Nutikas äratuskell: 13 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Tere, minu nimi on Alexandra Christiaens ja õpin meediat ja kommunikatsioonitehnoloogiat Howestis Kortrijkis, Belgias.

Koolitööna pidime me tegema IoT -seadme. Meid julgustati tegema midagi, mis muudaks kas meie enda või meie tuttavate inimeste elu. Mul oli projekti leidmine üsna keeruline ja kui proovisin sobivat projekti otsida, mõtlesin sageli: "Ma olen selleks liiga väsinud." Lõpuks mõistsin, et see võib olla minu projekt: ma teeksin nutika äratuskella, mis aitaks mul hommikul tõusta ja õhtul õigel ajal magama saada. Kuna selle ülesande nõuded nägid ette, et peaksime kõikide asjade käivitamiseks kasutama Raspberry Pi, otsustasin oma seadet sõnamänguna nimetada Sleepi.

Kui soovite selle seadme ise valmistada ja saada korraliku unerežiimi nagu mina, siis vaadake seda käepärast juhendit, mille ma allpool kirjutasin. Kui soovite rohkem teada saada minu ja teiste projektide kohta, mida ma tegin või kavatsen teha, vaadake minu portfelli.

1. samm: 1. samm: komponentide kogumine

Niisiis, enne ehitamise alustamist veenduge, et meil on kõik vajalik olemas. Tegin nimekirja olulisematest komponentidest. Altpoolt leiate pdf -i, kus on üksikasjalikum teave komponentide kohta.

- 1 x Raspberry Pi 3 mudel B

- 1 x (tühi) microSD -kaart ja adapter (mul on 16 GB kaart, kuid piisab 8 GB -st)

- 1 x 5 V toiteallikas Raspberry Pi jaoks

- 1 x Etherneti kaabel

- 2 x 9V patareid

- 2 x 9V akuklambreid

- 1 x GPIO 40 -pin laiendusplaat ja vikerkaar

- 2 x BB830 Solderless Plug-in Breadbord

- 1 x Arduino Uno

- 1 x 0,56 tolli 4*7 segmendi ekraan

- 1x DS18B20 temperatuuriandur

- 1 x TSL2561 heledusandur

- 1 x 1602A LCD-ekraan

- 1 x taseme muundur

- 1 x SN74HC595N vahetusregister

- 1 x pöörlev kodeerija

- 1 x potentsiomeeter

- 1 x toite RGB LED

- 1 x kõlar

- 4 x 337B transistorit

- 1 x diood

- 1 x nupp

- 3 x xl4005 31 LED -draiverit

- 7 x takistit (2 x 10 kΩ, 4 x 1 kΩ, 1 x 470 oomi)

- Erinevad hüppajajuhtmete kaablid (meestele ja meestele ja naistele)

Valikuline:

- 1 x mitmekordne puitpaneel (kasutasin ühte, mille mõõtmed olid enam kui piisavad: 860 mm x 860 mm x 5 mm)

- mitmesugused tööriistad puidutöötlemiseks

- akrüülvärv teile sobivas toonis

2. samm: 2. samm: skeemid

Pärast kõigi komponentide kogumist võisin hakata kõike ühendama. Kõigepealt tegin Fritzingi skeemi, et veenduda, et ma ei praadiks ühtegi komponenti valesti ühendades. Pärast õpetajate tagasisidet tegin mõned parandused, mille tulemuseks oli järgmine skemaatiline skeem ja ühendusskeem:

Enamik GPIO tihvte on vahetatavad, nii et saate soovi korral mõnda neist vahetada. Ärge unustage siiski koodi pin -numbreid vastavalt muuta.

Mõned elemendid peavad siiski olema ühendatud teatud tihvtidega. Veenduge, et heledusandur on ühendatud vastavalt GPIO 23 (SDA) ja GPIO 24 (SCL) külge. Miks see on oluline, selgitan viiendas etapis.

3. samm: 3. samm: Raspberry Pi seadistamine

Nüüd on aeg seadistada meie Pi:

1. Asetage oma microSD -kaart adapterisse ja ühendage see arvutiga.

Kui teie microSD -kaart pole tühi, vormindage see kõigepealt oma eelistatud meetodil.

2. Installige Raspbian OS tarkvara Raspberry pi veebisaidilt.

Laadige alla ZIP -fail ja pakkige see soovitud asukohta.

3. Laadige alla Win32 plaadihaldur.

Pildi valimiseks klõpsake kaustaikoonil Valige oma seadmest "microSD" Klõpsake nuppu "Kirjuta"

Kui pilt on teie MicroSD -kaardile kirjutatud, saate selle avada Windows Exploreris.

Avage fail "cmdline.txt" Faili lõpus lisage järgmine tekstirida: ip = 169.254.10.1 Veenduge, et kõik oleks samal real. Salvestage fail.

Nüüd eemaldage MicroSD -kaart arvutist. Veenduge, et teie Pi toide oleks välja lülitatud ja sisestage kaart oma Raspberry Pi -sse.

Ühendage Etherneti kaabel oma Pi ja arvutiga.

Lisage oma Pi -le toide 5, 2 V toiteadapteriga.

4. samm: 4. samm: Raspberry Pi ühendamine

Ühendama

Pi arvutiga, kasutame Puttyt.

1. Paigaldage Putty ja avage see.

2. Täitke pildil näidatud IP -aadress ja port ning klõpsake nuppu „Ava”.

3. Logige sisse järgmiste vaikeseadetega:

a. Kasutajanimi: pi

b. Parool: vaarikas

4. WiFi seadistamiseks tehke järgmist.

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

b. Lisage faili alaossa järgmised read:

i. Võrk = {

ii. ssid = "Sisestage oma traadita võrgu nimi"

iii. psk = "Sisestage oma traadita võrgu parool"

iv. }

c. Sulgege fail ja salvestage see

5. Sisestage oma Pi IP -aadressi leidmiseks järgmine käsk: ifconfig wlan0

6. Nüüd saate seda IP -aadressi kasutada Puttys traadita ühenduse loomiseks (vt eespool).

5. samm: 5. samm: seadete muutmine Raspi-config abil

Nüüd peame veenduma, et Pi suudab suhelda kõigi meie komponentidega.

Muudame mõnda raspi-config seadistust

Avage raspi-config käsuga:

sudo raspi-config

2. Valige 4 lokaliseerimisvalikut.

3. Valige I2 Muuda ajavööndit.

4. Muutke ajavöönd kohalikuks ajavööndiks ja lõpetage, et naasta raspi-config-i.

5. Valige 5 liidese valikut.

6. Valige P5 I2C.

7. Luba I2C side.

8. Valige 5 liidese valikut

9. Valige P6 Serial

10. Keela sisselogimiskoor.

11. Luba jadaühendus

6. toiming: 6. samm: muutke sätteid failis /boot/config.txt

Nüüd peame faili /boot/config.txt mõned asjad uuesti konfigureerima

1. Juurdepääs failile:

sudo nano /boot/config.txt

2. Allosas peaksite nägema:

enable_uart = 1

Seda seetõttu, et jadaport lubati varem.

3. Lisage järgmised kaks rida:

dtoverlay = pi3-miniuart-bt

dtoverlay = i2c-gpio, buss = 3

Raspberry Pi 3 -l on 2 jadaporti: riistvaraline jada ja tarkvara jadaport. Esimese käsuga määrame tarkvara jadapordi Bluetooth -funktsioonile ja riistvara jadapordi Rx- ja Tx -tihvtidele, mida kasutame Arduinoga suhtlemiseks.

Teine rida aktiveerib Pi -l tarkvara I²C siin. Seda seetõttu, et riistvara I²C siin annab mõnikord vigu, kui selle I²C siiniga ühendatud andur kasutab kella venitamist. Tarkvara I²C siin aktiveerub automaatselt GPIO 23 (SDA) ja GPIO 4 (SCL) seadmetes, mistõttu oli nii oluline ühendada heledusandur, mis kasutab andmete saatmiseks I²C.

Samm 7: samm 7: lisage kasutaja õigetesse rühmadesse

Lõpuks lisage kasutaja mõnda gruppi:

1. Kontrollige, millistesse rühmadesse teie praegune kasutaja kuulub:

rühmitab teie_kasutajanime

2. Et kõik funktsioonid toimiksid, peab kasutaja kuuluma järgmistesse rühmadesse:

adm dialout sudo sisend netdev gpio i2c spi ·

Vajadusel lisage kasutaja vastavatesse rühmadesse:

sudo adduser teie_kasutajanime grupinimi

8. samm: 8. samm: andmebaas

Kasutaja seatud erinevate häireaegade ja andurite erinevate väärtuste salvestamiseks pidin tegema andmebaasi. Näete ülaltoodud andmebaasi skeemi.

Andmebaasi lisamiseks Raspberry Pi -le tehke järgmist.

1. Looge ühendus Putty kaudu

2. Värskendage MySQL -i

sudo apt-get update

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

sudo taaskäivitamine

3. Turvaline MariaDB

sudo mysql_secore_installation

4. Logige sisse MariaDB -sse

sudo mysql -u juur

5. Andmebaasil pole praegu kasutajaid. Kasutame seda koodi kasutaja loomiseks, peate lihtsalt sisestama kasutaja ja parooli:

TOODA KÕIK PRIILIID *. * TO 'fill_in_your_chosen_username'@'%'

IDENTIFITSEERITUD 'fill_in_your_chosen_password' TOETUSVALIKUGA;

FLUSHI PRIVILIEGID; VÄLJU;

6. Laadige andmebaas Githubist alla.

7. Paigaldage töölaud.

8. Looge töölaual ühendus oma pi -ga ja käivitage fail.

9. samm: 9. samm: Pythoni kood

1. Laadige Githubist alla ja salvestage Pythonfiles.

2. Laadige alla ja avage Pycharm.

3. Tehke oma Raspberry Pi jaoks sobiv tõlk ja juurutamise konfiguratsioon.

4. Muutke Pycharm -is faili mainCode1.py ja muutke eelnimetatud sammude pinnanumbrid ja andmebaasisätted isiklikuks.

Samm: samm 10: käivitage Pythoni kood automaatselt

1. Looge oma Pi -ga kitt.

2. Avage fail /etc/rc.local:

sudo nano /etc/rc.local

3. Enne väljumist lisage järgmised read:

magama 60

python3 /path_from_root_to_your_pythonfile/name_of_your_pythonfile.py

11. samm: 11. samm: Arduino kood

1. Laadige alla ja salvestage.ino fail Githubist.

2. Ühendage Arduino sülearvutiga USB kaudu.

3. Ühendage lahti Rx- ja Tx -kaablid, mis ühendavad Arduino Raspberry Pi -ga.

4. Avage fail ja laadige see Arduino.

5. Ühendage Arduino sülearvutist lahti ja ühendage Rx- ja Tx -kaablid uuesti õigesti.

6. Andke Arduinole jõudu. 4*7 segmendi ekraan peaks nüüd näitama 12:34

12. samm: 12. samm: veebiserver

1. Installige apache:

sudo apt install apache2 -y

2. Hakka kataloogi/var/www/html omanikuks:

sudo chown pi/var/www/html

3. Minge kataloogi:

cd/var/www/html

4. Kontrollige, kas olete juure asemel omanik:

ls -al

5. Laadige alla ja avage Filezilla

6. Looge oma pi -ga ühendus, nagu pildil näidatud. (Kasutage 169.254.10.1 ja Etherneti kaablit või ühendage WiFi kaudu)

a. Minge kataloogi/var/www/html

b. Kustutage vaikimisi leht index.html

c. Teisaldage kõik kasutajaliidese failid sellesse kataloogi

13. samm: 13. samm: väljastpoolt ehitamine

Äratuskella saab väljastpoolt teha nii, nagu soovite! Tegin oma äratuskellale karbi, mille puitpaneel oli laiusega 5 mm. Kui soovite midagi sarnast teha, siis need on selle kasti sammud:

1. Joonistage multiplekspaneelile järgmised kujundid:

Küljed: 2 x ruut (180 mm x 180 mm)

Ülemine ja alumine: 2 x ristkülik (180 mm x 300 mm)

Ees ja taga: 2 x ristkülikut (170 mm x 300 mm)

2. Saage ja lihvige iga kuju ruut ja ristkülik

3. Hankige varupuitu ja tehke väikesed plaadid, mille kõrgus on 20 mm ja laius 20 mm.

4. Keerake väikesed plangud multipleksi sisekülgede (alumine, eesmine ja tagumine) külge, nagu fotodel näha.

5. Otsustage, kuhu soovite teha sobivad augud LCD-ekraanile, 4*7 segmendi ekraanile, valjuhääldile, heledusandurile, RGB LED-ile, pöördkodeerijale ja nupule.

6. Mõõtke iga komponent, mida soovite väljast näha, ja joonistage multipleksile sobiva suurusega kujundid.

7. Lõika vajalikud tükid välja.

8. Kinnitage karbi välisküljele mõned hinged, ühendades ülaosa ja tagakülje.

9. Kinnitage magnet esikülje siseküljele ja väike metallplaat ülemise külje siseküljele.

10. Keerake või liimige kõik, kuhu soovite.

11. Pange kast kokku, keerates kõik välisküljed kokku (välja arvatud ülemine).

Võite 3 ja 4 vahele jätta, kui kasutate väiksemaid kruvisid (mina kasutasin 12 mm kruvisid). Väiksemate kruvide kasutamine aga vähendab veidi kasti stabiilsust.