أتمتة المنزل الرخيصة والفعالة باستخدام Raspberry Pi: 11 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

أردت دائمًا أن أكون قادرًا على التحكم في الأضواء لاسلكيًا ، لكن الخيارات التجارية غالبًا ما تكون باهظة الثمن. تبلغ تكلفة مصابيح Philips Hue حوالي 70 دولارًا ، كما أن المصابيح المتصلة بشبكة WiFi باهظة الثمن أيضًا. سيخبرك هذا البرنامج التعليمي بكيفية التحكم في ما يصل إلى خمسة أضواء / مصابيح / خيوط إضاءة عيد الميلاد بحوالي 50 دولارًا ، ويمكن توسيعها لتشمل المزيد من الأضواء أيضًا.

الخطوة 1: ما سوف تحتاجه

المواد:

Raspberry Pi Zero W (الإصدار اللاسلكي)

بطاقة Micro SD (4 جيجابايت على الأقل)

كابل / محول Mini HDMI إلى HDMI (هناك فرق بين mini و micro ، تأكد من الحصول على النوع الصحيح!)

كابل / محول مايكرو يو إس بي إلى يو إس بي

لوحة مفاتيح USB

ملاحظة: لقد حصلت على مجموعة بداية Raspberry Pi Zero W من Amazon والتي جاءت مع Raspberry Pi Zero W وبطاقة SD والحالة وكابل الطاقة ومحول HDMI ومحول USB. مقابل 30 دولارًا فقط ، إنه خيار جيد جدًا (رابط)

يمكنك استخدام طراز مختلف من Raspberry Pi ، ولكن يجب أن يكون لدى Raspberry Pi شكل من أشكال الاتصال بالإنترنت ، و Pi Zero W هو الخيار الأرخص.

المنافذ البعيدة - لقد استخدمت هذه

مرسل ومستقبل الترددات الراديوية (ملاحظة: يجب أن يتطابق تردد جهاز الإرسال / المستقبل مع تردد المنافذ البعيدة) - لقد استخدمت هذه

سلك للهوائي (لقد استخدمت قياس 22 سلكًا نحاسيًا صلبًا ، وقد يعمل سلك آخر)

Breadboard ، أسلاك توصيل ، 40 رأسًا من ذكر إلى ذكر

برمجة:

نظام Raspberry Pi OS (تنزيل Raspbian Desktop)

تصوير قرص Etcher (لكتابة نظام التشغيل Pi على بطاقة SD)

أدوات:

لحام حديد

كمبيوتر لتنزيل Pi OS و Etcher

الخطوة 2: قم بإعداد المنافذ

ابدأ بتوصيل المنافذ الخاصة بك في المقبس. اتبع التعليمات المرفقة لإعدادها ، وقم بتوصيل الأضواء / الأجهزة الخاصة بك. تأكد من إقران جهاز التحكم عن بُعد بشكل صحيح وأنه يتحكم في المقابس.

الخطوة 3: قم بإعداد حساب PubNub

PubNub هو خادم إنترنت مجاني يسمح لك بالاتصال بين الأجهزة في أي مكان في العالم. يستقبل برنامج Python النصي الرسائل من صفحة ويب ، ويستخدم المعلومات الموجودة في الرسالة لتشغيل الأضواء أو إطفاءها. يمكنك التسجيل للحصول على حسابك المجاني هنا. بمجرد قيامك بالتسجيل ، قم بتسجيل الدخول إلى حسابك. سينقلك هذا إلى صفحة إدارة التطبيق. انقر فوق "إنشاء تطبيق جديد". امنحك اسمًا للتطبيق ، ثم حدده من قائمة التطبيقات (إذا كان هذا هو تطبيقك الأول ، فسيكون هو الوحيد) سينقلك هذا إلى صفحة مفاتيح التطبيق. انقر على "Demo Keyset" ، وسترى ثلاثة مفاتيح مختلفة. استمر في رفع هذه الصفحة ، ستحتاج إلى هذه المفاتيح لاحقًا. الآن بعد أن أصبح لديك حساب PubNub الخاص بك ، يمكنك إعداد raspberry pi.

الخطوة 4: تحضير Raspberry Pi

قم بتنزيل Etcher و Raspberry Pi OS على جهاز الكمبيوتر الخاص بك (الروابط في قائمة الأجزاء)

قم بتثبيت Etcher على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، وفك ضغط (إذا لزم الأمر) نظام Raspberry Pi OS. أدخل بطاقة Micro SD في جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، وافتح Etcher. انقر فوق "تحديد صورة" وانتقل إلى ملف Raspberry Pi OS الذي تم فك ضغطه. حدده ، ثم انقر فوق "تحديد محرك الأقراص" وحدد بطاقة micro SD الخاصة بك من القائمة. انقر فوق "فلاش" ، وانتظر حتى يكتمل Etcher. بمجرد اكتمال Etcher ، قم بإزالة بطاقة SD الخاصة بك من جهاز الكمبيوتر الخاص بك (يقوم Etcher بإخراجها تلقائيًا) وأدخلها في Raspberry Pi الخاص بك. في هذه المرحلة ، ستحتاج إلى توصيل Raspberry Pi بشاشة بمحول HDMI. قم بتوصيل لوحة مفاتيح (وماوس إذا كان لديك موزع USB متعدد) وقم بتوصيل كبل الطاقة. هناك نوعان من منافذ USB الصغيرة. أحدهما للطاقة ، والآخر هو منفذ USB حقيقي. الأقرب إلى نهاية Pi هو الطاقة ، بينما الأقرب إلى المنتصف هو USB. سيبدأ الآن raspberry pi في التمهيد. قد تتم إعادة التشغيل عدة مرات أثناء التمهيد الأول ، لكن هذا أمر طبيعي. بمجرد بدء تشغيل raspberry pi ، قم بتوصيله بشبكة WiFi الخاصة بك. بعد توصيله بشبكة WiFi ، يمكنك استخدام خادم SSH ، لكني أجد أنه من الأسهل استخدام واجهة المستخدم الرسومية في الوقت الحالي. افتح نافذة طرفية وأدخل هذه الأوامر:

تثبيت sudo pip3 "pubnub == 3.9.0"

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

sudo git clone https://github.com/timleland/rfoutlet.git / var / www / rfoutlet

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

الأسلاك القرص المضغوط

./يبني

الآن ، افتح متصفح ملف Raspberry Pi ، وسترى مجلد pi-home-automation. انقر نقرًا مزدوجًا فوقه ، وسترى ملفًا يسمى RFControl.py. انسخه (انقر في الاتجاه المعاكس واختر "نسخ") ، ثم ارجع إلى مجلد pi والصقه هناك.

قم بإيقاف تشغيل raspberry pi (إما من القائمة أو عن طريق تشغيل sudo poweroff من سطر الأوامر) ، وافصله بمجرد توقف الضوء الأخضر عن الوميض.

الخطوة الخامسة: إنشاء الدائرة

حان الوقت الآن لإنشاء الدائرة. لقد استخدمت لوح التجارب ، لكن يمكنك القيام بذلك كيفما تشاء.

أولاً ، يجب إنشاء هوائي لجهاز إرسال الترددات الراديوية. يوضح هذا البرنامج التعليمي الموجه إلى كيفية صنع هوائي لجهاز إرسال الترددات اللاسلكية. اتبع التعليمات ، ثم قم بتثبيتها في دبوس هوائي جهاز الإرسال (على الذي استخدمته كان يسمى ANT) مع الجانب الأقصر الأقرب إلى جهاز الإرسال

قم بتوصيل جهاز الإرسال

يستخدم جهاز الإرسال هذه المسامير:

البيانات: GPIO 17 ، الدبوس المادي 11

VCC: Raspberry Pi 5v ، دبوس مادي 2

GND: Raspberry Pi GND ، دبوس مادي 6

قم بتوصيل جهاز الاستقبال

يستخدم جهاز الاستقبال هذه المسامير:

GND: Raspberry Pi GND ، دبوس مادي 9

VCC: Raspberry Pi 5v ، دبوس مادي 4

البيانات: GPIO 27 ، الدبوس المادي 13 (يوجد دبابيس بيانات على جهاز الاستقبال الذي استخدمته ، واستخدمت الأقرب إلى VCC)

الخطوة 6: احصل على أكواد التردد اللاسلكي الخاصة بك

بعد توصيل دائرتك بـ Raspberry Pi ، تحقق منها مرتين للتأكد من أن كل شيء في مكانه ثم قم بتشغيله مرة أخرى. بمجرد تشغيله ، افتح Terminal واكتب

sudo / var / www / rfoutlet / RFSniffer

بعد ذلك ، افتح برنامج RFControl. قد يكون وضع نافذة المحطة الطرفية ونافذة البرنامج جنبًا إلى جنب مفيدًا في الخطوة التالية.

ستحتاج إلى جهاز التحكم عن بُعد الذي تم تضمينه في مجموعة المنفذ الآن. أمسكه بالقرب من جهاز الاستقبال ، واضغط على كل زر على حدة. عندما تضغط على زر ، سترى رقمين مطبوعين على الشاشة. سيكون أحدهما رمزًا مكونًا من ستة أو سبعة أرقام ، والآخر رمز مكون من ثلاثة أرقام. ستحتاج إلى تعديل قاموس الأكواد في البرنامج. أدخل الرمز المكون من 7 أرقام في مكان المفتاح المقابل في البرنامج ، ولكل زر تشغيل / إيقاف ، أدخل الرمز المكون من 3 أرقام (هذا هو الطول) في len الخاص بالمفتاح المقابل في البرنامج.

على سبيل المثال ، إذا كان المفتاح 1 قيد التشغيل يحتوي على رمز 1234567 ، ورمز إيقاف التشغيل 7654321 ، وطوله 890 ، فسيبدو الرمز كما يلي:

أكواد = {

'switch1': {'on': 1234567، #This is switch 1 on 'off': 7654321، # this is switch 1 off 'len': 890، # this is switch 1 code length}، 'switch2': {… } ،…}

كرر هذا لكل زر. أثناء قيامك بتحرير هذا الملف ، قم بتغيير السلاسل التي تقول "YOUR-SUB-KEY" إلى مفتاح الاشتراك في PubNub ، و "YOUR-PUB-KEY" إلى مفتاح النشر الخاص بك.

بمجرد تسجيل كل زر ، يمكنك المتابعة إلى القسم التالي.

الخطوة السابعة: تشغيل البرنامج

الآن بعد أن أصبحت لديك جميع الرموز الخاصة بك ، انتقل إلى صفحة GitHub هذه (على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، وليس على raspberry pi) وانقر على الزر الأخضر الذي يقول "Clone or download" ، ثم انقر فوق "Download ZIP". بمجرد تنزيل هذا الملف ، قم بفك ضغطه وافتح المجلد. افتح الملف المسمى main.js. ستحتاج إلى إدخال مفاتيح الاشتراك والنشر في البرنامج عن طريق استبدال "YOUR-PUB-KEY" بمفتاح النشر و "YOUR-SUB-KEY" بمفتاح الاشتراك الخاص بك.

بعد ذلك ، ارجع إلى Raspberry Pi وأدخل

python3 RFControl.py

بمجرد طباعة "جاهز" ، ارجع إلى جهاز الكمبيوتر وافتح ملف index.html في متصفح الويب عن طريق النقر المعاكس ، وحدد "فتح باستخدام" ، وحدد المتصفح المفضل لديك. يجب أن ترى عمودين من 5 أزرار ، مع أسماء المفاتيح بينهما. اضغط على أي من الأزرار. إذا كان يتحكم بشكل صحيح في المقبس ، فهذا رائع! إذا لم يكن الأمر كذلك ، فإليك بعض الأشياء التي يمكنك تجربتها:

1. تأكد من أن Raspberry Pi يتلقى الرسائل. يجب أن تطبع على الشاشة كلما تلقيت رسالة من صفحة الويب. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فتأكد من صحة مفاتيح الاشتراك / النشر.
2. إذا كان Raspberry Pi يتلقى رسائل ، فتأكد من صحة أكواد RF. تأكد من إقران منافذ البيع بجهاز التحكم عن بُعد ، وأن جهاز التحكم عن بُعد يمكنه التحكم فيها ، وأن الرموز التي أدخلتها في البرنامج صحيحة.
3. إذا كانت أكواد RF صحيحة ، فتأكد من أن Raspberry Pi في نطاق المنافذ. إذا بدأوا في العمل بعد تقريبه ، فقد تحتاج إلى إعادة عمل الهوائي.
4. إذا كانوا لا يزالون لا يعملون ، فيرجى إخباري بمشكلتك في التعليقات وسأحاول مساعدتك في حلها.

الخطوة 8: التشغيل عند بدء التشغيل

لتشغيل برنامج Python عند بدء التشغيل ، أدخل هذا في محطة raspberry pi:

كرونتاب -e

بعد ذلك ، انتقل إلى أسفل الملف وأدخل هذا:

reboot python3 /home/pi/RFControl.py &

سيؤدي ذلك إلى تشغيل نص Python عند بدء التشغيل في كل مرة. الآن أعد تشغيل Raspberry Pi الخاص بك.

الخطوة 9: إضافة المزيد من المفاتيح

إذا كنت ترغب في إضافة المزيد من المنافذ ، فاتبع الإرشادات التالية:

افتح RFControl.py على Raspberry Pi الخاص بك ، وأضف مفتاحًا جديدًا إلى قاموس المفاتيح.

مثال:

مفاتيح = {

… مفاتيح أخرى … 'NAME-OF-SWITCH': {'on': xxxxxxx، 'off': yyyyyyy، 'len': zzz،}،}

بعد ذلك ، أضف زرًا جديدًا في تطبيق الويب الخاص بك عن طريق تحرير متغير المفاتيح في main.js على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

مثال:

مفاتيح var = [… مفاتيح التبديل القديمة … ['NAME-TO-DISPLAY'، 'NAME-OF-SWITCH']،]؛

استبدل NAME-TO-DISPLAY بالاسم الذي تريده أن يظهر على صفحة الويب ، واستبدل NAME-OF-SWITCH في كلا الملفين بأي شيء تريده. يجب أن تكون فريدة من نوعها مع ذلك!

الخطوة 10: المضي قدمًا

يتم دعم PubNub على العديد من الأنظمة الأساسية المختلفة ، مما يعني أنه يمكنك إرسال الرسائل من أي جهاز تقريبًا! لقد استخدمت مجموعة Raspberry Pi AIY Voice و PubNub لإرسال أوامر بصوتي ، ولكن قد يكون هذا هو موضوع Instructable لاحقًا. شكرًا لك على قراءة Instructable الخاص بي ، وآمل أن يكون مفيدًا!

الخطوة 11: الاعتمادات

بفضل Tim Leland على البرنامج التعليمي حول إعداد جهاز إرسال RF: البرنامج التعليمي

بفضل diy_bloke للبرنامج التعليمي حول إنشاء هوائي: البرنامج التعليمي

شكرًا أيضًا لأي شخص آخر نشر دروسًا عبر الإنترنت شاهدتها للحصول على المساعدة!