SmartBox - Sistema de hogar inteligente para su habitación: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

¡Hola, todos!

En este instructivo, te explicaré cómo hacer un sistema de habitación inteligente. Este sistema contiene dos dispositivos.

Un dispositivo general con sensor de humedad y sensor de temperatura que mide la calidad de vida actual en su habitación. Podrá configurar la temperatura / humedad mínima y máxima deseada. Cuando estos valores se desvíen, recibirá notificaciones en la página de inicio.

Además de los sensores, también hay un radio reloj inteligente integrado con un altavoz que puede controlar a través del sitio web. Puede crear, eliminar y habilitar / deshabilitar alarmas. La desactivación de las alarmas se produce con un simple movimiento de la mano sobre un sensor ultrasónico.

Como segundo dispositivo independiente, podrá controlar una tira de LED con patrones y colores preprogramados.

Suministros

- Raspberry Pi 3 modelo B +

- Tarjeta SD de 16GB

- Arduino Uno

- Pi T-Cobbler Plus ensamblado

- Tablero pequeño

- Fuente de alimentación de la placa de pruebas (por ejemplo, la fuente de alimentación YwRobot)

- Sensor de temperatura de un cable (DS18B20 +)

- Sensor digital de humedad y humedad (DHT22)

- Sensor de distancia ultrasónico (HC-SR05)

- Pantalla LCD 16x2

- potenciómetro

- Amplificador (Amplificador Adafruit MAX98357A I2S 3W Clase D)

- Altavoz de 3 de diámetro - 4 ohmios 3 vatios

- Módulo Bluetooth (HC-05)

- Tira de LED RGB de 5 V (WS1812B)

- 1 resistencia de 4,7 K ohmios

- 1 resistencia de 10 K ohmios

- Resistencia 3x 1K Ohm

- 1 resistencia de 330 ohmios

- Cables de alambre de salto

Paso 1: cableado

Empecemos, ¿de acuerdo?

Primero, conecte todo como en el esquema anterior. Asegúrese de conectar todo correctamente, de lo contrario, algunas cosas no funcionarán.

NOTA: Si desea realizar ajustes, deberá editar el código. ¡Así que solo haz esto si sabes lo que estás haciendo! Siempre puedes contactarme si tienes preguntas o problemas.

Si necesita los esquemas de fritzing, puede descargarlos aquí.

Paso 2: base de datos

La base de datos guardará todas las mediciones del sensor en una tabla de historial. Se utiliza para gráficos históricos en el sitio web.

Si desea operar en el sitio web, necesitará una cuenta. Cada cuenta almacena alarmas, dispositivos de luz, notificaciones y configuraciones.

NOTA: El mecanismo de inicio de sesión no está incluido, pero puedo agregarlo más adelante.

Paso 3: Configuración de Raspberry Pi

Entonces, si todo está conectado, podemos comenzar con la configuración de la Raspberry Pi.

Primero, comencemos con la imagen.

La imagen

1: Descargue la imagen del sistema operativo Raspberry Pi:

2: Descargue e instale Win32DiskImager:

3: Inserte la tarjeta SD y ejecute Win32DiskImager.

4: Seleccione la imagen descargada en su disco. Luego seleccione su tarjeta SD y presione el botón de escritura. (Asegúrese de que la tarjeta SD esté vacía antes de comenzar este proceso, ¡se eliminarán todos los datos!)

5: Si el proceso está hecho, podemos hacer los últimos ajustes a la Raspberry Pi. Vaya al directorio de la tarjeta SD y agregue un archivo "ssh" sin extensión para asegurarse de que pi habilitará SSH al inicio.

6: Luego abra cmdline.txt en el mismo directorio y agregue "ip = 169.254.10.1" al final de la línea y haga clic en guardar. NOTA: Mantenga todo en una línea o algunas configuraciones no funcionarán.

7: Ahora expulse de forma segura la tarjeta SD de su computadora y coloque la tarjeta SD en la Raspberry Pi.

8: Cuando haya terminado, puede conectar el pi con un cable Ethernet al puerto LAN de su computadora portátil o computadora.

9: Encienda la Raspberry Pi.

La configuración de Wi-Fi y Pi

Para controlar la Raspberry Pi a través de SSH, necesitamos un software llamado Putty. Puede descargar e instalar Putty aquí:

1: Una vez que Putty está instalado, puede conectarse al pi con IP: 169.254.10.1 y puerto: 22. Cuando aparezca la interfaz de línea de comandos, puede iniciar sesión con el usuario: pi y la contraseña: raspberry.

2: Ahora estamos registrados, escriba "sudo raspi-config" y acceda a las opciones de interfaz. Asegúrese de que One-Wire, Serial (solo habilite el puerto de hardware serial, no el shell de inicio de sesión sobre serial), I2C y SPI estén habilitados.

3: Para hacer la conexión con Wifi necesitamos usar el usuario root. Escriba "sudo -i" para iniciar sesión como usuario root.

4: Para agregar su red Wifi a la Raspberry Pi, escriba

"wpa_passphrase" SSID "" su contraseña ">> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"

en el terminal con el nombre y contraseña de su red.

5: Una vez hecho esto, reinicia tu pi.

6: Si todo está bien, debería ver tener una IP en su interfaz wlan0. Haga "ip a" para comprobar esto.

7: Como último tipo, escriba "sudo apt-get update" y "sudo apt-get upgrade" para actualizar su pi.

8: Asegúrese de instalar MySQL, apache2 y php-mysql para este proyecto. Escriba: sudo apt install apache2 mariadb-server php-mysql -y

9: Para instalar MySQL, lea este artículo:

10: Edite su usuario y contraseña de MySQL en el archivo config.py en el backend.

Configuración de bluetooth

1: Encienda el Arduino

2: Escriba hcitool scan para encontrar la dirección mac de su módulo Bluetooth. Una vez encontrado, escríbalo o cópielo en un documento diferente.

3: Ahora vamos a agregar el módulo Bluetooth a la Raspberry Pi. Realice los siguientes comandos:

sudo bluetoothctl

agente en

emparejar la dirección mac (si solicita un pin, el pin estándar es 1234)

confiar en la dirección mac

4: Agregue su dirección mac al archivo app.py en el backend.

Configuración de altavoces

Ahora tu pi está actualizado y tenemos conexión a internet. Podemos empezar a configurar los altavoces.1: Ejecuta el siguiente comando: "curl -sS https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspbe… | bash"

2: Cuando haya terminado, le pedirá que reinicie, presione y e ingrese.

3. Ahora ejecute el script nuevamente, esto asegurará que el audio funcione correctamente. Si todo está bien, escuchará hablar a una mujer.

4. Cuando haya terminado, reinicie por segunda vez.

Configuración de Python

El código del proyecto se ejecuta en Python, así que asegúrese de tener instalado Python 3.7. Compruebe esto con "python3 -V". Si tiene python, puede instalar los siguientes paquetes con el instalador de pip: pip install Flask Flask-Cors Flask-MySQL Flask-SocketIO PyMySQL gevent gevent-websocket python-socketio solicitudes

Instalación de SmartBox

Ahora que todos los ajustes principales están configurados, podemos comenzar con la configuración oficial de SmartBox.

1: Clone el repositorio de SmartBox en su directorio de inicio (/ home / pi) escribiendo: git clone

2: Una vez hecho esto, puede ejecutar el archivo sql. Escriba "sudo mysql -u root -p << SmartBox.sql" para crear la base de datos.

3: Luego copie la interfaz a / var / www / html haciendo "cp -R frontend /. / Var / www / html"

4: Para el inicio automático, agregue el archivo de servicio a systemd. Escriba: "cp service / SmartBox.service /etc/systemd/system/SmartBox.service" y haga "sudo systemctl enable myscript.service" para habilitarlo.

5: Una vez hecho esto, vaya a config.py en el backend y cámbielo a su contraseña de mysql.

6: reinicia tu pi

Paso 4: Configuración de Arduino Uno

Ahora que el dispositivo principal está listo, comenzaremos con la tira de leds. El Arduino controlará la tira de LED 5V WS1812B por nosotros.

1: Descargue e instale el IDE de Arduino:

2: Descargue el código Arduino en mi repositorio de github:

3: Si todo está descargado e instalado, puede conectar su Arduino Uno.

4: Abra el archivo LedStripCode.ino y cárguelo en su Arduino haciendo clic en la flecha que apunta a la derecha.

5: Conecte su módulo bluetooth y ledstrip al arduino y todo debería funcionar. (Ver cableado del paso 1)

Paso 5: Diseño de la carcasa

Para el diseño de mi carcasa utilicé una caja de plástico existente y la carcasa oficial de la Raspberry Pi. En la vista frontal hice diferentes orificios para el altavoz y uno para la pantalla LCD.

En la parte trasera hice una abertura para el cableado del sensor de temperatura y humedad. También hay una abertura para el cableado de la fuente de alimentación de la placa de pruebas en el interior.

En la vista superior hay dos orificios para el sensor ultrasónico, por lo que se puede detectar movimiento cuando se activa una alarma.

Monté la Raspberry Pi en la carcasa del lado derecho de la caja, para poder actualizarla o reemplazarla más fácilmente.

Una vez hecho esto, puede integrar su zapatero en T y los sensores. Usé tornillos y silicona para asegurarme de que todo esté sólido.

NOTA: Si usa tornillos de metal para montar la Raspberry Pi, asegúrese de usar cinta aislante.

Paso 6: toque final

Ahora que todo está hecho, ¿puede eliminar la parte de IP en cmdline.txt?

Uso: sudo nano /boot/cmdline.txt