Slimme wekker: 13 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hallo, my naam is Alexandra Christiaens en ek studeer Media- en kommunikasietegnologie by Howest in Kortrijk, België.

As 'n skoolopdrag moes ons 'n IoT -toestel maak. Ons is aangemoedig om iets te maak wat 'n verskil kan maak in ons eie lewens of in die lewens van mense wat ons ken. Ek het dit nogal moeilik gevind om 'n projek te vind, en toe ek probeer om 'n gepaste projek te soek, het ek dikwels gedink: 'Ek is te moeg hiervoor.' Uiteindelik het ek besef dat dit my projek kan wees: ek sal 'n slim wekker maak wat my kan help om soggens op te staan en saans betyds te gaan slaap. Aangesien die vereistes vir hierdie opdrag bepaal het dat ons 'n Raspberry Pi moet gebruik om alles uit te voer, het ek besluit om my toestel 'Sleepi' te noem.

As u hierdie toestel self wil maak en 'n ordentlike slaaproetine soos ek wil hê, kyk dan na hierdie handige gids wat ek hieronder geskryf het. Kyk na my portefeulje as u meer wil weet oor my en ander projekte wat ek gemaak het of gaan maak.

Stap 1: Stap1: Versamel die komponente

Laat ons dus eers seker maak dat ons alles het wat ons nodig het voordat ons begin bou. Ek het 'n lys gemaak van die belangrikste komponente. Hieronder vind u 'n pdf met meer gedetailleerde inligting oor die komponente.

- 1 x Raspberry Pi 3 model B

- 1 x (leë) microSD -kaart en adapter (ek het 'n 16GB -kaart, maar 8GB is genoeg)

- 1 x 5V kragtoevoer vir Framboos Pi

- 1 x ethernetkabel

- 2 x 9V batterye

- 2 x 9V batteryklemme

- 1 x GPIO 40 -pen uitbreidingskaart en reënboogkabel

- 2 x BB830 soldeerlose insteekbroodbord

- 1 x Arduino Uno

- 1 x 0,56 duim 4*7 segment vertoning

- 1x DS18B20 temperatuursensor

- 1 x TSL2561 helderheidssensor

- 1 x 1602A LCD-skerm

- 1 x vlakomskakelaar

- 1 x SN74HC595N skuifregister

- 1 x roterende enkodeerder

- 1 x potensiometer

- 1 x Power RGB LED

- 1 x luidspreker

- 4 x 337B Transistors

- 1 x diode

- 1 x knoppie

- 3 x xl4005 31 LED -bestuurder

- 7 x weerstande (2 x 10k Ohm, 4 x 1k Ohm, 1 x 470 Ohm)

- Verskeie jumperdraadkabels (manlik tot manlik en manlik tot vroulik)

Opsioneel:

- 1 x multiplex houtpaneel (ek het een met die volgende afmetings gebruik wat meer as genoeg was: 860 mm x 860 mm x 5 mm)

- Verskeie gereedskap vir houtwerk

- Akrielverf in 'n kleur waarvan u hou

Stap 2: Stap 2: Skemas

Nadat ek al die komponente versamel het, kon ek alles begin verbind. Eers het ek 'n Fritzing -skema gemaak om seker te maak dat ek geen komponente braai deur dit verkeerd te koppel nie. Na 'n paar terugvoer van my onderwysers, het ek 'n paar regstellings aangebring, wat gelei het tot die volgende skematiese diagram en bedradingsdiagram:

Die meeste GPIO -penne is uitruilbaar, so u kan 'n paar daarvan verander as u wil. Moenie vergeet om die speldnommers in die kode dienooreenkomstig te verander nie.

Sommige elemente moet egter aan sekere penne gekoppel word. Maak seker dat die luminoscity sensor onderskeidelik aan GPIO 23 (SDA) en GPIO 24 (SCL) gekoppel is. Ek sal verduidelik waarom dit in stap 5 belangrik is.

Stap 3: Stap 3: Raspberry Pi -opstelling

Nou is dit tyd om ons Pi op te stel:

1. Plaas u microSD -kaart in die adapter en steek dit in u rekenaar.

As u microSD -kaart nie leeg is nie, formateer dit dan eers volgens u voorkeurmetode.

2. Installeer die Raspbian OS -sagteware vanaf die Raspberry pi -webwerf.

Laai die zip -lêer af en pak dit uit na die gewenste plek.

3. Laai die Win32 -skyfbestuurder af.

Klik op die vouer -ikoon om die prentjie te kies Kies u microSD by "Toestel" Klik op "Skryf"

As die prent op u MicroSD -kaart geskryf is, kan u dit in Windows Explorer oopmaak.

Maak die lêer "cmdline.txt" oop Aan die einde van die lêer, voeg die volgende reël teks by: ip = 169.254.10.1 Maak seker dat alles op dieselfde reël is. Stoor die lêer.

Gooi nou die MicroSD -kaart van u rekenaar af. Maak seker dat die krag van u Pi afgeskakel is en plaas die kaart in u Raspberry Pi.

Koppel 'n ethernetkabel aan u Pi en u rekenaar.

Gee u Pi krag met 'n 5, 2V -stroomadapter.

Stap 4: Stap 4: Koppel Raspberry Pi

Om aan te sluit

die Pi met ons rekenaar, gebruik ons Putty.

1. Installeer Putty en maak dit oop.

2. Vul die IP -adres en poort in soos op die foto getoon en klik op 'oop'.

3. Meld aan met die volgende standaardinstellings:

a. Gebruikersnaam: pi

b. Wagwoord: framboos

4. Om die WiFi op te stel:

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

b. Voeg onderaan die lêer die volgende reëls by:

ek. Netwerk = {

ii. ssid = "Vul die naam van u draadlose netwerk in"

iii. psk = "Vul wagwoord van u draadlose netwerk in"

iv. }

c. Maak die lêer toe en stoor dit

5. Voer die volgende opdrag in om die IP -adres van u Pi uit te vind: ifconfig wlan0

6. U kan nou hierdie IP -adres in Putty gebruik om 'n draadlose verbinding te maak (sien hierbo).

Stap 5: Stap 5: Verander instellings met Raspi-config

Nou moet ons seker maak dat die Pi met al ons komponente kan kommunikeer.

Ons verander sommige instellings in raspi-config

Maak raspi-config oop met die opdrag:

sudo raspi-config

2. Kies 4 lokaliseringsopsies.

3. Kies I2 Verander tydsone.

4. Verander die tydsone na u plaaslike tydsone en eindig om terug te gaan na raspi-config.

5. Kies 5 koppelvlakopsies.

6. Kies P5 I2C.

7. Aktiveer I2C -kommunikasie.

8. Kies 5 koppelvlakopsies

9. Kies P6 Serial

10. Skakel aanmeldskulp uit.

11. Aktiveer reekskommunikasie

Stap 6: Stap 6: Verander instellings in /boot/config.txt

Nou moet ons 'n paar dinge in die lêer /boot/config.txt herkonfigureer

1. Kry toegang tot die lêer:

sudo nano /boot/config.txt

2. Onderaan behoort u te sien:

enable_uart = 1

Dit is omdat ons die seriële poort vroeër geaktiveer het.

3. Voeg die volgende twee reëls by:

dtoverlay = pi3-miniuart-bt

dtoverlay = i2c-gpio, bus = 3

Die Raspberry Pi 3 het 2 seriële poorte: 'n hardeware -seriële poort en 'n sagteware -seriële poort. Met die eerste opdrag ken ons die seriële poort van die sagteware toe aan die Bluetooth -funksie en ken die seriële poort van die hardeware toe aan die Rx- en Tx -penne wat ons sal gebruik om met die Arduino te kommunikeer.

Die tweede reël aktiveer 'n sagteware I²C -bus op die Pi. Dit is omdat die hardeware I²C -bus soms foute gee wanneer die sensor wat aan hierdie I²C -bus gekoppel is, klokrek gebruik. Die sagteware I²C -bus is outomaties aktief op GPIO 23 (SDA) en GPIO 4 (SCL), en daarom was dit so belangrik om die luminosity sensor wat I²C gebruik om data te stuur, korrek aan te sluit.

Stap 7: Stap 7: Voeg die gebruiker by die regte groepe

Voeg uiteindelik die gebruiker by sommige groepe:

1. Kyk na watter groepe u huidige gebruiker behoort:

groepeer u_gebruikersnaam

2. Om alle funksies te laat werk, moet die gebruiker tot die volgende groepe behoort:

adm dialout sudo input netdev gpio i2c spi ·

Voeg indien nodig die gebruiker by die toepaslike groepe:

sudo adduser jou_gebruikersnaam groepnaam

Stap 8: Stap 8: Databasis

Om die verskillende alarmtye wat deur die gebruiker gestel is, te kan stoor en die verskillende waardes van die sensors, moes ek 'n databasis maak. U kan die databasisschematika hierbo sien.

Om die databasis by die Raspberry Pi te voeg, doen die volgende stappe:

1. Maak 'n verbinding deur Putty

2. Dateer MySQL op

sudo apt-get update

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

sudo herlaai

3. Beveilig MariaDB

sudo mysql_secore_installation

4. Meld aan by MariaDB

sudo mysql -u wortel

5. Die databasis het tans geen gebruikers nie. Ons gebruik hierdie kode om 'n gebruiker te skep; u hoef net die gebruiker en die wagwoord in te vul:

GEEN ALLE VOORREGTE AAN *. * AAN 'fill_in_your_chosen_username'@'%'

GEIDENTIFISEER DEUR 'fill_in_your_chosen_password' MET TOELETINGSOPTIE;

FLUSH VOORREGTE; UITGANG;

6. Laai die databasis van Github af.

7. Installeer werkbank.

8. Maak 'n verbinding in die werkbank met u pi en voer die lêer uit.

Stap 9: Stap 9: Python -kode

1. Laai en stoor die Pythonfiles van Github.

2. Laai Pycharm af en maak dit oop.

3. Maak 'n tolk en implementeringskonfigurasie wat geskik is vir u Raspberry Pi.

4. Wysig die lêer mainCode1.py in Pycharm en verander die pinnumbers en databasestellings na u persoonlike instellings vanaf die vorige stappe.

Stap 10: Stap 10: Begin die Python -kode outomaties

1. Maak 'n Putty -verbinding met u Pi.

2. Maak die lêer /etc/rc.local oop:

sudo nano /etc/rc.local

3. Voeg voor die uitgang die volgende reëls by:

slaap 60

python3 /path_from_root_to_y_pythonfile/name_of_your_pythonfile.py

Stap 11: Stap 11: Arduino -kode

1. Laai die.ino -lêer af en stoor dit vanaf Github.

2. Koppel jou Arduino met jou skootrekenaar via USB.

3. Ontkoppel die Rx- en Tx -kabels wat die Arduino met die Raspberry Pi verbind.

4. Maak die lêer oop en laai dit op na die Arduino.

5. Ontkoppel die Arduino van u skootrekenaar en koppel die Rx- en Tx -kabels weer korrek aan.

6. Gee krag aan die Arduino. Die 4*7 segment vertoning moet nou 12:34 vertoon

Stap 12: Stap 12: Webbediener

1. Installeer apache:

sudo apt installeer apache2 -y

2. Word eienaar van die/var/www/html -gids:

sudo chown pi/var/www/html

3. Gaan na die gids:

cd/var/www/html

4. Kyk of u die eienaar is in plaas van root:

ls -al

5. Laai Filezilla af en maak dit oop

6. Maak 'n verbinding met u pi soos in die prentjie getoon. (gebruik 169.254.10.1 en 'n ethernetkabel of maak verbinding via wi-fi)

a. Gaan na die gids/var/www/html

b. Vee die standaard index.html -bladsy uit

c. Beweeg al die frontend -lêers na hierdie gids

Stap 13: Stap 13: Bou die buitekant

U kan die buitekant van die wekker maak soos u wil! Ek het 'n boks vir my wekker gemaak met 'n multiplex houtpaneel met 'n breedte van 5 mm. Ek wil iets soortgelyks maak, dit is die stappe vir die boks:

1. Teken die volgende vorms op die multiplex paneel:

Sye: 2 x vierkant (180 mm x 180 mm)

Bo en onder: 2 x reghoek (180 mm x 300 mm)

Voor en agter: 2 x reghoek (170 mm x 300 mm)

2. Saag en skuur elke vorm vierkantig en reghoekig

3. Kry ekstra hout en maak klein planke van 20 mm hoog en 20 mm breed.

4. Skroef die klein planke aan die binnekant (onder, voor en agter) van die multiplex vas soos op die foto's gesien.

5. Besluit waar u die regte gate wil maak vir die LCD-skerm, 4*7 segment vertoon, luidspreker, luminoscity sensor, RGB LED, roterende encoder en knoppie.

6. Meet elke komponent wat u aan die buitekant wil wys en teken vorms van die regte grootte op die multiplex.

7. Sny die nodige stukke uit.

8. Maak 'n paar skarniere aan die buitekant van die boks vas en verbind die bokant met die agterkant.

9. Heg 'n magneet aan die binnekant van die voorkant en 'n klein metaalplaat aan die binnekant van die bokant.

10. Skroef of plak alles vas waar jy dit wil hê.

11. Monteer die boks deur al die buitekant (behalwe die bokant) vas te skroef.

U kan 3 en 4 oorslaan as u kleiner skroewe gebruik (ek het 12 mm -skroewe gebruik). Die gebruik van kleiner skroewe verminder die stabiliteit van die boks egter effens.