SmartBox: sistema Smart Home per a la vostra habitació: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Hola a tothom!

En aquest instructiu, us explicaré com fer un sistema d’habitacions intel·ligents. Aquest sistema conté dos dispositius.

Un dispositiu general amb un sensor d’humitat i un sensor de temperatura que mesura la qualitat de vida actual de la vostra habitació. Podreu establir la temperatura / humitat mínima i màxima desitjades. Quan aquests valors es desvien, rebreu notificacions a la pàgina inicial.

A més dels sensors, també hi ha un rellotge de ràdio intel·ligent integrat amb un altaveu que podeu controlar a través del lloc web. Podeu crear, suprimir i activar / desactivar alarmes. Desactivar les alarmes passa amb un simple moviment de la mà sobre un sensor d'ultrasons.

Com a segon dispositiu separat, podreu controlar una tira LED amb patrons i colors preprogramats.

Subministraments

- Raspberry Pi 3 model B +

- Targeta SD de 16 GB

- Arduino Uno

Muntat Pi T-Cobbler Plus

- Tauleta reduïda

- Font d'alimentació de taulers de pa (per exemple, la font d'alimentació YwRobot)

- Sensor de temperatura d'un cable (DS18B20 +)

- Sensor d’humitat i humitat digital (DHT22)

Sensor de distància per ultrasons (HC-SR05)

- Pantalla LCD de 16x2

- Potenciòmetre

Amplificador (Amplificador Adafruit MAX98357A I2S 3W Classe D)

- Altaveu de 3 de diàmetre - 4 Ohm de 3 watts

Mòdul Bluetooth (HC-05)

Ledstrip 5V RGB (WS1812B)

- 1x resistència de 4,7 k ohmis

- Resistència 1x 10K Ohm

- Resistència 3x 1K Ohm

- Resistència 1x 330 Ohm

- Saltar cables de filferro

Pas 1: cablejat

Comencem, sí.

En primer lloc, connecteu-ho tot tal com es presenta a l'esquema anterior. Assegureu-vos de connectar-ho tot correctament, en cas contrari algunes coses no funcionaran.

NOTA: Si voleu fer ajustos, haureu d’editar el codi. Feu-ho només si sabeu què esteu fent. Sempre podeu posar-vos en contacte amb mi per a qualsevol dubte o problema.

Si necessiteu els esquemes divertits, els podeu descarregar aquí.

Pas 2: base de dades

La base de dades desarà totes les mesures del sensor en una taula d'historial. S'utilitza per a gràfics d'història del lloc web.

Si voleu operar al lloc web, necessiteu un compte. Tots els comptes emmagatzemen alarmes, dispositius llums, notificacions i configuracions.

NOTA: El mecanisme d'inici de sessió no està inclòs, però puc afegir-lo més endavant.

Pas 3: Configuració de Raspberry Pi

Per tant, si tot està connectat, podem començar amb la configuració del Raspberry Pi.

Primer, comencem per la imatge.

La imatge

1: baixeu la imatge del sistema operatiu Raspberry Pi:

2: descarregueu i instal·leu Win32DiskImager:

3: Inseriu la targeta SD i executeu Win32DiskImager.

4: seleccioneu la imatge descarregada a la vostra unitat. A continuació, seleccioneu la targeta SD i premeu el botó d'escriptura. (Assegureu-vos que la targeta SD estigui buida abans d'iniciar aquest procés, que s'eliminaran totes les dades.)

5: Si es fa el procés, podem fer els darrers ajustos al Raspberry Pi. Aneu al directori de la targeta SD i afegiu un fitxer "ssh" sense extensió per assegurar-vos que el pi activarà SSH a l'inici.

6: A continuació, obriu cmdline.txt al mateix directori i afegiu "ip = 169.254.10.1" al final de la línia i feu clic a Desa. NOTA: Mantingueu-ho tot en una línia o alguns paràmetres no funcionaran.

7: Ara expulseu amb seguretat la targeta SD de l'ordinador i poseu-la al Raspberry Pi.

8: Un cop fet això, podeu connectar el pi amb un cable Ethernet al port LAN del vostre ordinador portàtil o ordinador.

9: engegueu el Raspberry Pi.

La configuració de Wi-Fi i Pi

Per controlar el Raspberry Pi sobre SSH necessitem un programari anomenat Putty. Podeu descarregar i instal·lar Putty aquí:

1: Un cop instal·lat Putty, podeu connectar-vos al pi amb IP: 169.254.10.1 i port: 22. Quan aparegui la interfície de línia d'ordres, podeu iniciar la sessió amb l'usuari: pi i la contrasenya: raspberry.

2: Ara hem iniciat la sessió, escriviu "sudo raspi-config" i anem a les opcions d'interfície. Assegureu-vos que One-Wire, Serial (habiliteu només el port de maquinari sèrie, no el shell de connexió per serial), I2C i SPI.

3: Per establir connexió amb Wifi, hem d’utilitzar l’usuari root. Escriviu "sudo -i" per iniciar la sessió com a usuari root.

4: per afegir la vostra xarxa Wifi al Raspberry Pi, escriviu

"wpa_passphrase" SSID "" la vostra contrasenya ">> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"

al terminal amb el nom i la contrasenya de la vostra xarxa.

5: Un cop fet això, reinicieu el pi.

6: Si tot està bé, hauríeu de tenir una IP a la vostra interfície wlan0. Feu "ip a" per comprovar-ho.

7: Com a darrer tipus, escriviu "sudo apt-get update" i "sudo apt-get upgrade" per actualitzar el vostre pi.

8: Assegureu-vos d'instal·lar MySQL, apache2 i php-mysql per a aquest projecte. Tipus: sudo apt install apache2 mariadb-server php-mysql -y

9: Per instal·lar MySQL, llegiu aquest article:

10: Editeu el vostre usuari i contrasenya de MySQL al fitxer config.py del dorsal.

Configuració de Bluetooth

1: enceneu l'Arduino

2: escriviu hcitool scan per trobar l'adreça Mac del mòdul Bluetooth. Un cop trobat, escriviu-lo o copieu-lo en un document diferent.

3: Ara afegirem el mòdul Bluetooth al Raspberry Pi. Feu les ordres següents:

sudo bluetoothctl

agent activat

parell d'adreça mac (si es demana un pin, el pin estàndard és 1234)

confia en l'adreça mac

4: afegiu la vostra adreça de Mac al fitxer app.py al dorsal.

Configuració dels altaveus

Ara el vostre pi està actualitzat i tenim connexió a Internet. Podem començar a configurar els altaveus.1: executeu l'ordre següent: "curl -sS https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspbe… | bash"

2: Quan estigui acabat, us demanarà un reinici, premeu y i introduïu.

3. Ara torneu a executar l'script, cosa que us assegurarà que l'àudio funcioni correctament. Si tot està bé, escoltaràs una dona parlant.

4. Quan hàgiu acabat, reinicieu una segona vegada.

Configuració de Python

El codi del projecte s’executa en python, així que assegureu-vos que teniu instal·lat python 3.7. Comproveu-ho amb "python3 -V". Si teniu python, podeu instal·lar els paquets següents amb l'instal·lador de pip: pip install Flask Flask-Cors Flask-MySQL Flask-SocketIO PyMySQL gevent gevent-websocket python-socketio requests

Instal·lació de SmartBox

Ara tots els paràmetres principals estan configurats i podem començar amb la configuració oficial de SmartBox.

1: cloneu el dipòsit SmartBox al directori inicial (/ home / pi) escrivint: git clone

2: Un cop fet això, podeu executar el fitxer sql. Escriviu "sudo mysql -u root -p << SmartBox.sql" per fer la base de dades.

3: A continuació, copieu el frontend a / var / www / html fent "cp -R frontend /. / Var / www / html"

4: Per a l'arrencada automàtica, afegiu el fitxer de servei a systemd. Escriviu: "cp service / SmartBox.service /etc/systemd/system/SmartBox.service" i feu "sudo systemctl enable myscript.service" per activar-lo.

5: Un cop fet això, aneu a config.py al dorsal i canvieu-lo a la vostra contrasenya mysql.

6: reinicieu el pi

Pas 4: Configuració d'Arduino Uno

Ara el dispositiu principal ja està acabat, començarem amb el ledstrip. L'Arduino controlarà la tira LED de 5V WS1812B.

1: descarregueu i instal·leu l'IDE Arduino:

2: Descarregueu el codi Arduino al repositori de github:

3: Si tot està descarregat i instal·lat, podeu connectar el vostre Arduino Uno.

4: Obriu el fitxer LedStripCode.ino i pengeu-lo al vostre Arduino fent clic a la fletxa que apunta a la dreta.

5: connecteu el mòdul bluetooth i el ledstrip a l’arduino i tot hauria de funcionar. (Consulteu el cablejat del pas 1)

Pas 5: disseny de casos

Per al disseny del meu estoig, he utilitzat una caixa de plàstic existent i la funda oficial de Raspberry Pi. A la vista frontal he fet diferents forats per a l’altaveu i un per a la pantalla LCD.

A la part posterior vaig fer una obertura per al cablejat del sensor de temperatura i humitat. També hi ha una obertura per al cablejat de la font d'alimentació de la placa de control a l'interior.

A la vista superior hi ha dos forats per al sensor d'ultrasons, de manera que es pot detectar moviment quan sona una alarma.

Vaig muntar el Raspberry Pi a la caixa del costat dret de la caixa, per poder actualitzar-lo o substituir-lo més fàcilment.

Un cop fet això, podeu integrar el vostre sabater i els vostres sensors. He utilitzat cargols i silicona per assegurar-me que tot sigui sòlid.

NOTA: Si utilitzeu cargols metàl·lics per muntar el Raspberry Pi, assegureu-vos que utilitzeu cinta aïllant.

Pas 6: finalitzar el toc

Ara ja està tot, podeu suprimir la part IP a cmdline.txt.

Utilitzeu: sudo nano /boot/cmdline.txt