SmartBox - Odanız İçin Akıllı Ev Sistemi: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Herkese merhaba!

Bu derste size akıllı oda sisteminin nasıl yapıldığını anlatacağım. Bu sistem iki cihaz içerir.

Odanızdaki mevcut yaşam kalitesini ölçen nem sensörü ve sıcaklık sensörüne sahip genel bir cihaz. İstediğiniz minimum ve maksimum sıcaklık/nemi ayarlayabileceksiniz. Bu değerler saptığında, ana sayfada bildirim alırsınız.

Sensörlere ek olarak, web sitesi üzerinden kontrol edebileceğiniz bir hoparlörle entegre akıllı bir radyo saati de bulunmaktadır. Alarmlar oluşturabilir, silebilir ve etkinleştirebilir/devre dışı bırakabilirsiniz. Alarmları devre dışı bırakma, ultrasonik bir sensör üzerinde basit bir el hareketi ile gerçekleşir.

İkinci ve ayrı bir cihaz olarak, önceden programlanmış desen ve renklere sahip bir LED şeridi kontrol edebileceksiniz.

Gereçler

- Raspberry Pi 3 modeli B+

- 16GB SD Kart

-Arduino Uno

- Montajlı Pi T-Cobbler Plus

- Küçük ekmek tahtası

- Breadboard güç kaynağı (Örneğin YwRobot Güç Kaynağı)

- Tek Telli Sıcaklık sensörü (DS18B20+)

- Dijital Nem & Nem sensörü (DHT22)

- Ultrasonik Mesafe sensörü (HC-SR05)

- 16x2 LCD Ekran

- Potansiyometre

- Amplifikatör(Adafruit MAX98357A I2S 3W Class D Amplifikatör)

- Hoparlör 3 Çapı - 4 Ohm 3 Watt

- Bluetooth modülü (HC-05)

- 5V RGB Led Şerit (WS1812B)

- 1x 4.7K Ohm Direnç

- 1x 10K Ohm Direnç

- 3x 1K Ohm Direnç

- 1x 330 Ohm Direnç

- Atlama teli kabloları

Adım 1: Kablolama

Başlayalım, olur mu?

İlk önce, yukarıdaki şemadaki gibi her şeyi bağlayın. Her şeyi doğru bağladığınızdan emin olun, aksi takdirde bazı şeyler çalışmaz.

NOT: Ayarlama yapmak istiyorsanız kodu düzenlemeniz gerekecektir. Yani bunu sadece ne yaptığınızı biliyorsanız yapın! Sorularınız veya sorunlarınız için her zaman benimle iletişime geçebilirsiniz.

Fritzing şemalarına ihtiyacınız varsa, buradan indirebilirsiniz.

2. Adım: Veritabanı

Veritabanı, tüm sensör ölçümlerini bir geçmiş tablosuna kaydedecektir. Bu, web sitesindeki geçmiş grafikleri için kullanılır.

Web sitesinde işlem yapmak istiyorsanız bir hesaba ihtiyacınız olacak. Her hesap alarmları, hafif cihazları, bildirimleri ve ayarları saklar.

NOT: Oturum açma mekanizması dahil değildir, ancak bunu daha sonra ekleyebilirim.

Adım 3: Raspberry Pi Kurulumu

Yani her şey bağlıysa, Raspberry Pi'nin kurulumuyla başlayabiliriz.

Öncelikle görselden başlayalım.

Görüntü

1: Raspberry Pi OS görüntüsünü indirin:

2: Win32DiskImager'ı indirin ve yükleyin:

3: SD kartı takın ve Win32DiskImager'ı çalıştırın.

4: Sürücünüzde indirilen görüntüyü seçin. Ardından SD kartınızı seçin ve yazma düğmesine basın. (Bu işleme başlamadan önce SD kartın boş olduğundan emin olun, tüm veriler silinecektir!)

5: İşlem yapıldıysa Raspberry Pi'ye son ayarlamaları yapabiliriz. SD kart dizinine gidin ve pi'nin başlangıçta SSH'yi etkinleştireceğinden emin olmak için uzantısız bir "ssh" dosyası ekleyin.

6: Daha sonra cmdline.txt dosyasını aynı dizinde açın ve satırın sonuna "ip=169.254.10.1" ekleyin ve kaydet'e tıklayın. NOT:Her şeyi tek satırda tut yoksa bazı ayarlar çalışmaz.

7: Şimdi SD kartı bilgisayarınızdan güvenli bir şekilde çıkarın ve SD kartı Raspberry Pi'ye yerleştirin.

8: Bu bittiğinde, pi'yi bir Ethernet kablosuyla dizüstü bilgisayarınızın veya bilgisayarınızın LAN bağlantı noktasına bağlayabilirsiniz.

9: Raspberry Pi'ye güç verin.

Wi-Fi ve Pi yapılandırması

Raspberry Pi'yi SSH üzerinden kontrol etmek için Putty adlı bir yazılıma ihtiyacımız var. Putty'yi buradan indirip kurabilirsiniz:

1: Putty kurulduktan sonra IP: 169.254.10.1 ve port: 22 ile pi'ye bağlanabilirsiniz. Komut satırı arayüzü göründüğünde kullanıcı: pi ve şifre: ahududu ile giriş yapabilirsiniz.

2: Şimdi "sudo raspi-config" yazarak giriş yapıyoruz ve arayüz seçeneklerine gidiyoruz. Tek Telli, Seri (Seri üzerinden oturum açma kabuğunu değil, yalnızca seri donanım bağlantı noktasını etkinleştirin), I2C ve SPI'nin etkinleştirildiğinden emin olun.

3: Wifi ile bağlantı kurmak için root kullanıcısını kullanmamız gerekiyor. Kök kullanıcı olarak oturum açmak için "sudo -i" yazın.

4: Wifi ağınızı Raspberry Pi'ye eklemek için şunu yazın

"wpa_passphrase "SSID" "şifreniz" >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"

ağınızın adı ve şifresi ile terminalde.

5: Bu yapıldıktan sonra pi'nizi yeniden başlatın.

6: Her şey yolundaysa, wlan0 arayüzünüzde bir IP olduğunu görmelisiniz. Bunu kontrol etmek için "ip a" yapın.

7: Pi'nizi güncellemek için son olarak "sudo apt-get update" ve "sudo apt-get upgrade" yazın.

8: Bu proje için MySQL, apache2 ve php-mysql kurduğunuzdan emin olun. Tür: sudo apt install apache2 mariadb-server php-mysql -y

9: MySQL'i kurmak için şu makaleyi okuyun:

10: Arka uçtaki config.py dosyasında MySQL kullanıcınızı ve şifrenizi düzenleyin.

Bluetooth kurulumu

1: Arduino'ya güç verin

2: Bluetooth modülünüzün mac adresini bulmak için hcitool scan yazın. Bulunduğunda bir yere yazın veya farklı bir belgeye kopyalayın.

3: Şimdi Raspberry Pi'ye Bluetooth modülünü ekleyeceğiz. Aşağıdaki komutları yapın:

sudo bluetoothctl

ajan

mac adresini eşleştirin (Pin isterse standart pin 1234'tür)

mac adresine güven

4: Arka uçtaki app.py dosyasına mac adresinizi ekleyin.

Hoparlör kurulumu

Artık pi'niz güncellendi ve internet bağlantımız var. Hoparlörleri yapılandırmaya başlayabiliriz.1: Şu komutu çalıştırın: "curl -sS https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspbe… | bash"

2: Bittiğinde sizden yeniden başlatma isteyecektir, y tuşuna basın ve girin.

3. Şimdi komut dosyasını tekrar çalıştırın, bu sesin doğru şekilde çalışmasını sağlayacaktır. Her şey yolundaysa, bir kadının konuştuğunu duyacaksınız.

4. Bu bittiğinde, ikinci kez yeniden başlatın.

Python yapılandırması

Proje kodu python üzerinde çalışır, bu nedenle python 3.7'nin kurulu olduğundan emin olun. Bunu "python3 -V" ile kontrol edin. Python'unuz varsa, aşağıdaki paketleri pip yükleyici ile kurabilirsiniz: pip install Flask Flask-Cors Flask-MySQL Flask-SocketIO PyMySQL gevent gevent-websocket python-socketio request

Akıllı Kutu kurulumu

Artık tüm ana ayarlar yapılandırıldı, resmi SmartBox kurulumuyla başlayabiliriz.

1: SmartBox deposunu ana dizininize (/home/pi) şunu yazarak klonlayın: git klon

2: Bu yapıldıktan sonra sql dosyasını çalıştırabilirsiniz. Veritabanını oluşturmak için "sudo mysql -u root -p << SmartBox.sql" yazın.

3: Ardından, "cp -R frontend/. /var/www/html" yaparak ön ucu /var/www/html dizinine kopyalayın.

4: Otomatik başlatma için servis dosyasını systemd'ye ekleyin. "cp service/SmartBox.service /etc/systemd/system/SmartBox.service" yazın ve etkinleştirmek için "sudo systemctl enable myscript.service" yapın.

5: Bunu yaptıktan sonra, arka uçtaki config.py'ye gidin ve bunu mysql şifrenizle değiştirin.

6: pi'nizi yeniden başlatın

Adım 4: Arduino Uno Kurulumu

Şimdi ana cihaz tamamlandı, led şerit ile başlayacağız. Arduino bizim için 5V WS1812B LED şeridi kontrol edecek.

1: Arduino IDE'yi indirin ve kurun:

2: Arduino Kodunu github depomdan indirin:

3: Her şey indirilip kurulduysa, Arduino Uno'nuzu takabilirsiniz.

4: LedStripCode.ino dosyasını açın ve sağ tarafı gösteren oka tıklayarak Arduino'nuza yükleyin.

5: Bluetooth modülünüzü ve led şeridinizi arduino'ya bağlayın ve her şey çalışmalıdır. (Bkz. Adım 1 Kablolama)

Adım 5: Kasa Tasarımı

Kasa tasarımım için mevcut bir plastik kutu ve resmi Raspberry Pi kasasını kullandım. Ön görünümde hoparlör için farklı delikler ve LCD ekran için birer delik açtım.

Arka tarafta sıcaklık ve nem sensörünün kablolaması için bir açıklık yaptım. İçeride ayrıca breadboard güç kaynağının kablolaması için bir açıklık bulunmaktadır.

Üst görünümde ultrasonik sensör için iki delik vardır, böylece bir alarm çaldığında hareket algılanabilir.

Raspberry Pi'yi kutunun sağ tarafına monte ettim, böylece daha kolay yükseltebilir veya değiştirebilirim.

Bu yapıldıktan sonra, T-cobbler'ınızı ve sensörlerinizi entegre edebilirsiniz. Her şeyin sağlam olduğundan emin olmak için vida ve silikon kullandım.

NOT: Raspberry Pi'yi monte etmek için metal vidalar kullanıyorsanız, yalıtım bandı kullandığınızdan emin olun.

Adım 6: Son Dokunuş

Şimdi her şey bitti, cmdline.txt'deki IP bölümünü silebilir misiniz?

Kullanım: sudo nano /boot/cmdline.txt