ColorPicker: 10 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Ο στόχος αυτού του έργου είναι να μετρήσει τα χρώματα και να τα μεταφράσει σε άλλα συστήματα χρωμάτων. Χρησιμοποιώντας μόνο τις τιμές RGB που δίνει ο αισθητήρας, μπορείτε να μεταφράσετε σε HSL, CYMK, HEX και επίσης τον πλησιέστερο κωδικό RAL (πρότυπο που χρησιμοποιείται για βαφή). Αυτό το έργο απαιτεί βασικές γνώσεις Python, MySQL, Linux και Javascript.

Εάν είστε επίσης εξοικειωμένοι με το πλαίσιο Flask και το SocketIO, τότε ο κώδικας για αυτό το έργο θα πρέπει να είναι εύκολα κατανοητός για εσάς.

Αυτό το έργο μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ζωγράφους, εσωτερικούς σχεδιαστές ή απλώς από οποιονδήποτε χρειάζεται να μετρήσει χρώματα.

Αυτό το έργο δεν είναι τόσο ακριβό και κοστίζει περίπου _ ευρώ, τα μεταφορικά δεν περιλαμβάνονται.

Προμήθειες

Μπορούμε να χωρίσουμε αυτό το τμήμα σε δύο μέρη:

• Σκεύη, εξαρτήματα
• Λογισμικό

Σκεύη, εξαρτήματα

Χρησιμοποιούμε τα ακόλουθα στοιχεία

• HC04: Αισθητήρας απόστασης, πόσο μακριά μετράμε από το αντικείμενο
• Οθόνη LCD 2x16
• Μονάδα LCD I2C (HW061)
• Μονάδα αισθητήρα χρώματος TCS34725 (Adafruit)
• Λευκό LED
• Raspberry Pi 3 (Οποιοδήποτε Raspberry Pi πρέπει να λειτουργεί)
• Αντίσταση 5x 1k Ohm
• 1x αντίσταση 220 ή 330 Ohm
• Κάρτα SD 16 GB (14,4 GB)

Λογισμικό

• Python IDE, όπως Visual Code ή Pycharm (Pycharm χρησιμοποιείται εδώ)
• Πάγκος εργασίας MySQL
• Putty (Λήψη Putty)
• Rufus ή οποιοδήποτε άλλο πρόγραμμα εγγραφής κάρτας SD (Λήψη Rufus)

Τιμολόγηση

Αυτό το έργο είναι αρκετά φθηνό, αν έχετε ήδη ένα Rapsberry Pi.

• HC04: Ξεκινώντας από περίπου 2,5 ευρώ (Κίνα) και έως 6 ευρώ για περισσότερα τοπικά καταστήματα.
• LCD: Γύρω στα 6-8 ευρώ.
• Ενότητα I2C: Ως φθηνό κάτω από 1 € (Κίνα), αλλά έως 4 € για περισσότερα τοπικά καταστήματα.
• TCS34725: Γύρω στα 9-12 ευρώ. Το πιο ακριβό μέρος (χωρίς RPi)
• Λευκό led: Αγοράστηκε χύμα, 20 LEDS τόσο χαμηλό όσο 1 €
• Raspberry Pi: Ανάλογα με την έκδοση, περίπου 40 ευρώ
• Αντιστάσεις: 0,10 € για μία αντίσταση
• Κάρτα SD: περίπου 8 €

Ο προσαρμογέας ρεύματος για το Raspberry Pi εξαιρείται στο κόστος τιμής, καθώς αυτός ο προσαρμογέας είναι αρκετά συνηθισμένος.

Συνολικό εύρος τιμών: περίπου 70 €, αν συμπεριλάβετε το Raspberry Pi και τη θήκη για το έργο.

Για την κατασκευή της θήκης, χρησιμοποίησα ελαφρύ λεπτό ξύλο. Ανακύκλωσα αυτό το ξύλο από έπιπλα. Το υλικό για την υπόθεση εξαρτάται από εσάς.

Βήμα 1: Βήμα 1: Εγκατάσταση του RPi OS, Διαμόρφωση SSH και Πρόσβαση στο Διαδίκτυο

Βήμα 1.1: Εγκατάσταση της εικόνας

Κατεβάστε την εικόνα από τον επίσημο ιστότοπο του Raspberry Pi. Δεν έχει σημασία ποια εικόνα εγκαθιστάτε. Για αυτό το έργο, δεν απαιτείται GUI, αφού θα συνδεθούμε μόνο χρησιμοποιώντας SSH.

Γράψτε την εικόνα στην (κενή) κάρτα SD (Όλα τα αρχεία στην κάρτα θα διαγραφούν).

Για να γράψουμε τα πάντα στην κάρτα SD, θα χρησιμοποιήσουμε ένα εργαλείο που ονομάζεται 'Rufus'. Μετά τη λήψη της εικόνας, ανοίξτε το Rufus και επιλέξτε το αρχείο εικόνας. Επιλέξτε τη μονάδα προορισμού και γράψτε την εικόνα στη μονάδα δίσκου. Αυτό μπορεί να διαρκέσει λίγο.

> Rufus

Βήμα 1.2: Εγκατάσταση SSH

Το επόμενο βήμα είναι η δημιουργία σύνδεσης με την κάρτα SD. Για να γίνει αυτό, πρέπει να ενεργοποιήσουμε το SSH.

Για να το κάνετε αυτό χωρίς να χρησιμοποιήσετε οθόνη, ανοίξτε τον εξερευνητή αρχείων και ανοίξτε το διαμέρισμα εκκίνησης της κάρτας SD. Δημιουργήστε ένα κενό αρχείο που ονομάζεται "ssh", χωρίς επέκταση αρχείου.

Επίσης, ανοίξτε το "cmdline.txt"

Προσθέστε "169.254.10.1" στο τέλος του αρχείου και αποθηκεύστε το.

Αποσυνδέστε την κάρτα SD και τοποθετήστε την στο Raspberry Pi.

Τώρα μπορούμε να συνδέσουμε το Raspberry Pi σε μια πηγή ενέργειας και να ξεκινήσουμε και να συνδεθούμε χρησιμοποιώντας SSH.

Για σύνδεση μέσω SSH, χρησιμοποιούμε το πρόγραμμα "Putty". Συνδέστε το RPi και τον υπολογιστή σας χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο ehternet πριν το κάνετε αυτό. Ανοίξτε το Putty και μεταβείτε στην καρτέλα SSH και συμπληρώστε αυτό το IP: 169.254.10.1. Κάντε κλικ στο «σύνδεση» και θα συνδεθείτε.

> στόκος

Η προεπιλεγμένη σύνδεση που χρησιμοποιείται από το Raspberry Pi είναι "pi" ως όνομα χρήστη και "raspberry" για τον κωδικό πρόσβασης.

Βήμα 1.3: Ασύρματη σύνδεση

Το Raspberry Pi σας είναι τώρα ενεργοποιημένο.

Θέλουμε επίσης να συνδεθούμε στο RPi χρησιμοποιώντας Wifi, με αυτόν τον τρόπο δεν χρειαζόμαστε πια καλώδιο ethernet.

Εκτελέστε την ακόλουθη γραμμή:

'sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf'

Αυτό θα ανοίξει τον επεξεργαστή κειμένου "nano" με αυξημένα δικαιώματα.

Προσθέστε τις ακόλουθες γραμμές στο αρχείο:

δίκτυο = {

ssid = "SSID"

psk = "Κωδικός πρόσβασης"

}

Αντικαταστήστε το "SSID" με το SSID του δικτύου σας Wifi

Αντικαταστήστε τον "Κωδικό πρόσβασης" με τον κωδικό πρόσβασής σας.

Στη συνέχεια, κάντε Ctrl+X και επιλέξτε την επιλογή "ναι". Το αρχείο θα αποθηκευτεί τώρα.

Τώρα πρέπει να επανεκκινήσουμε την υπηρεσία δικτύωσης

Εκτελέστε τις ακόλουθες εντολές:

• 'sudo -i'
• 'sudo systemctl επανεκκίνηση δικτύωσης'

Μπορείτε να δοκιμάσετε τη σύνδεσή σας στο διαδίκτυο χρησιμοποιώντας την εντολή wget.

Παράδειγμα: 'wget google.com'

> Εντολή Wget

Βήμα 2: Βήμα 2: Εγκατάσταση λογισμικού στο RPi

Για αυτό το έργο πρέπει να εγκαταστήσουμε μερικές βιβλιοθήκες.

• Mariadb: βάση δεδομένων MySQL (sudo apt-get install mariadb-server)
• Βιβλιοθήκη Adafruit για τον αισθητήρα χρώματος: Μέτρηση χρωμάτων (pip3 install adafruit-circuitpython-tcs34725)
• PHPmyAdmin: ('sudo apt install phpmyadmin', επιλέξτε διακομιστή ιστού apache)

Εγκαταστήστε επίσης τις ακόλουθες βιβλιοθήκες pip:

• φιάλη_socketio
• φλάσκα
• φιάλη_χρωμίες
• σανίδα
• busio
• δικτυακά πρόσωπα

Βήμα 3: Βήμα 3: Σύνδεση στη βάση δεδομένων MySQL, δημιουργία βάσης δεδομένων

Το επόμενο βήμα, είναι η σύνδεση με τη βάση δεδομένων MySQL χρησιμοποιώντας τον πάγκο εργασίας MySQL.

> IP α

Εκτελέστε την εντολή 'ip a', όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα (Κάντε κλικ στο σύνδεσμο)

Στις περισσότερες περιπτώσεις, θα εμφανίζονται 3 καταχωρήσεις. Χρειαζόμαστε την καταχώρηση "wlan0". Αντιγράψτε το IP δίπλα στο "inet" ή σε αυτό το παράδειγμα "192.168.1.44"

. >> Δημιουργία νέας σύνδεσης

Όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα, δημιουργήστε μια νέα σύνδεση με τις ακόλουθες παραμέτρους (Εικόνα παρακάτω για παραμέτρους)

> Παράμετροι σύνδεσης

Κάντε διπλό κλικ στη σύνδεση που δημιουργήθηκε πρόσφατα για σύνδεση.

Εάν εμφανιστεί ένα μήνυμα, κάντε κλικ στο "Ναι".

Αυτή είναι ακόμα μια κενή βάση δεδομένων, οπότε ας προσθέσουμε μερικούς πίνακες.

Πρώτα δημιουργήστε ένα σχήμα, για να το κάνετε αυτό, στην αριστερή πλευρά «δεξί κλικ» και επιλέξτε «δημιουργία σχήματος».

Δώστε ένα όνομα στο σχήμα και επιβεβαιώστε.

Τώρα πρέπει να προσθέσουμε πίνακες. Αναπτύξτε το σχήμα και "δεξί κλικ", "πίνακες".

Δημιουργήστε τα ακόλουθα σχήματα:

> Πίνακας 1: RALcolors

> Πίνακας 2: Τύποι αισθητήρων

> Πίνακας 3: Μετρήσεις (Στην εικόνα χρησιμοποιείται το «metingen», ολλανδικά για μετρήσεις)

> Πίνακας 4: Δεδομένα ιστοτόπου || Πίνακας 4 κάτω

Το MySQL είναι ένα σύστημα σχεσιακής βάσης δεδομένων, που σημαίνει ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε σχέσεις μεταξύ των πινάκων.

Η πρώτη σχέση που πρέπει να δημιουργήσουμε είναι μεταξύ του 'αισθητήρα_τυπού' και του 'μετρήσεις'.

Όπως φαίνεται στην εικόνα, συνδέστε τα δύο πλήκτρα.

> Επεξεργασία πίνακα & κλειδιών συνδέσμων

Μην ξεχάσετε να αποθηκεύσετε τις αλλαγές κάνοντας κλικ στην επιλογή "Εφαρμογή" στην κάτω γωνία.

Επεξεργαστείτε επίσης τον πίνακα 'website_data' και τον σύνδεσμο 'MetingID'.

Τώρα τελειώσαμε με τη δημιουργία των πινάκων και τη δημιουργία των σχέσεων.

Προσθήκη δεδομένων:

Ο πίνακας RALcolors είναι ένας σταθερός πίνακας, όπου οι τιμές δεν θα αλλάξουν ποτέ. Μπορούμε να προσθέσουμε αυτές τις τιμές

πανεύκολα.

> Λήψη αρχείου Excel

Κατεβάστε το αρχείο excel παραπάνω και επιλέξτε όλα τα δεδομένα και "αντιγράψτε". Κάνε όπως στην εικόνα

> Εμφάνιση πίνακα

κάντε «δεξί κλικ» στον πίνακα και επιλέξτε «Επικόλληση γραμμών». "κλικ" "εφαρμογή" στην κάτω γωνία για να προσθέσετε τα δεδομένα.

Τώρα όλα τα RALcolors αποθηκεύονται στη βάση δεδομένων.

Το μόνο που χρειάζεται είναι να προσθέσουμε το sensor_type στη βάση δεδομένων τώρα.

> Δεδομένα αισθητήρα

Σημείωση: Η περιγραφή του αισθητήρα είναι στα «ολλανδικά»

Βήμα 4: Βήμα 4: Filezilla

Για εύκολη σύνδεση με το Raspberry Pi και μεταφορά αρχείων, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το Filezilla.

> Λήψη Filezilla

Αρχείο στα στοιχεία σύνδεσης και σύνδεση. Στη δεξιά πλευρά, μπορείτε πλέον να μεταφέρετε αρχεία σύροντάς τα.

> Πηγή Github

Κατεβάστε τα αρχεία από την παραπάνω πηγή github.

Βήμα 5: Βήμα 5: Δημιουργία του ιστότοπου

Για τη φιλοξενία του ιστότοπου, χρησιμοποιούμε PHPmyAdmin και Apache2.

Ο διακομιστής ιστού στο Raspberry Pi χρησιμοποιεί τον κατάλογο '/var/www/html' ως ρίζα.

Εάν τοποθετήσετε τα αρχεία σας εκεί, θα φιλοξενηθούν στην IP του Raspberry Pi. (IP = δείτε "ip a")

Μπορείτε να κατεβάσετε τα απαιτούμενα αρχεία από το github repo μου (προηγούμενο βήμα)

Στο '/var/www/html/', επικολλήστε όλα τα αρχεία από το φάκελο 'Frontend'.

>/var/www/html/

Βήμα 6: Βήμα 6: Δημιουργία Backend (Φιάλη)

Το backend του ιστότοπου βασίζεται στο Flask.

Όλα τα αρχεία μπορούν να βρεθούν στο github repo.

Αντιγράψτε όλα τα αρχεία σε οποιονδήποτε κατάλογο στο Raspberry Pi.

Για παράδειγμα '/home/pi/colorpicker.

Για να δημιουργήσετε έναν κατάλογο, μεταβείτε στον κατάλογο προορισμού χρησιμοποιώντας το 'cd' και, στη συνέχεια, εκτελέστε το 'mkdir'.

Αυτα για τωρα. Ο κώδικας θα εξηγηθεί στα επόμενα βήματα.

Βήμα 7: Βήμα 7: Υλικό

> Λήψη προγράμματος

Δημιουργήστε το σχήμα όπως φαίνεται στο παραπάνω έγγραφο.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Προσθέστε επίσης ένα λευκό LED, με μία αντίσταση (220 ή 330 Ohms).

Εξηγώντας το υλικό

HC04

Ο αισθητήρας HC04 εκπέμπει κύματα, τα οποία αντανακλούν και δέχονται ξανά από τον αισθητήρα.

Υπολογίζοντας το δέλτα χρόνου μεταξύ εκπομπής και λήψης, μπορούμε να υπολογίσουμε την απόσταση.

Απόσταση = ((Timestamp_recieve - Timestamp_emit) / ταχύτητα ήχου) / 2

Διαιρούμε με δύο επειδή το κύμα αντανακλά, πράγμα που σημαίνει ότι διανύει την απόσταση δύο φορές.

οθόνη υγρού κρυστάλλου

Χρησιμοποιούμε οθόνη LCD για την εμφάνιση των RGB και HEX, καθώς και της IP όταν ξεκινά το πρόγραμμα.

Για αυτήν την οθόνη LCD, αγόρασα μια μονάδα I2C. Χρειαζόμαστε μόνο 4 καλώδια τώρα. SDA, SCL, GND, VCC

Για να χρησιμοποιήσω αυτήν την οθόνη LCD, έγραψα μια κλάση Python, για να τη διευκολύνω στη χρήση.

TCS34725

Αυτός ο αισθητήρας σας επιτρέπει να μετρήσετε χρώματα. Χρησιμοποιούμε μια βιβλιοθήκη για να μετρήσουμε την τιμή RGB.

Βήμα 8: Βήμα 8: Επεξηγείται ο κώδικας

Το προσώπου

Το frontend υπάρχει σε τρία μεγάλα μέρη.

Πρώτα είναι τα αρχεία html, τα οποία χτίζουν τη δομή της ιστοσελίδας μας, αλλά δεν περιέχουν ή ελάχιστη διάταξη.

Δεύτερον, έχουμε τα αρχεία css, ή αρχεία στυλ, τα οποία στυλ και διάταξη του ιστότοπού μας.

Τα δύο είναι πολύ εύκολο να διαβαστούν και να κατανοηθούν, γι 'αυτό δεν θα τα εξηγήσω.

Τελευταία έχουμε Javascript, με δύο βιβλιοθήκες.

Οι δύο βιβλιοθήκες που χρησιμοποιούνται είναι οι SocketIO και URLSearchParams.

Το SocketIO σάς επιτρέπει να στέλνετε μηνύματα από το backend στο frontend και αντίστροφα.

Τα μηνύματα μπορούν να σταλούν σε έναν πελάτη, αλλά και σε πολλούς πελάτες (Broadcast)

> Υποδοχή IO Javascript

> Υποδοχή IO Python

Στις παραπάνω εικόνες, μπορείτε να δείτε μία από τις συνδέσεις υποδοχής που πραγματοποιήθηκε σε αυτό το έργο.

Η εντολή αποστολής μηνυμάτων είναι «εκπομπή», η λήψη γίνεται με «on».

Το URLSearchParms σάς επιτρέπει να λαμβάνετε εύκολα τιμές από μια συμβολοσειρά ερωτήματος.

Παράδειγμα querystring: example.com/index.html?id=1

Το URLSearchParams θα σας επιστρέψει: {'id' = '1'}

> Παράδειγμα URLSearchParams

Το πίσω μέρος

Το backend είναι πλήρως γραμμένο σε Python, με ένα σωρό βιβλιοθήκες.

Η πρώτη βιβλιοθήκη που εισάγουμε είναι η "Φιάλη". Αυτή η βιβλιοθήκη είναι απαραίτητη για τη δημιουργία ενός API, για την εκτέλεση όλων των ενεργειών CRUD για τη βάση δεδομένων MySQL. Το CRUD σημαίνει Δημιουργία ανάγνωσης ανάγνωσης διαγραφής.

> Φιάλη

Η παραπάνω εικόνα δείχνει μερικές «διαδρομές» φιάλης. Σερφάροντας σε μια διαδρομή, θα κάνετε αυτόματα μια μέθοδο 'GET', ο κώδικας θα εκτελεστεί και θα λάβετε την τιμή από τη μέθοδο επιστροφής. Υπάρχουν επίσης άλλες μέθοδοι, όπως «ΑΠΟΣΤΟΛΗ» και «ΔΙΑΓΡΑΦΗ». Για να δοκιμάσετε τέτοιες μεθόδους, θα χρειαστείτε ένα πρόγραμμα όπως ο Ταχυδρόμος.

Η επόμενη βιβλιοθήκη εισαγωγής είναι η SocketIO, την οποία εξήγησα ήδη στην μπροστινή ενότητα.

Το επόμενο είναι GPIO.

Αυτό σας επιτρέπει να ελέγχετε τις καρφίτσες GPIO του Rapsberry Pi.

Οι πιο σημαντικές εντολές είναι:

• GPIO.setmode (GPIO. BCM) Επιλέξτε τη διαμόρφωση των ακίδων.
• GPIO.output (, GPIO. LOW ή GPIO. HIGH) Γράψτε ένα LOW ή HIGH σε μια καρφίτσα.
• GPIO.setup (,) Καθορίστε έναν κωδικό PIN ως είσοδο ή έξοδο, ή αναδίπλωση ή μεταφορά

Στη συνέχεια έχουμε νήματα.

Οι μόνες εντολές που χρησιμοποιούμε είναι:

• Νήμα (στόχος =)
• .αρχή()

Χρησιμοποιώντας νήματα, μπορούμε να εκτελέσουμε πολλές παρουσίες κώδικα ταυτόχρονα. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να μετρήσουμε την απόσταση και ταυτόχρονα, να ακούσουμε εισερχόμενα μηνύματα υποδοχής io.

Η πρώτη εντολή Thread (target =) θα δημιουργήσει μια κλάση Thread, η οποία μόλις ξεκινήσει να χρησιμοποιεί το 'start ()', θα εκτελέσει τη συνάρτηση στη λέξη -κλειδί 'target', η οποία δόθηκε κατά τη δημιουργία της κλάσης.

Στη συνέχεια έχουμε τη βιβλιοθήκη του αισθητήρα χρωμάτων, η οποία είναι αρκετά ευθεία. Δεν θα εξηγήσω αυτήν τη βιβλιοθήκη, επειδή οι μέθοδοι είναι πολύ σαφείς και εξηγούνται στον κώδικα.

Τελευταίο έχουμε δίκτυα. Αυτό μας επιτρέπει να ανακτήσουμε τη διεύθυνση IP που χρησιμοποιούμε για την ασύρματη και ενσύρματη σύνδεση.

Τελευταία έκανα κάποια μαθήματα μόνος μου για τον αισθητήρα απόστασης, το LED και την LCD.

Δεν θα εξηγήσω πώς λειτουργούν.

Βήμα 9: Βήμα 9: Δημιουργία θήκης

Για αυτό το έργο, δημιούργησα μια ξύλινη θήκη.

Το ξύλο είναι ελαφρύ, λεπτό και δεν κοστίζει πολύ.

Ως διαστάσεις χρησιμοποίησα:

• Heψος: 5 cm
• Πλάτος: 10,5 εκ
• Μήκος: 12,5 εκ

Για τους αισθητήρες, πρέπει να προσθέσετε 2 οπές και να τις τοποθετήσετε η μία δίπλα στην άλλη.

Αφού δημιουργήσετε τη θήκη, εγκαταστήστε τους αισθητήρες, LED και LCD.

Βήμα 10: Τελικά βήματα

Όλα γίνονται βασικά.

Τώρα δεν έχουμε παρά να βεβαιωθούμε ότι ξεκινά ο κωδικός μας, τη στιγμή που συνδέουμε την πηγή τροφοδοσίας μας.

Υπάρχουν πολλές μέθοδοι για να γίνει αυτό.

> Παραδείγματα

Θα χρησιμοποιήσουμε την πρώτη μέθοδο:

Εκτέλεση αυτής της γραμμής: 'sudo nano /etc/rc.local'

Προσθέστε την εντολή σας για να εκτελέσετε τον κώδικα: 'sudo python3'

Αποθηκεύστε το αρχείο χρησιμοποιώντας το Ctrl-X.

Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με την επεξεργασία. Κάντε ξανά αυτό το βήμα, αλλά πρώτα εκτελέστε το 'sudo -i'.