SmartBox - Hệ thống nhà thông minh cho căn phòng của bạn: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Chào mọi người!

Trong phần hướng dẫn này, tôi sẽ giải thích cho bạn cách tạo một hệ thống phòng thông minh. Hệ thống này chứa hai thiết bị.

Một thiết bị chung có cảm biến độ ẩm và cảm biến nhiệt độ để đo chất lượng cuộc sống hiện tại trong phòng của bạn. Bạn sẽ có thể đặt nhiệt độ / độ ẩm tối thiểu và tối đa mong muốn. Khi các giá trị này sai lệch, bạn sẽ nhận được thông báo trên trang chủ.

Ngoài các cảm biến, còn có đồng hồ radio thông minh tích hợp loa mà bạn có thể điều khiển thông qua trang web. Bạn có thể tạo, xóa và bật / tắt báo thức. Việc tắt báo động xảy ra bằng một chuyển động tay đơn giản trên cảm biến siêu âm.

Là thiết bị thứ hai và riêng biệt, bạn sẽ có thể điều khiển dải đèn LED với các mẫu và màu sắc được lập trình sẵn.

Quân nhu

- Raspberry Pi 3 mẫu B +

- Thẻ SD 16GB

- Arduino Uno

- Pi T-Cobbler Plus lắp ráp

- Bảng bánh mì nhỏ

- Bộ nguồn Breadboard (Ví dụ: Bộ cấp nguồn YwRobot)

- Cảm biến nhiệt độ một dây (DS18B20 +)

- Cảm biến độ ẩm & độ ẩm kỹ thuật số (DHT22)

- Cảm biến khoảng cách siêu âm (HC-SR05)

- Màn hình LCD 16x2

- Chiết áp

- Bộ khuếch đại (Bộ khuếch đại Adafruit MAX98357A I2S 3W Class D)

- Loa 3 Đường kính - 4 Ohm 3 Watt

- Mô-đun Bluetooth (HC-05)

- Ledstrip 5V RGB (WS1812B)

- Điện trở 1x 4,7K Ohm

- Điện trở 1x 10K Ohm

- Điện trở 3x 1K Ohm

- Điện trở 1x 330 Ohm

- Dây cáp nhảy

Bước 1: Đấu dây

Hãy bắt đầu, chúng ta sẽ.

Đầu tiên, kết nối mọi thứ như trong sơ đồ trên. Đảm bảo rằng bạn kết nối mọi thứ một cách chính xác, nếu không một số thứ sẽ không hoạt động.

LƯU Ý: Nếu bạn muốn thực hiện điều chỉnh, thì bạn sẽ phải chỉnh sửa mã. Vì vậy, chỉ làm điều này nếu bạn biết bạn đang làm gì! Bạn luôn có thể liên hệ với tôi nếu có thắc mắc hoặc vấn đề.

Nếu bạn cần các chương trình hấp dẫn, bạn có thể tải xuống tại đây.

Bước 2: Cơ sở dữ liệu

Cơ sở dữ liệu sẽ lưu tất cả các phép đo cảm biến trong một bảng lịch sử. Điều này được sử dụng cho các biểu đồ lịch sử trên trang web.

Nếu bạn muốn hoạt động trên trang web, bạn sẽ cần một tài khoản. Mọi tài khoản đều lưu trữ báo thức, thiết bị ánh sáng, thông báo và cài đặt.

LƯU Ý: Cơ chế đăng nhập không được bao gồm nhưng tôi có thể bổ sung cơ chế này sau.

Bước 3: Thiết lập Raspberry Pi

Vì vậy, nếu mọi thứ được kết nối, chúng ta có thể bắt đầu với việc thiết lập Raspberry Pi.

Đầu tiên, hãy bắt đầu với hình ảnh.

Bức hình

1: Tải xuống hình ảnh hệ điều hành Raspberry Pi:

2: Tải xuống và cài đặt Win32DiskImager:

3: Lắp thẻ SD và chạy Win32DiskImager.

4: Chọn hình ảnh đã tải xuống trên ổ đĩa của bạn. Sau đó chọn thẻ SD của bạn và nhấn nút ghi. (Đảm bảo rằng thẻ SD trống trước khi bạn bắt đầu quá trình này, tất cả dữ liệu sẽ bị xóa!)

5: Nếu quá trình hoàn tất, chúng tôi có thể thực hiện các điều chỉnh cuối cùng đối với Raspberry Pi. Đi tới thư mục thẻ SD và thêm tệp "ssh" không có phần mở rộng để đảm bảo số pi sẽ bật SSH khi bắt đầu.

6: Sau đó mở cmdline.txt trong cùng thư mục và thêm "ip = 169.254.10.1" vào cuối dòng và nhấp vào lưu. LƯU Ý: Giữ mọi thứ trên một dòng nếu không một số cài đặt sẽ không hoạt động.

7: Bây giờ hãy tháo thẻ SD ra khỏi máy tính của bạn một cách an toàn và đặt thẻ SD vào Raspberry Pi.

8: Khi hoàn tất, bạn có thể kết nối pi bằng cáp Ethernet với cổng LAN của máy tính xách tay hoặc máy tính của bạn.

9: Cấp nguồn cho Raspberry Pi.

Cấu hình Wi-Fi và Pi

Để điều khiển Raspberry Pi qua SSH, chúng ta cần một phần mềm có tên là Putty. Bạn có thể tải và cài đặt Putty tại đây:

1: Sau khi Putty được cài đặt, bạn có thể kết nối với pi với IP: 169.254.10.1 và cổng: 22. Khi giao diện dòng lệnh xuất hiện, bạn có thể đăng nhập bằng user: pi và mật khẩu: raspberry.

2: Bây giờ chúng ta đã đăng nhập vào loại "sudo raspi-config" và đi đến các tùy chọn giao diện. Đảm bảo One-Wire, Serial (Chỉ bật cổng phần cứng nối tiếp, không bật trình bao đăng nhập qua nối tiếp), I2C vi SPI được bật.

3: Để kết nối Wifi chúng ta cần sử dụng root user. Gõ "sudo -i" để đăng nhập với tư cách người dùng root.

4: Để thêm mạng Wifi của bạn vào Raspberry Pi, hãy nhập

"wpa_passphrase" SSID "" mật khẩu của bạn ">> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"

trong thiết bị đầu cuối với tên và mật khẩu mạng của bạn.

5: Sau khi hoàn tất, hãy khởi động lại pi của bạn.

6: Nếu mọi thứ đều đúng, bạn sẽ thấy có một IP trên giao diện wlan0 của mình. Làm "ip a" để kiểm tra điều này.

7: Nhập cuối cùng là "sudo apt-get update" và "sudo apt-get upgrade" để cập nhật pi của bạn.

8: Đảm bảo cài đặt MySQL, apache2 và php-mysql cho dự án này. Loại: sudo apt install apache2 mariadb-server php-mysql -y

9: Để cài đặt MySQL, hãy đọc bài viết này:

10: Chỉnh sửa người dùng và mật khẩu MySQL của bạn trong tệp config.py trong phần phụ trợ.

Thiết lập Bluetooth

1: Cấp nguồn cho Arduino

2: Nhập hcitool scan để tìm địa chỉ mac của mô-đun Bluetooth của bạn. Sau khi tìm thấy, hãy viết nó ra hoặc sao chép nó trong một tài liệu khác.

3: Bây giờ chúng ta sẽ thêm mô-đun Bluetooth vào Raspberry Pi. Thực hiện các lệnh sau:

sudo bluetoothctl

đại lý trên

ghép nối địa chỉ mac (Nếu nó yêu cầu ghim, thì chân chuẩn là 1234)

địa chỉ mac tin cậy

4: Thêm địa chỉ mac của bạn vào tệp app.py trong phần phụ trợ.

Thiết lập loa

Bây giờ số pi của bạn đã được cập nhật và chúng tôi có kết nối internet. Chúng ta có thể bắt đầu cấu hình loa.1: Chạy lệnh sau: "curl -sS https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspbe… | bash"

2: Khi hoàn tất, nó sẽ yêu cầu bạn khởi động lại, nhấn y và enter.

3. Bây giờ hãy chạy lại script, điều này sẽ đảm bảo âm thanh hoạt động chính xác. Nếu mọi thứ đều đúng, bạn sẽ nghe thấy một người phụ nữ đang nói.

4. Khi đã hoàn tất, hãy khởi động lại lần thứ hai.

Cấu hình Python

Mã dự án chạy trên python, vì vậy hãy đảm bảo rằng bạn đã cài đặt python 3.7. Kiểm tra điều này với "python3 -V". Nếu bạn có python, bạn có thể Cài đặt các gói sau bằng trình cài đặt pip: pip install Flask Flask-Cors Flask-MySQL Flask-SocketIO PyMySQL gevent gevent-websocket python-socketio request

Cài đặt SmartBox

Bây giờ tất cả các cài đặt chính đã được định cấu hình, chúng ta có thể bắt đầu với thiết lập SmartBox chính thức.

1: Sao chép kho lưu trữ SmartBox vào thư mục chính của bạn (/ home / pi) bằng cách nhập: git clone

2: Sau khi hoàn tất, bạn có thể chạy tệp sql. Gõ "sudo mysql -u root -p << SmartBox.sql" để tạo cơ sở dữ liệu.

3: Sau đó sao chép giao diện người dùng vào / var / www / html bằng cách thực hiện "giao diện người dùng cp -R /. / Var / www / html"

4: Để khởi động tự động, hãy thêm tệp dịch vụ vào systemd. Nhập: "cp service / SmartBox.service /etc/systemd/system/SmartBox.service" và làm "sudo systemctl enable myscript.service" để kích hoạt nó.

5: Sau khi hoàn tất, hãy truy cập config.py trong chương trình phụ trợ và thay đổi nó thành mật khẩu mysql của bạn.

6: Khởi động lại pi của bạn

Bước 4: Thiết lập Arduino Uno

Bây giờ thiết bị chính đã hoàn thành, chúng ta sẽ bắt đầu với ledstrip. Arduino sẽ điều khiển dải LED 5V WS1812B cho chúng ta.

1: Tải xuống và cài đặt Arduino IDE:

2: Tải xuống Mã Arduino trong kho lưu trữ github của tôi:

3: Nếu mọi thứ được tải xuống và cài đặt, bạn có thể cắm Arduino Uno của mình.

4: Mở tệp LedStripCode.ino và tải nó lên Arduino của bạn bằng cách nhấp vào mũi tên chỉ sang bên phải.

5: Kết nối mô-đun bluetooth và thanh dẫn của bạn với arduino và mọi thứ sẽ hoạt động. (Xem Bước 1 Đấu dây)

Bước 5: Thiết kế vỏ máy

Đối với thiết kế vỏ của tôi, tôi đã sử dụng hộp nhựa hiện có và hộp Raspberry Pi chính thức. Ở mặt trước, tôi đã tạo các lỗ khác nhau cho loa và một lỗ cho màn hình LCD.

Ở mặt sau, tôi đã tạo lỗ cho hệ thống dây của cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Ngoài ra còn có một lỗ để đi dây của bộ nguồn breadboard bên trong.

Ở góc nhìn trên cùng, có hai lỗ cho cảm biến siêu âm, vì vậy có thể phát hiện chuyển động khi báo động kêu.

Tôi đã gắn Raspberry Pi trong hộp ở bên phải của hộp, vì vậy tôi có thể nâng cấp hoặc thay thế nó dễ dàng hơn.

Sau khi hoàn tất, bạn có thể tích hợp T-cobbler và các cảm biến của mình. Tôi đã sử dụng vít và silicone để đảm bảo mọi thứ đều chắc chắn.

LƯU Ý: Nếu bạn sử dụng vít kim loại để gắn Raspberry Pi, hãy đảm bảo rằng bạn sử dụng băng keo cách điện.

Bước 6: Chạm vào kết thúc

Bây giờ mọi thứ đã xong, bạn có thể xóa phần IP trong cmdline.txt.

Sử dụng: sudo nano /boot/cmdline.txt