Умный холодильник: 11 шагов

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

Здравствуйте, в этом руководстве для школы я покажу вам, как создать собственный умный холодильник с помощью Raspberry Pi. Умный холодильник подсчитывает напитки, которые вы выносите, используя ваш личный значок.

Все данные будут сохранены и собраны в базе данных Mysql и размещены на веб-сайте. Веб-сайт адаптивен и может использоваться на смартфонах.

Шаг 1. Инструменты и компоненты

Инструменты:

• Паяльник
• Припой
• Дрель
• Головоломка
• Пила
• Отвертка или молоток (если вы хотите использовать шурупы или гвозди)
• Наждачная бумага
• 2x фанера из твердой древесины (12 мм 122 x 61 см)

Компоненты:

• 1x Raspberry Pi 3
• 1x 8 ГБ micro SD
• 1x светодиодная лента (1 м)
• 3x светодиода (зеленый, синий и красный)
• 1x кнопка
• 1x 6V / 12V электрический замок
• 1x реле 5 В
• 6x LDR
• Резистор 9x
• 1x макетная плата
• 1x MCP3008
• 1x GPIO T-cobbler
• 1x кабель Ethernet
• 1x внешний источник питания (замок)
• 1x Универсальная мощность (пи)
• Электронные провода

Это то, что я использовал, но вы можете изменить некоторые части или добавить некоторые.

Максимальная общая стоимость без инструментов составляет около 140 евро.

Шаг 2: Настройка Raspberry Pi 3

Мы начнем установку операционной системы на Raspberry Pi.

Загрузите образ «Raspbian Jessie with pixel» с сайта Raspberry Pi. Вы увидите, что это ZIP-файл. Распакуйте этот ZIP-файл в желаемое место.

• Загрузите инструмент Win32 Disk Imager, его можно скачать на Sourceforge.
• Щелкните значок папки, чтобы выбрать изображение.
• Затем выберите в «Устройстве» вашу карту памяти microSD.
• Затем нажмите «Написать»

После того, как образ будет записан на вашу microSD, вы можете открыть microSD в проводнике Windows.

• Откройте файл "cmdline.txt"
• Перед словом rootwait добавьте следующую строку: 169.254.10.0
• Затем сохраните файл.

Вставьте microSD в RPi

Подайте напряжение на ваш RPi с помощью адаптера постоянного тока 5,2 В

Подключите сетевой кабель к RPi и вставьте его в сетевой порт вашего компьютера.

Ваш Raspberry готов к использованию.

Шаг 3: подключитесь к Raspberry Pi 3

Для подключения к нашему RPi мы будем использовать Putty.

1. Скачать Putty
2. Создайте SSH-соединение (см. Изображение)

3. Войти

   • Имя пользователя: pi
   • Пароль: малина

НАСТРОЙКА WIFI

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Перейдите в конец файла и добавьте следующее:

network = {ssid = "название беспроводной сети"

psswrd = "пароль сети psk =" пароль беспроводной сети "}

Чтобы увидеть свой IP-адрес, введите:

ifconfig wlan0

Теперь вы можете без проводов подключиться к своему имени хоста Raspberry Pi в Putty = IP-адрес.

Если есть проблема с подключением к Wi-Fi, вы можете отредактировать файл следующим образом:

"sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.config"

Шаг 4: электрическая цепь

На этом этапе мы подключим каждый датчик к Raspberry pi.

Подключите T-cobbler к контактам GPIO на raspberry pi и поместите его на макетную плату. Или вы можете сделать свою собственную печатную плату и сделать ее более прочной.

MCP3008:

• Подключите вывод VDD к 3v3Connect.
• вывод VREF на 3v3Connect
• вывод AGND на GNDConnect
• контакт CLK к SCLKConnect
• Пин Dout к MISOConnect
• штырь Din к MOSIConnect
• вывод CS в CEOConnect
• вывод DGND на GND

LDR:

Подключите каждый LDR, который вы используете (максимум 8), к одному выводу на MCP3008.

Подключите первый вывод LDR к 3v3, а второй - к резистору, а резистор - к GND, и подключите de LDR между LDR и резистором к выводу на MCP3008.

ОЧЕНЬ ВАЖНО: убедитесь, что все провода, идущие к Pi, подключены к правильному выводу GPIO, иначе ваша программа не будет работать.

RFID

• Самый левый вывод (вывод напряжения) к выводу 3v3 RPI
• Второй (RST) к GPIO25
• Земля на землю
• IRQ нет
• MISO в MISO RPI
• От MOSI к MOSI RPI
• От SCK к SCLK RPI
• ПДД генеральному директору RPI

Кнопка холодильника:

• Один контакт к контакту 3v3 RPI
• Другой к выводу 13 RPI

Три светодиода:

• Один вывод к резистору 220 Ом и ЗАЗЕМЛЕНИЕ RPI
• Другой штифт к 23 штифту, 24 штифта и 26 штифта

Светодиодная подсветка в холодильнике:

• Подключите один контакт (+) к 5V.
• Другой штифт к ЗЕМЛЕ

Замок:

• Один штифт замка (ЗАЗЕМЛЕНИЕ) вы подключаете к земле внешнего адаптера
• Другой контакт замка (+), который вы подключаете к Relais
• Положительная сторона внешнего адаптера вы также подключаете к Relais

Так что теперь вам нужно только подключить сам Relais.

• Отрицательный контакт Relais, который вы подключаете к ЗАЗЕМЛЕНИЮ RPI.
• Контакт посередине (+ контакт) вы подключаете к контакту 5V RPI.
• Другой вывод (вывод KY-1) вы подключаете к 21 выводу RPI.

Шаг 5: сборка холодильника

На этом этапе мы строим холодильник.

В первую очередь вам понадобятся:

- фанера

- Головоломка

- маркер

Перед тем, как приступить к пилению, отметьте все детали на фанере.

2. После того, как вы проверили, все ли детали на рынке, можно приступать к пилению. (Имейте в виду, что лезвие тоже имеет некоторую ширину)

3. Распилив все детали, можно приступать к сверлению отверстий для датчиков.

- В нижней части холодильника нужно 6 больших отверстий, чтобы бутылки могли оставаться на месте.

- В полу холодильника нужно 6 отверстий меньшего размера для датчиков LDR.

- В крыше нужно 3 маленьких отверстия для 3 светодиодов (синий, красный и зеленый).

- Убедитесь, что RFID может считывать данные через древесину, иначе вам придется сделать древесину тоньше.

- Сделайте также небольшое отверстие на внутренней стороне передней панели для пуговицы.

Для дверцы также необходимо проделать 2 отверстия для соединения дверцы с внутренней частью холодильника. Чтобы открывать и закрывать дверь, я установил ручку.

После того, как вы закончите всю работу, вы можете поместить электрические части в место для записи.

Шаг 6: подключите датчики к холодильнику

На этом этапе мы устанавливаем в наш холодильник все купленные компоненты.

Вы можете начать с приклеивания макета и Raspberry Pi к задней части холодильника, то есть к тому месту, где заканчиваются все провода.

Поместите RFID, светодиоды, LDR и кнопку вправо и убедитесь, что вы можете подключиться к макетной плате.

Убедитесь, что все провода подключены правильно, можете посмотреть картинки или другие шаги как это сделать напишите.

После того, как вы разместите все компоненты в нужном месте, вы можете начать скручивать различные части вместе, как вы можете видеть на картинках. Все провода можно спрятать в двойном дне или двойном верхе.

Шаг 7. Аппаратное обеспечение кодирования

Я использовал программу Pycharm, чтобы все тестировать, пока я кодировал. Весь код, который я написал, вы можете найти на моем гитхабе

Шаг 8: MySQL

Удаление базы данных поможет вам начать использовать этот проект.

Простое подтверждение кода MySql помогает при желании изменить проект.

Я использовал 4 таблицы: «Пользователи», «Напитки», «Действия» и «Ведение журнала». Эти таблицы - самый простой и правильный способ убедиться, что проект работает.

Шаг 9. Создание веб-сайта

Вы можете увидеть весь код в следующей папке на Github.

Я использовал программу Pycharm, чтобы написать все это. Это простой способ кодировать и видеть все, что вы делаете во время работы.

Шаг 10: Автозапуск проекта

На этом этапе я покажу вам, как автоматически запустить ваш проект на Raspberry Pi.

Теперь мы позволим нашему коду автозапускаться при загрузке нашего пи, чтобы он мог работать сам по себе. Есть несколько способов сделать это, но я выбираю метод rc.local.

Откройте /etc/rc.local в своем любимом текстовом редакторе и поместите этот код над строкой «exit 0».

"sleep 15 python3 /home/pi/files/app/RUN.py & python3 /home/pi/files/website/website.py и наконец"

когда мы хотим увидеть наш веб-сайт, вы можете перейти к IP-адресу, указанному в нижней части файла website.py (по умолчанию 169.254.10.1:5000). Это конец моей первой инструкции, если что-то неясно, вы можете прокомментировать или написать мне.

Шаг 11: Конец

На этом этапе мы собираемся подготовить наш умный холодильник к работе.

Подключите блок питания от Rasberry Pi в розетку и дождитесь полной загрузки Raspberry Pi.

Другой блок питания подключите к розетке (для замка).

Вы можете выпить, отсканировав свой бейдж, закройте дверь, чтобы жетонные напитки пошли на ваш счет.

Чтобы увидеть свой веб-сайт: введите свой IP-адрес и введите: 5000.

Теперь ваш Smartfridge готов к использованию. Наслаждайтесь прохладительными напитками без стресса и следите за потреблением.