SmartBox - Smart Home System for rommet ditt: 6 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Hei alle sammen!

I denne instruksen vil jeg forklare deg hvordan du lager et smart rom -system. Dette systemet inneholder to enheter.

En generell enhet med en fuktighetssensor og temperatursensor som måler den nåværende livskvaliteten i rommet ditt. Du vil kunne angi ønsket minimum og maksimal temperatur/fuktighet. Når disse verdiene avviker, mottar du varsler på hjemmesiden.

I tillegg til sensorene er det også en smart radioklokke integrert med en høyttaler som du kan kontrollere via nettstedet. Du kan opprette, slette og aktivere/deaktivere alarmer. Deaktivering av alarmer skjer med en enkel håndbevegelse over en ultralydssensor.

Som en annen og separat enhet vil du kunne kontrollere en LED-stripe med forhåndsprogrammerte mønstre og farger.

Rekvisita

- Raspberry Pi 3 modell B+

- 16 GB SD -kort

- Arduino Uno

- Montert Pi T-Cobbler Plus

- Lite brødbrett

- Strømforsyning til brødbrett (for eksempel YwRobot -strømforsyningen)

- En tråd temperatursensor (DS18B20+)

- Digital fuktighets- og fuktighetssensor (DHT22)

- Ultralydavstandssensor (HC-SR05)

- 16x2 LCD -skjerm

- Potensiometer

- Forsterker (Adafruit MAX98357A I2S 3W klasse D -forsterker)

- Høyttaler 3 Diameter - 4 Ohm 3 Watt

- Bluetooth-modul (HC-05)

- 5V RGB Ledstrip (WS1812B)

- 1x 4,7K Ohm motstand

- 1x 10K Ohm motstand

- 3x 1K Ohm motstand

- 1x 330 Ohm motstand

- Hopp ledningskabler

Trinn 1: Kabling

La oss begynne, skal vi.

Koble først alt som i skjemaet ovenfor. Sørg for at du kobler alt riktig, ellers vil noen ting ikke fungere.

MERK: Hvis du vil gjøre justeringer, må du redigere koden. Så bare gjør dette hvis du vet hva du gjør! Du kan alltid kontakte meg for spørsmål eller problemer.

Hvis du trenger fritzing -ordningene, kan du laste dem ned her.

Trinn 2: Database

Databasen lagrer alle sensormålinger i en historikktabell. Dette brukes til historiediagrammer på nettstedet.

Hvis du vil operere på nettstedet, trenger du en konto. Hver konto lagrer alarmer, lysenheter, varsler og innstillinger.

MERK: Påloggingsmekanismen er ikke inkludert, men jeg kan legge til dette senere.

Trinn 3: Oppsett av Raspberry Pi

Så hvis alt er koblet til, kan vi begynne med oppsettet av Raspberry Pi.

La oss først begynne med bildet.

Bildet

1: Last ned Raspberry Pi OS -bildet:

2: Last ned og installer Win32DiskImager:

3: Sett inn SD-kortet og kjør Win32DiskImager.

4: Velg det nedlastede bildet på stasjonen. Velg deretter SD-kortet og trykk på skrive-knappen. (Sørg for at SD-kortet er tomt før du starter denne prosessen, alle data vil bli fjernet!)

5: Hvis prosessen er ferdig, kan vi gjøre de siste justeringene av Raspberry Pi. Gå til SD-kortkatalogen og legg til en "ssh" -fil uten utvidelse for å sikre at pi vil aktivere SSH ved start.

6: Åpne deretter cmdline.txt i den samme katalogen og legg til "ip = 169.254.10.1" på slutten av linjen, og klikk på lagre. MERK: Hold alt på en linje, eller noen innstillinger fungerer ikke.

7: Ta ut SD-kortet på en trygg måte fra datamaskinen og sett SD-kortet i Raspberry Pi.

8: Når det er gjort, kan du koble pi -en med en Ethernet -kabel til LAN -porten på den bærbare datamaskinen eller datamaskinen.

9: Slå på Raspberry Pi.

Wi-Fi og Pi-konfigurasjonen

For å kontrollere Raspberry Pi over SSH trenger vi en programvare som heter Putty. Du kan laste ned og installere Putty her:

1: Når Putty er installert kan du koble til pi med IP: 169.254.10.1 og port: 22. Når kommandolinjegrensesnittet vises, kan du logge på med brukeren: pi og passordet: bringebær.

2: Nå er vi logget inn type "sudo raspi-config" og går til grensesnittalternativer. Sørg for at One-Wire, Serial (Aktiver bare den serielle maskinvareporten, ikke påloggingsskallet over seriell), I2C og SPI er aktivert.

3: For å få forbindelse med Wifi må vi bruke rotbrukeren. Skriv "sudo -i" for å logge inn som rotbruker.

4: For å legge til Wifi -nettverket ditt i Raspberry Pi, skriv inn

"wpa_passphrase" SSID "" ditt passord ">> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"

i terminalen med navn og passord for nettverket ditt.

5: Når dette er gjort, start pi -en på nytt.

6: Hvis alt er riktig, bør du se ha en IP på wlan0 -grensesnittet. Gjør "ip a" for å sjekke dette.

7: Som siste type "sudo apt-get update" og "sudo apt-get upgrade" for å oppdatere pi.

8: Sørg for å installere MySQL, apache2 og php-mysql for dette prosjektet. Type: sudo apt install apache2 mariadb-server php-mysql -y

9: Les denne artikkelen for å installere MySQL:

10: Rediger MySQL -brukeren og passordet ditt i config.py -filen i backend.

Bluetooth -oppsett

1: Slå på Arduino

2: Skriv hcitool scan for å finne mac -adressen til Bluetooth -modulen. Når du har funnet det, skriver du det ned eller kopierer det i et annet dokument.

3: Nå skal vi legge til Bluetooth -modulen til Raspberry Pi. Gjør følgende kommandoer:

sudo bluetoothctl

agent på

par mac-adresse (Hvis den ber om en nål, er standardnålen 1234)

stole på mac-adresse

4: Legg til mac -adressen din i app.py -filen i backend.

Høyttaleroppsett

Nå er pi -en din oppdatert, og vi har internettforbindelse. Vi kan begynne å konfigurere høyttalerne. 1: Kjør følgende kommando: "curl -sS https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspbe… | bash"

2: Når det er gjort vil det be deg om en omstart, trykk på y og skriv inn.

3. Kjør nå skriptet igjen, dette vil sikre at lyden fungerer som den skal. Hvis alt er riktig, hører du en kvinne snakke.

4. Når det er gjort, starter du på nytt en gang til.

Python -konfigurasjon

Prosjektkoden kjører på python, så sørg for at du har python 3.7 installert. Sjekk dette med "python3 -V". Hvis du har python, kan du installere følgende pakker med pipinstallatøren: pip installere Flask Flask-Cors Flask-MySQL Flask-SocketIO PyMySQL gevent gevent-websocket python-socketio forespørsler

SmartBox installasjon

Nå er alle hovedinnstillingene konfigurert, vi kan starte med det offisielle SmartBox -oppsettet.

1: Klon SmartBox -depotet til hjemmekatalogen (/home/pi) ved å skrive: git clone

2: Når dette er gjort, kan du kjøre sql -filen. Skriv "sudo mysql -u root -p << SmartBox.sql" for å lage databasen.

3: Kopier deretter frontend til/var/www/html ved å gjøre "cp -R frontend/./Var/www/html"

4: For automatisk oppstart, legg til servicefilen i systemd. Skriv: "cp service/SmartBox.service /etc/systemd/system/SmartBox.service" og gjør "sudo systemctl enable myscript.service" for å aktivere den.

5: Når det er gjort, går du til config.py i backend og endrer det til mysql -passordet ditt.

6: Start pi -en på nytt

Trinn 4: Arduino Uno Setup

Nå som hovedenheten er ferdig, skal vi starte med ledstripen. Arduino vil kontrollere 5V WS1812B LED -stripen for oss.

1: Last ned og installer Arduino IDE:

2: Last ned Arduino -koden i mitt github -depot:

3: Hvis alt er lastet ned og installert, kan du koble til Arduino Uno.

4: Åpne LedStripCode.ino -filen og last den opp til Arduino ved å klikke på pilen som peker til høyre.

5: Koble Bluetooth -modulen og ledstripen til arduinoen, og alt skal fungere. (Se Trinn 1 Kabling)

Trinn 5: Case Design

Jeg brukte en eksisterende plastboks og den offisielle Raspberry Pi -saken for frontdekselet mitt. Forfra gjorde jeg forskjellige hull for høyttaleren og en for LCD -skjermen.

På baksiden laget jeg en åpning for ledningene til temperatur- og fuktighetssensoren. Det er også en åpning for kabling av brødbrettet.

På toppen er det to hull for ultralydsensoren, slik at bevegelse kan oppdages når en alarm går.

Jeg monterte Raspberry Pi i saken på høyre side av esken, så jeg kan oppgradere eller bytte den lettere.

Når det er gjort, kan du integrere T-skomakeren og sensorene. Jeg brukte skruer og silikon for å sikre at alt er solid.

MERK: Hvis du bruker metallskruer til å montere Raspberry Pi, må du bruke isolasjonstape.

Trinn 6: Etterbehandling

Nå er alt gjort, kan du slette IP -delen i cmdline.txt.

Bruk: sudo nano /boot/cmdline.txt