Релейный контроллер Alexa Raspberry Pi: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Я создал это руководство, чтобы поделиться своим опытом интеграции устройств Интернета вещей с Amazon Alexa.

Этот проект позволяет управлять релейной платой, подключенной к Raspberry Pi, с контроллера smarthome.

Он был протестирован с Alexa, но также, похоже, отлично работает с Samsung Smartthings и другими интерфейсами управления, поскольку он имитирует серию сокетов Belkin Wemo.

Существует МНОГО примеров, основанных на отличном коде FAUXMO, но это означало изучение python и не давало мне детального контроля, который мне был нужен для моих устройств, поэтому я решил воссоздать его с нуля, используя C в качестве базового языка кодирования.

Я также не хотел вдаваться в подробности лямбда-кода на Amazon.com, поэтому я сделал его очень простым.

Я разместил исходники и заметки на Github:

github.com/Switchdoctorstu/StuPiMo

В учебнике действительно рассказывается, как заставить его работать, и публиковать мои заметки на случай, если это поможет другим.

Шаг 1. Расходные материалы и подключения

Все, что вам нужно, легко доступно на Amazon / EBay:

• Raspberry Pi *
• Блок питания Pi
• Разъемы Dupont
• Релейная плата
• Старый кабель micro-USB (разрезать пополам для питания релейной карты)

Подойдет любой Raspberry Pi, я тестировал это на Model B и Zero.

* Если вы используете Pi Zero, вам понадобится сетевой адаптер OTG (если вы не покупаете версию W с встроенным Wi-Fi)

Вам нужно будет подключить Pi к сети.

Используйте разъемы dupont для подключения релейной карты к Pi.

Обратите внимание, что релейная карта должна использовать внешнее питание (удалите перемычку и подключитесь к внешнему источнику 5 В). Он будет работать от PI, но не рекомендуется для работы в производственной среде.

Для своей установки я использовал USB-концентратор с внешним питанием. Это обеспечивает питание ИП.

Я также отрезал конец старого USB-кабеля и включил реле от второго USB-соединения к концентратору, чтобы оставаться в безопасности. В моей «производственной» версии используется небольшой импульсный блок питания 5V 5A. Опять же, я просто разрезал USB-кабель пополам, чтобы подключить Pi через Micro-USB, и вырезал два разъема dupont для питания релейной платы. В USB-проводе 4 провода, большинство из них используют красный / черный для обозначения источника питания 5 В, но в случае сомнений используйте измеритель, чтобы убедиться, что вы получили правильные провода.

Контакты реле на плате подключены к соответствующим контактам GPIO на заголовке PI.

Код позволяет вам выбирать контакты GPIO, но я использовал по умолчанию:

1. Контакт реле 1 - Земля
2. Контакт реле 2 - реле 1 - GPIO 0
3. Контакт реле 3 - реле 2 - GPIO 1
4. Контакт реле 4 - реле 3 - GPIO 2
5. Контакт реле 5 - реле 4 - GPIO 3
6. Контакт реле 6 - реле 5 - GPIO 4
7. Контакт реле 7 - реле 6 - GPIO 5
8. Контакт реле 8 - реле 7 - GPIO 6
9. Контакт реле 9 - реле 8 - GPIO 7
10. Контакт реле 10 - + 5В для логики

Шаг 2: настройка PI

Я не собираюсь воссоздавать учебник о том, как настроить PI и подключить к сети.

Есть много гидов, в том числе отличные инструкции по:

www.instructables.com/id/Ultimate-Raspberr…

Вам нужно будет добраться до точки, где PI будет виден в сети, и вы сможете подключиться к нему.

Неважно, через Ethernet или беспроводное соединение.

Этот проект можно завершить только с помощью Raspberry PI с помощью редактора Geany Programmers Editor, но лично мне легче подготовить код на ПК с помощью Visual Studio или Eclipse (или даже Notepad ++), а затем загрузить его в PI для отладки с помощью Подключение VNC. Опять же, я не собираюсь здесь рассказывать об этом, так как есть много отличных инструкций по настройке VNC на RPi.

Все, что вам нужно, это добраться до точки, где вы можете загрузить и скомпилировать код.

Одно важное замечание: поскольку обработчик UPNP требует многоадресной рассылки UDP, для используемых интерфейсов должен быть установлен режим «Беспорядочный».

Это можно сделать в командной строке:

pi @ raspberrypi: ~ $ ifconfig eth0 promisc

и / или

pi @ raspberrypi: ~ $ ifconfig wlan0 promisc

Это нужно сделать постоянным, поэтому я отредактировал /etc/rc.local

sudo nano / etc / rc.local

включить строку:

sudo ifconfig eth0 promisc

после первого набора строк # баннеров, чтобы гарантировать, что интерфейсы были установлены при запуске.

Шаг 3: загрузка и компиляция кода

Сам код находится в моем репозитории Github;

github.com/Switchdoctorstu/StuPiMo/blob/ma…

пока есть «правильные» способы клонировать репозиторий. Мне было проще просто открыть редактор Geany на рабочем столе Pi и вставить код.

Точно так же, если вы используете командную строку;

Создать новый каталог

mkdir Stu

Изменить на это

cd Stu

Создайте новый текстовый файл

nano StuPiMo.c

Скопируйте код из Github raw и вставьте его в новый файл.

Сохранить и выйти.

Если у вас есть файл как объект исходного кода C, вы можете скомпилировать его, используя

gcc -o StuPiMo StuPiMo.c -l wiringPi

обратите внимание, что "-l wiringPi" необходим для обеспечения того, чтобы компилятор связывался с необходимой библиотекой wiringPi.

Затем код можно запустить с помощью

./StuPiMo

Опять же, если вы хотите, чтобы это запускалось при запуске, используйте команду:

sudo nano /etc/rc.local

добавить следующую строку

sudo / home / pi / Stu / StuPiMo &

в ваш файл /etc/rc.local. Не забудьте сохранить файл при выходе.

Обратите внимание, что знак «&» необходим для создания подпроцесса, чтобы гарантировать, что скрипт не заблокирован на этом этапе.

Шаг 4: Использование

После запуска кода попросите Алексею «Обнаружить устройства», и она должна найти все 8 виртуальных устройств Wemo.

Тогда это просто случай сказать: «Алекса включает сокет 1» или «Алекса выключает сокет 6» и т. Д., И соответствующее реле будет изменено.

Шаг 5: Как работает код

Код работает, эмулируя серию устройств с разъемами Belkin Wemo.

Чтобы добиться этого, он должен выполнять 2 основные функции.

• обработчик широковещательной рассылки обнаружения UPNP
• «обработчик устройства» (по одному на виртуальное устройство) для управления командами, отправляемыми устройству, и необходимыми ответами.

«Бонусной» функцией является то, что он также публикует веб-страницу, позволяющую управлять устройствами.

Обработчик UPNP

Обработчик UPNP открывает сокет для мониторинга пакетов протокола SSDP на 239.255.255.250 порту 1900.

Он отвечает на любые поступающие запросы «M-SEARCH» с помощью пакета ответа на обнаружение, который анонсирует отдельные эмуляторы Wemo всем, кто их запрашивает.

Обработчик устройства

Обработчики устройств (по одному на виртуальное устройство) отслеживают серию IP-портов и отвечают на запросы.

Когда его спросят, он предоставит ответ setup.xml.

По запросу он предоставит файл описания события.

Он ответит на запрос GETBINARYSTATE

Он обработает запрос SETBINARYSTATE и ответит на него.

Веб сервер

Веб-сервер - это простая процедура, которая создает HTML-форму, содержащую кнопку для каждого реле.

Он будет реагировать на нажатие кнопок и соответственно переключать состояние реле.

Шаг 6: настройка и понятные имена

Я не сошел с ума от кода, чтобы он оставался простым и доступным для редактирования.

Основы можно настроить с помощью определений в начале кода:

// глобальные определения # define WEBPORT 5353 // порт для запуска веб-сервера

#define NUMDEVICES 8 // Количество виртуальных устройств для создания

#define PORTBASE 43450 // базовый IP-порт для увеличения с

WEBPORT - это номер порта, на котором работает встроенный веб-сервер. Чтобы упростить задачу, можно было бы установить значение 80, но я обнаружил, что это конфликтует с tomcat или другими службами, работающими локально.

NUMDEVICES определяет количество запускаемых отдельных эмуляторов WEMO. Если у вас двухпортовая релейная карта, установите для нее значение 2, 4 порта = 4 и т. Д.

Понятные имена для устройств устанавливаются в подпрограмме setup_names:

int setup_names (дружественные символы [ЧИСЛО] [НАЗВАНИЕ]) {int i = 0;

// используем этот цикл

for (i = 0; i <ЧИСЛА; i ++) {

sprintf (friendly , «Сокет% d», i + 1);

}

// или следующую ручную таблицу для заполнения имен устройств

/*

strcpy (friendly [0], «Телевизор в спальне»);

strcpy (дружественный [1], «Электрическое одеяло»);

strcpy (friendly [2], «Лампа в спальне»);

strcpy (friendly [3], «Socket 4»);

strcpy (friendly [4], «Socket 5»);

strcpy (friendly [5], «Socket 6»);

strcpy (дружественный [6], «Socket 7»);

strcpy (friendly [7], «Socket 8»);

*/

вернуть я;

}

Я использовал цикл для вызова каждого из устройств Socket n, но вы можете удалить этот цикл и вместо этого добавить свои собственные понятные имена (просто убедитесь, что вы добавили тот же номер, что и NUMDEVICES), если вы удалите / * * /

Не забудьте перекомпилировать код, если вы внесете какие-либо изменения.