Điều khiển IR từ xa bằng Echo của Amazon: 11 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Hệ thống Amazon Echo có thể kiểm soát nhiều khía cạnh của một ngôi nhà thông minh, nhưng một ổ cắm thông minh chỉ có thể tắt và bật. Nhiều thiết bị không bật ngay lập tức chỉ bằng cách cắm vào và yêu cầu các bước bổ sung, chẳng hạn như nhấn các nút trên điều khiển từ xa hoặc thiết bị vật lý để bật nguồn hoặc nhận cài đặt mong muốn.

Trong hướng dẫn này, Raspberry Pi Zero W sẽ được định cấu hình để hoạt động như một thiết bị gia đình thông minh có thể được điều khiển bởi Amazon Echo và gửi bất kỳ lệnh IR mong muốn nào đến một thiết bị khi được yêu cầu bật hoặc tắt nguồn.

Trong trường hợp cụ thể này, Pi sẽ được định cấu hình để học các lệnh IR của một điều khiển từ xa được cung cấp với "Chèn lò sưởi thạch anh hồng ngoại ClassicFlame 23II310GRA 23". Sau đó, một đèn LED hồng ngoại sẽ được sử dụng để gửi các lệnh IR theo yêu cầu và cuối cùng là Pi được định cấu hình để mô phỏng thiết bị Philips Hue có thể điều khiển được Echo.

Bước 1: Vật liệu

Yêu cầu:

• Raspberry Pi Zero W
• Thẻ nhớ Micro SDHC Class 10 4 GB trở lên (Ví dụ 16 GB)
• Micro USB
• 1 đèn LED hồng ngoại
• Bộ đổi nguồn MicroUSB (khuyến nghị 2.1 amps trở lên)
• IR LED
• Bộ thu IR VS / 1838B
• Điện trở 100 ohm
• Khác. dây điện

Khuyến khích:

• Jack tai nghe
• Dây âm thanh / tai nghe 1/8 inch
• Bóng bán dẫn NPN 2N2222
• Điện trở 1k ohm
• Vỏ Rapsberry Pi Zero

Để hoàn thành cấu hình ban đầu của Raspberry Pi Zero W, bạn sẽ cần một vài thiết bị ngoại vi bổ sung, nhưng sẽ không được sử dụng toàn thời gian bởi dự án đã hoàn thành

• Bộ chuyển đổi Mini HDMI sang HDMI: Được sử dụng để kết nối Pi Zero W với TV hoặc màn hình bằng cáp HDMI có kích thước đầy đủ
• Cáp USB OTG: Được sử dụng để chuyển đổi từ micro-USB sang (các) cổng USB có kích thước đầy đủ để kết nối bàn phím và / hoặc chuột
• Cáp HDMI: Được sử dụng để kết nối với TV hoặc màn hình cùng với bộ chuyển đổi sang HDMI mini

Hai vật phẩm đầu tiên cũng như hộp đựng được bao gồm nhiều bộ dụng cụ khởi động Pi Zero, chẳng hạn như: MakerSpot Mega Kit

Bước 2: Thiết lập Raspberry Pi

Trang web Raspberry Pi có một hướng dẫn tuyệt vời để thiết lập Raspbian Stretch OS trên Raspberry Pi. Tôi khuyên bạn nên sử dụng phiên bản Lite để có diện tích nhỏ hơn nếu đây chỉ là dự án chạy trên Pi. Nếu bạn muốn có nhiều tùy chọn Hệ điều hành hơn trong tương lai hoặc thiết lập đơn giản hơn, hãy làm theo hướng dẫn cho NOOBS sẽ giúp bạn thiết lập và chạy nhanh chóng. Hướng dẫn này dựa trên Raspbian, được bao gồm trong NOOBS

www.raspberrypi.org/learning/software-guide/

Khi Raspbian đang chạy, hãy bật SSH để cho phép kết nối từ xa với thiết bị mà không cần màn hình / bàn phím / chuột được kết nối trực tiếp với Pi. Nếu bạn muốn tùy chọn có quyền truy cập từ xa vào GUI, bạn cũng có thể bật quyền truy cập VNC

www.raspberrypi.org/documentation/remote-access/ssh/

Bạn cũng nên đặt một IP tĩnh trên cấu hình mạng không dây để nó không thay đổi theo thời gian. Có thể IP có thể không thay đổi nếu các thiết bị mới không được kết nối thường xuyên với mạng không dây, nhưng việc định cấu hình nó ở dạng tĩnh sẽ đảm bảo điều đó không xảy ra.

www.circuitbasics.com/how-to-set-up-a-static-ip-on-the-raspberry-pi/

Bước 3: Cấu hình LIRC

Các bước sau đây rất dựa trên các hướng dẫn tuyệt vời được tìm thấy ở đây:

alexba.in/blog/2013/01/06/setting-up-lirc-on-the-raspberrypi/https://camp.isaax.io/en/isaax-examples/ir-control-via- lirc-on-raspberry-pi-zero-w

Hướng dẫn này dựa trên Rasbian Stretch và lirc 0.9.4c-9. Tôi cũng nhận thấy rằng hệ thống của tôi không còn cần thiết phải sửa đổi tệp / etc / modules. Hãy đảm bảo bạn đang ở 4.14 để biết bộ hướng dẫn này

Thư viện Điều khiển Từ xa Hồng ngoại (LIRC) của Linux được sử dụng để xử lý việc nhận các lệnh IR thông qua mô-đun bộ thu, lưu chúng vào một tệp, sau đó gửi lệnh khi muốn thông qua đèn LED IR.

Bước đầu tiên là ghi lại các tín hiệu IR từ điều khiển từ xa hiện có của chúng tôi bằng Bộ thu IR và lưu chúng vào một tệp. Bộ thu IR ban đầu chỉ cần thiết để học các tín hiệu IR và sau đó có thể được gỡ bỏ, vì vậy có thể sử dụng kết nối tạm thời.

Kết nối Bộ thu hồng ngoại với Raspberry Pi. Sử dụng hình ảnh đính kèm để xác định các chân VCC, GND và Tín hiệu. Sử dụng bảng mạch, dây móc hoặc uốn sáng tạo các ghim vào các kết nối sau

VCC kết nối với chân 5 volt GND với chân nối đất Tín hiệu đến chân 23

Bật nguồn và kết nối với Raspberry Pi bằng cách mở thiết bị đầu cuối trên thiết bị cục bộ hoặc tạo kết nối SSH bằng một chương trình như Putty cho Windows.

Các dòng sau có thể được sao chép và dán vào phiên SSH. Họ sẽ thêm / sửa đổi các dòng vào các tệp cấu hình khác nhau cần thiết để lirc hoạt động.

cập nhật apt sudo

sudo apt install -y lirc echo dtoverlay = lirc-rpi, gpio_in_pin = 23, gpio_out_pin = 22 | sudo tee -a /boot/config.txt sudo sed -i '/ driver = * / cdriver = default' /etc/lirc/lirc_options.conf sudo sed -i '/ device = * / cdevice = / dev / lirc0' / etc / lirc / lirc_options.conf sudo shutdown -r now

Chờ thiết bị khởi động lại và đăng nhập lại.

Tùy chọn: Kiểm tra bộ thu IR

Gắn thiết bị LIRC để xác nhận có thể nhận được bất kỳ đầu vào nào. Bạn có thể cần phải khởi động lại Pi sau khi hoàn tất quá trình kiểm tra này để làm cho nó có sẵn cho các bước sau.

sudo systemctl dừng lircd

mode2 -d / dev / lirc0Hướng điều khiển từ xa IR vào bộ thu và nhấn một nút và đảm bảo dữ liệu xuất hiện trên màn hình CTRL + C để xem

Tại thời điểm này, chương trình LIRC đã được cài đặt và chúng tôi có thể xem thông tin IR.

Bước 4: Chụp mã IR

Có thể tải xuống hồ sơ từ xa từ trang web của LIRC

lirc-remotes.sourceforge.net/remotes-table.html

và được đặt trong /etc/lirc/lircd.confg.d hoặc một cấu hình tùy chỉnh có thể được tạo bằng điều khiển từ xa của riêng bạn.

Trong quá trình này, bạn sẽ nhập tên của phím / nút mà bạn đang ghi. Chỉ những tên hợp lệ mới được phép, vì vậy hãy chạy lệnh sau để xem tất cả các tên có sẵn

không thể ghi - danh sách-không gian tên Ví dụ: Tôi đã sử dụng tên KEY_POWER khi ghi nút Nguồn trên điều khiển từ xa và KEY_TIME khi ghi nút hẹn giờ

Nếu có nhiều hơn một số phím đang được ghi lại, tôi khuyên bạn nên ghi lại các tên khóa được sử dụng và nút nào chúng ánh xạ tới, vì có thể không có tên hoàn hảo cho nút đang được ghi. Điều này sẽ giúp bạn dễ dàng tham khảo hơn trong tương lai.

Tạo tệp cấu hình từ xa

Tạo tệp cấu hình điều khiển từ xa mới (sử dụng / dev / lirc0)

sudo systemctl dừng lircd

cd ~ uncord -d / dev / lirc0 Nếu bạn gặp lỗi cho biết không thể giải mã dữ liệu hoặc đã xảy ra sự cố, hãy nhấn CTRL + C để hủy và chạy lệnh cuối cùng asirrecord -f -d / dev / lirc0, lệnh này sẽ buộc bản ghi chạy ở chế độ thô và sẽ cho phép quá trình liên tục

Làm theo hướng dẫn trên màn hình. Sau khi hệ thống được khởi tạo, hãy nhập tên của điều khiển từ xa bạn đang ghi (tệp kết quả sẽ dựa trên tên này), sau đó nhập tên khóa bạn sẽ ghi, sau đó nhấn nút trên điều khiển trong khi trỏ nó vào người nhận cho đến khi được nhắc tên nút tiếp theo. Lặp lại bước này cho từng nút trên điều khiển từ xa mà bạn muốn ghi.

Sao chép (các) tệp cấu hình mới của bạn vào thư mục lircd.conf.d và bắt đầu lại lirc

sudo cp ~ / *. lircd.conf /etc/lirc/lircd.conf.d

sudo systemctl start lircd

Tại thời điểm này, các mã từ xa đã được ghi vào một tệp.

Bước 5: Giắc cắm tai nghe (Tùy chọn)

Để làm cho dây chạy và sửa đổi Raspberry Pi mô-đun hơn, tôi đã dán nóng giắc âm thanh tai nghe 1/8 inch vào vỏ và kết nối dây với giắc cắm. Dây tai nghe có phích cắm phù hợp được sử dụng để kết nối đèn LED hồng ngoại, vì vậy dây này có thể được định tuyến đến một vị trí dễ thấy để chỉ vào bộ thu IR của thiết bị tôi muốn kết nối, nhưng có thể dễ dàng rút phích cắm khỏi Pi mà không cần tháo tất cả các dây.

Điều này hoàn toàn là tùy chọn, nhưng có ích.

Bước 6: Kết nối đèn LED hồng ngoại (Nhanh)

Kết nối đèn LED phát hồng ngoại với Raspberry Pi có thể được thực hiện theo nhiều cách. Bước này cho thấy cách tôi kết nối nhanh chóng, nhưng tôi phát hiện ra sau đó có thể vượt quá giới hạn hiện tại trên các chân của Pi. Cho đến nay, tôi chưa gặp phải bất kỳ sự cố nào, nhưng một cách kết nối lý tưởng hơn được mô tả trong bước tiếp theo

Tính điện trở cần thiết cho đèn LED hồng ngoại của bạn. https://ledcalculator.net/ có thể hỗ trợ xác định giá trị điện trở thích hợp nếu bạn có tất cả các thông số kỹ thuật của đèn LED. Trong trường hợp này, điện áp của chân 22 là 3,3 volt, giảm điện áp LED là 1,2 volt, định mức dòng điện là 20 ma và 1 đèn LED đã được sử dụng, dẫn đến giá trị điện trở 110 ohm cần thiết. Tôi đã sử dụng một điện trở 100 ohm duy nhất.

Lưu ý: Sau đó, tôi nhận thấy rằng dòng điện tối đa của tất cả các chân tại bất kỳ thời điểm nào là 16 ma, vì vậy cấu hình này có thể vượt quá mức đó. Một cấu hình tốt hơn với bóng bán dẫn và nguồn cung cấp 5 volt được mô tả trong bước tiếp theo, nhưng sau vài tuần chạy ở cấu hình này, tôi vẫn chưa gặp phải bất kỳ vấn đề nào.

Chân 22 trên Raspberry Pi sẽ được kết nối với cực dương của đèn LED hồng ngoại, là chân dài hơn theo mặc định.

Chân ngắn hơn của đèn LED kết nối với điện trở và sau đó là chân nối đất. Tôi đã cắt hầu hết dây trên điện trở và hàn trực tiếp vào chân nối đất và với dây nối đất đi tới đèn LED.

Bước 7: Kết nối đèn LED hồng ngoại (đúng phương pháp)

Để kết nối đúng đèn LED mà không vượt quá giới hạn vẽ của Raspberry Pi, hãy kết nối các đèn LED với nguồn cung cấp 5 volt với điện trở thích hợp, kết nối chân catốt với chân thu của điện trở 2N2222, kết nối chân phát của bóng bán dẫn với đất, và kết nối chân 22 của Pi với điện trở 1K ohm vào chân cơ sở của bóng bán dẫn. Điều này cho phép một dòng điện rất nhỏ từ chân 22 kết nối đèn LED với đất, hoàn thành mạch mà không cần vẽ quá số Pi.

Trong ví dụ của tôi, tôi đã nối dây 2 đèn LED IR, vì vậy tôi có thể kiểm soát ánh sáng xung quanh cũng như lò sưởi điện.

Bước 8: Kiểm tra việc gửi các lệnh IR

Để gửi một lệnh IR, chương trình irsend được sử dụng.

Cú pháp: irsend

Ví dụ: irsend SEND_ONCE Spectrafire KEY_POWER Thao tác này sẽ gửi lệnh nút nguồn từ điều khiển Spectrafire một lần. Thay thế Spectrafire bằng bất cứ điều gì bạn đặt tên cho điều khiển từ xa của mình. Lặp lại với các tên khóa khác được sử dụng khi ghi tệp.

Ở giai đoạn này, bạn có thể gửi bất kỳ lệnh nào đã ghi trước đó bằng đèn LED hồng ngoại được kết nối với Raspberry Pi.

Bước 9: Cài đặt Ha-bridge

Để cho phép Echo có thể điều khiển thiết bị của chúng tôi, chúng tôi sẽ mô phỏng bóng đèn Philips Hue bằng ha-bridge. Sau khi được định cấu hình, Echo sẽ có thể phát hiện thiết bị này và gửi lệnh bật / tắt nguồn cho nó.

Trang web cho ha-bridge phác thảo rõ ràng quy trình cho phiên bản hiện tại và chúng tôi rất khuyến khích xem lại.

github.com/bwssytems/ha-bridge

Sao chép và dán các dòng sau vào một phiên SSH để cài đặt và cấu hình HA Bridge. (Có thể cần phải chạy chính dòng đầu tiên, sau đó dán các dòng còn lại

sudo apt install -y oracle-java8-jdk

mkdir / home / pi / habridge cd / home / pi / habridge / rm ha-bridge - *. jar -f wget $ (curl -s https://api.github.com/repos/bwssytems/ha-bridge/releases / mới nhất | grep 'browser_' | cut -d / "-f4) mv ha-bridge - *. jar ha-bridge.jar echo [Unit] | sudo tee /etc/systemd/system/habridge.service echo Description = HA Bridge | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo Wants = network.target | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo After = network.target | sudo tee -a / etc /systemd/system/habridge.service echo | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo [Dịch vụ] | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo Type = simple | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo WorkingDirectory = / home / pi / habridge | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo ExecStart = / usr / bin / java -jar -Dconfig. file = / home / pi / habridge / data / habridge.config /home/pi/habridge/ha-bridge.jar | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo | sudo tee -a / etc / systemd / system / hab ridge.service echo [Cài đặt] | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo WantedBy = multi-user.target | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service #Reload System Control and start service, setting to enable at startup sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl start habridge.service sudo systemctl enable habridge.service

Bước 10: Mô phỏng bóng đèn Philips Hue

Khi chạy ha-bridge, hãy mở trình duyệt web và nhập địa chỉ IP của Raspberry Pi và giao diện ha-bridge sẽ xuất hiện.

Nhấp vào liên kết Thêm / Chỉnh sửa ở đầu trang

Tên: Nhập tên bạn muốn sử dụng khi nói lệnh

Tại phần có nhãn "On Items", đặt kiểu "Execute Command / Script / Program và nhập lệnh vào ô Target Item. Nếu muốn có nhiều lệnh, hãy nhấp vào nút Add để lưu dòng hiện tại và nhập một lệnh khác. Cũng có thể đặt thời gian trễ và lặp lại lệnh một số lần nhất định. Trong trường hợp này, nút nguồn cần được nhấn trước, sau đó nhấn nút Bộ hẹn giờ 3 lần để đặt hẹn giờ tự động tắt trong 3 giờ.

Lặp lại ý tưởng tương tự cho khu vực "Tắt mục", nhấp vào Thêm khi hoàn tất.

Ở đầu trang, nhấp vào "Thêm thiết bị cầu nối" để lưu thiết bị đó thành một mục mới hoặc Cập nhật thiết bị cầu nối nếu sửa đổi thiết bị hiện có.

Hướng đèn LED hồng ngoại vào thiết bị. Trên trang Thiết bị Cầu nối, hãy nhấp vào nút BẬT Kiểm tra hoặc TẮT Kiểm tra để xác minh rằng nó đang hoạt động như mong muốn.

Bước 11: Kết nối với Amazon Echo

Bước cuối cùng là cho phép Amazon Echo giao tiếp với thiết bị này. Lưu ý: Cả hai thiết bị phải cùng một mạng.

Tùy chọn 1) nói "Alexa, khám phá các thiết bị gia đình thông minh"

Tùy chọn 2) Mở ứng dụng Alexa, nhấn vào Menu> Smart Home và nhấp vào liên kết "Khám phá thiết bị"

Sau một lúc, thiết bị sẽ được nhận dạng.

Nói, "Alexa, bật lò sưởi trong phòng ngủ" và xác minh rằng thiết bị bật như mong đợi. Thay thế Lò sưởi phòng ngủ bằng bất cứ tên gì bạn đặt tên cho thiết bị của mình trong ha-bridge. Lặp lại quá trình để tắt thiết bị.

Nếu bạn chưa gắn đèn LED hồng ngoại, hãy tìm một vị trí kín đáo để lắp đèn LED trong khi vẫn cho phép nó chỉ theo hướng chung của bộ thu IR trong thiết bị. Bạn có thể cần phải di chuyển nó xung quanh để chỉ vào các khu vực khác nhau để tìm vị trí tốt nhất.