جهاز التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء للتحكم عن بعد أمازون إيكو: 11 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

يمكن لنظام Amazon Echo التحكم في الكثير من جوانب المنزل الذكي ، ولكن المنفذ الذكي لا يمكن إيقافه وتشغيله إلا. لا يتم تشغيل العديد من الأجهزة على الفور بمجرد توصيلها وتتطلب خطوات إضافية ، مثل الضغط على الأزرار الموجودة بجهاز التحكم عن بُعد أو الجهاز الفعلي لتشغيلها أو الحصول على الإعدادات المطلوبة.

في هذا الدليل ، سيتم تكوين Raspberry Pi Zero W للعمل كجهاز منزلي ذكي يمكن التحكم فيه بواسطة Amazon Echo ، وإرسال أي أوامر IR المطلوبة إلى جهاز عند طلب تشغيله أو إيقاف تشغيله.

في هذه الحالة المحددة ، سيتم تكوين Pi لتعلم أوامر IR لجهاز التحكم عن بعد المزود بـ "ClassicFlame 23II310GRA 23" Infrared Quartz Fireplace Insert. سيتم بعد ذلك استخدام IR LED لإرسال أوامر IR عند الطلب ، وأخيرًا تم تكوين Pi لمحاكاة جهاز Philips Hue الذي يمكن التحكم فيه بواسطة Echo.

الخطوة 1: المواد

مطلوب:

• Raspberry Pi Zero W
• بطاقة ذاكرة Micro SDHC فئة 10 سعة 4 جيجابايت أو أكثر (مثال 16 جيجابايت)
• USB مصغر
• 1 IR LED
• محول طاقة MicroUSB (يوصى بـ 2.1 أمبير أو أعلى)
• LED الأشعة تحت الحمراء
• مستقبل الأشعة تحت الحمراء VS / 1838B
• 100 أوم المقاوم
• متفرقات الأسلاك

موصى به:

• مقبس سماعة الرأس
• سماعة رأس / سلك صوت 1/8 بوصة
• 2N2222 الترانزستور NPN
• 1 كيلو أوم المقاوم
• حافظة Rapsberry Pi Zero

لإكمال التكوين الأولي لـ Raspberry Pi Zero W ، ستكون هناك حاجة إلى بعض الأجهزة الطرفية الإضافية ، ولكنها لن تكون قيد الاستخدام بدوام كامل من خلال المشروع المكتمل

• محول Mini HDMI إلى HDMI: يستخدم لتوصيل Pi Zero W بجهاز تلفزيون أو شاشة باستخدام كابل HDMI بالحجم الكامل
• كبل USB OTG: يستخدم للتحويل من منفذ USB الصغير إلى منفذ (منافذ) USB بالحجم الكامل لتوصيل لوحة المفاتيح و / أو الماوس
• كابل HDMI: يستخدم للتوصيل بالتلفزيون أو الشاشة مع محول إلى mini HDMI

تم تضمين العناصر الأولى والثانية بالإضافة إلى العلبة مجموعات متنوعة من Pi Zero Starter ، مثل: MakerSpot Mega Kit

الخطوة 2: إعداد Raspberry Pi

يحتوي موقع Raspberry Pi على تجول ممتاز لإعداد نظام Raspbian Stretch OS على Raspberry Pi. أوصي بإصدار Lite لمساحة أصغر إذا كان هذا المشروع يعمل فقط على Pi. إذا كنت ترغب في الحصول على المزيد من خيارات نظام التشغيل في المستقبل ، أو إعداد أكثر بساطة ، فإن اتباع الإرشادات الخاصة بـ NOOBS سيساعدك على العمل في أي وقت من الأوقات. يعتمد هذا الدليل على Raspbian ، المضمّن في NOOBS

www.raspberrypi.org/learning/software-guide/

بمجرد تشغيل Raspbian ، قم بتمكين SSH للسماح بالاتصالات عن بُعد بالجهاز دون الحاجة إلى توصيل شاشة / لوحة مفاتيح / ماوس مباشرة بـ Pi. إذا كنت ترغب في الوصول عن بعد إلى واجهة المستخدم الرسومية ، يمكنك أيضًا تمكين الوصول إلى VNC

www.raspberrypi.org/documentation/remote-access/ssh/

يوصى بشدة أيضًا بتعيين IP ثابت على تكوين الشبكة اللاسلكية حتى لا يتغير بمرور الوقت. من المحتمل ألا يتغير عنوان IP إذا لم تكن الأجهزة الجديدة متصلة بالشبكة اللاسلكية بانتظام ، ولكن تكوينها على أنها ثابتة سيضمن عدم حدوث ذلك.

www.circuitbasics.com/how-to-set-up-a-static-ip-on-the-raspberry-pi/

الخطوة 3: تكوين LIRC

تستند الخطوات التالية بشكل كبير إلى الأدلة الممتازة الموجودة هنا:

alexba.in/blog/2013/01/06/setting-up-lirc-on-the-raspberrypi/https://camp.isaax.io/en/isaax-examples/ir-control-via- ليرك على التوت بي زيرو ث

يعتمد هذا الدليل على Rasbian Stretch و lirc 0.9.4c-9 وقد تستند الأدلة الأخرى إلى الإصدارات السابقة من ملف Hardware.conf الذي لم يعد مطلوبًا مع هذا الإصدار والإصدارات الأحدث. لقد وجدت أيضًا أنه لم يعد من الضروري تعديل ملف / etc / modules على أنظمتي ، وفي هذا الوقت ، ستكون هناك حاجة إلى تغييرات إضافية لإصدار kernel 4.19 غير الموثق هنا حاليًا. يرجى التأكد من أنك على 4.14 لهذه المجموعة من التعليمات

تُستخدم مكتبة Linux Infrared Remote Control (LIRC) للتعامل مع أوامر استقبال الأشعة تحت الحمراء من خلال وحدة الاستقبال ، وحفظها في ملف ، ثم إرسال الأوامر عند الرغبة من خلال IR LED.

تتمثل الخطوة الأولى في تسجيل إشارات الأشعة تحت الحمراء من جهاز التحكم عن بعد الموجود لدينا باستخدام مستقبل الأشعة تحت الحمراء وحفظها في ملف. مطلوب مستقبل الأشعة تحت الحمراء فقط في البداية لمعرفة إشارات الأشعة تحت الحمراء ومن ثم يمكن إزالتها ، لذلك يمكن استخدام اتصال مؤقت.

قم بتوصيل مستقبل الأشعة تحت الحمراء بـ Raspberry Pi. استخدم الصورة المرفقة لتحديد دبابيس VCC و GND والإشارة. استخدام لوح التجارب أو أسلاك التوصيل أو الانحناء الإبداعي للمسامير في التوصيلات التالية

يتصل VCC بـ 5 فولت pinGND إلى دبوس الأرض إشارة إلى دبوس 23

قم بتشغيل Raspberry Pi والاتصال به إما عن طريق فتح الجهاز على الجهاز المحلي ، أو إنشاء اتصال SSH باستخدام برنامج مثل Putty for Windows.

يمكن نسخ الأسطر التالية ولصقها في جلسة SSH. سيقومون بإضافة / تعديل الخطوط إلى ملفات التكوين المختلفة المطلوبة لتشغيل Lirc.

sudo apt التحديث

sudo apt install -y lirc echo dtoverlay = lirc-rpi ، gpio_in_pin = 23 ، gpio_out_pin = 22 | sudo tee -a /boot/config.txt sudo sed -i '/ driver = * / cdriver = افتراضي' /etc/lirc/lirc_options.conf sudo sed -i '/ device = * / cdevice = / dev / lirc0' / etc / lirc / lirc_options.conf sudo shutdown -r الآن

انتظر حتى يتم إعادة تشغيل الجهاز وتسجيل الدخول مرة أخرى.

اختياري: اختبار جهاز استقبال الأشعة تحت الحمراء

قم بتركيب جهاز LIRC لتأكيد إمكانية استلام أي إدخال. قد تحتاج إلى إعادة تشغيل Pi بعد اكتمال هذا الاختبار لإتاحته للخطوات اللاحقة.

sudo systemctl وقف lircd

mode2 -d / dev / lirc0وجّه جهاز تحكم عن بعد يعمل بالأشعة تحت الحمراء إلى جهاز الاستقبال واضغط على الزر وتأكد من ظهور البيانات على الشاشة CTRL + C للتوقف

في هذه المرحلة ، يتم تثبيت برنامج LIRC ويمكننا عرض معلومات IR.

الخطوة 4: التقاط أكواد IR

يمكن تنزيل ملف تعريف بعيد من موقع LIRC على الويب

lirc-remotes.sourceforge.net/remotes-table.html

ووضعها في /etc/lirc/lircd.confg.d ، أو يمكن إنشاء ملف تعريف مخصص باستخدام جهاز التحكم عن بُعد الخاص بك.

أثناء هذه العملية ، ستدخل اسم المفتاح / الزر الذي تقوم بتسجيله. يُسمح فقط بالأسماء الصالحة ، لذا قم بتشغيل الأمر التالي لعرض جميع الأسماء المتاحة

غير مسجل - قائمة - مساحة الاسم مثال: لقد استخدمت الاسم KEY_POWER عندما سجلت زر التشغيل على جهاز التحكم عن بُعد و KEY_TIME عند تسجيل زر المؤقت

إذا تم تسجيل أكثر من بضعة مفاتيح ، فإنني أوصي بتوثيق أسماء المفاتيح المستخدمة والزر الذي يتم تعيينهم إليه ، حيث قد لا يكون هناك اسم مثالي للزر الذي يتم تسجيله. هذا سيجعل من السهل الرجوع إليها في المستقبل.

قم بإنشاء ملف تكوين عن بعد

قم بإنشاء ملف تكوين وحدة تحكم عن بعد جديد (باستخدام / dev / lirc0)

sudo systemctl وقف lircd

cd ~ غير مسجل -d / dev / lirc0 إذا واجهت خطأ يقول غير قادر على فك تشفير البيانات أو حدث خطأ ما ، فاضغط على CTRL + C لإلغاء وتشغيل الأمر الأخير لأن هذا الأمر سيجبر السجل على العمل في الوضع الأولي ويجب أن يسمح للعملية بـ تواصل

اتبع الإرشادات التي تظهر على الشاشة. بمجرد تهيئة النظام ، أدخل اسم جهاز التحكم عن بُعد الذي تقوم بتسجيله (سيعتمد الملف الناتج على هذا الاسم) ، ثم أدخل اسم المفتاح الذي ستقوم بتسجيله ، ثم اضغط على الزر الموجود على جهاز التحكم عن بُعد أثناء الإشارة إليه المتلقي حتى يُطلب منك اسم الزر التالي. كرر هذه الخطوة لكل زر على جهاز التحكم عن بُعد الذي ترغب في تسجيله.

انسخ ملف (ملفات) التكوين الجديد إلى دليل lircd.conf.d وابدأ تشغيل lirc مرة أخرى

sudo cp ~ / *. lircd.conf /etc/lirc/lircd.conf.d

نظام sudo بدء lircd

في هذه المرحلة ، تم تسجيل الرموز البعيدة في ملف.

الخطوة 5: مقبس سماعة الرأس (اختياري)

لجعل تشغيل الأسلاك وتعديل Raspberry Pi أكثر معيارية ، قمت بلصق مقبس صوت سماعة رأس 1/8 بوصة على العلبة وأسلاك متصلة بالمقبس. تم استخدام أسلاك سماعة الرأس مع القابس المطابق لتوصيل IR LED ، لذلك يمكن توجيه هذا السلك إلى موقع غير واضح للإشارة إلى مستقبل الأشعة تحت الحمراء للجهاز الذي أردت توصيله ، ولكن يمكن فصله بسهولة من Pi دون الحاجة إلى إزالته كل الأسلاك.

هذا اختياري بحت ، لكنه أصبح مفيدًا.

الخطوة 6: توصيل IR LED (سريع)

يمكن توصيل الـ IR Emitting LED بـ Raspberry Pi بعدة طرق. توضح هذه الخطوة الطريقة السريعة التي قمت بتوصيلها بها ، ولكن ما اكتشفته لاحقًا يمكن أن يتجاوز الحد الحالي على دبابيس باي. حتى الآن لم أواجه أي مشاكل ، ولكن تم وصف طريقة أكثر مثالية للاتصال في الخطوة التالية

احسب المقاوم المطلوب لمصباح IR LED الخاص بك. https://ledcalculator.net/ يمكن أن يساعد في تحديد قيمة المقاوم المناسبة إذا كان لديك جميع مواصفات LED الخاص بك. في هذه الحالة ، يكون جهد الدبوس 22 هو 3.3 فولت ، وانخفاض جهد LED هو 1.2 فولت ، والتصنيف الحالي 20 مللي أمبير ، وتم استخدام 1 LED ، مما ينتج عنه قيمة مقاومة 110 أوم مطلوبة. لقد استخدمت مقاومًا واحدًا 100 أوم.

ملاحظة: تم لفت انتباهي لاحقًا إلى أن الحد الأقصى للتيار لجميع المسامير في أي وقت هو 16 مللي أمبير ، لذلك يمكن أن يتجاوز هذا التكوين ذلك. تم وصف تكوين أفضل مع ترانزستور وإمداد 5 فولت في الخطوة التالية ، ولكن بعد عدة أسابيع من التشغيل في هذا التكوين ، لم أواجه أي مشاكل حتى الآن.

سيتم توصيل دبوس 22 على Raspberry Pi بأنود IR LED ، وهو الساق الأطول افتراضيًا.

يتصل الدبوس الأقصر من LED بالمقاوم ثم بالدبوس الأرضي. لقد قطعت معظم السلك الموجود على المقاوم وقمت بلحامها مباشرة إلى دبوس أرضي وإلى السلك الأرضي المتجه إلى LED.

الخطوة 7: توصيل IR LED (الطريقة الصحيحة)

لتوصيل LED بشكل صحيح دون تجاوز حد السحب الخاص بـ Raspberry Pi ، قم بتوصيل مصابيح LED بمصدر 5 فولت بالمقاوم المناسب ، وقم بتوصيل دبوس الكاثود بدبوس المجمع لمقاوم 2N2222 ، وقم بتوصيل دبوس Emitter الخاص بالترانزستور بالأرض ، وقم بتوصيل دبوس 22 من Pi بمقاوم 1K أوم بالدبوس الأساسي للترانزستور. يسمح هذا لتيار صغير جدًا من الدبوس 22 لتوصيل مؤشر LED بالأرض ، وإكمال الدائرة دون الحاجة إلى رسم Pi.

في المثال الخاص بي ، قمت بتوصيل 2 من مصابيح LED للأشعة تحت الحمراء ، حتى أتمكن من التحكم في الإضاءة المحيطة بالإضافة إلى الموقد الكهربائي.

الخطوة 8: اختبار إرسال أوامر IR

لإرسال أمر IR ، يتم استخدام برنامج irsend.

النحو: irsend

مثال: irsend SEND_ONCE Spectrafire KEY_POWER يرسل هذا الأمر زر الطاقة من جهاز التحكم عن بعد Spectrafire مرة واحدة. استبدل Spectrafire بأي شيء أسمته بجهاز التحكم عن بُعد. كرر مع أسماء المفاتيح الأخرى المستخدمة عند تسجيل الملف.

في هذه المرحلة ، يمكنك إرسال أي أوامر تم تسجيلها مسبقًا باستخدام IR LED المتصل بـ Raspberry Pi.

الخطوة التاسعة: تركيب Ha-bridge

للسماح لـ Echo بالقدرة على التحكم في أجهزتنا ، سنقوم بمحاكاة لمبة Philips Hue باستخدام جسر ha-bridge. بمجرد التهيئة ، سيكون Echo قادرًا على اكتشاف هذا الجهاز وإرسال أوامر التشغيل / الإيقاف إليه.

يحدد موقع الويب الخاص بـ ha-bridge بوضوح عملية الإصدار الحالي ويوصى بشدة بمراجعته.

github.com/bwssytems/ha-bridge

انسخ الأسطر التالية والصقها في جلسة SSH لتثبيت وتكوين HA Bridge. (قد يكون من الضروري تشغيل السطر الأول نفسه ، ثم لصق الأسطر المتبقية

sudo apt install -y oracle-java8-jdk

mkdir / home / pi / habridge cd / home / pi / habridge / rm ha-bridge - *. jar -f wget $ (curl -s https://api.github.com/repos/bwssytems/ha-bridge/releases / latest | grep 'browser_' | cut -d / "-f4) mv ha-bridge - *. jar ha-bridge.jar echo [الوحدة] | sudo tee /etc/systemd/system/habridge.service echo الوصف = HA Bridge | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo Wants = network.target | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo After = network.target | sudo tee -a / etc /systemd/system/habridge.service echo | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo [الخدمة] | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo Type = simple | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo WorkingDirectory = / home / pi / habridge | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo ExecStart = / usr / bin / java -jar -Dconfig. file = / home / pi / habridge / data / habridge.config /home/pi/habridge/ha-bridge.jar | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo | sudo tee -a / etc / systemd / system / hab صدى ridge.service [تثبيت] | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo WantedBy = multi-user.target | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service #Reload System Control وبدء الخدمة ، الإعداد للتمكين عند بدء التشغيل sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl start habridge.service sudo systemctl تمكين habridge.service

الخطوة 10: محاكاة لمبة Philips Hue

مع تشغيل ha-bridge ، افتح مستعرض ويب وأدخل عنوان IP الخاص بـ Raspberry Pi ، وستظهر واجهة ha-bridge.

انقر فوق الارتباط إضافة / تحرير في الجزء العلوي من الصفحة

الاسم: أدخل الاسم الذي تريد استخدامه عند نطق الأوامر

في القسم المسمى "على العناصر" ، عيّن النوع "تنفيذ الأمر / البرنامج النصي / البرنامج وأدخل الأمر في مربع العنصر الهدف. إذا كانت هناك أوامر متعددة مطلوبة ، فانقر فوق الزر" إضافة "لحفظ السطر الحالي وأدخل أمرًا آخر. إنه كذلك من الممكن أيضًا ضبط مهلة وتكرار الأمر عددًا معينًا من المرات.في هذه الحالة ، يلزم الضغط على زر الطاقة أولاً ، ثم الضغط على زر المؤقت 3 مرات لضبط مؤقت الإيقاف التلقائي لمدة 3 ساعات.

كرر نفس الفكرة لمنطقة "عناصر خارج" ، انقر فوق إضافة عند الانتهاء.

في الجزء العلوي من الصفحة ، انقر فوق "إضافة جهاز جسر" لحفظه كعنصر جديد ، أو قم بتحديث جهاز الجسر إذا قمت بتعديل عنصر موجود.

صوب IR LED على الجهاز. في صفحة Bridge Devices ، انقر فوق الزر Test ON (تشغيل) أو Test OFF (اختبار إيقاف التشغيل) للتحقق من أنه يعمل بالشكل المطلوب.

الخطوة 11: الاتصال بـ Amazon Echo

الخطوة الأخيرة هي السماح لـ Amazon Echo بالاتصال بهذا الجهاز. ملاحظة: يجب أن يكون كلا الجهازين على نفس الشبكة.

الخيار 1) قل "Alexa ، اكتشف الأجهزة المنزلية الذكية"

الخيار 2) افتح تطبيق Alexa ، وانقر على القائمة> المنزل الذكي وانقر على رابط "اكتشاف الأجهزة"

بعد لحظات قليلة ، يجب التعرف على الجهاز.

تحدث ، "Alexa ، قم بتشغيل موقد غرفة النوم" وتحقق من تشغيل الجهاز كما هو متوقع. استبدل مدفأة غرفة النوم بأي شيء تسميه جهازك في ha-bridge. كرر العملية لإيقاف تشغيل الجهاز.

إذا لم تكن قد قمت بتركيب IR LED حتى الآن ، فابحث عن مكان غير واضح لتثبيته مع السماح له بالإشارة في الاتجاه العام لمستقبل الأشعة تحت الحمراء في الجهاز. قد تحتاج إلى تحريكه للإشارة إلى مناطق مختلفة للعثور على أفضل مكان.