Intelligens ébresztőóra: 13 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Helló, Alexandra Christiaens vagyok, és médiát és kommunikációs technológiát tanulok a Howest -en Kortrijkban, Belgiumban.

Iskolai feladatként IoT -eszközt kellett készítenünk. Arra biztattak bennünket, hogy tegyünk valamit, ami megváltoztathatja a saját vagy az általunk ismert emberek életét. Elég nehéznek találtam egy projekt megtalálását, és amikor megpróbáltam megfelelő projektet keresni, gyakran azt gondoltam: „Túl fáradt vagyok ehhez.” Így végül rájöttem, hogy ez lehet az én projektem: készítek egy intelligens ébresztőórát, amely egyszerre segít felkelni reggel, és segít időben lefeküdni. Mivel ennek a feladatnak a követelményei azt diktálták, hogy Raspberry Pi -t kell használnunk minden futtatásához, úgy döntöttem, hogy szójátékként „Sleepi” -nek nevezem a készülékemet.

Ha saját maga szeretné elkészíteni ezt az eszközt, és olyan tisztességes alvási rutint szeretne szerezni, mint én, akkor nézze meg ezt a praktikus útmutatót, amelyet alább írtam. Ha többet szeretne tudni rólam és más, általam készített vagy megvalósítani kívánt projektekről, nézze meg portfóliómat.

1. lépés: 1. lépés: Az összetevők összegyűjtése

Tehát először is győződjünk meg arról, hogy mindenünk megvan, amire szükségünk van, mielőtt elkezdjük építeni. Összeállítottam a legfontosabb összetevőket. Alatta talál egy pdf -t, amely részletesebb információkat tartalmaz az alkatrészekről.

- 1 x Raspberry Pi 3 B modell

- 1 x (üres) microSD kártya és adapter (16 GB -os kártyám van, de 8 GB elég)

- 1 x 5V tápegység a Raspberry Pi számára

- 1 x Ethernet kábel

- 2 x 9V elem

- 2 x 9V -os elemcsipesz

- 1 db GPIO 40 tűs bővítőkártya és szivárványkábel

- 2 db BB830 forrasztás nélküli dugaszkávé

- 1 db Arduino Uno

- 1 x 0,56 hüvelykes 4*7 szegmenses kijelző

- 1x DS18B20 hőmérséklet -érzékelő

- 1 x TSL2561 fényerő -érzékelő

- 1 x 1602A LCD-képernyő

- 1 x szintváltó

- 1 x SN74HC595N váltóregiszter

- 1 x forgó kódoló

- 1 x potenciométer

- 1 db tápellátású RGB LED

- 1 x hangszóró

- 4 x 337B tranzisztor

- 1 x dióda

- 1 x gomb

- 3 x xl4005 31 LED meghajtó

- 7 x ellenállás (2 x 10 k ohm, 4 x 1 k ohm, 1 x 470 ohm)

- Különféle jumper drótkábelek (férfi -férfi és férfi -nő)

Választható:

- 1 x multiplex fa panel (olyat használtam, amely a következő mérésekkel elég volt: 860 mm x 860 mm x 5 mm)

- Különféle szerszámok a fa megmunkálásához

- Akrilfesték tetsző színben

2. lépés: 2. lépés: Sémák

Az összes alkatrész összegyűjtése után elkezdhettem mindent csatlakoztatni. Először készítettem egy Fritzing -sémát, hogy megbizonyosodjak arról, hogy egyetlen összetevőt sem sütök meg rosszul csatlakoztatva. Tanáraim visszajelzései után néhány javítást végeztem, amelyek eredményeként a következő vázlatos rajz és kapcsolási rajz született:

A GPIO csapok többsége felcserélhető, így néhányat válthat, ha akar. Ne felejtse el azonban ennek megfelelően módosítani a kód PIN -kódjait.

Egyes elemeket azonban bizonyos csapokhoz kell csatlakoztatni. Győződjön meg arról, hogy a fényerő -érzékelő csatlakozik a GPIO 23 (SDA) és a GPIO 24 (SCL) csatlakozóhoz. Az 5. lépésben elmagyarázom, miért fontos ez.

3. lépés: 3. lépés: Raspberry Pi beállítása

Most itt az ideje, hogy beállítsuk a Pi -t:

1. Helyezze a microSD -kártyát az adapter belsejébe, és csatlakoztassa a számítógéphez.

Ha a microSD -kártya nem üres, először formázza meg a kívánt módszerrel.

2. Telepítse a Raspbian OS szoftvert a Raspberry pi webhelyről.

Töltse le a ZIP fájlt, és bontsa ki a kívánt helyre.

3. Töltse le a Win32 lemezkezelőt.

Kattintson a mappa ikonra a kép kiválasztásához Válassza ki a microSD -t az "Eszköz" -nél Kattintson az "Írás" gombra

Amikor a kép a MicroSD -kártyára van írva, megnyithatja azt a Windows Intézőben.

Nyissa meg a "cmdline.txt" fájlt A fájl végén adja hozzá a következő szövegsort: ip = 169.254.10.1 Győződjön meg arról, hogy minden ugyanazon a soron van. Mentse a fájlt.

Most vegye ki a MicroSD kártyát a számítógépről. Győződjön meg arról, hogy a Pi áramellátása ki van kapcsolva, és helyezze be a kártyát a Raspberry Pi -be.

Csatlakoztasson Ethernet -kábelt a Pi -hez és a számítógéphez.

Vigye fel áramellátását a Pi készülékére egy 5, 2 V -os hálózati adapterrel.

4. lépés: 4. lépés: A Raspberry Pi csatlakoztatása

Kapcsolódni

a Pi a számítógépünkkel, akkor a Puttyt fogjuk használni.

1. Telepítse a Putty -t és nyissa meg.

2. Töltse ki az IP -címet és a portot a képen látható módon, majd kattintson a „Megnyitás” gombra.

3. Jelentkezzen be a következő alapértelmezett beállításokkal:

a. Felhasználónév: pi

b. Jelszó: málna

4. A WiFi beállításához:

a. Sudo nano /etc/wpa_supllicant/wpa_supllicant.conf

b. A fájl alján adja hozzá ezeket a sorokat:

én. Hálózat = {

ii. ssid = "Írja be a vezeték nélküli hálózat nevét"

iii. psk = "Töltse ki a vezeték nélküli hálózat jelszavát"

iv. }

c. Zárja be a fájlt, és mentse

5. Írja be a következő parancsot a Pi IP -címének meghatározásához: ifconfig wlan0

6. Most már használhatja ezt az IP -címet a Putty -ban vezeték nélküli kapcsolat létrehozásához (lásd fent).

5. lépés: 5. lépés: A beállítások módosítása a Raspi-config segítségével

Most meg kell győződnünk arról, hogy a Pi képes kommunikálni az összes komponensünkkel.

Meg fogunk változtatni néhány beállítást a raspi-configban

Nyissa meg a raspi-config parancsot a következő paranccsal:

sudo raspi-config

2. Válassza a 4 Lokalizációs beállítások lehetőséget.

3. Válassza az I2 Időzóna módosítása lehetőséget.

4. Módosítsa az időzónát a helyi időzónára, és fejezze be, hogy visszatérjen a raspi-config beállításhoz.

5. Válassza az 5 Interfacing Options lehetőséget.

6. Válassza a P5 I2C lehetőséget.

7. Engedélyezze az I2C kommunikációt.

8. Válassza az 5 Interfész opciót

9. Válassza a P6 Serial lehetőséget

10. Tiltsa le a bejelentkezési héjat.

11. Engedélyezze a soros kommunikációt

6. lépés: 6. lépés: Módosítsa a beállításokat a /boot/config.txt fájlban

Most újra kell konfigurálnunk néhány dolgot a /boot/config.txt fájlban

1. Hozzáférés a fájlhoz:

sudo nano /boot/config.txt

2. Alul a következőket kell látnia:

enable_uart = 1

Ez azért van, mert korábban engedélyeztük a soros portot.

3. Adja hozzá a következő két sort:

dtoverlay = pi3-miniuart-bt

dtoverlay = i2c-gpio, busz = 3

A Raspberry Pi 3 2 soros porttal rendelkezik: egy hardveres és egy szoftveres soros port. Az első paranccsal hozzárendeljük a szoftver soros portját a Bluetooth funkcióhoz, a hardver soros portot pedig az Rx és Tx érintkezőkhöz, amelyeket az Arduino -val való kommunikációhoz használunk.

A második vonal egy szoftver I²C buszt aktivál a Pi -n. Ennek oka az, hogy a hardveres I²C busz néha hibákat ad, amikor az ehhez az I²C buszhoz csatlakoztatott érzékelő óra nyújtást használ. Az I²C busz automatikusan aktív lesz a GPIO 23 (SDA) és a GPIO 4 (SCL) rendszeren, ezért olyan fontos volt, hogy helyesen csatlakoztassa az I²C -t használó fényerő -érzékelőt az adatok küldéséhez.

7. lépés: 7. lépés: A felhasználó hozzáadása a megfelelő csoportokhoz

Végül adja hozzá a felhasználót néhány csoporthoz:

1. Ellenőrizze, hogy a jelenlegi felhasználó mely csoportokba tartozik:

csoportosítja a felhasználónevét

2. Ahhoz, hogy minden funkció működjön, a felhasználónak a következő csoportokba kell tartoznia:

adm dialout sudo input netdev gpio i2c spi ·

Ha szükséges, adja hozzá a felhasználót a megfelelő csoportokhoz:

sudo adduser your_username csoportneve

8. lépés: 8. lépés: Adatbázis

Ahhoz, hogy eltárolhassam a felhasználó által beállított különböző riasztási időket és az érzékelők különböző értékeit, adatbázist kellett készítenem. A fenti adatbázis vázlatát láthatja.

Az adatbázis Raspberry Pi -hez való hozzáadásához tegye a következőket:

1. Hozzon létre kapcsolatot a Putty segítségével

2. Frissítse a MySQL -t

sudo apt-get update

sudo apt-get install mysql-server --fix-missing -y

sudo újraindítás

3. Biztonságos MariaDB

sudo mysql_secore_installation

4. Jelentkezzen be a MariaDB -be

sudo mysql -u root

5. Az adatbázisnak jelenleg nincs felhasználója. Ezt a kódot használjuk felhasználó létrehozásához, csak ki kell töltenie a felhasználót és a jelszót:

ÖSSZESÍTJEN MINDEN JOGOSultságot *. * A’fill_in_your_chosen_username’@’%’

AZONOSÍTVA: 'fill_in_your_chosen_password' GRANT OPCIÓVAL;

FLUSH PRIVILEGES; EXIT;

6. Töltse le az adatbázist a Githubból.

7. Szerelje be a munkapadot.

8. Hozzon létre kapcsolatot a munkaasztalon a pi -vel, és hajtsa végre a fájlt.

9. lépés: 9. lépés: Python -kód

1. Töltse le és mentse el a Pythonfiles fájlt a Githubból.

2. Töltse le és nyissa meg a Pycharm programot.

3. Készítsen értelmező és telepítési konfigurációt a Raspberry Pi -hez.

4. Szerkessze a mainCode1.py fájlt a Pycharm -ban, és módosítsa a PIN -számokat és az adatbázis -beállításokat a személyes beállításokra az előző lépésekből.

10. lépés: 10. lépés: A Python -kód automatikus futtatása

1. Hozzon létre egy gitt kapcsolatot a Pi -vel.

2. Nyissa meg az /etc/rc.local fájlt:

sudo nano /etc/rc.local

3. Kilépés előtt adja hozzá a következő sorokat:

alvás 60

python3 /path_from_root_to_your_pythonfile/name_of_your_pythonfile.py

11. lépés: 11. lépés: Arduino kód

1. Töltse le és mentse az.ino fájlt a Githubból.

2. Csatlakoztassa Arduino -ját laptopjához USB -n keresztül.

3. Húzza ki az Rx és Tx kábeleket, amelyek összekötik az Arduino -t a Raspberry Pi -vel.

4. Nyissa meg a fájlt, és töltse fel az Arduino -ba.

5. Húzza ki az Arduino -t a laptopjából, és csatlakoztassa újra megfelelően az Rx és Tx kábeleket.

6. Adj erőt az Arduino -nak. A 4*7 szegmenses kijelzőn most 12: 34 -et kell mutatni

12. lépés: 12. lépés: webszerver

1. Telepítse az apache -t:

sudo apt install apache2 -y

2. Legyen tulajdonos a/var/www/html könyvtárban:

sudo chown pi/var/www/html

3. Lépjen a könyvtárba:

cd/var/www/html

4. Ellenőrizze, hogy Ön a tulajdonos a root helyett:

ls -al

5. Töltse le és nyissa meg a Filezillát

6. Hozzon létre kapcsolatot a pi -vel a képen látható módon. (vagy használja a 169.254.10.1 és ethernet kábelt, vagy csatlakozzon Wi-Fi-n keresztül)

a. Lépjen a/var/www/html könyvtárba

b. Törölje az alapértelmezett index.html oldalt

c. Helyezze át az összes frontend fájlt ebbe a könyvtárba

13. lépés: 13. lépés: A külső építése

Az ébresztőórát kívülről tetszés szerint készítheti el! Készítettem egy dobozt az ébresztőórámhoz, 5 mm széles multiplex fa panellel. Szeretnék valami hasonlót készíteni, ezek a lépések az említett dobozhoz:

1. Rajzolja fel a következő alakzatokat a multiplex panelre:

Oldalak: 2 x négyzet (180 mm x 180 mm)

Felső és alsó: 2 x téglalap (180 mm x 300 mm)

Elöl és hátul: 2 x téglalap (170 mm x 300 mm)

2. Fűrészelje és csiszolja az egyes formákat négyzetre és téglalapra

3. Szerezzen be tartalék fát, és készítsen apró, 20 mm magas és 20 mm széles deszkákat.

4. Csavarja be a kis deszkákat a multiplex belsejébe (alul, elöl és hátul), ahogy a képeken látható.

5. Döntse el, hogy hova szeretné fúrni a megfelelő lyukakat az LCD-képernyő, a 4*7 szegmenses kijelző, a hangszóró, a fényerő-érzékelő, az RGB LED, a forgó kódoló és a gomb számára.

6. Mérjen meg minden összetevőt, amelyet kívül szeretne megjeleníteni, és rajzoljon megfelelő méretű alakzatokat a multiplexre.

7. Vágja ki a szükséges darabokat.

8. Csatlakoztasson néhány csuklópántot a doboz külsejére, összekötve a tetejét és a hátoldalát.

9. Csatlakoztasson egy mágnest az előlap belső oldalára, és egy kis fémlemezt a felső oldal belső oldalára.

10. Csavarjon vagy ragasszon mindent oda, ahol szeretné.

11. Szerelje össze a dobozt úgy, hogy az összes külső részt összecsavarja (kivéve a tetejét).

Kihagyhatja a 3 -at és a 4 -et, ha kisebb csavarokat használ (én 12 mm -es csavarokat használtam). A kisebb csavarok használata azonban kissé csökkenti a doboz stabilitását.