GroupONE Smart Home: 27 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Καλως ΗΡΘΑΤΕ! Αυτό το έργο Raspberry Pi είναι ένα σύστημα διαχείρισης «έξυπνου σπιτιού», το οποίο είναι σε θέση να μετρήσει διάφορα δεδομένα, όπως θερμοκρασίες, υγρασία και τιμές φωτός σε διάφορα σημεία του σπιτιού. Αυτό το Instructable θα καλύψει τη ρύθμιση για την είσοδο και το σαλόνι καθώς και 1 υπνοδωμάτιο.

Τα δεδομένα αποστέλλονται και υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω του IBM Bluemix πριν επιστρέψουν στο Node-Red, μετά από το οποίο εκτελούνται οι απαραίτητες ενέργειες, όπως η ενεργοποίηση των φώτων όταν είναι σκοτεινό και ανιχνεύεται κίνηση.

Οι χρήστες μπορούν να δουν τα δεδομένα που συλλέγονται μέσω ενός Πίνακα ελέγχου σε Κόμβο-Κόκκινο που δείχνει τις τρέχουσες τιμές μέτρησης εκτός από μια γραφική αναπαράσταση ενός μετρητή και ενός ιστορικού γραφήματος. Ο Πίνακας ελέγχου περιλαμβάνει επίσης πρόσθετες δυνατότητες, όπως ρολόι που εμφανίζει τα τρέχοντα δεδομένα και χρόνο και αλλάζει για τον τηλεχειρισμό διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών, οι οποίες αναπαρίστανται ως LED και βομβητής.

Τέλος, υπάρχει ένα σύστημα συναγερμού για το σπίτι που περιλαμβάνει έναν αναγνώστη καρτών MFRC 522 RFID, έναν βομβητή, έναν αισθητήρα κίνησης και μια οθόνη LCD 16x2. Η κατάσταση του συστήματος συναγερμού RFID στο σπίτι εμφανίζεται επίσης στον πίνακα ελέγχου. Αυτό που κάνει αυτό το σύστημα συναγερμού σπιτιού ξεχωριστό είναι ότι μπορεί να διαβάσει μηνύματα που του δίνονται όπως "Welcome Home" για να δείξει ότι η πρόσβαση έχει χορηγηθεί ή "Access Denied" για να δείξει ότι η πρόσβαση απαγορεύεται. Όταν εντοπιστεί κίνηση ενώ τα φώτα είναι σβηστά, ο βομβητής θα χτυπήσει και θα σταλεί ένα email στον χρήστη. Όταν απορριφθεί ο συναγερμός, θα σταλεί άλλο email.

Βήμα 1: Προετοιμασία του απαραίτητου υλικού

Βεβαιωθείτε ότι έχετε όλα τα παρακάτω πριν προχωρήσετε. Η ποσότητα κάθε στοιχείου που απαιτείται τοποθετείται σε αγκύλες.

1. Raspberry Pi 3 Model B (3 μονάδες)
2. Breadboard (3 μονάδες)
3. Μισό ψωμί (1 μονάδα)
4. Σετ T-Cobbler (3 μονάδες)
5. Αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας DHT11 (3 μονάδες)
6. LED (5 μονάδες)
7. Αντίσταση 220 ohm (5 μονάδες)
8. Αντίσταση 10K ohm (7 μονάδες)
9. HC-SR501 PIR Motion Sensor (2 μονάδες)
10. Buzzer (1 μονάδα)
11. Οθόνη LCD I2C (1 μονάδα)
12. Μονάδα ανάγνωσης καρτών RFID / NFC MFRC522 (1 μονάδα)
13. Κάρτα RFID (2 μονάδες)
14. Αντίσταση εξαρτώμενη από το φως (LDR) (2 μονάδες)
15. Μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό (3 μονάδες)
16. Καλώδια από το αρσενικό προς το αρσενικό (τουλάχιστον 80 μονάδες)
17. Καλώδια άλματος αρσενικών προς θηλυκών (Τουλάχιστον 10 μονάδες)
18. Προσαρμογέας ρεύματος / καλώδιο USB σε micro USB (3 μονάδες)
19. Καλώδιο RJ45 LAN (3 μονάδες)

Βήμα 2: Υλικό εισόδου #1

Τώρα που έχουμε συγκεντρώσει τα βασικά στοιχεία, ήρθε η ώρα να ξεκινήσουμε τη ρύθμιση του υλικού για το πρώτο μέρος του έργου μας - την είσοδο. Συνδέστε τον αισθητήρα DHT11, την αντίσταση 10k ohm και τα καλώδια βραχυκυκλωτή, όπως φαίνεται.

Βήμα 3: Υλικό εισόδου #2

Στη συνέχεια, εγκαταστήστε τη λάμπα LED, 2 ακόμη καλώδια βραχυκυκλωτήρων και μια αντίσταση 220 ohms.

Βήμα 4: Υλικό εισόδου #3

Συνδέστε το βομβητή και τα 2 καλώδια του βραχυκυκλωτήρα, όπως φαίνεται στην εικόνα.

Βήμα 5: Υλικό εισόδου #4

Χρησιμοποιώντας 7 καλώδια άλματος από άντρα σε γυναίκα, εγκαταστήστε τη μονάδα ανάγνωσης καρτών RFID / NFC MFRC522.

Βήμα 6: Υλικό εισόδου #5

Προσθέστε την οθόνη LCD I2C και τα 4 καλώδια άλματος από άντρα σε γυναίκα. Αυτό ολοκληρώνει τη ρύθμιση του υλικού για την είσοδο.

Βήμα 7: Υλικό σαλονιού #1

Ξεκινήστε με ένα άλλο Raspberry Pi, breadboard και T-Cobbler kit για αυτό το βήμα. Το πορτοκαλί σύρμα είναι για τροφοδοσία 3v3 ενώ το γκρι καλώδιο για τροφοδοσία GND. Χρησιμοποιήστε την αντίσταση 330Ω για τα LEDS, συνδέστε τα πράσινα καλώδια του κίτρινου LED στο GPIO23 και του κόκκινου LED στο GPIO24. Συνδέστε τα καφέ καλώδια και των δύο LED στην ίδια σειρά με το γκρι σύρμα (GND).

Βήμα 8: Υλικό σαλονιού #2

Συνδέστε τον αισθητήρα DHT11 όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Χρησιμοποιήστε μια αντίσταση 10k Ω αυτή τη φορά για τον αισθητήρα DHT11, συνδέστε το μπλε καλώδιο στο GPIO4. Συνδέστε το κόκκινο σύρμα στην ίδια σειρά με το πορτοκαλί σύρμα (3v3) και το μαύρο σύρμα στην ίδια σειρά με το γκρι σύρμα (GND).

Βήμα 9: Υλικό σαλονιού #3

Συνδέστε τον αισθητήρα DHT11. Χρησιμοποιήστε μια αντίσταση 10k Ω αυτή τη φορά για τον αισθητήρα DHT11, συνδέστε το μπλε καλώδιο στο GPIO4. Συνδέστε το κόκκινο σύρμα στην ίδια σειρά με το πορτοκαλί σύρμα (3v3) και το μαύρο σύρμα στην ίδια σειρά με το γκρι σύρμα (GND).

Βήμα 10: Υλικό σαλονιού #4

Τώρα, εγκαταστήστε το Light Dependent Resistor, την αντίσταση 10k ohm, μαζί με τα απαραίτητα καλώδια βραχυκυκλωτήρων.

Βήμα 11: Υλικό καθιστικού #5

Συνδέστε τον αισθητήρα κίνησης PIR όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Συνδέστε το κίτρινο καλώδιο στο GPIO26. Συνδέστε το κόκκινο σύρμα στην ίδια σειρά με το πορτοκαλί σύρμα (3v3) και το μαύρο σύρμα στην ίδια σειρά με το γκρι σύρμα (GND). Τελειώσατε τώρα με τη ρύθμιση του υλικού του σαλονιού. Ένας ακόμη να πάει!

Βήμα 12: Υλικό υπνοδωματίου #1

Και πάλι, ξεκινήστε με άλλο κιτ Pi, breadboard και T-Cobbler. Προχωρώντας στην κρεβατοκάμαρα: ξεκινήστε προσθέτοντας τα καλώδια από το αρσενικό στο αρσενικό, έναν αντιστάτη 10k ohm και έναν αισθητήρα DHT11 σύμφωνα με το παραπάνω διάγραμμα.

Βήμα 13: Υλικό υπνοδωματίου #2

Τώρα προσθέστε τη λάμπα LED, 2 ακόμη καλώδια βραχυκυκλωτήρων και μια αντίσταση 220 ohms.

Βήμα 14: Υλικό υπνοδωματίου #3

Συνδέστε τον μετατροπέα MCP3008 Analog-to-Digital και τα αντίστοιχα καλώδια βραχυκυκλωτήρα. Προσθέστε επίσης την αντίσταση που εξαρτάται από το φως και την αντίσταση 10k ohm.

Βήμα 15: Υλικό υπνοδωματίου #4

Συνδέστε τον αισθητήρα κίνησης χρησιμοποιώντας 3 αρσενικά σε θηλυκά καλώδια άλτη και τελειώσατε με τη ρύθμιση υλικού για το υπνοδωμάτιο!

Βήμα 16: Εγκαταστήστε τους κόμβους IBM Watson Node-RED σε RPi

Ανοίξτε ένα παράθυρο τερματικού και

εγκαταστήστε τους ακόλουθους κόμβους Node-RED στο RPi σας:

sudo npm i -g κόμβος-red-contrib-ibm-watson-iot

Μόλις η εγκατάσταση είναι επιτυχής, επανεκκινήστε το RPi σας

sudo επανεκκίνηση τώρα

Βήμα 17: Ενημέρωση Node-RED σε RPi

Ανοίξτε ένα παράθυρο τερματικού και ενημερώστε το Node-RED στο RPi σας

sudo npm install -g-unsafe-perm node-red

Βήμα 18: Εγκαταστήστε πρόσθετες μονάδες Node-RED σε RPi

Για να λειτουργήσουν οι ροές που εισάγονται στο επόμενο βήμα, πρέπει να εγκατασταθούν και οι ακόλουθες μονάδες.

node-red-contrib-moment (για μορφοποίηση χρόνου)

node-red-dashboard (για ταμπλό)

node-red-contrib-telegrambot (για bot telegram)

node-red-node-daemon (για RFID, ακολουθήστε τον παρακάτω σύνδεσμο για οδηγίες)

developer.ibm.com/recipes/tutorials/reading-rfid-mifare-cards-into-watson-iot-platform-using-your-raspberry-pi-3/

node-red-contrib-i2clcd (για LCD, ακολουθήστε τον παρακάτω σύνδεσμο για οδηγίες)

github.com/johnty/node-red-contrib-i2clcd

Βήμα 19: Έναρξη Node-Red και Mosquitto

Ανοίξτε ένα παράθυρο τερματικού και ξεκινήστε το Node-RED στο RPi σας

κουνούπι

Ανοίξτε ένα άλλο παράθυρο τερματικού και ξεκινήστε το Node-RED στο RPi σας

κόμβος-κόκκινο ξεκίνημα

Βήμα 20: Εισαγωγή ροών για είσοδο RPi

Κάντε κλικ στο μενού χάμπουργκερ και μεταβείτε στην επιλογή Εισαγωγή> Πρόχειρο

Επικολλήστε τον κωδικό στον παρακάτω σύνδεσμο και κάντε κλικ στην επιλογή Εισαγωγή

pastebin.com/raw/a7UWaLBt

Κάντε κλικ σε έναν κόμβο MQTT out

Κάντε κλικ στο εικονίδιο με το στυλό

Εισαγάγετε τη διεύθυνση IP της εισόδου RPi στο πεδίο Διακομιστής

Κάντε κλικ στην επιλογή Ενημέρωση. Όλοι οι άλλοι κόμβοι MQTT στην ίδια ροή θα ενημερωθούν.

Βήμα 21: Εισαγωγή ροών για σαλόνι RPi

Κάντε κλικ στο μενού χάμπουργκερ και μεταβείτε στην επιλογή Εισαγωγή> ΠρόχειροΕπικολλήστε τον κώδικα στον παρακάτω σύνδεσμο και κάντε κλικ στην επιλογή Εισαγωγή

pastebin.com/raw/vdRQP6aa

Κάντε κλικ σε έναν κόμβο MQTT out

Κάντε κλικ στο εικονίδιο με το στυλό

Εισαγάγετε τη διεύθυνση IP του σαλόνι RPi στο πεδίο διακομιστής

Κάντε κλικ στην επιλογή Ενημέρωση. Όλοι οι άλλοι κόμβοι MQTT στην ίδια ροή θα ενημερωθούν.

Βήμα 22: Εισαγωγή ροών για υπνοδωμάτιο RPi

Κάντε κλικ στο μενού χάμπουργκερ και μεταβείτε στην επιλογή Εισαγωγή> Πρόχειρο

Επικολλήστε τον κωδικό στον παρακάτω σύνδεσμο και κάντε κλικ στην επιλογή Εισαγωγή

pastebin.com/raw/x4wZJvFk

Κάντε κλικ σε έναν κόμβο MQTT out

Κάντε κλικ στο εικονίδιο με το στυλό

Εισαγάγετε τη διεύθυνση IP του Bedroom RPi στο πεδίο Server

Κάντε κλικ στην επιλογή Ενημέρωση. Όλοι οι άλλοι κόμβοι MQTT στην ίδια ροή θα ενημερωθούν.

Βήμα 23: Εισαγωγή ροών για Bluemix

Κάντε κλικ στο μενού χάμπουργκερ και μεταβείτε στην επιλογή Εισαγωγή> Πρόχειρο

Επικολλήστε τον κωδικό στον παρακάτω σύνδεσμο και κάντε κλικ στην επιλογή Εισαγωγή

pastebin.com/raw/CR3Fsbn2

Βήμα 24: Αναπτύξτε την εφαρμογή

Κάντε κλικ στο κουμπί Ανάπτυξη για να αναπτύξετε την εφαρμογή.

Εάν το MQTT αποτύχει να συνδεθεί μετά την ανάπτυξη, εισαγάγετε τις ακόλουθες 2 εντολές (μία κάθε φορά) για να σταματήσετε και να επανεκκινήσετε το Mosquitto και στη συνέχεια δοκιμάστε ξανά.

sudo /etc/init.d/mosquitto στάση

κουνούπι

Βήμα 25: Προβολή του Πίνακα ελέγχου

Μετάβαση στο: 1880/ui (π.χ. 169.254.43.161:1880/ui)

Θα πρέπει να δείτε την παραπάνω οθόνη.

Βήμα 26: Προβολή του Πίνακα ελέγχου #2

Μπορείτε να αποκτήσετε πρόσβαση στον πίνακα ελέγχου για τα άλλα 2 RPis (φαίνεται παραπάνω) κάνοντας κλικ στο εικονίδιο του μενού χάμπουργκερ και επιλέγοντας το RPi για το οποίο θέλετε να δείτε τον πίνακα ελέγχου.

Βήμα 27: Χρήση του Chatbot

Η εφαρμογή περιλαμβάνει επίσης ένα bot Telegram. Το όνομα του bot είναι groupONEbot. Μια λίστα εντολών μπορεί να εμφανιστεί χρησιμοποιώντας την εντολή βοήθειας, όπως φαίνεται παρακάτω. Παρακάτω είναι μερικά παραδείγματα πιθανών περιπτώσεων χρήσης.