Создание умного автозамка двери с использованием Bluetooth-близости смартфона

Ищете надежный, технологичный способ защитить свой домашний офис или частную мастерскую? Это руководство проведет вас через создание DIY умного замка, который автоматически обнаруживает ваше присутствие через Bluetooth и запирает дверь, когда вы уходите.

Концепция

Ваш смартфон постоянно вещает уникальный Bluetooth-идентификатор в режиме обнаружения. Мониторя этот сигнал с Raspberry Pi, мы можем определить, находится ли устройство в диапазоне, и триггерить реле для запирания или отпирания двери соответственно.

Что понадобится

• Raspberry Pi — любая модель подойдет; я использовал старую Model B за ее простоту. Убедитесь, что у нее есть сетевое подключение (Ethernet или Wi‑Fi), SD-карта и micro‑USB блок питания.
• Bluetooth USB-адаптер — модуль Adafruit 4.0 BLE работает надежно, но любой совместимый донгл подойдет. Адаптеру нужно только отправлять короткие пинги, поэтому скорость передачи не критична.
• GPIO breakout-плата («cobbler») — делает подключение пинов понятным; недорого и удобно.
• Релейная плата — выберите 4-канальную, рассчитанную на 12 В/5 А. Мой выбор — универсальная модель за ~$5.
• Электромагнитный замок 12/24 В — я приобрел замок с удерживающей силой 180 кг с крепежом примерно за $35.
• Блок питания 12/24 В — замок должен питаться от внешнего источника; никогда не питайте его от Pi.
• Python-скрипт (Lock.py) — мы разработаем его пошагово.

Начало работы с Bluetooth

Сначала установите необходимые Bluetooth-пакеты на ваш Pi. Можно сделать это непосредственно на устройстве или через SSH.

sudo apt-get install bluez python-bluez

Вставьте донгл и проверьте, что он распознан:

hcitool dev

Затем получите пример Python-скрипта для обнаружения близких устройств:

wget https://pybluez.googlecode.com/svn/trunk/examples/simple/inquiry.py
python inquiry.py

Если скрипт сообщает «0 devices found», убедитесь, что ваш телефон в режиме обнаружения. На iPhone откройте страницу настроек Bluetooth, чтобы включить его.

Создание скрипта обнаружения

Создайте файл detect.py и добавьте следующий код. Замените MAC-адрес на идентификатор вашего телефона.

#!/usr/bin/python
import bluetooth
import time
while True:
    print("Checking "+time.strftime("%a, %d %b %Y %H:%M:%S", time.gmtime()))
    result = bluetooth.lookup_name('78:7F:70:38:51:1B', timeout=5)
    if result:
        print("User present")
    else:
        print("User out of range")
    time.sleep(10)

Запустите скрипт для просмотра обновлений статуса в реальном времени. 10-секундный интервал балансирует отзывчивость с потреблением энергии. Если время автономной работы важно, рассмотрите добавление переключателя, отключающего цикл, пока вы внутри.

Режимы GPIO-платы

Выберите схему нумерации пинов, соответствующую вашему оборудованию. Режим «board» использует физические номера пинов, а «BCM» (Broadcom) — номера GPIO-каналов. Я буду использовать BCM в примерах ниже, что соответствует большинству breakout-плат.

Подключение реле

Подключите breakout-плату к Pi: пины 3,3 В и 5 В к VCC и GND реле соответственно. Соедините GPIO 23 с входом реле. Проверьте требования реле к логическому уровню; многие принимают 3,3 В сигналы напрямую.

Для ручного тестирования реле установите wiringPi и настройте GPIO 23 как выход:

git clone git://git.drogon.net/wiringPi
cd wiringPi
./build

gpio -g mode 23 out

Подтвердите статус пина:

gpio -g readall

Когда реле щелкает, вы готовы интегрировать замок. Держите блок питания замка отдельно от линий питания Pi.

Дальнейшие шаги

Объедините скрипт обнаружения с логикой управления GPIO для триггеринга замка, когда телефон выходит из диапазона. Тщательно протестируйте в контролируемой среде перед развертыванием.