Thang đo thông minh Raspberry Pi: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Bạn có cảm thấy mệt mỏi khi nhìn chằm chằm vào quy mô phòng tắm nhàm chán, cũ kỹ và tin tức xấu mỗi sáng không? Cái mà bạn thường nói "Tôi ghét bạn" với bạn mỗi khi bạn dẫm lên nó. Tại sao không ai tạo ra một thang đo thực sự thú vị hoặc thúc đẩy để sử dụng? Đã đến lúc tạo ra một quy mô không chỉ thông minh mà còn có cá tính hơn một chút để làm rạng rỡ ngày mới của bạn. Chúng tôi sẽ xây dựng chiếc cân phòng tắm có thể hack, theo dõi cân nặng, nhắn tin văn bản của riêng mình đi kèm với khiếu hài hước tích hợp.

Đây là một dự án thú vị, dễ dàng kết hợp bảng cân bằng Wii, Raspberry Pi và nền tảng phân tích dữ liệu trực tuyến để tạo ra một quy mô kết nối web được điều khiển bởi tập lệnh Python mà bạn có thể hack.

Cấp độ dự án: Người mới bắt đầu Thời gian gần đúng để hoàn thành: 20 phút

Trong hướng dẫn từng bước này, bạn sẽ:

• kết nối bảng cân bằng Wii với Raspberry Pi thông qua bluetooth, chạy một tập lệnh Python để đo trọng lượng của bạn khi bạn bước lên bảng cân
• sử dụng Raspberry Pi để truyền tải trọng lượng của bạn lên dịch vụ đám mây (Trạng thái ban đầu)
• thiết lập thông báo SMS mỗi khi bạn tự cân nhắc
• xây dựng bảng điều khiển theo dõi cân nặng mà bạn có thể truy cập trong trình duyệt web của mình

Bước 1: Thiết bị

Dưới đây là danh sách tất cả các thiết bị mà chúng tôi sẽ sử dụng trong hướng dẫn này với các liên kết đến nơi bạn có thể mua từng mặt hàng.

• Raspberry Pi 3 với thẻ SD và Nguồn điện (https://init.st/psuufmj)
• Bảng cân bằng Wii (https://init.st/qg4ynjl)
• Bộ pin sạc Wii Fit (https://init.st/iyypz2i)
• Miếng đệm nỉ 3/8 "(https://init.st/8gywmjj)
• Bút chì (Tôi không cung cấp cho bạn liên kết đến nơi mua bút chì… bạn nên sở hữu một trong những thứ này)

Lưu ý: Nếu bạn có Raspberry Pi 1 hoặc 2, bạn sẽ cần bộ điều hợp bluetooth (https://init.st/7y3bcoe)

Bước 2: Thang bàn cân Wii

Tại sao lại là Bảng cân bằng Wii? Nó chỉ ra rằng nó là một chiếc cân thực sự đẹp, bền và có kết nối bluetooth. Điều này sẽ cho phép chúng tôi kết nối nó với một máy tính một bo mạch (Raspberry Pi) để đọc trọng lượng của bạn bằng tập lệnh Python và gửi các phép đo đó đến một dịch vụ dữ liệu trực tuyến để thực hiện những điều thú vị. Thêm vào đó, có nhiều khả năng bạn hoặc ai đó bạn biết đã có một cái chỉ đơn giản là thu thập bụi.

Chúng tôi sẽ cần thực hiện một vài sửa đổi đơn giản đối với Bảng cân bằng Wii của mình để thực sự làm cho dự án này trở nên thiết thực và thuận tiện.

Bước 3: Thiết lập Bluetooth

Raspberry Pi 3 được tích hợp bluetooth, tất cả những gì chúng ta cần để giao tiếp với Wii Balance Board. Nếu bạn có Raspberry Pi 1 hoặc 2, chúng tôi sẽ phải sử dụng một trong các cổng USB của mình để cắm bộ điều hợp.

Bật nguồn Pi của bạn (tôi cho rằng bạn đã cài đặt Raspbian và nó khởi động) và chuyển đến cửa sổ đầu cuối Raspberry Pi của bạn. Bạn có thể xem địa chỉ của dongle bluetooth của mình bằng lệnh "hcitool dev":

$ hcitool dev Thiết bị: hci0 00: 1A: 7D: DA: 71: 13

Cài đặt các mô-đun bluetooth mà chúng tôi sẽ sử dụng trong các tập lệnh Python của chúng tôi:

$ sudo apt-get install python-bluetooth

Sau khi cài đặt hoàn tất, chúng tôi đã sẵn sàng kết nối và giao tiếp với Wii Balance Board. Chúng tôi sẽ không ghép nối vĩnh viễn Bảng của chúng tôi với Pi của chúng tôi như chúng tôi làm với hầu hết các thiết bị bluetooth của chúng tôi. Bảng cân bằng Wii không bao giờ có ý định ghép nối với bất kỳ thứ gì khác ngoài Wii và việc ghép nối vĩnh viễn được chứng minh là một thử thách khá khó hiểu. Việc ghép nối sẽ xảy ra mỗi khi chúng tôi chạy tập lệnh Python của mình.

Bước 4: Đọc thang đo

Đã đến lúc kết nối Bảng cân bằng Wii với Raspberry Pi của chúng tôi. Chúng tôi sẽ thực hiện việc này bằng cách sửa đổi phiên bản của tập lệnh Gr8W8Upd8M8.py của Stavros Korokithakis (https://github.com/skorokithakis/gr8w8upd8m8). Tập lệnh python mà chúng ta sẽ sử dụng cho bước này nằm ở đây. Bạn có thể sao chép nội dung của tệp này vào tệp bạn tạo trên Raspberry Pi của mình hoặc bạn có thể sao chép tất cả các tệp python mà chúng tôi sẽ sử dụng cho toàn bộ dự án này. Hãy làm phần sau. Nhập các lệnh sau vào một thiết bị đầu cuối trên Raspberry Pi của bạn:

$ cd ~ $ git clone $ git clone https: github.com/initialstate/smart-scale.git sao chép thành 'smart-scale'… từ xa: Đếm đối tượng: 14, xong. từ xa: Nén các đối tượng: 100% (12/12), đã xong. điều khiển từ xa: Tổng số 14 (delta 1), sử dụng lại 8 (delta 0), gói tái sử dụng 0 Mở gói đối tượng: 100% (14/14), đã xong. Đang kiểm tra kết nối… xong.

nhân bản vào 'quy mô thông minh'… từ xa: Đếm đối tượng: 14, xong. từ xa: Nén các đối tượng: 100% (12/12), đã xong. điều khiển từ xa: Tổng số 14 (delta 1), sử dụng lại 8 (delta 0), gói tái sử dụng 0 Mở gói đối tượng: 100% (14/14), đã xong. Đang kiểm tra kết nối… xong.

Bạn sẽ thấy hai tệp python trong thư mục quy mô thông minh mới - smartscale.py và wiiboard_test.py.

$ cd smart-scale $ lsREADME.md smartscale.py wiiboard_test.py

Chạy tập lệnh wiiboard_test.py để kiểm tra giao tiếp và lấy số đo trọng lượng từ Wii Balance Board:

$ sudo python wiiboard_test.py

Bạn sẽ thấy phản hồi sau:

Đang khám phá bảng… Nhấn nút đồng bộ màu đỏ trên bảng ngay bây giờ

Tháo nắp pin bên dưới Bo mạch để tìm nút đồng bộ màu đỏ. Đảm bảo bạn nhấn nút trong vòng vài giây sau khi chạy tập lệnh, nếu không sẽ xảy ra thời gian chờ. Sau khi thành công, bạn sẽ thấy một cái gì đó tương tự như sau:

Đã tìm thấy Wiiboard tại địa chỉ 00: 23: CC: 2E: E1: 44 Đang thử kết nối… Đã kết nối với Wiiboard tại địa chỉ 00: 23: CC: 2E: E1: 44Wiiboard đã kết nối QUAY LẠI để ghi dữ liệu đã nhận84.9185297 lbs84.8826412 lbs84.9275927 lbs

Tập lệnh wiiboard_test.py đang lấy số lượng phép đo trọng lượng được chỉ định trên dòng 10 và xuất ra giá trị trung bình:

# --------- Cài đặt người dùng --------- WEIGHT_SAMPLES = 500 # ------------------------- --------

Bạn có thể chơi với con số này bằng cách thay đổi giá trị và chạy lại tập lệnh để xem sự thay đổi về trọng lượng đo được và thời gian cần thiết cho mỗi lần đo. Cân chính mình, cân con chó của bạn, cân bất cứ thứ gì và xem các phép đo có hợp lý không. Để dừng tập lệnh, hãy nhấn CTRL + C.

Bây giờ bạn đã chuyển đổi thành công Bảng cân bằng Wii của mình thành một thang đo được kết nối Raspberry Pi. Bây giờ, hãy làm cho nó một quy mô tuyệt vời.

Bước 5: Tinh chỉnh phần cứng

Nintendo cho rằng bạn sẽ luôn cấp nguồn cho Bảng cân bằng Wii của mình bằng bốn pin AA và không kèm theo bộ chuyển đổi nguồn AC. Chỉ có nguồn pin sẽ rất bất tiện vì chúng tôi không thể ghép nối vĩnh viễn Bo mạch Wii với Pi thông qua bluetooth. Chúng ta cần phải đồng bộ hóa nó, sau đó cho phép nó vẫn được đồng bộ hóa mà không làm tiêu hao pin để chúng ta có thể đơn giản bước lên cân và cân. May mắn thay, có một số bộ điều hợp của bên thứ ba được sản xuất cho Wii Balance Board mà chúng tôi có thể sử dụng để cung cấp nguồn điện liên tục từ ổ cắm trên tường. Thay pin bằng một bộ pin và cắm bộ chuyển đổi xoay chiều vào ổ cắm trên tường.

Việc phải ghép nối Wii Balance Board và Raspberry Pi mỗi khi chúng tôi chạy tập lệnh Python của mình gây ra một sự bất tiện khác do vị trí của nút đồng bộ hóa. Nút đồng bộ hóa nằm ở dưới cùng của Wii Board, có nghĩa là chúng ta sẽ phải lật nó lên mỗi khi chúng ta cần đồng bộ hóa. Chúng tôi có thể khắc phục điều này bằng cách tạo một đòn bẩy nhỏ bằng cách sử dụng bút chì và ba miếng nỉ 3/8 "như hình trên. Bộ pin có thể sạc lại để lộ nút đồng bộ xuống bề mặt bên dưới của Bảng. Băng bút chì (hoặc vật gì đó tương tự) kéo dài từ nút đồng bộ ra mặt trước bên ngoài của Bảng. Xếp ba miếng nỉ 3/8 "(hoặc thứ gì đó tương tự) lên giữa bút chì để tạo một trục đứng. Hãy cẩn thận để không để quá nhiều bút chì ra khỏi Bảng vì bạn không muốn ai đó vô tình gạt nó ra. Lật bảng và bạn có thể nhấn nút đồng bộ bằng cách nhấn cần gạt xuống. Một chút hack nhưng hiệu quả.

Tùy thuộc vào cách bạn bảo quản Bảng Wii của mình, bạn có thể muốn tháo các miếng đệm cao su khỏi chân Bảng (miếng đệm chỉ đơn giản là miếng dán mà bạn có thể cạy ra). Có thể đặt miếng nỉ 3/8”vào chân Board để trượt dễ dàng.

Bước 6: Trạng thái ban đầu

Chúng tôi muốn truyền trọng lượng / dữ liệu của mình lên một dịch vụ đám mây và nhờ dịch vụ đó biến dữ liệu của chúng tôi thành một bảng điều khiển đẹp mà chúng tôi có thể truy cập từ máy tính xách tay hoặc thiết bị di động của mình. Dữ liệu của chúng tôi cần một điểm đến. Chúng tôi sẽ sử dụng Trạng thái ban đầu làm điểm đến đó.

Bước 1: Đăng ký Tài khoản Trạng thái Ban đầu Truy cập https://iot.app.initialstate.com và tạo một tài khoản mới.

Bước 2: Cài đặt ISStreamer Cài đặt mô-đun Python trạng thái ban đầu vào Pi của bạn: Tại dấu nhắc lệnh (trước tiên đừng quên SSH vào Pi của bạn), hãy chạy lệnh sau:

$ cd / home / pi / $ / curl -sSL https://get.initialstate.com/python -o - | sudo bash

Bước 3: Tạo một số AutomagicSau Bước 2, bạn sẽ thấy một cái gì đó tương tự như kết quả sau ra màn hình:

pi @ raspberrypi ~ $ / curl -sSL https://get.initialstate.com/python -o - | sudo bashPassword: Bắt đầu cài đặt Python ISStreamer Dễ dàng! Quá trình này có thể mất vài phút để cài đặt, hãy uống một chút cà phê:) Nhưng đừng quên quay lại, tôi sẽ có câu hỏi sau!

Tìm thấy easy_install: setuptools 1.1.6

Pip tìm thấy: pip 1.5.6 từ /Library/Python/2.7/site-packages/pip-1.5.6- py2.7.egg (python 2.7) phiên bản chính của pip: Phiên bản nhỏ 1 pip: Đã tìm thấy 5 ISStreamer, đang cập nhật… Yêu cầu đã cập nhật: ISStreamer trong /Library/Python/2.7/site-packages Đang dọn dẹp… Bạn có muốn tự động lấy một tập lệnh mẫu không? [y / N]

(đầu ra có thể khác và mất nhiều thời gian hơn nếu bạn chưa bao giờ cài đặt mô-đun phát trực tuyến Trạng thái ban đầu Python trước đây)

Khi được nhắc tự động lấy một tập lệnh mẫu, hãy nhập y. Điều này sẽ tạo một tập lệnh thử nghiệm mà chúng tôi có thể chạy để đảm bảo rằng chúng tôi có thể truyền dữ liệu đến Trạng thái ban đầu từ Pi của chúng tôi. Bạn sẽ được nhắc:

Bạn muốn lưu ví dụ ở đâu? [default:./is_example.py]:

Bạn có thể nhập đường dẫn cục bộ tùy chỉnh hoặc nhấn enter để chấp nhận giá trị mặc định. Bạn sẽ được nhắc nhập tên người dùng và mật khẩu mà bạn vừa tạo khi đăng ký tài khoản Trạng thái ban đầu. Nhập cả hai và quá trình cài đặt sẽ hoàn tất.

Bước 4: Truy cập các phím

Hãy xem tập lệnh mẫu đã được tạo.

$ nano is_example.py

Trên dòng 15, bạn sẽ thấy một dòng bắt đầu bằng streamer = Streamer (bucket_…. Dòng này tạo một nhóm dữ liệu mới có tên là “Python Stream Example” và được liên kết với tài khoản của bạn. Sự liên kết này xảy ra do access_key =”…” trên cùng một dòng đó. Chuỗi chữ cái và số dài đó là khóa truy cập tài khoản Trạng thái ban đầu của bạn. Nếu bạn truy cập tài khoản Trạng thái ban đầu trong trình duyệt web, hãy nhấp vào tên người dùng của bạn ở trên cùng bên phải, sau đó đi tới “Cài đặt của tôi”, bạn sẽ tìm thấy cùng một khóa truy cập đó ở cuối trang trong “Khóa truy cập truyền trực tuyến”.

Mỗi khi bạn tạo một luồng dữ liệu, khóa truy cập đó sẽ hướng luồng dữ liệu đó đến tài khoản của bạn (vì vậy đừng chia sẻ khóa của bạn với bất kỳ ai).

Bước 5: Chạy ví dụ

Chạy tập lệnh thử nghiệm để đảm bảo chúng tôi có thể tạo luồng dữ liệu vào tài khoản Trạng thái ban đầu của bạn. Chạy như sau:

$ python is_example.py

Bước 6: Lợi nhuận

Quay lại tài khoản Trạng thái ban đầu trong trình duyệt web của bạn. Một nhóm dữ liệu mới được gọi là “Ví dụ về luồng Python” đáng lẽ phải hiển thị ở bên trái trong giá nhật ký của bạn (bạn có thể phải làm mới trang). Bạn có thể xem dữ liệu trong Ô để xem dữ liệu tương tự này trong biểu mẫu bảng điều khiển.

Bước 7: Tập lệnh cuối cùng

Giả sử bạn đã chạy lệnh "git clone https://github.com/InitialState/smart-scale.git" trong Phần 2, tập lệnh cuối cùng kết hợp mọi thứ lại với nhau được gọi là smartscale.py trong thư mục ~ / smart-scale của bạn. (https://github.com/InitialState/smart-scale/blob/master/smartscale.py)

Một số cài đặt cần được thiết lập trong tập lệnh trước khi bạn có thể chạy nó. Mở smartscale.py trong trình soạn thảo văn bản yêu thích của bạn chẳng hạn như nano.

$ cd ~ $ cd smart-scale $ nano smartscale.py

Gần đầu tệp này, có phần Cài đặt người dùng.

# --------- Cài đặt người dùng --------- BUCKET_NAME = ": apple: Lịch sử cân nặng của tôi" BUCKET_KEY = "weight11" ACCESS_KEY = "ĐẶT KHÓA TRUY CẬP BAN ĐẦU CỦA BẠN TẠI ĐÂY" METRIC_UNITS = FalseWEIGHT_SAMPLES = 500THROWAWAY_SAMPLES = 100WEIGHT_HISTORY = 7 # --------------------------------------------------

• BUCKET_NAME đặt tên của nhóm dữ liệu Trạng thái ban đầu mà trọng lượng / dữ liệu của bạn sẽ được truyền trực tuyến vào. Điều này có thể được đặt ở đây và thay đổi sau này trong giao diện người dùng.
• BUCKET_KEY là số nhận dạng nhóm duy nhất chỉ định nơi dữ liệu của bạn sẽ truyền vào. Nếu bạn muốn tạo một nhóm / trang tổng quan khác, hãy sử dụng một số nhận dạng khác tại đây (* lưu ý, nếu bạn lưu trữ một nhóm, bạn không thể sử dụng lại khóa của nó trong một nhóm mới).
• ACCESS_KEY là khóa tài khoản Trạng thái ban đầu của bạn. Nếu bạn không đặt ACCESS_KEY vào trường này, dữ liệu của bạn sẽ không hiển thị trong tài khoản của bạn.
• METRIC_UNITS cho phép bạn chỉ định trọng lượng của mình theo kg nếu được đặt thành Đúng hoặc lb nếu đặt thành Sai.
• WEIGHT_SAMPLES chỉ định số lượng phép đo được thực hiện và tính trung bình cùng nhau để có được cân nặng thực tế của bạn. 500 lần đo mất khoảng 4-5 giây và cho kết quả khá chính xác.
• THROWAWAY_SAMPLES chỉ định số lượng mẫu bị vứt bỏ khi bạn lần đầu tiên bước lên bảng. Điều này ngăn cản các bước ban đầu và chuyển dịch khỏi việc thực hiện phép đo cuối cùng. Con số này phải luôn nhỏ hơn WEIGHT_SAMPLES.
• WEIGHT_HISTORY đặt số lượng phép đo được thực hiện trước khi gửi bản cập nhật bổ sung. Chỉ những phép đo được thực hiện cách nhau hai giờ hoặc hơn mới được tính vào lịch sử.

Khi bạn đã chỉ định từng tham số trong phần này và lưu các thay đổi của mình, bạn đã sẵn sàng chạy tập lệnh cuối cùng. Trước khi chạy tập lệnh, hãy xem qua những gì nó sẽ làm.

• Khi bắt đầu tập lệnh, bạn sẽ được yêu cầu ghép nối Bảng cân bằng Wii với Raspberry Pi của bạn. Sử dụng cần gạt mà bạn đã hack cùng nhau trong phần Phần 2: Tinh chỉnh Phần cứng để nhấn nút đồng bộ khi được nhắc.
• Khi script đang chạy, hãy bước lên Wii Board để bắt đầu đo cân nặng của bạn. Sau 4-5 giây, trọng lượng của bạn sẽ được tự động gửi vào tài khoản Trạng thái ban đầu của bạn.
• Sau khi chúng tôi thiết lập thông báo SMS (trong một vài bước), bạn sẽ nhận được tin nhắn văn bản ngay sau khi đo.

Chạy script để bắt đầu điều kỳ diệu.

$ sudo python smartscale.py

Bước 8: Trang tổng quan

Chuyển đến tài khoản Trạng thái ban đầu của bạn và nhấp vào nhóm dữ liệu mới có tên tương ứng với thông số BUCKET_NAME (tức là Lịch sử cân nặng của tôi). Nhấp vào Ô để xem bảng điều khiển lịch sử cân nặng của bạn. Bạn sẽ thấy ba ô lần đầu tiên khi xem dữ liệu của mình trong Ô - Cập nhật, Ngày trọng lượng và Trọng lượng (lb). Bạn có thể tùy chỉnh trang tổng quan của mình bằng cách thay đổi kích thước và di chuyển các ô cũng như thay đổi các loại chế độ xem và thậm chí thêm các ô. Bảng điều khiển này cung cấp cho bạn khả năng xem nhanh lịch sử cân nặng của mình. Nó thân thiện với thiết bị di động và bạn thậm chí có thể chia sẻ nó với những người khác.

Bạn có thể thêm hình nền vào trang tổng quan của mình để cung cấp cho dữ liệu của bạn cá tính và ngữ cảnh hơn.

Bước 9: SMS

Hãy tạo cảnh báo SMS bất cứ khi nào cân đo trọng lượng. Đảm bảo đã tải nhóm dữ liệu lịch sử cân nặng của bạn.

1. Nhấp vào cài đặt của nhóm (dưới tên của nó) trong cửa sổ nhóm dữ liệu.
2. Nhấp vào tab Kích hoạt.
3. Chọn luồng dữ liệu để kích hoạt. Bạn có thể sử dụng danh sách thả xuống để chọn từ các luồng hiện có sau khi nhóm dữ liệu đã tải hoặc bạn có thể nhập tên / khóa luồng theo cách thủ công. Trong ảnh chụp màn hình ví dụ ở trên, "Cập nhật" được chọn.
4. Chọn toán tử điều kiện, trong trường hợp này là 'khớp'.
5. Chọn giá trị Trình kích hoạt sẽ kích hoạt một hành động (nhập giá trị mong muốn theo cách thủ công). Nhập lb nếu bạn không sử dụng đơn vị hệ mét hoặc nhập kg nếu bạn đang sử dụng đơn vị hệ mét. Bất cứ khi nào luồng "Cập nhật" chứa "lb" (hoặc "kg"), bạn sẽ nhận được thông báo bằng tin nhắn văn bản.
6. Nhấp vào nút '+' để thêm điều kiện Kích hoạt.
7. Nhập địa chỉ email hoặc số điện thoại của bạn vào trường "Danh bạ để thông báo".
8. Nhấp vào nút '+' để thêm thông tin liên hệ.
9. Nhập bất kỳ mã xác minh nào nếu thêm số điện thoại mới để hoàn tất thiết lập.
10. Nhấp vào nút Xong ở dưới cùng để quay lại màn hình chính. Trình kích hoạt của bạn hiện đang hoạt động và sẽ kích hoạt khi điều kiện được đáp ứng.

Sau khi thiết lập xong, bạn sẽ nhận được một tin nhắn SMS mỗi khi cân chính mình có chứa cân nặng của bạn, cân nặng của bạn đã thay đổi bao nhiêu kể từ lần đo cuối cùng và một câu nói đùa / xúc phạm / khen ngợi ngẫu nhiên.

Bước 10: Kết luận

Có các tùy chọn không giới hạn để bạn xây dựng dựa trên những gì bạn đã tạo. Dưới đây là một số ý tưởng cho dự án này:

• Bạn có thể truyền dữ liệu từ các nguồn khác vào cùng một bảng điều khiển lịch sử cân nặng (thông tin) để tạo bảng điều khiển sức khỏe cá nhân của riêng bạn.
• Bạn có thể thay đổi các câu chuyện cười trong các chức năng messageWeighFirst, messageWeighLess, messageWeighMore và messageWeighSame theo cảm giác hài hước của riêng bạn.
• Bạn có thể thay đổi những câu chuyện cười thành những thông điệp thiết thực hoặc xóa chúng đi và sử dụng mã cân để theo dõi trọng lượng của thứ quan trọng hơn ngoài trọng lượng cơ thể của bạn.
• Bạn có thể tạo tủ lạnh đựng bia / rượu thông minh của riêng mình bằng cách sử dụng phương pháp tương tự. Đã có một hướng dẫn tuyệt vời được thực hiện cho điều đó ở đây.

Hãy truy cập và cho tôi biết nếu hướng dẫn này truyền cảm hứng cho bạn để tạo ra điều gì đó tuyệt vời.