SmartBox - system inteligentnego domu do Twojego pokoju: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Cześć wszystkim!

W tej instrukcji wyjaśnię, jak zrobić inteligentny system pokojowy. Ten system zawiera dwa urządzenia.

Ogólne urządzenie z czujnikiem wilgotności i czujnikiem temperatury, które mierzy aktualną jakość życia w Twoim pokoju. Będziesz mógł ustawić żądaną minimalną i maksymalną temperaturę/wilgotność. Gdy te wartości będą się różnić, otrzymasz powiadomienia na stronie głównej.

Oprócz czujników istnieje również inteligentny zegar radiowy zintegrowany z głośnikiem, którym można sterować przez stronę internetową. Możesz tworzyć, usuwać i włączać/wyłączać alarmy. Wyłączanie alarmów odbywa się za pomocą prostego ruchu dłoni nad czujnikiem ultradźwiękowym.

Jako drugie i oddzielne urządzenie będziesz mógł sterować taśmą LED z zaprogramowanymi wzorami i kolorami.

Kieszonkowe dzieci

- Raspberry Pi 3 model B+

-16 GB karty SD

- Arduino Uno

- Zmontowany Pi T-Cobbler Plus

- Mała płytka do krojenia chleba

- Zasilanie deski do krojenia chleba (na przykład zasilacz YwRobot)

- Jednoprzewodowy czujnik temperatury (DS18B20+)

- Cyfrowy czujnik wilgotności i wilgotności (DHT22)

- Ultradźwiękowy czujnik odległości (HC-SR05)

- Ekran LCD 16x2

-Potencjometr

- Wzmacniacz (wzmacniacz Adafruit MAX98357A I2S 3W klasy D)

- Głośnik o średnicy 3 - 4 Ohm 3 Watt

- moduł Bluetooth (HC-05)

- Taśma Led 5V RGB (WS1812B)

- Rezystor 1x 4,7 K Ohm

- 1x Rezystor 10K Ohm

- Rezystor 3x 1K Ohm

- Rezystor 1x 330 Ohm

- Kable skokowe

Krok 1: Okablowanie

Zacznijmy, dobrze.

Najpierw podłącz wszystko jak na schemacie powyżej. Upewnij się, że wszystko poprawnie łączysz, w przeciwnym razie niektóre rzeczy nie będą działać.

UWAGA: Jeśli chcesz dokonać zmian, będziesz musiał edytować kod. Więc rób to tylko wtedy, gdy wiesz, co robisz! Zawsze możesz skontaktować się ze mną w przypadku pytań lub problemów.

Jeśli potrzebujesz schematów fritzowania, możesz je pobrać tutaj.

Krok 2: Baza danych

Baza danych zapisze wszystkie pomiary czujnika w tabeli historii. Służy do tworzenia wykresów historii na stronie internetowej.

Jeśli chcesz działać w serwisie, potrzebujesz konta. Każde konto przechowuje alarmy, urządzenia świetlne, powiadomienia i ustawienia.

UWAGA: Mechanizm logowania nie jest uwzględniony, ale mogę go dodać później.

Krok 3: Konfiguracja Raspberry Pi

Jeśli więc wszystko jest połączone, możemy zacząć od konfiguracji Raspberry Pi.

Najpierw zacznijmy od obrazu.

Obraz

1: Pobierz obraz systemu operacyjnego Raspberry Pi:

2: Pobierz i zainstaluj Win32DiskImager:

3: Włóż kartę SD i uruchom Win32DiskImager.

4: Wybierz pobrany obraz na dysku. Następnie wybierz kartę SD i naciśnij przycisk zapisu. (Upewnij się, że karta SD jest pusta przed rozpoczęciem tego procesu, wszystkie dane zostaną usunięte!)

5: Jeśli proces się zakończy, możemy dokonać ostatnich zmian w Raspberry Pi. Przejdź do katalogu karty SD i dodaj plik "ssh" bez rozszerzenia, aby upewnić się, że pi włączy SSH przy starcie.

6: Następnie otwórz cmdline.txt w tym samym katalogu i dodaj „ip=169.254.10.1” na końcu wiersza i kliknij Zapisz. UWAGA:Zachowaj wszystko w jednym wierszu lub niektóre ustawienia nie będą działać.

7: Teraz bezpiecznie wyjmij kartę SD z komputera i włóż kartę SD do Raspberry Pi.

8: Kiedy to zrobisz, możesz podłączyć pi za pomocą kabla Ethernet do portu LAN laptopa lub komputera.

9: Zasil Raspberry Pi.

Konfiguracja Wi-Fi i Pi

Do sterowania Raspberry Pi przez SSH potrzebujemy oprogramowania o nazwie Putty. Możesz pobrać i zainstalować Putty tutaj:

1: Po zainstalowaniu Putty możesz połączyć się z pi o adresie IP: 169.254.10.1 i porcie: 22. Gdy pojawi się interfejs wiersza poleceń, możesz zalogować się za pomocą użytkownika: pi i hasła: raspberry.

2: Teraz jesteśmy zalogowani wpisz "sudo raspi-config" i przejdź do opcji interfejsu. Upewnij się, że One-Wire, Serial (Włącz tylko szeregowy port sprzętowy, a nie powłokę logowania przez port szeregowy), I2C i SPI są włączone.

3: Aby nawiązać połączenie z Wifi, musimy użyć użytkownika root. Wpisz "sudo -i", aby zalogować się jako użytkownik root.

4: Aby dodać sieć Wifi do Raspberry Pi, wpisz

"wpa_passphrase" SSID" "twoje hasło" >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"

w terminalu z nazwą i hasłem Twojej sieci.

5: Gdy to zrobisz, zrestartuj swoje pi.

6: Jeśli wszystko jest w porządku, powinieneś zobaczyć adres IP na swoim interfejsie wlan0. Wykonaj "ip a", aby to sprawdzić.

7: Jako ostatni wpis wpisz „sudo apt-get update” i „sudo apt-get upgrade”, aby zaktualizować swoje pi.

8: Upewnij się, że zainstalowałeś MySQL, apache2 i php-mysql dla tego projektu. Wpisz: sudo apt install apache2 mariadb-server php-mysql -y

9: Aby zainstalować MySQL przeczytaj ten artykuł:

10: Edytuj użytkownika i hasło MySQL w pliku config.py w zapleczu.

Konfiguracja Bluetooth

1: Zasil Arduino

2: Wpisz hcitool scan, aby znaleźć adres mac modułu Bluetooth. Po znalezieniu zapisz go lub skopiuj w innym dokumencie.

3: Teraz dodamy moduł Bluetooth do Raspberry Pi. Wykonaj następujące polecenia:

sudo bluetoothctl

agent włączony

sparuj adres mac (jeśli prosi o pin, standardowy pin to 1234)

zaufaj adresowi mac

4: Dodaj swój adres mac do pliku app.py w zapleczu.

Konfiguracja głośników

Teraz Twoje pi jest zaktualizowane i mamy połączenie z Internetem. Możemy rozpocząć konfigurację głośników.1: Uruchom następujące polecenie: "curl -sS https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspbe… | bash"

2: Po zakończeniu poprosi Cię o ponowne uruchomienie, naciśnij yi enter.

3. Teraz uruchom skrypt ponownie, to upewni się, że dźwięk działa poprawnie. Jeśli wszystko jest w porządku, usłyszysz przemawiającą kobietę.

4. Kiedy to zrobisz, uruchom ponownie po raz drugi.

Konfiguracja Pythona

Kod projektu działa na Pythonie, więc upewnij się, że masz zainstalowany Python 3.7. Sprawdź to za pomocą "python3 -V". Jeśli masz Pythona, możesz zainstalować następujące pakiety za pomocą instalatora pip: pip install Flask Flask-Cors Flask-MySQL Flask-SocketIO PyMySQL gevent gevent-websocket python-socketio requests

Instalacja SmartBox

Teraz wszystkie główne ustawienia są skonfigurowane, możemy zacząć od oficjalnej konfiguracji SmartBox.

1: Sklonuj repozytorium SmartBox do katalogu domowego (/home/pi), wpisując: git clone

2: Po wykonaniu tej czynności możesz uruchomić plik sql. Wpisz "sudo mysql -u root -p << SmartBox.sql", aby utworzyć bazę danych.

3: Następnie skopiuj frontend do /var/www/html, wykonując "cp -R frontend/. /var/www/html"

4: W celu automatycznego uruchomienia dodaj plik usługi do systemd. Wpisz: "cp service/SmartBox.service /etc/systemd/system/SmartBox.service" i wykonaj "sudo systemctl enable myscript.service", aby go włączyć.

5: Gdy to zrobisz, przejdź do config.py w zapleczu i zmień go na swoje hasło mysql.

6: Zrestartuj swoje pi

Krok 4: Konfiguracja Arduino Uno

Teraz główne urządzenie jest gotowe, zaczniemy od taśmy led. Arduino będzie sterować za nas taśmą LED 5V WS1812B.

1: Pobierz i zainstaluj Arduino IDE:

2: Pobierz kod Arduino z mojego repozytorium github:

3: Jeśli wszystko zostało pobrane i zainstalowane, możesz podłączyć Arduino Uno.

4: Otwórz plik LedStripCode.ino i prześlij go do Arduino, klikając strzałkę skierowaną w prawo.

5: Podłącz moduł bluetooth i pasek led do arduino i wszystko powinno działać. (Patrz Krok 1 Okablowanie)

Krok 5: Projekt obudowy

Do projektu mojej obudowy wykorzystałem istniejące plastikowe pudełko i oficjalną obudowę Raspberry Pi. W widoku z przodu zrobiłem różne otwory na głośnik i jeden na ekran LCD.

Z tyłu zrobiłem otwór na okablowanie czujnika temperatury i wilgotności. Wewnątrz znajduje się również otwór na okablowanie zasilacza płytki stykowej.

W widoku z góry znajdują się dwa otwory na czujnik ultradźwiękowy, dzięki czemu można wykryć ruch po uruchomieniu alarmu.

Raspberry Pi zamontowałem w obudowie po prawej stronie pudełka, dzięki czemu mogę go łatwiej zaktualizować lub wymienić.

Gdy to zrobisz, możesz zintegrować T-cobblera i czujniki. Użyłem śrubek i silikonu, aby upewnić się, że wszystko jest solidne.

UWAGA: Jeśli używasz metalowych śrub do montażu Raspberry Pi, upewnij się, że używasz taśmy izolacyjnej.

Krok 6: Wykończenie dotyku

Teraz wszystko jest zrobione, czy możesz usunąć część IP w cmdline.txt.

Użyj: sudo nano /boot/cmdline.txt