Jam Penggera Pintar: 13 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Helo, nama saya Alexandra Christiaens dan saya belajar Teknologi Media dan komunikasi di Howest di Kortrijk, Belgium.

Sebagai tugas sekolah, kami diharuskan membuat peranti IoT. Kami didorong untuk membuat sesuatu yang akan membuat perbezaan dalam kehidupan kita sendiri atau dalam kehidupan orang yang kita kenal. Saya agak sukar untuk mencari projek dan ketika saya berusaha mencari projek yang sesuai, saya sering berfikir: "Saya terlalu letih untuk ini." Jadi akhirnya saya menyedari bahawa ini boleh menjadi projek saya: Saya akan membuat jam penggera pintar yang akan membantu saya bangun pada waktu pagi dan membantu saya tidur tepat pada waktu petang. Oleh kerana syarat-syarat untuk tugasan ini menetapkan bahawa kita harus menggunakan Raspberry Pi untuk menjalankan semuanya, saya memutuskan untuk memanggil peranti saya "Sleepi" sebagai lagu.

Sekiranya anda ingin membuat peranti ini sendiri dan mendapatkan rutin tidur yang baik seperti saya, maka periksa panduan berguna yang saya tulis di bawah ini. Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai saya dan projek lain yang saya buat atau akan buat, lihat portfolio saya.

Langkah 1: Langkah 1: Mengumpulkan Komponen

Jadi, perkara pertama yang pertama, mari kita pastikan bahawa kita mempunyai semua yang kita perlukan sebelum kita mula membina. Saya membuat senarai komponen yang paling penting. Di bawahnya anda boleh mendapatkan pdf dengan maklumat yang lebih terperinci mengenai komponennya.

- 1 x model Raspberry Pi 3 B

- 1 x (kosong) kad microSD dan penyesuai (saya mempunyai kad 16GB, tetapi 8GB cukup)

- Bekalan kuasa 1 x 5V untuk Raspberry Pi

- 1 x kabel ethernet

- 2 bateri 9V

- Klip bateri 2 x 9V

- 1 x papan pengembangan GPIO 40 pin dan kabel pelangi

- 2 x BB830 Solderless Plug-Bordbord

- 1 x Arduino Uno

- Paparan segmen 1 x 0,56 inci 4 * 7

- 1x sensor suhu DS18B20

- 1 x sensor cahaya TSL2561

- Skrin LCD 1 x 1602A

- 1 x penukar tahap

- 1 x shiftregister SN74HC595N

- 1 x Pengekod Rotary

- 1 x potensiometer

- 1 x LED RGB Kuasa

- 1 x pembesar suara

- Transistor 4 x 337B

- 1 x diod

- 1 butang x

- Pemacu LED 3 x xl4005 31

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

- Pelbagai kabel wayar pelompat (lelaki hingga lelaki dan lelaki hingga wanita)

Pilihan:

- 1 x panel kayu multiplex (saya menggunakan satu dengan ukuran berikut yang lebih daripada cukup: 860mm x 860mm x 5mm)

- Pelbagai alat untuk kerja kayu

- Cat akrilik dalam warna yang anda suka

Langkah 2: Langkah 2: Skematik

Setelah mengumpulkan semua komponen, saya dapat mula menghubungkan semuanya. Mula-mula saya membuat skema Fritzing untuk memastikan saya tidak menggoreng komponen dengan menghubungkannya dengan salah. Setelah mendapat maklum balas daripada guru saya, saya membuat beberapa pembetulan yang menghasilkan gambarajah skematik dan rajah pendawaian berikut:

Sebilangan besar pin GPIO boleh ditukar ganti, jadi anda boleh menukar beberapa pin jika anda mahu. Jangan lupa untuk menukar nombor pin dalam kod.

Sebilangan elemen mesti disambungkan ke pin tertentu namun. Pastikan sensor luminositi disambungkan ke GPIO 23 (SDA) dan GPIO 24 (SCL) masing-masing. Saya akan menerangkan mengapa ini penting dalam langkah 5.

Langkah 3: Langkah 3: Persediaan Pi Raspberry

Kini tiba masanya untuk menyediakan Pi kami:

1. Masukkan kad microSD anda ke dalam penyesuai dan pasangkannya ke komputer anda.

Sekiranya kad microSD anda tidak kosong, maka formatlah terlebih dahulu melalui kaedah pilihan anda.

2. Pasang perisian Raspbian OS dari laman web Raspberry pi.

Muat turun fail ZIP dan ekstrak ke lokasi yang dikehendaki.

3. Muat turun pengurus cakera Win32.

Klik pada ikon folder untuk memilih gambar Pilih microSD anda di "Peranti" Klik "Tulis"

Apabila gambar ditulis pada kad MicroSD anda, anda boleh membukanya di Windows Explorer.

Buka fail "cmdline.txt" Di akhir fail, tambahkan baris teks berikut: ip = 169.254.10.1 Pastikan semuanya berada pada baris yang sama. Simpan fail.

Sekarang keluarkan kad MicroSD dari komputer anda. Pastikan kuasa Pi anda dimatikan dan masukkan kad ke Raspberry Pi anda.

Sambungkan kabel ethernet ke Pi dan komputer anda.

Gunakan kuasa pada Pi anda dengan penyesuai kuasa 5, 2V.

Langkah 4: Langkah 4: Menghubungkan Raspberry Pi

Untuk menyambung

Pi dengan komputer kita, kita akan menggunakan Putty.

1. Pasang Putty dan buka.

2. Isi alamat IP dan port seperti yang ditunjukkan dalam gambar dan klik 'buka'.

3. Log masuk dengan lalai berikut:

a. Nama pengguna: pi

b. Kata Laluan: raspberry

4. Untuk menyediakan WiFi:

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

b. Di bahagian bawah fail, tambahkan baris berikut:

i. Rangkaian = {

ii. ssid = "Isi nama rangkaian wayarles anda"

iii. psk = "Isikan kata laluan rangkaian wayarles anda"

iv. }

c. Tutup fail dan simpan

5. Masukkan arahan berikut untuk mengetahui alamat IP Pi anda: ifconfig wlan0

6. Anda kini boleh menggunakan alamat IP ini di Putty untuk membuat sambungan tanpa wayar (lihat di atas).

Langkah 5: Langkah 5: Tukar Tetapan Dengan Raspi-config

Sekarang kita perlu memastikan Pi dapat berkomunikasi dengan semua komponen kita.

Kami akan mengubah beberapa tetapan dalam raspi-config

Buka raspi-config dengan arahan:

sudo raspi-config

2. Pilih 4 Pilihan Penyetempatan.

3. Pilih I2 Ubah Zon Waktu.

4. Tukar zon waktu ke zon waktu tempatan anda dan selesaikan untuk kembali ke raspi-config.

5. Pilih 5 Pilihan Antaramuka.

6. Pilih P5 I2C.

7. Aktifkan komunikasi I2C.

8. Pilih 5 Pilihan Antaramuka

9. Pilih P6 Serial

10. Lumpuhkan shell log masuk.

11. Aktifkan komunikasi bersiri

Langkah 6: Langkah 6: Tukar Tetapan di /boot/config.txt

Sekarang kita mesti mengkonfigurasi semula beberapa perkara dalam fail /boot/config.txt

1. Akses fail:

sudo nano /boot/config.txt

2. Di bahagian bawah anda harus melihat:

aktifkan_uart = 1

Ini kerana kami mengaktifkan port bersiri lebih awal.

3. Tambahkan dua baris berikut:

dtoverlay = pi3-miniuart-bt

dtoverlay = i2c-gpio, bas = 3

Raspberry Pi 3 mempunyai 2 port bersiri: port bersiri perkakasan dan port bersiri perisian. Dengan perintah pertama kami menetapkan port bersiri perisian ke fungsi Bluetooth dan menetapkan port bersiri perkakasan ke pin Rx dan Tx yang akan kami gunakan untuk berkomunikasi dengan Arduino.

Baris kedua mengaktifkan perisian I²C pada Pi. Ini kerana bas I²C perkakasan kadangkala memberikan kesilapan ketika sensor yang disambungkan ke bas I²C ini menggunakan peregangan jam. Bas perisian I²C secara automatik akan aktif pada GPIO 23 (SDA) dan GPIO 4 (SCL), sebab itulah sangat penting untuk menghubungkan sensor cahaya yang menggunakan I²C dengan betul untuk menghantar data.

Langkah 7: Langkah 7: Tambahkan Pengguna ke Kumpulan Kanan

Akhirnya tambahkan pengguna ke beberapa kumpulan:

1. Periksa kumpulan mana yang menjadi milik pengguna semasa anda:

kumpulkan nama_pengguna anda

2. Untuk semua fungsi berfungsi, pengguna perlu tergolong dalam kumpulan berikut:

input dialo sudo input netdev gpio i2c spi ·

Sekiranya perlu, tambahkan pengguna ke kumpulan yang sesuai:

sudo adduser_nama pengguna nama kumpulan anda

Langkah 8: Langkah 8: Pangkalan Data

Untuk dapat menyimpan masa penggera yang berbeza yang ditetapkan oleh pengguna dan nilai sensor yang berbeza, saya harus membuat pangkalan data. Anda dapat melihat skema pangkalan data di atas.

Untuk menambahkan pangkalan data ke Raspberry Pi, lakukan langkah-langkah berikut:

1. Buat sambungan melalui Putty

2. Kemas kini MySQL

sudo apt-get kemas kini

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

rebo sudo

3. Selamatkan MariaDB

sudo mysql_secore_installation

4. Log masuk ke MariaDB

sudo mysql -u root

5. Pangkalan data pada masa ini tidak mempunyai pengguna. Kami menggunakan kod ini untuk membuat pengguna, anda hanya perlu mengisi pengguna dan kata laluan:

MEMBERIKAN SEMUA KEISTIMEWAAN ON *. * KE 'fill_in_your_chosen_username' @ '%'

DIKENALI OLEH ‘fill_in_your_chosen_password’ DENGAN PILIHAN PEMBERIAN;

KEISTIMEWAAN FLUSH; EXIT;

6. Muat turun pangkalan data dari Github.

7. Pasang meja kerja.

8. Buat sambungan di meja kerja dengan pi anda dan laksanakan failnya.

Langkah 9: Langkah 9: Kod Python

1. Muat turun dan simpan Pythonfiles dari Github.

2. Muat turun dan buka Pycharm.

3. Buat konfigurasi jurubahasa dan penerapan yang sesuai untuk Raspberry Pi anda.

4. Edit fail mainCode1.py di Pycharm dan ubah nombor pin dan pangkalan data ke tetapan peribadi anda dari langkah sebelumnya.

Langkah 10: Langkah 10: Jalankan Kod Python secara automatik

1. Buat sambungan Putty dengan Pi anda.

2. Buka fail /etc/rc.local:

sudo nano /etc/rc.local

3. Sebelum keluar, tambahkan baris berikut:

tidur 60

python3 / path_from_root_to_your_pythonfile/name_of_your_pythonfile.py

Langkah 11: Langkah 11: Arduino Code

1. Muat turun dan simpan fail.ino dari Github.

2. Sambungkan Arduino anda dengan komputer riba melalui USB.

3. Putuskan sambungan kabel Rx dan Tx yang menghubungkan Arduino dengan Raspberry Pi.

4. Buka fail dan muat naik ke Arduino.

5. Putuskan sambungan Arduino dari komputer riba anda dan sambungkan semula kabel Rx dan Tx dengan betul.

6. Beri Kuasa kepada Arduino. Paparan segmen 4 * 7 kini harus menunjukkan 12:34

Langkah 12: Langkah 12: Pelayan laman web

1. Pasang apache:

sudo apt install apache2 -y

2. Menjadi pemilik dari direktori / var / www / html:

sudo chown pi / var / www / html

3. Pergi ke direktori:

cd / var / www / html

4. Periksa sama ada anda pemilik dan bukannya root:

ls -al

5. Muat turun dan buka Filezilla

6. Buat hubungan dengan pi anda seperti yang ditunjukkan dalam gambar. (sama ada menggunakan 169.254.10.1 dan kabel ethernet atau sambungkan melalui wi-fi)

a. Pergi ke direktori / var / www / html

b. Padamkan halaman index.html lalai

c. Pindahkan semua fail frontend ke dalam direktori ini

Langkah 13: Langkah 13: Membina Bahagian Luar

Anda boleh membuat bahagian luar jam penggera yang anda suka! Saya membuat kotak untuk jam penggera saya dengan panel kayu multiplex dengan lebar 5 mm. Saya ingin membuat sesuatu yang serupa, berikut adalah langkah-langkah untuk kotak tersebut:

1. Lukiskan bentuk berikut pada panel multipleks:

Sisi: 2 x persegi (180 mm x 180 mm)

Atas dan bawah: segiempat tepat 2 x (180 mm x 300 mm)

Depan dan belakang: segiempat tepat 2 x (170 mm x 300 mm)

2. Gergaji dan pasir setiap bentuk persegi dan segi empat tepat

3. Dapatkan beberapa kayu ganti dan buat papan kecil setinggi 20 mm dan lebar 20 mm.

4. Skru papan kecil ke bahagian dalam (bawah, depan dan belakang) multiplex seperti yang dilihat dalam foto.

5. Tentukan di mana anda ingin membuat lubang yang sesuai untuk skrin LCD, paparan segmen 4 * 7, pembesar suara, sensor luminositi, LED RGB, pengekod putar dan butang.

6. Ukur setiap komponen yang ingin anda tunjukkan di luar dan lukiskan bentuk berukuran tepat pada multiplex.

7. Potong kepingan yang diperlukan.

8. Pasang sebilangan engsel di bahagian luar kotak, menghubungkan bahagian atas dan belakang.

9. Pasangkan magnet di bahagian dalam bahagian depan dan plat logam kecil di bahagian dalam bahagian atas.

10. Skru atau tempelkan semua yang anda mahukan.

11. Pasangkan kotak dengan mengikat semua bahagian luar bersama (kecuali bahagian atas).

Anda boleh melangkau 3 dan 4 jika menggunakan skru yang lebih kecil (saya menggunakan skru 12 mm). Walau bagaimanapun, menggunakan skru yang lebih kecil sedikit mengurangkan kestabilan kotak.