Réveil intelligent : 13 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Bonjour, je m'appelle Alexandra Christiaens et j'étudie les technologies des médias et de la communication à Howest à Courtrai, en Belgique.

En tant que devoir scolaire, nous devions fabriquer un appareil IoT. Nous avons été encouragés à faire quelque chose qui ferait une différence dans notre propre vie ou dans la vie de personnes que nous connaissons. J'ai eu du mal à trouver un projet et quand j'ai essayé de chercher un projet adapté, je me suis souvent dit: « Je suis trop fatigué pour ça. J'ai donc finalement réalisé que cela pourrait être mon projet: je ferais un réveil intelligent qui m'aiderait à la fois à me lever le matin et à me coucher à l'heure le soir. Étant donné que les exigences de cette mission dictaient que nous devions utiliser un Raspberry Pi pour tout exécuter, j'ai décidé d'appeler mon appareil "Sleepi" comme un jeu de mots.

Si vous souhaitez fabriquer cet appareil vous-même et obtenir une routine de sommeil décente comme moi, consultez ce guide pratique que j'ai écrit ci-dessous. Si vous voulez en savoir plus sur moi et sur d'autres projets que j'ai réalisés ou que je réaliserai, consultez mon portfolio.

Étape 1: Étape 1: Collecte des composants

Donc, tout d'abord, assurons-nous d'avoir tout ce dont nous avons besoin avant de commencer à construire. J'ai fait une liste des composants les plus importants. Ci-dessous, vous pouvez trouver un pdf avec des informations plus détaillées sur les composants.

- 1 x Raspberry Pi 3 modèle B

- 1 x carte microSD (vide) et adaptateur (j'ai une carte de 16 Go, mais 8 Go suffisent)

- 1 alimentation 5V pour Raspberry Pi

- 1 câble Ethernet

- 2 piles 9V

- 2 pinces à piles 9V

- 1 x carte d'extension GPIO 40 broches et câble arc-en-ciel

- 2 x planche à pain sans soudure BB830

- 1 x Arduino Uno

- 1 écran de 0,56 pouces 4*7 segments

- 1x capteur de température DS18B20

- 1 x capteur de luminosité TSL2561

- 1 écran LCD 1602A

- 1 x convertisseur de niveau

- 1 x registre de changement de vitesse SN74HC595N

- 1 x encodeur rotatif

- 1 potentiomètre

- 1 x LED RVB d'alimentation

- 1 haut-parleur

- 4 transistors 337B

- 1 diode

- 1 bouton

- 3 pilotes xl4005 31 LED

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

- Divers câbles de connexion (mâle à mâle et mâle à femelle)

Optionnel:

- 1 x panneau de bois multiplex (j'en ai utilisé un avec les mesures suivantes qui était plus que suffisant: 860mm x 860mm x 5mm)

- Divers outils pour le travail du bois

- Peinture acrylique dans une couleur que vous aimez

Étape 2: Étape 2: Schémas

Après avoir collecté tous les composants, j'ai pu commencer à tout connecter. J'ai d'abord fait un schéma de Fritzing pour m'assurer que je ne ferais frire aucun composant en les connectant mal. Après quelques retours de mes professeurs, j'ai apporté quelques corrections qui ont abouti au schéma de principe et au schéma de câblage suivants:

La plupart des broches GPIO sont interchangeables, vous pouvez donc en changer quelques-unes si vous le souhaitez. N'oubliez pas de modifier les numéros de broche dans le code en conséquence.

Certains éléments doivent cependant être connectés à certaines broches. Assurez-vous que le capteur de luminosité est connecté respectivement au GPIO 23 (SDA) et au GPIO 24 (SCL). Je vais expliquer pourquoi cela est important à l'étape 5.

Étape 3: Étape 3: Configuration du Raspberry Pi

Il est maintenant temps de configurer notre Pi:

1. Insérez votre carte microSD dans l'adaptateur et branchez-la sur votre PC.

Si votre carte microSD n'est pas vide, formatez-la d'abord via votre méthode préférée.

2. Installez le logiciel Raspbian OS à partir du site Web Raspberry pi.

Téléchargez le fichier ZIP et extrayez-le à l'emplacement souhaité.

3. Téléchargez le gestionnaire de disque Win32.

Cliquez sur l'icône du dossier pour sélectionner l'image Sélectionnez votre microSD dans « Device » Cliquez sur « Write »

Lorsque l'image est écrite sur votre carte MicroSD, vous pouvez l'ouvrir dans l'Explorateur Windows.

Ouvrez le fichier "cmdline.txt" A la fin du fichier, ajoutez la ligne de texte suivante: ip=169.254.10.1 Assurez-vous que tout est sur la même ligne. Enregistrez le fichier.

Éjectez maintenant la carte MicroSD de votre ordinateur. Assurez-vous que l'alimentation de votre Pi est éteinte et insérez la carte dans votre Raspberry Pi.

Connectez un câble Ethernet à votre Pi et à votre ordinateur.

Mettez votre Pi sous tension avec un adaptateur secteur 5, 2V.

Étape 4: Étape 4: Connexion du Raspberry Pi

Se connecter

le Pi avec notre ordinateur, nous utiliserons Putty.

1. Installez Putty et ouvrez-le.

2. Remplissez l'adresse IP et le port comme indiqué sur l'image et cliquez sur « Ouvrir ».

3. Connectez-vous avec les paramètres par défaut suivants:

une. Nom d'utilisateur: pi

b. Mot de passe: framboise

4. Pour configurer le Wi-Fi:

une. Sudo nano /etc/wpa_supllicant/wpa_supllicant.conf

b. Au bas du fichier, ajoutez ces lignes:

je. Réseau = {

ii. ssid="Remplir le nom de votre réseau sans fil"

iii. psk="Remplir le mot de passe de votre réseau sans fil"

iv. }

c. Fermez le fichier et enregistrez-le

5. Entrez la commande suivante pour déterminer l'adresse IP de votre Pi: ifconfig wlan0

6. Vous pouvez maintenant utiliser cette adresse IP dans Putty pour établir une connexion sans fil (voir ci-dessus).

Étape 5: Étape 5: Modifier les paramètres avec Raspi-config

Nous devons maintenant nous assurer que le Pi peut communiquer avec tous nos composants.

Nous allons modifier certains paramètres dans raspi-config

Ouvrez raspi-config avec la commande:

sudo raspi-config

2. Sélectionnez 4 options de localisation.

3. Sélectionnez I2 Changer le fuseau horaire.

4. Remplacez le fuseau horaire par votre fuseau horaire local et terminez pour revenir à raspi-config.

5. Sélectionnez 5 options d'interfaçage.

6. Sélectionnez P5 I2C.

7. Activez la communication I2C.

8. Sélectionnez 5 options d'interfaçage

9. Sélectionnez P6 Série

10. Désactivez le shell de connexion.

11. Activer la communication série

Étape 6: Étape 6: Modifier les paramètres dans /boot/config.txt

Maintenant, nous devons reconfigurer certaines choses dans le fichier /boot/config.txt

1. Accédez au fichier:

sudo nano /boot/config.txt

2. En bas, vous devriez voir:

enable_uart=1

C'est parce que nous avons activé le port série plus tôt.

3. Ajoutez les deux lignes suivantes:

dtoverlay=pi3-miniuart-bt

dtoverlay=i2c-gpio, bus=3

Le Raspberry Pi 3 possède 2 ports série: un port série matériel et un port série logiciel. Avec la première commande, nous attribuons le port série logiciel à la fonction Bluetooth et attribuons le port série matériel aux broches Rx et Tx que nous utiliserons pour communiquer avec l'Arduino.

La deuxième ligne active un bus I²C logiciel sur le Pi. En effet, le bus I²C matériel donne parfois des erreurs lorsque le capteur connecté à ce bus I²C utilise l'étirement d'horloge. Le bus I²C logiciel sera automatiquement actif sur GPIO 23 (SDA) et GPIO 4 (SCL) c'est pourquoi il était si important de connecter correctement le capteur de luminosité qui utilise I²C pour envoyer les données.

Étape 7: Étape 7: Ajoutez l'utilisateur aux bons groupes

Enfin, ajoutez l'utilisateur à certains groupes:

1. Vérifiez à quels groupes appartient votre utilisateur actuel:

groupes votre_nom d'utilisateur

2. Pour que toutes les fonctions fonctionnent, l'utilisateur doit appartenir aux groupes suivants:

adm dialout sudo input netdev gpio i2c spi ·

Si nécessaire, ajoutez l'utilisateur aux groupes appropriés:

sudo adduser votre_nom d'utilisateur nom de groupe

Étape 8: Étape 8: Base de données

Pour pouvoir mémoriser les différentes heures d'alarme fixées par l'utilisateur et les différentes valeurs des capteurs, j'ai dû faire une base de données. Vous pouvez voir le schéma de la base de données ci-dessus.

Pour ajouter la base de données au Raspberry Pi, procédez comme suit:

1. Établissez une connexion via Putty

2. Mettre à jour MySQL

sudo apt-get mise à jour

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

redémarrage sudo

3. Sécurisez MariaDB

sudo mysql_secore_installation

4. Connectez-vous à MariaDB

sudo mysql -u racine

5. La base de données n'a actuellement aucun utilisateur. Nous utilisons ce code pour créer un utilisateur, il vous suffit de renseigner l'utilisateur et le mot de passe:

ACCORDER TOUS LES PRIVILÈGES SUR *.* À 'fill_in_your_chosen_username'@'%'

IDENTIFIÉ PAR 'fill_in_your_chosen_password' AVEC GRANT OPTION;

PRIVILÈGES DE RINÇAGE; SORTIE;

6. Téléchargez la base de données depuis Github.

7. Installez l'établi.

8. Établissez une connexion dans Workbench avec votre pi et exécutez le fichier.

Étape 9: Étape 9: Code Python

1. Téléchargez et enregistrez les fichiers Python depuis Github.

2. Téléchargez et ouvrez Pycharm.

3. Créez un interpréteur et une configuration de déploiement adaptés à votre Raspberry Pi.

4. Modifiez le fichier mainCode1.py dans Pycharm et modifiez les numéros de broche et les paramètres de base de données selon vos paramètres personnels des étapes précédentes.

Étape 10: Étape 10: Exécuter automatiquement le code Python

1. Établissez une connexion Putty avec votre Pi.

2. Ouvrez le fichier /etc/rc.local:

sudo nano /etc/rc.local

3. Avant de quitter, ajoutez les lignes suivantes:

dormir 60

python3 /path_from_root_to_your_pythonfile/name_of_your_pythonfile.py

Étape 11: Étape 11: Code Arduino

1. Téléchargez et enregistrez le fichier.ino depuis Github.

2. Connectez votre Arduino à votre ordinateur portable via USB.

3. Déconnectez les câbles Rx et Tx qui relient l'Arduino au Raspberry Pi.

4. Ouvrez le fichier et téléchargez-le sur l'Arduino.

5. Déconnectez l'Arduino de votre ordinateur portable et reconnectez correctement les câbles Rx et Tx.

6. Donnez le pouvoir à l'Arduino. L'affichage du segment 4*7 devrait maintenant afficher 12:34

Étape 12: Étape 12: Serveur Web

1. Installez Apache:

sudo apt installer apache2 -y

2. Devenez propriétaire du répertoire /var/www/html:

sudo chown pi /var/www/html

3. Allez dans le répertoire:

cd /var/www/html

4. Vérifiez si vous êtes le propriétaire au lieu de root:

ls -al

5. Téléchargez et ouvrez Filezilla

6. Établissez une connexion avec votre pi comme indiqué sur l'image. (soit utilisez 169.254.10.1 et un câble Ethernet ou connectez-vous via wi-fi)

une. Allez dans le répertoire /var/www/html

b. Supprimer la page index.html par défaut

c. Déplacer tous les fichiers frontend dans ce répertoire

Étape 13: Étape 13: Construire l'extérieur

Vous pouvez faire l'extérieur du réveil comme bon vous semble ! J'ai réalisé un coffret pour mon réveil avec un panneau de bois multiplex d'une largeur de 5 mm. Si vous voulez faire quelque chose de similaire, voici les étapes pour ladite boîte:

1. Dessinez les formes suivantes sur le panneau multiplex:

Côtés: 2 x carré (180 mm x 180 mm)

Haut et bas: 2 x rectangle (180 mm x 300 mm)

Avant et arrière: 2 x rectangle (170 mm x 300 mm)

2. Sciez et poncez chaque forme carrée et rectangulaire

3. Procurez-vous du bois de rechange et faites de petites planches de 20 mm de haut et 20 mm de large.

4. Vissez les petites planches à l'intérieur (bas, avant et arrière) du multiplex comme on le voit sur les photos.

5. Décidez où vous voulez faire les trous appropriés pour l'écran LCD, l'affichage 4*7 segments, le haut-parleur, le capteur de luminosité, la LED RVB, l'encodeur rotatif et le bouton.

6. Mesurez chaque composant que vous souhaitez afficher à l'extérieur et dessinez des formes de taille appropriée sur le multiplex.

7. Découpez les morceaux nécessaires.

8. Fixez des charnières à l'extérieur de la boîte, reliant le haut et l'arrière.

9. Fixez un aimant à l'intérieur de la façade et une petite plaque métallique à l'intérieur de la partie supérieure.

10. Vissez ou collez tout où vous le souhaitez.

11. Assemblez la boîte en vissant tous les extérieurs ensemble (sauf le dessus).

Vous pouvez sauter 3 et 4 si vous utilisez des vis plus petites (j'ai utilisé des vis de 12 mm). L'utilisation de vis plus petites réduit cependant légèrement la stabilité de la boîte.