SmartBox - Система за интелигентен дом за вашата стая: 6 стъпки

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 12:57

Здравейте всички!

В тази инструкция ще ви обясня как да направите система за интелигентна стая. Тази система съдържа две устройства.

Общо устройство със сензор за влажност и температурен датчик, което измерва текущото качество на живот във вашата стая. Ще можете да зададете желаната минимална и максимална температура/влажност. Когато тези стойности се отклонят, ще получавате известия на началната страница.

В допълнение към сензорите има и интелигентен радиочасовник, интегриран с високоговорител, който можете да управлявате чрез уебсайта. Можете да създавате, изтривате и активирате/деактивирате аларми. Деактивиращите аларми се случват с просто движение на ръка над ултразвуков сензор.

Като второ и отделно устройство ще можете да управлявате LED лента с предварително програмирани шарки и цветове.

Консумативи

- Raspberry Pi 3 модел B+

- 16GB SD карта

- Arduino Uno

- Сглобен Pi T-Cobbler Plus

- Малка дъска

- Захранващо устройство (например захранването YwRobot)

- Сензор за температура на един проводник (DS18B20+)

- Цифров сензор за влажност и влажност (DHT22)

- Ултразвуков сензор за разстояние (HC-SR05)

- 16x2 LCD екран

- Потенциометър

- Усилвател (Adafruit MAX98357A I2S 3W Class D усилвател)

- високоговорител 3 диаметър - 4 ома 3 вата

- Bluetooth модул (HC-05)

- 5V RGB Ledstrip (WS1812B)

- 1x 4.7K Ом резистор

- 1x 10K Ohm резистор

- 3x 1K ом резистор

- 1x 330 Ohm резистор

- Прескачане на жични кабели

Стъпка 1: Окабеляване

Да започнем, нали.

Първо свържете всичко, както е описано по -горе. Уверете се, че сте свързали всичко правилно, в противен случай някои неща няма да работят.

ЗАБЕЛЕЖКА: Ако искате да направите корекции, ще трябва да редактирате кода. Така че правете това само ако знаете какво правите! Винаги можете да се свържете с мен за въпроси или проблеми.

Ако имате нужда от схемите за фризиране, можете да ги изтеглите тук.

Стъпка 2: База данни

Базата данни ще запише всички измервания на сензора в таблица с история. Това се използва за графики на историята на уебсайта.

Ако искате да работите на уебсайта, ще ви е необходим акаунт. Всеки акаунт съхранява аларми, светлинни устройства, известия и настройки.

ЗАБЕЛЕЖКА: Механизмът за влизане не е включен, но мога да добавя това по -късно.

Стъпка 3: Настройка на Raspberry Pi

Така че, ако всичко е свързано, можем да започнем с настройката на Raspberry Pi.

Първо, нека започнем с изображението.

Изображението

1: Изтеглете изображението на Raspberry Pi OS:

2: Изтеглете и инсталирайте Win32DiskImager:

3: Поставете SD картата и стартирайте Win32DiskImager.

4: Изберете изтегленото изображение на вашето устройство. След това изберете вашата SD карта и натиснете бутона за запис. (Уверете се, че SD картата е празна, преди да започнете този процес, всички данни ще бъдат премахнати!)

5: Ако процесът е завършен, можем да направим последните корекции на Raspberry Pi. Отидете в директорията на SD картата и добавете „ssh“файл без разширение, за да се уверите, че pi ще активира SSH при стартиране.

6: След това отворете cmdline.txt в същата директория и добавете „ip = 169.254.10.1“в края на реда и кликнете върху запис. ЗАБЕЛЕЖКА: Запазете всичко на един ред или някои настройки няма да работят.

7: Сега безопасно извадете SD-картата от компютъра си и поставете SD-картата в Raspberry Pi.

8: Когато това е направено, можете да свържете pi с Ethernet кабел към LAN порта на вашия лаптоп или компютър.

9: Захранване на Raspberry Pi.

Конфигурацията на Wi-Fi и Pi

За да контролираме Raspberry Pi през SSH, се нуждаем от софтуер, наречен Putty. Можете да изтеглите и инсталирате Putty тук:

1: След като Putty е инсталиран, можете да се свържете с pi с IP: 169.254.10.1 и порт: 22. Когато се появи интерфейсът на командния ред, можете да влезете с потребителя: pi и паролата: малинка.

2: Сега сме влезли в типа „sudo raspi-config“и отиваме към опциите за свързване. Уверете се, че са разрешени едножични, серийни (разрешете само серийния хардуерен порт, а не обвивката за вход през сериен), I2C и SPI.

3: За да осъществим връзка с Wifi, трябва да използваме root потребителя. Въведете „sudo -i“, за да влезете като root потребител.

4: За да добавите вашата Wifi мрежа към Raspberry Pi, въведете

"wpa_passphrase" SSID "" вашата парола ">> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"

в терминала с името и паролата на вашата мрежа.

5: След като това е направено, рестартирайте пи.

6: Ако всичко е наред, трябва да видите IP във вашия wlan0 интерфейс. Направете „ip a“, за да проверите това.

7: Като последно въведете „sudo apt-get update“и „sudo apt-get upgrade“, за да актуализирате вашето pi.

8: Уверете се, че сте инсталирали MySQL, apache2 и php-mysql за този проект. Тип: sudo apt install apache2 mariadb-server php-mysql -y

9: За да инсталирате MySQL, прочетете тази статия:

10: Редактирайте потребителя и паролата на MySQL във файла config.py в задната част.

Настройка на Bluetooth

1: Захранване на Arduino

2: Въведете hcitool scan, за да намерите mac адреса на вашия Bluetooth модул. След като бъде намерен, запишете го или го копирайте в друг документ.

3: Сега ще добавим Bluetooth модула към Raspberry Pi. Изпълнете следните команди:

sudo bluetoothctl

агент включен

чифт mac-адрес (Ако поиска пин, стандартният пин е 1234)

доверете се на mac-адрес

4: Добавете вашия mac адрес към файла app.py в задната част.

Настройка на високоговорителите

Сега вашият пи е актуализиран и имаме интернет връзка. Можем да започнем конфигурирането на високоговорителите.1: Изпълнете следната команда: "curl -sS https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspbe… | bash"

2: Когато приключи, ще ви поиска рестартиране, натиснете y и въведете.

3. Сега стартирайте скрипта отново, това ще се увери, че аудиото работи правилно. Ако всичко е наред, ще чуете жена да говори.

4. Когато това е направено, рестартирайте за втори път.

Конфигурация на Python

Кодът на проекта работи на python, затова се уверете, че имате инсталиран python 3.7. Проверете това с "python3 -V". Ако имате python, можете да инсталирате следните пакети с инсталатора на pip: pip install Flask Flask-Cors Flask-MySQL Flask-SocketIO PyMySQL gevent gevent-websocket python-socketio заявки

Инсталиране на SmartBox

Сега всички основни настройки са конфигурирани, можем да започнем с официалната настройка на SmartBox.

1: Клонирайте хранилището SmartBox във вашата домашна директория (/home/pi), като напишете: git clone

2: След като това стане, можете да стартирате sql файла. Въведете "sudo mysql -u root -p << SmartBox.sql", за да направите базата данни.

3: След това копирайте интерфейса в/var/www/html, като направите „cp -R frontend/./Var/www/html“

4: За автоматично стартиране добавете служебния файл към systemd. Въведете: „cp service/SmartBox.service /etc/systemd/system/SmartBox.service“и направете „sudo systemctl enable myscript.service“, за да го активирате.

5: След като направите това, отидете на config.py в бекенда и го променете на вашата парола за mysql.

6: Рестартирайте вашето pi

Стъпка 4: Настройка на Arduino Uno

Сега основното устройство е готово, ще започнем с лентата. Arduino ще контролира 5V WS1812B LED лента за нас.

1: Изтеглете и инсталирайте Arduino IDE:

2: Изтеглете кода на Arduino в моето хранилище на github:

3: Ако всичко е изтеглено и инсталирано, можете да включите вашия Arduino Uno.

4: Отворете файла LedStripCode.ino и го качете на вашия Arduino, като щракнете върху стрелката, сочеща надясно.

5: Свържете вашия Bluetooth модул и LED лента към arduino и всичко трябва да работи. (Вижте Стъпка 1 Окабеляване)

Стъпка 5: Дизайн на корпуса

За дизайна на моя калъф използвах съществуваща пластмасова кутия и официалния калъф Raspberry Pi, като отпред направих различни дупки за високоговорителя и една за LCD екрана.

На задната страна направих отвор за свързване на сензора за температура и влажност. Вътре има и отвор за окабеляване на захранващия блок.

На изгледа отгоре има два отвора за ултразвуковия сензор, така че може да се открие движение, когато алармата се включи.

Монтирах Raspberry Pi в кутията от дясната страна на кутията, за да мога да го надстроя или заменя по -лесно.

След като това стане, можете да интегрирате вашия T-обущар и сензори. Използвах винтове и силикон, за да се уверя, че всичко е здраво.

ЗАБЕЛЕЖКА: Ако използвате метални винтове за монтиране на Raspberry Pi, уверете се, че използвате изолационна лента.

Стъпка 6: Довършително докосване

Сега всичко е направено, можете ли да изтриете IP частта в cmdline.txt.

Използвайте: sudo nano /boot/cmdline.txt