Lacná a efektívna domáca automatizácia s Raspberry Pi: 11 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Vždy som chcel mať možnosť ovládať svetlá bezdrôtovo, ale komerčné možnosti sú zvyčajne drahé. Svetlá Philips Hue stoja okolo 70 dolárov a svetlá pripojené k WiFi sú tiež drahé. Tento tutoriál vám povie, ako ovládať až päť svetiel/žiaroviek/prameňov vianočného osvetlenia za približne 50 dolárov, a je možné ho rozšíriť aj o ďalšie svetlá.

Krok 1: Čo budete potrebovať

Materiály:

Raspberry Pi Zero W (bezdrôtová edícia)

Micro SD karta (najmenej 4 GB)

Mini kábel/prevodník HDMI na HDMI (Existuje rozdiel medzi mini a mikro, uistite sa, že nájdete ten správny!)

Kábel/prevodník z mikro USB na USB

USB klávesnica

Poznámka: Dostal som štartovaciu sadu Raspberry Pi Zero W od Amazonu, ktorá bola dodaná s Raspberry Pi Zero W, kartou SD, puzdrom, napájacím káblom, prevodníkom HDMI a prevodníkom USB. Za pouhých 30 dolárov je to celkom dobrá voľba (odkaz)

Môžete použiť iný model Raspberry Pi, ale Raspberry Pi musí mať určitú formu internetového pripojenia a Pi Zero W je najlacnejšou možnosťou.

Diaľkové zásuvky - tieto som použil

RF vysielač a prijímač (Poznámka: frekvencia vysielača/prijímača sa musí zhodovať s frekvenciou vzdialených zásuviek) - použil som tieto

Drôt pre anténu (Použil som medený drôt s pevným jadrom o priemere 22, iný vodič môže fungovať)

Breadboard, prepojovacie vodiče, 40-pinová zásuvka typu male-to-male

Softvér:

Raspberry Pi OS (stiahnuť Raspbian Desktop)

Zobrazovač diskov Etcher (Na zápis OS Pi na kartu SD)

Náradie:

Spájkovačka

Počítač na sťahovanie systému Pi OS a Etcher

Krok 2: Nastavte zásuvky

Začnite zapojením zásuviek do zásuvky. Pri nastavovaní postupujte podľa priložených pokynov a zapojte svetlá/spotrebiče. Uistite sa, že je váš diaľkový ovládač správne spárovaný a ovláda zásuvky.

Krok 3: Nastavte si účet PubNub

PubNub je bezplatný internetový server, ktorý vám umožňuje komunikovať medzi zariadeniami kdekoľvek na svete. Skript python prijíma správy z webovej stránky a pomocou informácií v správe zapína alebo vypína svetlá. Tu si môžete zaregistrovať svoj bezplatný účet. Akonáhle ste sa zaregistrovali, prihláste sa do svojho účtu. Tým sa dostanete na stránku správy aplikácií. Kliknite na „Vytvoriť novú aplikáciu“. Pomenujte aplikáciu a potom ju vyberte zo zoznamu aplikácií (ak je to vaša prvá aplikácia, bude jediná) Dostanete sa na stránku s kľúčmi aplikácií. Kliknite na „Demo sadu kľúčov“a mali by ste vidieť tri rôzne klávesy. Udržujte túto stránku hore, tieto kľúče budete potrebovať neskôr. Teraz, keď máte účet PubNub, môžete si nastaviť svoje malinové pi.

Krok 4: Pripravte si Raspberry Pi

Stiahnite si Etcher a Raspberry Pi OS do počítača (odkazy v zozname náhradných dielov)

Nainštalujte do počítača Etcher a v prípade potreby rozbaľte Raspberry Pi OS. Vložte kartu Micro SD do počítača a otvorte Etcher. Kliknite na „Vybrať obrázok“a prejdite na rozbalený súbor Raspberry Pi OS. Vyberte ho, potom kliknite na „Vybrať disk“a zo zoznamu vyberte svoju kartu micro SD. Kliknite na „Flash“a počkajte, kým sa Etcher dokončí. Keď je Etcher hotový, vyberte kartu SD z počítača (Etcher ju automaticky vysunie) a vložte ju do počítača Raspberry Pi. V tomto mieste budete musieť svoj Raspberry Pi pripojiť k monitoru pomocou prevodníka HDMI. Pripojte klávesnicu (a myš, ak máte rozbočovač USB) a zapojte napájací kábel. K dispozícii sú dva porty micro USB. Jeden je pre napájanie, druhý je skutočný port USB. Ten, ktorý je najbližšie ku koncu Pi, je výkon, zatiaľ čo ten bližšie k stredu je USB. Vaše malinové pi sa teraz začne zavádzať. Počas prvého spustenia sa môže niekoľkokrát reštartovať, ale je to normálne. Keď sa váš malinový pi spustí, pripojte ho k sieti Wi -Fi. Po pripojení k WiFi môžete použiť server SSH, ale GUI sa mi zatiaľ zdá jednoduchšie používať. Otvorte okno terminálu a zadajte tieto príkazy:

sudo pip3 install 'pubnub == 3.9.0'

klon cd git git: //git.drogon.net/wiringPi klon git

klon sudo git

sudo chown root.root/var/www/rfoutlet/codesend sudo chmod 4755/var/www/rfoutlet/codesend

cd elektroinštalácia Pi

./build

Teraz otvorte prehliadač súborov Raspberry Pi a mali by ste vidieť priečinok pi-home-automation. Dvakrát naň kliknite a uvidíte súbor s názvom RFControl.py. Skopírujte ho (opačným kliknutím a zvoľte „Kopírovať“), potom sa vráťte do priečinka pi a vložte ho tam.

Vypnite svoje malinové pi (buď z ponuky, alebo spustením príkazu sudo poweroff z príkazového riadka) a odpojte ho, akonáhle zelené svetlo prestane blikať.

Krok 5: Vytvorenie obvodu

Teraz je čas vytvoriť obvod. Použil som breadboard, ale môžete to urobiť, ako chcete.

Najprv musíme vytvoriť anténu pre RF vysielač. Tento tutoriál ponúka návod, ako vyrobiť anténu pre RF vysielač. Postupujte podľa pokynov a potom ho spájkujte na kolík antény vysielača (na tom, ktorý som použil, mal označenie ANT) kratšou stranou najbližšie k vysielaču

Pripojte vysielač

Vysielač používa tieto kolíky:

ÚDAJE: GPIO 17, fyzický pin 11

VCC: Raspberry Pi 5v, fyzický pin 2

GND: Raspberry Pi GND, fyzický pin 6

Pripojte prijímač

Prijímač používa tieto piny:

GND: Raspberry Pi GND, fyzický pin 9

VCC: Raspberry Pi 5v, fyzický pin 4

ÚDAJE: GPIO 27, fyzický kolík 13 (Na prijímači, ktorý som použil, sú dva dátové piny a použil som ten najbližší k VCC)

Krok 6: Získajte svoje RF kódy

Keď je váš obvod pripojený k Raspberry Pi, dvakrát ho skontrolujte, aby ste sa presvedčili, že je všetko na svojom mieste, a potom ho znova zapnite. Akonáhle je zapnutý, otvorte terminál a zadajte

sudo/var/www/rfoutlet/RFSniffer

Ďalej otvorte program RFControl. Umiestnenie okna terminálu a okna programu vedľa seba môže byť užitočné v nasledujúcom kroku.

Teraz budete potrebovať diaľkový ovládač, ktorý bol súčasťou súpravy zásuvky. Podržte ho v blízkosti prijímača a stlačte každé jednotlivé tlačidlo. Po stlačení tlačidla sa na obrazovku vytlačia dve čísla. Jeden z nich bude šesť alebo sedemmiestny kód a druhý trojmiestny kód. V programe budete musieť upraviť slovník kódov. Zadajte 7-miestny kód na zodpovedajúce miesto prepínača v programe a pre každé tlačidlo zapnutia/vypnutia vložte 3-miestny kód (toto je dĺžka) do príslušného spínača v programe.

Ak má napríklad prepínač 1 zapnutý kód 1234567, vypínací kód 7654321 a dĺžku 890, kód by vyzeral takto:

kódy = {

'switch1': {'on': 1234567, #Toto je spínač 1 zapnutý 'vypnutý': 7654321, #toto je vypínač 1 vypnutý 'len': 890, #toto je dĺžka kódu prepínača}, 'switch2': {… },…}

Opakujte to pre každé tlačidlo. Pri úprave tohto súboru zmeňte reťazce „YOUR-SUB-KEY“na svoj kľúč prihlásenia na odber PubNub a „YOUR-PUB-KEY“na kľúč publikovania.

Po zaznamenaní každého tlačidla môžete pokračovať do ďalšej sekcie.

Krok 7: Spustenie programu

Teraz, keď máte všetky svoje kódy, prejdite na túto stránku GitHub (Na počítači, nie na Raspberry Pi) a kliknite na zelené tlačidlo s nápisom „Klonovať alebo stiahnuť“, potom kliknite na „Stiahnuť ZIP“. Po stiahnutí tohto súboru ho rozbaľte a otvorte priečinok. Otvorte súbor s názvom main.js. V programe budete musieť zadať svoje prihlasovacie a publikačné kľúče tým, že „VÁŠ PUB-KEY“nahradíte kľúčom pre publikovanie a „YOUR-SUB-KEY“za prihlasovací kľúč.

Ďalej sa vráťte k svojmu Raspberry Pi a zadajte

python3 RFControl.py

Keď sa vytlačí „Pripravené“, vráťte sa do počítača a otvorte súbor index.html vo webovom prehliadači opačným kliknutím, vyberte „Otvoriť pomocou“a zvoľte požadovaný prehliadač. Mali by ste vidieť 2 stĺpce po 5 tlačidlách s názvami prepínačov medzi nimi. Stlačte ktorékoľvek z tlačidiel. Ak správne ovláda zásuvku, skvelé! Ak nie, vyskúšajte tieto veci:

1. Uistite sa, že Raspberry Pi prijíma správy. Mal by sa vytlačiť na obrazovku vždy, keď dostane správu z webovej stránky. Ak nie, uistite sa, že vaše kľúče na prihlásenie/prihlásenie sú správne.
2. Ak Raspberry Pi prijíma správy, skontrolujte, či sú vaše RF kódy správne. Zaistite, aby boli vaše zásuvky spárované s diaľkovým ovládaním, aby ich mohol ovládať diaľkový ovládač a aby boli kódy, ktoré ste zadali do programu, správne.
3. Ak sú kódy RF správne, uistite sa, že sa váš Raspberry Pi nachádza v dosahu zásuviek. Ak začnú fungovať, až keď ich posuniete bližšie, možno budete musieť znova urobiť anténu.
4. Ak stále nefungujú, povedzte mi svoj problém v komentároch a pokúsim sa s ním pomôcť.

Krok 8: Spustenie pri spustení

Ak chcete, aby sa váš program python spustil pri štarte, zadajte ho do terminálu raspberry pi:

crontab -e

Ďalej prejdite do spodnej časti súboru a zadajte toto:

@reboot python3 /home/pi/RFControl.py &

Vďaka tomu sa váš skript Python spustí vždy pri štarte. Teraz reštartujte počítač Raspberry Pi.

Krok 9: Pridanie ďalších prepínačov

Ak chcete pridať ďalšie predajne, postupujte podľa týchto pokynov:

Otvorte na Raspberry Pi súbor RFControl.py a do slovníka prepínačov pridajte nový prepínač.

Príklad:

prepínače = {

… ďalšie prepínače … 'NÁZOV SPÍNAČA': {'zapnutý': xxxxxxx, 'vypnutý': rrrrrr, 'len': zzz,},}

Potom do svojej webovej aplikácie pridajte nové tlačidlo úpravou premennej prepínačov v súbore main.js vo svojom počítači.

Príklad:

var prepínače = [… staré prepínače … ['NAME-TO-DISPLAY', 'NAME-OF-SWITCH'],];

Nahraďte NAME-TO-DISPLAY názvom, ktorý chcete, aby sa zobrazoval na webovej stránke, a NAME-OF-SWITCH v oboch súboroch čímkoľvek, čo sa vám páči. Musí byť však jedinečný od ostatných!

Krok 10: Posunutie ďalej

PubNub je podporovaný na mnohých rôznych platformách, čo znamená, že môžete odosielať správy takmer z akéhokoľvek zariadenia! Na odosielanie príkazov hlasom som použil súpravu Raspberry Pi AIY Voice a PubNub, ale to môže byť téma neskoršieho Instructable. Ďakujem, že ste si prečítali môj návod, dúfam, že bol užitočný!

Krok 11: Kredity

Ďakujem Timovi Lelandovi za návod na nastavenie RF vysielača: návod

Vďaka diy_bloke za návod na vytvorenie antény: návod

Ďakujem tiež všetkým ďalším, ktorí zverejnili návody online, ktoré som zobrazil ako pomoc!