naar 192.168.1.21. Voor de ESPino kunt u het statische IP-adres instellen op 192.168.1.22, in de GateMateEspino.ino de webserver instellen op poort 84 #ESP8266WebServer-server(84) en NAT instellen om door te sturen en verkeer op poort 84 naar 192.168.1.22.

Stap voor stap

1. Als je het IP-adres in de app wilt instellen en het wilt vergeten, kun je ofwel een DDNS-service instellen of contact opnemen met je ISP en een statisch openbaar IP-adres aanvragen, daar brengen ze normaal gesproken kosten voor in rekening. Ik heb https://www.dynu.com gebruikt en ze zijn geweldig voor een gratis DDNS-service.

2. Krijg het MAC-adres van zowel de Espino als de Arducam Nano. U kunt de SSID en het wachtwoord instellen in de.ino's, ze verbinding laten maken met uw thuisnetwerk en vervolgens via de geavanceerde instellingenpagina's van uw router de MAC's vinden

3. Configureer uw router om statische IP's toe te wijzen aan de Espino en Arducam Nano, gebruik specifiek de MAC-adressen om statische IP-vermeldingen te maken op de LAN-configuratiepagina.

4. Configureer uw routers NAT om door te sturen naar uw Arducam Nano en Espino, zodat ze toegankelijk zijn vanaf internet met behulp van uw ISP toegewezen openbare IP-adres. Wanneer verbonden met uw privénetwerk, hebben de Arducam Nano en ESPino interne statische IP-adressen die niet zichtbaar zijn vanaf internet. Zoals hierboven luistert de Arducam Nano op poort 83 en de Espino op poort 84 (zie deze regel in de respectievelijke ino-bestanden - ESP8266WebServer-server (##). Maak op de NAT-configuratiepagina vermeldingen zodat al het verkeer op de toegewezen poorten wordt gerouteerd naar de juiste statische IP's.

Er zijn veel verschillende routers en ddns-services beschikbaar, dus het verstrekken van specifieke details valt buiten het bestek van dit project. Maar als u de NAT- en LAN-instellingen voor uw specifieke router en ddns-services googelt, zou het allemaal heel eenvoudig en gemakkelijk in te stellen moeten zijn.

Stap 5: Montage

Een knop doet één ding, het overbrugt een gat in het circuit om het elektrische pad te voltooien. Een optocoupler kan worden gebruikt om de knop na te bootsen en een circuit te besturen dat volledig is geïsoleerd van uw microcontroller, in dit geval de afstandsbediening (rc) die zijn eigen kleine circuit en batterij heeft.

Het voordeel van hier een optocoupler te gebruiken in plaats van bijvoorbeeld een transistor is dat we de aardreferenties, nou ja de hele schakelingen trouwens, gescheiden kunnen houden. We hoeven ons dus geen zorgen te maken over het combineren van de grond van de rc met de grond van de ESP8266.

Dus het eerste dat u moet uitzoeken, is welke kant van de knop moet worden aangesloten op de PC817-collector en welke kant op de emitter. Open je rc en gebruik een multimeter om de weerstand te meten, zoek uit welke kant van de knop is aangesloten op de positieve pool van de batterij. Deze hoge zijde wordt aangesloten op de collector die pin 4 is op de PC817.

Breek de soldeerbout uit en

1. Soldeer een draad aan de hoge zijpoot van de knop en sluit het andere uiteinde aan op de collector (pin4) van de PC817.
2. Soldeer een draad aan het lage zijbeen van de knop en sluit het andere uiteinde aan op de zender (pin3) van de PC817.

De laatste stap voor de opto-koppeling is om pin 4 van de ESP8266 aan te sluiten op de anode (pin1) op de PC817 en de kathode (pin 2) te verbinden met aarde via een weerstand van 500 ohm.

Om de pinout of andere specificaties te controleren, vindt u hier de PC817-specificaties PC817-gegevensblad:

Waarschijnlijk een goede plek om de pan-tilt-armmontage op te nemen pdf Pan Tilt pdf

De rest van de verbindingen zijn heel eenvoudig, kijk maar naar de fritzing en foto's.

Stap 6: Micro-USB

Er zijn twee micro-usb-kabels ingekort waarbij de stroom- en aardingsdraden zijn aangesloten op de stroom- en aardingsdraden van een 5v-wandadaptervoeding. De ene micro usb is aangesloten op de Arducam Nano Camera en de andere op de ESPino ESP8266.

Stap 7: Bedrading afstandsbediening

Dit is een close-up van de draden die aan de rc-knop zijn bevestigd, heel eenvoudig is een draad aan beide benen gesoldeerd. Wanneer geactiveerd, kan de stroom door de opto-coupler stromen in plaats van door de knop, waarbij een druk op de knop wordt geëmuleerd en de rc zijn beveiligde code naar de elektromotor verzendt om de poort of garage te openen of te sluiten.

Stap 8: De zaak

De afgewerkte behuizing, de pan-tilt-assemblage en het breadboard zijn aan het deksel bevestigd met M3 roestvrijstalen moeren en bouten, de rc is bevestigd met dubbelzijdig plakband. Er wordt een klein gaatje door de knop van de behuizing geboord om de stroomkabel naar buiten te laten gaan en de behuizing vlak tegen een muur te laten zitten. Met behulp van een anker, metselwerk of anderszins, en met een klein gaatje geboord in de acrylbehuizing kan het worden bevestigd aan een muur tegenover de poort of de oprit of de garagedeur. Nou, het kan echt overal heen zolang het signaal van de afstandsbediening de ontvanger bij de motor bereikt.

Stap 9: App-demo

Gate Mate in de App Store

Stap 10: Referenties

www.teknojelly.com/gate-mate/

github.com/ArduCAM

github.com/esp8266

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

github.com/intrbiz/arduino-crypto

Dat is een wrap, stuur me gerust een bericht als je iets ziet dat kan worden verbeterd of gerepareerd of iets moet worden verduidelijkt