GroupONE Smart Home - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Willkommen! Dieses Raspberry-Pi-Projekt ist ein „Smart Home“-Managementsystem, das in der Lage ist, verschiedene Daten wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Lichtwerte an verschiedenen Teilen des Hauses zu messen. Dieses Instructable deckt das Setup für den Eingang und das Wohnzimmer sowie 1 Schlafzimmer ab.

Die Daten werden über IBM Bluemix gesendet und verarbeitet, bevor sie an Node-Red zurückgegeben werden, das dann die erforderlichen Aktionen ausführt, wie z. B. das Einschalten des Lichts, wenn es dunkel ist und eine Bewegung erkannt wird.

Benutzer können die gesammelten Daten über ein Dashboard in Node-Red anzeigen, das neben einer grafischen Darstellung eines Messgeräts und einer historischen Grafik auch die aktuellen Messwerte anzeigt. Das Dashboard enthält auch zusätzliche Funktionen wie eine Uhr, die das aktuelle Datum und die aktuelle Uhrzeit anzeigt, und Schalter zur Fernsteuerung verschiedener elektrischer Geräte, die als LEDs und ein Summer dargestellt werden.

Schließlich gibt es ein Hausalarmsystem, das aus einem MFRC 522 RFID-Kartenleser, einem Summer, einem Bewegungssensor und einem 16x2-LCD-Display besteht. Auch der Status der RFID-Hausalarmanlage wird auf dem Dashboard angezeigt. Das Besondere an diesem Hausalarmsystem ist, dass es Nachrichten wie „Willkommen zu Hause“lesen kann, um anzuzeigen, dass der Zugriff gewährt wurde, oder „Zugriff verweigert“, um anzuzeigen, dass der Zugriff verweigert wurde. Wenn bei ausgeschaltetem Licht eine Bewegung erkannt wird, ertönt der Summer und eine E-Mail wird an den Benutzer gesendet. Wenn der Alarm abgewiesen wird, wird eine weitere E-Mail gesendet.

Schritt 1: Vorbereiten der erforderlichen Hardware

Stellen Sie sicher, dass Sie über alle folgenden Punkte verfügen, bevor Sie fortfahren. Die benötigte Menge jedes Artikels wird in Klammern gesetzt.

1. Raspberry Pi 3 Modell B (3 Einheiten)
2. Steckbrett (3 Einheiten)
3. Halbes Steckbrett (1 Stück)
4. T-Cobbler-Kit (3 Einheiten)
5. DHT11 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor (3 Einheiten)
6. LED (5 Einheiten)
7. 220 Ohm Widerstand (5 Einheiten)
8. 10K Ohm Widerstand (7 Einheiten)
9. HC-SR501 PIR-Bewegungssensor (2 Einheiten)
10. Summer (1 Stück)
11. I2C-LCD-Bildschirm (1 Einheit)
12. RFID / NFC MFRC522 Kartenlesermodul (1 Stück)
13. RFID-Karte (2 Einheiten)
14. Lichtabhängiger Widerstand (LDR) (2 Einheiten)
15. Analog-Digital-Wandler (3 Einheiten)
16. Stecker-zu-Stecker-Überbrückungskabel (mindestens 80 Einheiten)
17. Überbrückungskabel männlich zu weiblich (mindestens 10 Einheiten)
18. Netzteil / USB-zu-Micro-USB-Kabel (3 Einheiten)
19. RJ45 LAN-Kabel (3 Einheiten)

Schritt 2: Eingangshardware # 1

Nachdem wir nun die wesentlichen Elemente zusammengetragen haben, ist es an der Zeit, die Hardware für den ersten Teil unseres Projekts einzurichten - den Eingang. Schließen Sie den DHT11-Sensor, den 10k-Ohm-Widerstand und die Überbrückungskabel wie abgebildet an.

Schritt 3: Eingangshardware #2

Als nächstes installieren Sie die LED-Lampe, 2 weitere Überbrückungskabel und einen 220-Ohm-Widerstand.

Schritt 4: Eingangshardware # 3

Schließen Sie den Summer und seine 2 Überbrückungskabel wie abgebildet an.

Schritt 5: Eingangshardware # 4

Installieren Sie das RFID / NFC MFRC522-Kartenlesemodul mit 7 Stecker-zu-Buchse-Überbrückungskabeln.

Schritt 6: Eingangshardware # 5

Fügen Sie den I2C-LCD-Bildschirm und seine 4 Stecker-zu-Buchse-Überbrückungskabel hinzu. Damit ist die Einrichtung der Hardware für den Eingang abgeschlossen.

Schritt 7: Wohnzimmer-Hardware # 1

Beginnen Sie für diesen Schritt mit einem anderen Raspberry Pi, einem Steckbrett und einem T-Cobbler-Kit. Der orangefarbene Draht ist für die 3v3-Versorgung, während der graue Draht für die GND-Versorgung ist. Verwenden Sie den 330Ω Widerstand für die LEDs, verbinden Sie die grünen Drähte der gelben LED mit GPIO23 und der roten LED mit GPIO24. Verbinden Sie die braunen Drähte beider LEDs mit der gleichen Reihe wie die graue Ader (GND).

Schritt 8: Wohnzimmer-Hardware # 2

Schließen Sie den DHT11-Sensor wie im Bild oben gezeigt an. Verwenden Sie diesmal einen 10kΩ-Widerstand für den DHT11-Sensor, verbinden Sie das blaue Kabel mit GPIO4. Verbinden Sie das rote Kabel mit der gleichen Reihe wie das orangefarbene Kabel (3v3) und das schwarze Kabel mit der gleichen Reihe wie das graue Kabel (GND).

Schritt 9: Wohnzimmer-Hardware # 3

Schließen Sie den DHT11-Sensor an. Verwenden Sie diesmal einen 10kΩ-Widerstand für den DHT11-Sensor, verbinden Sie das blaue Kabel mit GPIO4. Verbinden Sie das rote Kabel mit der gleichen Reihe wie das orangefarbene Kabel (3v3) und das schwarze Kabel mit der gleichen Reihe wie das graue Kabel (GND).

Schritt 10: Wohnzimmer-Hardware # 4

Installieren Sie nun den lichtabhängigen Widerstand, seinen 10k-Ohm-Widerstand zusammen mit den erforderlichen Überbrückungskabeln.

Schritt 11: Wohnzimmer-Hardware # 5

Schließen Sie den PIR-Bewegungssensor wie im Bild oben gezeigt an. Verbinden Sie das gelbe Kabel mit GPIO26. Verbinden Sie das rote Kabel mit der gleichen Reihe wie das orangefarbene Kabel (3v3) und das schwarze Kabel mit der gleichen Reihe wie das graue Kabel (GND). Sie sind jetzt mit der Einrichtung der Wohnzimmerhardware fertig. Noch einer!

Schritt 12: Schlafzimmer-Hardware # 1

Beginnen Sie wieder mit einem anderen Pi, einem Steckbrett und einem T-Cobbler-Kit. Weiter zum Schlafzimmer: Beginnen Sie mit dem Hinzufügen der Stecker-zu-Stecker-Überbrückungskabel, des 10k-Ohm-Widerstands und des DHT11-Sensors gemäß dem obigen Diagramm.

Schritt 13: Schlafzimmer-Hardware # 2

Fügen Sie nun die LED-Lampe, 2 weitere Überbrückungskabel und einen 220-Ohm-Widerstand hinzu.

Schritt 14: Schlafzimmer-Hardware # 3

Schließen Sie den Analog-Digital-Wandler MCP3008 und die entsprechenden Überbrückungskabel an. Fügen Sie auch den lichtabhängigen Widerstand und seinen 10 k Ohm Widerstand hinzu.

Schritt 15: Schlafzimmer-Hardware # 4

Schließen Sie den Bewegungssensor mit 3 männlichen zu weiblichen Überbrückungskabeln an und Sie sind mit dem Hardware-Setup für das Schlafzimmer fertig!

Schritt 16: IBM Watson Node-RED-Knoten auf RPi installieren

Öffnen Sie ein Terminalfenster und

Installieren Sie die folgenden Node-RED-Knoten auf Ihrem RPi:

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

Nach erfolgreicher Installation starten Sie Ihr RPi neu

sudo jetzt neu starten

Schritt 17: Node-RED auf RPi aktualisieren

Öffnen Sie ein Terminalfenster und aktualisieren Sie Node-RED auf Ihrem RPi

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

Schritt 18: Installieren Sie zusätzliche Node-RED-Module auf RPi

Damit die im nächsten Schritt importierten Flows funktionieren, müssen auch die folgenden Module installiert sein.

Knoten-Rot-Beitrag-Moment (zum Formatieren der Zeit)

node-red-dashboard (für Dashboard)

node-red-contrib-telegrambot (für Telegramm-Bot)

node-red-node-daemon (für RFID folgen Sie dem untenstehenden Link für Anweisungen)

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

node-red-contrib-i2clcd (für LCD folgen Sie dem Link unten für Anweisungen)

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

Schritt 19: Starten von Node-Red und Mosquitto

Öffnen Sie ein Terminalfenster und starten Sie Node-RED auf Ihrem RPi

Mücke

Öffnen Sie ein weiteres Terminalfenster und starten Sie Node-RED auf Ihrem RPi

Knotenroter Start

Schritt 20: Importieren von Flows für Eingangs-RPi

Klicken Sie auf das Hamburger-Menü und gehen Sie zu Importieren > Zwischenablage

Fügen Sie den Code in den unten stehenden Link ein und klicken Sie auf Importieren

pastebin.com/raw/a7UWaLBt

Klicken Sie auf einen MQTT-Ausgangsknoten

Klicken Sie auf das Stiftsymbol

Geben Sie die IP-Adresse des Entry-RPi in das Feld Server ein

Klicken Sie auf Aktualisieren. Alle anderen MQTT-Knoten im gleichen Flow werden aktualisiert.

Schritt 21: Importieren von Flows für das Wohnzimmer-RPi

Klicken Sie auf das Hamburger-Menü und gehen Sie zu Importieren> ClipboardPaste im Code im Link unten und klicken Sie auf Importieren

pastebin.com/raw/vdRQP6aa

Klicken Sie auf einen MQTT-Ausgangsknoten

Klicken Sie auf das Stiftsymbol

Geben Sie die IP-Adresse des Living Room RPi in das Feld Server ein

Klicken Sie auf Aktualisieren. Alle anderen MQTT-Knoten im gleichen Flow werden aktualisiert.

Schritt 22: Importieren von Flows für Schlafzimmer-RPi

Klicken Sie auf das Hamburger-Menü und gehen Sie zu Importieren > Zwischenablage

Fügen Sie den Code in den unten stehenden Link ein und klicken Sie auf Importieren

pastebin.com/raw/x4wZJvFk

Klicken Sie auf einen MQTT-Ausgangsknoten

Klicken Sie auf das Stiftsymbol

Geben Sie die IP-Adresse des Schlafzimmer-RPi in das Feld Server ein

Klicken Sie auf Aktualisieren. Alle anderen MQTT-Knoten im gleichen Flow werden aktualisiert.

Schritt 23: Flows für Bluemix importieren

Klicken Sie auf das Hamburger-Menü und gehen Sie zu Importieren > Zwischenablage

Fügen Sie den Code in den unten stehenden Link ein und klicken Sie auf Importieren

pastebin.com/raw/CR3Fsbn2

Schritt 24: Bereitstellen der App

Klicken Sie auf die Schaltfläche Bereitstellen, um die App bereitzustellen.

Wenn MQTT nach der Bereitstellung keine Verbindung herstellen kann, geben Sie die folgenden 2 Befehle (jeweils einen) ein, um Mosquitto zu stoppen und neu zu starten, und versuchen Sie es dann erneut.

sudo /etc/init.d/mosquitto stop

Mücke

Schritt 25: Anzeigen des Dashboards

Gehe zu:1880/ui (z. B. 169.254.43.161:1880/ui)

Sie sollten den obigen Bildschirm sehen.

Schritt 26: Anzeigen des Dashboards #2

Sie können auf das Dashboard für die anderen 2 RPis (siehe oben) zugreifen, indem Sie auf das Hamburger-Menüsymbol klicken und das RPi auswählen, für das Sie das Dashboard anzeigen möchten.

Schritt 27: Verwenden des Chatbots

Die Anwendung enthält auch einen Telegram-Bot. Der Name des Bots ist groupONEbot. Eine Liste von Befehlen kann mit Hilfe des Befehls help angezeigt werden, wie unten gezeigt. Oben sind einige Beispiele für mögliche Anwendungsfälle.