RabbitPi - Активиран Alexa, IFTTT свързан, IoT асистент, който размахва ушите: 12 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Това е остарял „интелигентен заек“от Nabaztag от 2005 г., който преустроих в модерен IoT Assistant с помощта на Raspberry Pi 3 и Adafruit Motor HAT, с микрофон за уеб камера и високоговорител Philips Soundshooter, съдържащ се в сладката оригинална кутия. бутон инициира гласови команди, използвайки гласовата услуга на Amazon на Amazon, като чете отговорите чрез вградения високоговорител. Гласовите команди се използват и за задействане на IFTTT (If This Then That) рецепти, за взаимодействие с други устройства, свързани с интернет, като интелигентни контакти и мобилни телефони. Не достатъчно? Освен че задейства IFTTT събития, той ги получава и чрез Gmail, използвайки машината за преобразуване на текст в реч на Ivona за четене на имейли, текстови съобщения и други известия, например сигнали за цветен прашец или известия от камера за домашна охрана. Споменах ли, че дава визуална обратна връзка със светодиоди и моторизирани уши? О, и той има V2 Raspberry Pi камера в корема си за качване на гласово активирани селфита в Twitter. Трудно е да се опише с думи сладкостта на RabbitPi, вижте видеото, за да го видите в действие!

Стъпка 1: Кратка история на умните зайци

Оригиналният Nabaztag „първият интелигентен заек“беше пуснат през 2005 г., фактуриран като домашен асистент (звучи познато от Amazon & Google?) - може би това беше първото нещо за „Интернет на нещата“и в много отношения е изпреварило времето си, Купих си веднага. Той седеше на камината ни и четеше ежедневни прогнози за времето и случайни известия, но никога не разполагаше с много възможности, разчитайки на WEP wi-fi връзка и патентован софтуер и сървъри за предоставяне на услугите за преобразуване на текст в говор (TTS). Трудно е да си представим сега, но по онова време нямаше толкова много, с което да може да се свърже, социалните медии едва ли бяха нещо, Nokia управляваше света на смартфоните, а LED крушките бяха скъпа новост.

През следващите години последваха още две версии, Nabaztag: Tag и Karotz, и двете предлагаха подобрена функционалност, но нито една не намери своята ниша на пазара, в крайна сметка разочарована от хардуерни и софтуерни ограничения. Срамът беше, че веднага след като поддържащите сървъри бяха изключени, предишните умни зайци станаха малко повече от орнаменти. Няколко обществени проекта се опитаха да заменят услугите на „официалните“сървъри и ние използвахме „OpenKarotz“за известно време, но и това сякаш умря преди година или две, оставяйки зайците ми мълчаливи и неподвижни на върха на високоговорителите ми.

Както и да е, урокът по история приключи! Резултатът е, че ние с нежност си спомняме присъствието на Nabaztag в хола ни и аз го исках обратно, но като подходящо модерно IoT устройство.

Стъпка 2: Nabaztag 2.0

Бях вдъхновен най -накрая да стартирам RabbitPi, когато прочетох през март, че гласовата услуга Amazon Alexa е предоставена на Raspberry Pi - ключът е, че е необходим бутон за активиране на „слушането“- това се вписва перфектно в Nabaztag, тъй като има бутон за изравняване с горната част на лъскавата си малка глава. Разглобих своя заек и скоро на моя Pi 3 работи отличният код на Alexa Mach на Sam Machin, активиран чрез натискане на бутона на заека. В този момент бях напълно разсеян от изграждането на AlexaPhone, но скочих направо обратно по интелигентната заешка дупка, веднага щом приключи. Имах нужда от новия си подобрен Nabaztag, за да бъде поне толкова умен, колкото оригинала, затова исках да:

Извършете гласово търсене и прочетете резултатите

Прочетете известията

Преместете ушите му и светкавичните светодиоди

Правете снимки и разрешете дистанционно наблюдение

Взаимодействайте с интелигентни гнезда, крушки и т.н.

Стъпка 3: Bunny Chop

Първата работа беше да се демонтира Nabaztag и да се види кои части могат да се използват повторно. Ушите са проектирани да бъдат взаимозаменяеми и да се държат само с магнити, така че беше лесно, а основният капак се държеше само с два (странни триъгълни) винта. Това разкрива всички вериги и компоненти, изградени около централен пластмасов стълб. Едната страна държеше основната верига и светодиодите, с високоговорител от другата страна и двигатели/бутон, вградени в колоната в горната част.

Тъй като планирах само да запазя двигателите, пробих през повечето кабели и започнах да изваждам винтове. Получих истинска изненада в този момент! Зад "мозъчната" верига на заека имаше слот, който минаваше по цялата височина на стълба, който съдържаше пълноразмерна Wi-Fi карта PCMCIA, каквато бихте използвали в старите лаптопи. Предполагам, че по онова време това беше компромис с дизайна или съвместимостта, но сравняването му по размер с модерен USB ключ наистина донесе колко много технология е намаляла за 10 години.

Останалите части се отстраняват лесно, оставяйки само голия пластмасов опорен стълб със сигурно много място около него?

Стъпка 4: Говорене и слушане

Не можете да имате говорещ говорещ заек без високоговорител и микрофон, така че това бяха сред първите неща, които реших. Всъщност не трябваше да се опитвам много, Pi изглежда много гъвкав по отношение на USB микрофони и просто използвах стара уеб камера на MSI StarCam Clip за вход, като регулирах нивото на звука до Max в аудио настройките на Pi. За да спестя място, демонтирах уеб камерата, като изхвърлих обектива и калъфа на камерата. Пробих дупка в основата, през която микрофонът да проникне, и го свързах към USB на Pi, като прокарвах кабелите възможно най -добре.

Използвах високоговорителя KitSound MiniBuddy в AlexaPhone, тъй като той се оказа наистина ефективен, но когато отидох да си купя такъв за този проект, установих, че дизайнът е променен и те вече не се зареждат с помощта на micro-usb конектор! Огледах се за нещо подобно и измислих Philips SoundShooter, малък блок, подобен на ръчна граната. Надявах се, че ще се побере в кутията, без да се разглобява, но беше прекалено голям, затова излезе отвертката, за да я разглобя. Успях да скъсам проводниците на високоговорителя в процеса, така че запоени в някои джъмперни кабели, за да улеснят повторното свързване. Тази част от високоговорителя беше залепена горещо към корпуса на същото място като оригиналния високоговорител, като веригата и батерията бяха фиксирани към малкия рафт под него.

В ретроспекция бих искал просто да използвам червата на докинг станция за захранване от мрежата или нещо подобно, тъй като не е идеално да се налага да зареждате високоговорителя - все пак той издържа много дълго и звучи страхотно и като основна корица лесно се издига, това всъщност не е проблем за спиране на шоуто.

Стъпка 5: Четене като зайци

Сега, когато частта Alexa работи, преминах към решаването на следващия проблем, как ще накарам заека да прочете известията? Текстът в реч на оригиналния Nabaztag беше изненадващо добър, макар че си спомням, че винаги четеше моите текстови съобщения (MM) като „милиметри“, а на жена ми (CM) като „сантиметри“-исках да използвам модерен и естествено звучащ двигател, който би интерпретирал правилно неща като символа "&" и би разбрал прости емотикони като:).

Както при всичко в Raspberry Pi, има много различни опции и разгледах няколко, преди да реша за Ivona, която изглежда е същият двигател, използван от услугата Alexa. Това беше най -добрият вариант за мен, тъй като има редица налични гласове и опции за конфигуриране - също голям плюс беше, че Zachary Bears направи достъпна удобна обвивка на Python за услугата, Pyvona.

За да започнете с Ivona, първо трябва да настроите акаунт на програмист, а след това, точно както при настройката на Alexa, след това получавате идентификационни данни, които да използвате в приложението си, в този случай скрипт за четене на известията. Имате право на 50 000 търсения на месец с един от тези акаунти, което със сигурност е много за мен.

Настройката на Pyvona беше наистина проста, в рамките на минути имах Python скрипт, създаден от предоставения пример, който да прочете всяка фраза, която въведох. Но това беше само частично решението, разбира се - не исках Ivona да чете твърдо кодирана текстови, но динамични входящи известия.

Стъпка 6: Кажете какво?

Така че сега имах заек (на парчета по цялата пейка), който можеше да говори, но се нуждаеше от механизъм за получаване на известия и предаването им на услугата Ivona, за да бъде прочетен. Разгледах възможността за текстови съобщения чрез онлайн услуга или адаптер за SIM карта, а също така Twitter и Dropbox за доставяне на текстови низове/файлове, но най-накрая реших да използвам imaplib, базиран на Python начин за взаимодействие с имейл акаунти в IMAP. Реших за тази опция главно защото тя се интегрира добре с услугата IFTTT, можете да бъдете наистина креативни с форматирането на имейли за известия. Също така означаваше, че ще мога да изпращам имейли директно до RabbitPi, за да бъдат прочетени на глас.

Прегледах много примери на imaplib python онлайн и след като комбинирах части и работех по документацията на imaplib, успях да завърша със скрипт, който проверява Gmail за непрочетени съобщения на редовни интервали и отпечатва различен текст на екрана в зависимост от съдържанието на темата на съобщението. Това беше наистина удобно, тъй като можех да адаптирам оператор „IF“в кода, за да работи само ако имейлът идва от мен, и след това да разменя действието „Печат“за кода, извикващ услугата Ivona.

Прекарах доста време, опитвайки се да адаптирам imaplib & Pyvona кода, за да прочета тялото на имейлите, но това се оказа изключително сложно - скоро научих, че основните полета за имейл (От, До, Тема и т.н.) са форматирани много просто, но основният текст на имейла може да бъде структуриран по много различни начини. В крайна сметка нямаше особено значение, успях да постигна това, от което се нуждаех, като използвах Темата на имейла като поле, от което ще се чете текстът на известието.

След това адаптирах примера на imaplib код, така че вместо да спира след всяка проверка за имейл, той ще се завърта безкрайно, като проверява за имейли няколко пъти в минута и чете всички нови почти когато пристигнат. Това беше полезно за тестване, но на практика вероятно бих го накарал да проверява малко по -рядко. Също така си струва да се отбележи, че скриптът съхранява паролата в обикновен текст, така че ще се нуждае от добавяне на криптиране в даден момент.

100% съм сигурен, че това може да бъде постигнато много по -елегантно и ефективно в Python, но беше забавно и предизвикателно да го накарам да работи - взех назаем „Python за деца“от библиотеката тази седмица, така че кодът ми да се подобри като научавам повече.

С работата на основния скрипт за получаване на имейл и четене, добавих допълнителни битове код, които биха накарали ушите на заека да се движат и светодиодите да светят, докато четат известията. Кодът, който използвах, е на GitHub, но моля, имайте предвид настоящата ми липса на умение на python!

Стъпка 7: ШАПКА за RabbitPi

Едно от най -емблематичните неща за Nabaztag беше начинът, по който той движеше ушите си, когато идваше известие. Те могат да бъдат настроени на определена ориентация или чрез ръчно преместване, или чрез задаване на позиция с помощта на софтуера за управление - целта ми беше само за да ги накара да се движат.

Не бях използвал двигатели с Raspberry Pi преди това, така че това беше друга нова тема за мен - първо трябваше да разбера с какви двигатели имам работа, знаех само, че има 2 двигателя, всеки с 2 проводника. Четейки онлайн, стигнах до извода, че това трябва да са ясни DC двигатели, а не стъпкови двигатели, факт, потвърден от това фантастично полезно инструкционно „Hack the Nabaztag“от Liana_B, което бих искал да прочета около месец по -рано.

Отново благодарение на гъвкавостта на Pi има много различни начини за управление на двигателите, но реших да използвам платка Adapruit DC & Stepper Motor HAT. Използвал съм Adafruit екрани и дрънкулки преди и обичам подробните инструкции и примери, които са стандартни.

Използването на платка със стандарта HAT (хардуер, прикрепен отгоре) означаваше, че контролерът на двигателя ще се побере подредено отгоре на Pi, заемайки минимално място, и тъй като използва интерфейса I2C, остави свободни GPIO пиновете, от които се нуждаех за Alexa/Clap бутон и светодиоди.

Както се очакваше, запояването на HAT заедно беше наистина лесно и скоро го монтирах на PI и го свързах към двата ушни двигателя. Бях планирал да пускам моторите от USB захранваща банка, така че ще ми трябва само един щепсел за захранване, но това се оказа, че няма достатъчно хъркане, дори няма да светне светодиода „Работа“на HAT. Вместо това реших да използвам DC захранващ адаптер, за да пусна HAT и ушите, удобно имах под ръка един от тези универсални с взаимозаменяеми накрайници. Това, което нямах, беше DC гнездо за свързване на адаптера към HAT. Бях на път да замина за Norwich Maplin (отново), когато си спомних от разкъсването, че оригиналният захранващ проводник на Nabaztag е стандартен щепсел за постоянен ток - затова можех просто да свържа отново оригиналния контакт към HAT - чист! В крайна сметка също използвах отново оригиналното захранване Nabaztag, тъй като то осигуряваше точното количество енергия.

С всичко свързано и избрано разумно напрежение, аз предварително проверих примера с python, включен в DC Motor Hat, примерен код, който постоянно променя скоростта и посоката на двигателя, за да илюстрира различните опции за управление. Бях толкова развълнуван, когато заработи, първият ми двигател, управляван от Pi! Но тогава забелязах нещо - наистина силно свистене с висок тон като някой, който прокарва мокър пръст около чаша за вино. Това изобщо не беше добре, исках ушите да се движат, докато се четат известия и макар да не заглушавам хленченето беше наистина забележимо. Пробвах с различни напрежения, но без промяна. Като се обърнах към Google разбрах, че това може да се случи поради PWM (широчинно -импулсна модулация) и че едно лекарство може да бъде да се запоят малки кондензатори в клемите на двигателя. Гледайки двигателите, те вече бяха на място. Аз също експериментирах с промяна на PWM честотата, но все още няма промяна. След известно експериментиране разбрах, че хленченето се е случило само когато скоростта на двигателя се е променила от кода от ниска на висока - така че настройката му на постоянна висока скорост напълно елиминира хленченето!

Създадох няколко тестови скрипта на python въз основа на примерите от Adafruit, един за движение по време на известия, а друг, за да накарам ушите да изпълнят пълна "верига" при стартиране, с цел да копирам работния код от тях в основните скриптове, използвани за обработка на Взаимодействия на Alexa и Gmail/Ivona.

Стъпка 8: Камера и ощипвания

Преди да започна сглобяването тествах всичко. Където е възможно в тази конструкция, използвах джъмперни кабели за свързване на отделните компоненти заедно, ако предишните компилации са ме научили на нещо, това е да планирам бъдещо демонтиране! Направих и точка за изчертаване на диаграма на свързване, показваща какви цветни кабели са отишли, джъмперните кабели са отлични, но понякога лесно се изтласкват, когато натъпкват компоненти в тесни пространства!

Реших доста далеч в изграждането да включа и модул Pi Camera, 8MP версия 2 току -що беше пусната и като нещо друго за мен мислех, че ще стане добро допълнение. Последната версия на заека Karotz включваше уеб камера в стомаха си, но това никога не работеше толкова добре, мислех, че камерата Pi ще бъде забавна за селфита, активирани с глас, и може би дори дистанционно наблюдение, ако Pi може да се справи с изпълнението на кода на по същото време като всичко останало.

Изградих скоба за камерата от покрит с пластмаса мекано и я поставих първо в калъфа, след което много внимателно измерих къде трябва да пробия отвора в кутията. Това определено беше случай на „мярка два пъти изрязана веднъж“, тъй като дупка на грешното място би била катастрофа. За щастие той излезе от мъртва точка и малко прекалено високо, така че успях да компенсирам, като добавих шайби между скобата на камерата и основата.

Към този момент добавих и Pimoroni Dual Micro USB захранващ кабел - това ми даде хубав micro -usb гнездо в задната част на кутията и осигури втори захранващ щепсел. Възнамерявах да използвам допълнителния щепсел, за да заредя батерията на високоговорителя, и пробих в него, за да мога да се свържа с оригиналния превключвател на Muba на Nabaztag за изключване на звука, за да контролирам зареждането.

Стъпка 9: Какво е Cookin 'Doc? Рецепти на IFTTT

Феноменалното нещо при изграждането на IoT устройство в момента е огромният брой налични уеб услуги, а услугата IFTTT (If This Then That) върши невероятна работа, свързвайки всичко това в ясен и функционален пакет. Ако все още не сте го използвали, това е онлайн услуга и след като се регистрирате, можете да свържете всички други уеб базирани неща към него, като Gmail, Facebook, Twitter и (познахте) Amazon Alexa. Има пълен набор от услуги, от които да избирате, включително опции за управление на интелигентни уреди като крушки, термостати и контакти.

Правилата на IFTTT са настроени в „рецепти“- нещо като правило на Outlook или IF изявление в SQL или Visual Basic, например имам рецепта, която казва „АКО някой ме маркира на снимка във Facebook, ТОГАВА ми изпратете имейл със Заглавие „Свети гуакамоле, [маркиращо име на човек] току -що ви маркира във снимка във фейсбук” - защото това ми се изпраща от моя собствен адрес, RabbitPi след това чете Текста на темата.

Друго голямо използване на IFTTT е с гласовата услуга Alexa - за IF част от рецепта можете да настроите фраза, например „лазерът“и ако след това кажете на Alexa „Задействайте лазера“, тя ще предаде заявката на IFTTT, който ще задейства ТОЗИ част от рецептата, в този случай активиране на отдалечен контакт, свързан към диско лазер.

Това дори надхвърля „интелигентните неща“- ако имате инсталиран IFTTT на телефона си (моят е версията за Android), тогава можете да взаимодействате с него в двете посоки, рецепта, използвана във видеото, е: „АКО казвам“Trigger Chas & Дейв "към Alexa, след това пуснете конкретната песен" Rabbit "на моя телефон с Android. Тя работи и обратното - универсалното приложение за дистанционно управление AnyMote на моя телефон може да бъде персонализирано така, че конкретен бутон с задействане на частта" IF " на рецепта - така че имам бутон на екрана, който задейства RabbitPi да направи селфи и да го качи в Twitter.

Друга функция позволява на RabbitPi да прочете текстовите ми съобщения, на телефона си имам рецепта „АКО получа ново SMS съобщение СЕГА си изпращам имейл със следната тема„ Хей! [изпращач на текст] казва [текст на текстовото съобщение]"

Той е лесен за използване, много забавен и работи добре, известията се предават напред -назад много бързо, особено към превключвателя WeMo Insight, който имам, който е почти моментален. Наличието на IFTTT и RabbitPi прави свързването на неща и услуги наистина лесно.

Стъпка 10: Сглобяване и тестване

Сега дойде сложната част - набиването на всички компоненти в кутията! Бях почти сигурен, че всичко ще се побере, но действителният монтаж беше наистина луд, използвах добре някои хирургически инструменти и пинсети, за да прокарвам кабели през малки пролуки.

След като всичко беше здраво монтирано, добавих няколко самозалепващи се основи за кабелни връзки, така че многото проводници да могат да се съберат спретнато - това беше наистина важно, тъй като не исках случайно да изключвам някой от тях, когато сглобявам кутията.

Стъпка 11: Готови заек?

Сега, когато цялата страна на физическото изграждане беше направена, беше време да "прекъсна кабела", премахвайки RabbitPi от комфорта на неговия Ethernet кабел, монитор и клавиатура в работилницата, за да мога да завърша кода на друго място чрез SSH (Безжичният сигнал е наистина е слаб там!)

Настаних се на бюрото в офиса си и заредих заека и - без никаква wi -fi връзка, нищо. Знаех, че трябва да има сигнал, тъй като телефонът ми работеше добре - имаше ли проблем с мрежовия адаптер на Pi 3, за който не бях чувал? Накратко с гугъл ме информира, че Pi 3 ще намери wi-fi сигнал само ако рутерът излъчва по канали 1-11-моят беше настроен на канал 13! Няколко ощипвания по -късно и бяхме свързани, голяма въздишка на облекчение.

Следваше подреждането на различните скриптове. Първо промених скрипта main.py на кода на AlexaPi, добавяйки допълнителни редове, така че освен да мига светодиодите при стартиране, RabbitPi също би изпълнил приятно мърдане на ухото. Също така замених стандартното „Hello“съобщение с игрив „скучащ“звуков ефект за забавление.

Вторият скрипт се нарича rabbit.py (SWIDT?) И съдържа целия код за извличане на gmail съобщения и тяхното четене с Pyvona. Също така добавих в някой код на Twython, който адаптирах от урока на Raspberry Pi „Tweeting Babbage“, което позволява на RabbitPi да направи снимка и да я качи в своя акаунт в Twitter (@NabazPi). Добавих известно движение на ухото и светодиодни мигания, за да ви дам справедливо предупреждение, когато снимката е на път да бъде направена, както и шум от затвора и потвърждение за туит, прочетено от Pyvona.

Накрая добавих в IF изявление към imaplib gmail кода, така че ако темата на имейла беше „селфи“, тогава RabbitPi щеше да направи своето селфи, но в противен случай ще прочете темата на имейла като нормална.

Кодът, който използвах, е достъпен в GitHub - моля, прочетете файла ReadMe!

Като последен щрих отпечатах лого на Raspberry Pi върху прозрачна хартия и го залепих в кутията RabbitPi, така че белият LED корем да осветява изображението през полупрозрачната му кожа.

Стъпка 12: Nabaztag се завръща

С всичко направено оставаше само видеото да бъде направено. Беше много забавно да поставям RabbitPi през крачките си пред камерата, единственият недостатък беше редактирането на HD кадри на моя възрастен лаптоп по -късно. За някои от известията (главно текстови съобщения поради ужасния ми сигнал на Vodafone) намалих паузите между действие и уведомяване, или щеше да е дълъг и скучен видеоклип, но повечето от тях показват истинската скорост на реакция.

Експериментирах с помощта на сензор за пляскане, за да задействам услугата Alexa (както се вижда във видеоклипа на Snap to it Alexa), но го оставих извън окончателното изграждане, тъй като не беше достатъчно надежден, когато имаше фонов шум. Знам, че други калайджии работят върху използването на IR дистанционни управления, wii контролери и дори активно слушане с кода на AlexaPi, така че има много възможности за бъдещето.

Надявам се да добавя адапрутов неопикселов пръстен, който да замени коремния светодиод, тъй като това би направило много по -добри визуални известия, също бих искал да взема предвид „заглушаването“на гласовите известия през нощта. Моите деца също предоставиха страхотни предложения и сега, когато съм малко по -удобен с Python, ще работим заедно, за да разширим обхвата на известията, например, така че текстът за потвърждение на селфито да е взет от списък със стойности на случаен принцип, и така заекът може да бъде инструктиран да опита да танцува макарената с ушите и светодиодите.

Случайно имам друг Nabaztag тук, както и по -късен заек Karotz, така че може и да направя нещо друго с тях - изкушаващо е да експериментирам с дистанционно наблюдение и сензори от всякакъв вид! Това е идеална хардуерна платформа за Pi със своя перфектен размер калъф, двигатели и бутон. Чудя се дали оригиналните производители някъде нямат запаси от непродадени Nabaztags, като депото Atari? Със сигурност с някаква 3D отпечатана доброта за монтиране на камерата и PI и персонализирана ШАПКА за управление на двигателите, светодиодите и аудиото биха направили идеален комплект за създаване на Raspberry Pi, всеки клуб за кодиране трябва да има такъв!

Ако харесвате този проект и искате да видите повече, можете да разгледате уебсайта ми за текущи актуализации на проекта на bit.ly/OldTechNewSpec, да се присъедините към Twitter @OldTechNewSpec или да се абонирате за нарастващия канал в YouTube на адрес bit.ly/oldtechtube - дайте някои от вашите Old Tech a New Spec!

На второ място в конкурса „Интернет на нещата“2016