SmartBox - Älykäs kotijärjestelmä huoneeseesi: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Hei kaikki!

Tässä ohjeessa selitän sinulle, kuinka tehdä älykäs huonejärjestelmä. Tämä järjestelmä sisältää kaksi laitetta.

Yleinen laite, jossa on kosteusanturi ja lämpötila -anturi, joka mittaa huoneesi nykyistä elämänlaatua. Voit asettaa halutun minimi- ja maksimilämpötilan/kosteuden. Kun nämä arvot poikkeavat toisistaan, saat ilmoituksia etusivulle.

Anturien lisäksi kaiuttimeen on integroitu älykäs radiokello, jota voit ohjata verkkosivuston kautta. Voit luoda, poistaa ja ottaa käyttöön/poistaa käytöstä hälytyksiä. Hälytykset poistetaan käytöstä yksinkertaisella kädenliikkeellä ultraäänianturin yli.

Toisena erillisenä laitteena voit ohjata LED-nauhaa, jossa on esiohjelmoituja kuvioita ja värejä.

Tarvikkeet

- Raspberry Pi 3 malli B+

- 16 Gt SD -kortti

- Arduino Uno

- Koottu Pi T-Cobbler Plus

- Pieni leipälauta

- Breadboard -virtalähde (esimerkiksi YwRobot -virtalähde)

- Yhden langan lämpötila -anturi (DS18B20+)

- Digitaalinen kosteus- ja kosteusanturi (DHT22)

- Ultraääni-etäisyysanturi (HC-SR05)

- 16x2 LCD -näyttö

- Potentiometri

- Vahvistin (Adafruit MAX98357A I2S 3W Class D -vahvistin)

- Kaiuttimen halkaisija 3 - 4 ohmia 3 W

- Bluetooth-moduuli (HC-05)

- 5V RGB -LED -nauha (WS1812B)

- 1x 4,7 K ohmin vastus

- 1x 10K ohmin vastus

- 3x 1K ohmin vastus

- 1x 330 ohmin vastus

- Hyppää lankakaapeleista

Vaihe 1: Johdotus

Aloitetaan.

Liitä ensin kaikki kuten yllä olevassa kaaviossa. Varmista, että liität kaiken oikein, muuten jotkut asiat eivät toimi.

HUOMAUTUS: Jos haluat tehdä muutoksia, sinun on muokattava koodia. Joten tee tämä vain, jos tiedät mitä olet tekemässä! Voit aina ottaa minuun yhteyttä, jos sinulla on kysyttävää tai ongelmia.

Jos tarvitset friteerausohjelmia, voit ladata ne täältä.

Vaihe 2: Tietokanta

Tietokanta tallentaa kaikki anturimittaukset historiataulukkoon. Tätä käytetään verkkosivuston historiakaavioihin.

Jos haluat toimia verkkosivustolla, tarvitset tilin. Jokainen tili tallentaa hälytyksiä, valolaitteita, ilmoituksia ja asetuksia.

HUOMAUTUS: Kirjautumismekanismi ei sisälly toimitukseen, mutta voin lisätä tämän myöhemmin.

Vaihe 3: Raspberry Pi -asennus

Joten jos kaikki on kytketty, voimme aloittaa Raspberry Pi: n asennuksesta.

Aloitetaan ensin kuvasta.

Kuva

1: Lataa Raspberry Pi OS -kuva:

2: Lataa ja asenna Win32DiskImager:

3: Aseta SD-kortti paikalleen ja suorita Win32DiskImager.

4: Valitse asemalta ladattu kuva. Valitse sitten SD-kortti ja paina kirjoituspainiketta. (Varmista, että SD-kortti on tyhjä, ennen kuin aloitat tämän prosessin, kaikki tiedot poistetaan!)

5: Jos prosessi on suoritettu, voimme tehdä viimeiset säädöt Raspberry Pi -laitteeseen. Siirry SD-korttihakemistoon ja lisää "ssh" -tiedosto ilman laajennusta varmistaaksesi, että pi ottaa SSH: n käyttöön käynnistettäessä.

6: Avaa sitten cmdline.txt samassa hakemistossa ja lisää rivin loppuun "ip = 169.254.10.1" ja napsauta tallenna. HUOMAUTUS: Pidä kaikki yhdellä rivillä tai jotkin asetukset eivät toimi.

7: Poista SD-kortti turvallisesti tietokoneesta ja aseta SD-kortti Raspberry Pi -laitteeseen.

8: Kun tämä on tehty, voit liittää pi Ethernet -kaapelilla kannettavan tietokoneen tai tietokoneen LAN -porttiin.

9: Käynnistä Raspberry Pi.

Wi-Fi- ja Pi-kokoonpano

Raspberry Pi: n hallitsemiseksi SSH: n yli tarvitsemme Putty -ohjelmiston. Voit ladata ja asentaa Puttyn täältä:

1: Kun Putty on asennettu, voit muodostaa yhteyden pi -osoitteeseen IP: 169.254.10.1 ja portin: 22. Kun komentorivikäyttöliittymä tulee näkyviin, voit kirjautua sisään käyttäjän: pi ja salasanan: vadelma avulla.

2: Nyt olemme kirjautuneet sisään "sudo raspi-config" ja siirrymme liitäntävaihtoehtoihin. Varmista, että One-Wire, Serial (Ota käyttöön vain sarjaporttiportti, ei kirjautumiskuoria sarjaportin kautta), I2C en SPI ovat käytössä.

3: Jotta voimme muodostaa yhteyden Wifiin, meidän on käytettävä pääkäyttäjää. Kirjoita "sudo -i" kirjautuaksesi pääkäyttäjäksi.

4: Lisää Wifi -verkko Raspberry Pi -laitteeseen kirjoittamalla

"wpa_passphrase" SSID "" salasanasi ">> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"

päätelaitteessa verkon nimen ja salasanan avulla.

5: Kun tämä on tehty, käynnistä pi uudelleen.

6: Jos kaikki on oikein, sinun pitäisi nähdä IP -osoite wlan0 -käyttöliittymässäsi. Tarkista "ip a".

7: Viimeisenä kirjoita "sudo apt-get update" ja "sudo apt-get upgrade" päivittääksesi pi.

8: Muista asentaa MySQL, apache2 ja php-mysql tähän projektiin. Tyyppi: sudo apt install apache2 mariadb-server php-mysql -y

9: Jos haluat asentaa MySQL: n, lue tämä artikkeli:

10: Muokkaa MySQL -käyttäjää ja salasanaa taustaohjelman config.py -tiedostossa.

Bluetooth -asetukset

1: Käynnistä Arduino

2: Kirjoita hcitool scan löytääksesi Bluetooth -moduulin mac -osoitteen. Kun se on löydetty, kirjoita se muistiin tai kopioi se toiseen asiakirjaan.

3: Nyt aiomme lisätä Bluetooth -moduulin Raspberry Pi: hen. Suorita seuraavat komennot:

sudo bluetoothctl

agentti päällä

pari mac-osoite (jos se pyytää PIN-koodia, tavallinen PIN-koodi on 1234)

luota mac-osoitteeseen

4: Lisää Mac -osoitteesi taustaohjelman app.py -tiedostoon.

Kaiuttimien asennus

Nyt pi on päivitetty ja meillä on Internet -yhteys. Voimme aloittaa kaiuttimien konfiguroinnin.1: Suorita seuraava komento: "curl -sS https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspbe… | bash"

2: Kun se on valmis, se pyytää sinua käynnistämään uudelleen, paina y ja syötä.

3. Suorita nyt käsikirjoitus uudelleen, tämä varmistaa, että ääni toimii oikein. Jos kaikki on oikein, kuulet naisen puhuvan.

4. Kun tämä on tehty, käynnistä tietokone uudelleen toisen kerran.

Python -kokoonpano

Projektikoodi toimii pythonissa, joten varmista, että sinulla on asennettuna python 3.7. Tarkista tämä "python3 -V": llä. Jos sinulla on python, voit asentaa seuraavat paketit pip-asennusohjelman kanssa: pip install Flask Flask-Cors Flask-MySQL Flask-SocketIO PyMySQL gevent gevent-websocket python-socketio pyynnöt

SmartBox -asennus

Nyt kaikki pääasetukset on määritetty, voimme aloittaa virallisella SmartBox -asetuksella.

1: Kloonaa SmartBox -arkisto kotihakemistoosi (/home/pi) kirjoittamalla: git clone

2: Kun tämä on tehty, voit suorittaa sql -tiedoston. Kirjoita "sudo mysql -u root -p << SmartBox.sql" luodaksesi tietokannan.

3: Kopioi sitten käyttöliittymä kansioon/var/www/html tekemällä "cp -R frontend/./Var/www/html"

4: Lisää automaattinen käynnistys lisäämällä palvelutiedosto systemd -tiedostoon. Kirjoita: "cp service/SmartBox.service /etc/systemd/system/SmartBox.service" ja tee "sudo systemctl enable myscript.service" ottaaksesi sen käyttöön.

5: Kun olet valmis, siirry taustaohjelman config.py -kohtaan ja vaihda se mysql -salasanaasi.

6: Käynnistä pi uudelleen

Vaihe 4: Arduino Uno Setup

Nyt päälaite on valmis, aloitamme led -nauhalla. Arduino ohjaa 5V WS1812B LED -nauhaa puolestamme.

1: Lataa ja asenna Arduino IDE:

2: Lataa Arduino -koodi github -arkistostani:

3: Jos kaikki on ladattu ja asennettu, voit liittää Arduino Unon.

4: Avaa LedStripCode.ino -tiedosto ja lataa se Arduinoosi napsauttamalla oikealle osoittavaa nuolta.

5: Liitä Bluetooth -moduuli ja LED -nauha arduinoon, ja kaiken pitäisi toimia. (Katso vaihe 1 Johdotus)

Vaihe 5: Kotelon suunnittelu

Kotelon suunnittelussa käytin olemassa olevaa muovilaatikkoa ja virallista Raspberry Pi -koteloa. Edestä katsottuna tein erilaisia reikiä kaiuttimelle ja yhden LCD -näytölle.

Takapuolelle tein aukon lämpötila- ja kosteusanturin johdotusta varten. Sisällä on myös aukko leipälevyn virtalähteen johdotusta varten.

Ylhäältä katsottuna on kaksi reikää ultraäänianturille, joten liike voidaan havaita hälytyksen soidessa.

Asensin Raspberry Pi -kotelon laatikon oikealle puolelle, jotta voin päivittää tai vaihtaa sen helpommin.

Kun tämä on tehty, voit integroida T-suutarin ja anturit. Käytin ruuveja ja silikonia varmistaakseni, että kaikki on kiinteää.

HUOMAUTUS: Jos käytät Raspberry Pi: n kiinnittämiseen metalliruuveja, varmista, että käytät eristysteippiä.

Vaihe 6: Kosketuksen viimeistely

Nyt kaikki on tehty, voitko poistaa IP -osan cmdline.txt -tiedostosta.

Käytä: sudo nano /boot/cmdline.txt