Einfaches Aufwachen: ein intelligentes Aufwachlicht mit Raspberry Pi - Gunook

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

Einführung

Für das Curriculum Project1 musste ich etwas machen. Ich war immer fasziniert davon, wie ein Wecklicht wie das von Philips Ihnen beim Aufwachen helfen würde.

Also beschloss ich, ein Wecklicht zu machen.

Ich habe das Wake-up Light mit einem Raspberry Pi als Basis, einem LED-Streifen, Lautsprechern und ein paar Umgebungssensoren gemacht, um Messungen zu erhalten.

Hier sind seine Funktionen:

• Webserver wird auf dem Pi. gehostet
• Daten werden in eine MySql-Datenbank exportiert
• Webseite, die Daten anzeigt
• Webseite, die Anweisungen ausführt

Dieses Projekt war eine großartige Lernerfahrung für mich. Dadurch konnte ich einige unerwartete Probleme lösen. Ich habe einiges über die Fähigkeiten des Pi gelernt und wie PHP mit allem kommuniziert.

Schritt 1: Sammeln der Materialien

Für mein Projekt benötige ich mehrere Teile, die ich unten auflisten werde. Es wird auch eine Excel-Datei mit allen Preisen der Komponenten mit entsprechenden Websites geben, von denen ich sie bestellt habe.

Komponenten:

• Raspberry Pi 3 Modell B+
• Raspberry Pi Netzteil
• Raspberry Pi T-Schuster
• Stereo 3,7 W Klasse D Audioverstärker-Max98306
• 2 x Lautsprecher - 3" Durchmesser - 4 Ohm 3 Watt
• RGB-Hintergrundbeleuchtung negatives LCD 20x4
• Adafruit Dotstar Digitaler LED-Streifen - Weiß 144 - 0,5 Meter
• Ultraschallsensor HC-SR04
• DHT11-Sensor
• Steckbrücken (m bis f) und (m bis m)
• 470 Ohm & 330 Ohm Widerstand

Material Design:

• MDF-Holz 7mm
• Plastik

Werkzeuge:

• Lötkolben
• Klebepistole

Insgesamt werden die Materialien rund 210 Euro kosten.

Schritt 2: Alle Komponenten zusammen verdrahten

Ich baue die Schaltung nach dem von mir erstellten Fritzing-Schema. Sie finden die PDF-Dokumente des Breaboards und des elektrischen Schemas unten.

Die Schaltung verfügt über mehrere Sensoren, Lautsprecher, ein LCD-Display und einen LED-Streifen, der zusammenarbeitet. Ich werde für jede Komponente auflisten, wie Sie diese anschließen müssen und im Schema finden können.

1. Der Ultraschallsensor: Dieser Sensor berechnet den Abstand zwischen dem Sensor und einem Objekt vor ihm. Mit dieser Funktion können wir bestimmte Fähigkeiten automatisieren, indem wir die Hand davor halten. Es hat 4 Pins: Masse, 5V, Trigger und ein Echo. Der Echoausgang benötigt Widerstände zwischen Masse und dem Echo-Pin.
2. Der DHT11-Sensor: Dieser Sensor misst die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit. Wenn Sie einen mit einer Platine kaufen, ist der 10k-Widerstand bereits mit dem Sensor verlötet und macht es super einfach, ihn zu verdrahten.
3. Der LED-Strip: Für den LED-Strip wird ein externes Netzteil benötigt, um es mit Strom zu versorgen. Andernfalls können Sie Ihren Raspberry Pi beschädigen, ohne einen zu verwenden. DI-Draht geht zum MOSI-Pin des Pi und CI geht zum SCLK-Pin.
4. Das LCD-Display: speziell die RGB-Displays erfordern viele Kabel, alle verwendeten Pins des Pi können mit normalen GPIO.pins verwendet werden. Es hat auch ein Potentiometer dabei, um den Kontrast des Displays zu ändern.
5. Der Druckknopf: Ich benutze ihn, um die Himbeere in den Shutdown-Modus zu versetzen und durch erneutes Drücken in den Weckmodus. Normalerweise wird dafür eine offene Verbindung benötigt.
6. Endlich der Verstärker mit den Lautsprechern: Da wir nur Lautsprecher verwenden, brauchen wir einen Verstärker, um das Signal stark genug zu machen, um Ton zu erzeugen. Es ist mit dem Audioeingang des Himbeer-Pi verbunden.

Schritt 3: Einrichten des Pi

Zunächst benötigen Sie Raspbian, das Sie hier herunterladen können.

Ich habe einen Monitor verwendet, der nach der Installation der SD-Karte mit dem HDMI des Raspberry Pi verbunden ist. Mit Maus und Tastatur an die USB-Ports des Pi angeschlossen. Dann folgen Sie den Starteinstellungen auf dem Bildschirm, um den Raspberry Pi zu initialisieren, stellen Sie sicher, dass Sie im Konfigurationspanel bestimmte Funktionen wie SPI, I2C, … aktivieren.

Geben Sie den folgenden Befehl in Ihre Eingabeaufforderung auf Ihrem Pi ein:

sudo apt-get update

Dies kann eine Weile dauern, also machen Sie es sich bequem. Nach dem Update werden wir upgraden

sudo apt-get upgrade

Schritt 4: Module & Pakete installieren und Webserver einrichten

Wir installieren jedes Modul für Python mit:

sudo pip3 installiere name_of_module

Liste der Module, die es brauchen:

1. adafruit-circuitpython-charlcd
2. adafruit-dht
3. adafruit-schaltungpython-dotstar
4. adafruit-blinka
5. RPI. GPIO

Es könnte mehr geben, aber wenn Sie eine Fehlermeldung erhalten, die besagt, dass das Modul nicht gefunden werden kann, installieren Sie es einfach.

Auch der folgende Befehl, denn du brauchst Version 3.4 und nicht 3.3!

python3 -m pip install --upgrade --force-reinstall spidev

Zum Einrichten eines Webservers habe ich Flask verwendet.

Schritt 5: Anwenden des Codes

Für den Code müssen Sie sicherstellen, dass sich alles im Ordner /var/www/html befindet

Sie erhalten den Code von Github.

Die Website ist auch reaktionsschnell, sodass sie auf Mobilgeräten geöffnet werden kann, ohne Funktionen oder anderweitig zu verlieren.

Während der Pi hochfährt, wird mein Haupt-Python-Skript ausgeführt. Dieser kümmert sich darum, dass die Daten auf der Website angezeigt werden. Um ein Skript beim Booten hinzuzufügen, müssen Sie systemd vorziehen. Link prüfen.

Für die Taste müssen Sie den physischen Pin 5 des Pi und die Masse verwenden. Verwenden Sie Pins auf der Taste, den normalen offenen Pin und den gemeinsamen Pin. Übrigens ist die Polarität egal!

Führen Sie die folgenden Befehle im Terminal Ihres Raspberry Pi aus und Sie sollten Ihren Pi mit dem Tastendruck herunterfahren und starten können.

git-Klon

Schritt 6: Bau des Gehäuses

Für das Gehäuse habe ich abgeholztes Holz verwendet, das ich in Stücke geschnitten und mit Leim zusammengefügt habe. Um die Front etwas schräg zu machen, musste ich die schräge Seite berechnen, denn wenn Sie sie nicht berechnen, passen die Holzstücke nicht zusammen, auch wenn es keine große Schräge ist.

Sie müssen immer sehr vorsichtig mit den Maßen auf den Holzstücken sein, da Sie manchmal die Dicke des Holzes vergessen können.

Die Löcher wurden mit Bohr- und Sägemaschinen gemacht.

Danach können Sie mit dem Bemalen beginnen, ich habe dafür Sprühmaler mit brauner Farbe verwendet. Stellen Sie sicher, dass Sie es draußen tun und versuchen Sie, sich von den giftigen Dämpfen fernzuhalten.

Für den Lautsprecher und die Rückseite habe ich Schrauben verwendet, um sie zu verbinden.

Die Oberseite habe ich Plastik verwendet, das auch geklebt wurde.

Finnaly habe ich einige Gerätefüße hinzugefügt.