Как сделать IOT Smart Garage Opener используя Raspberry Pi?

В эту эпоху, когда новейшие технологии удерживают нас в повседневной жизни (IoT), она недавно стала современным подходом к автоматизации электронных устройств и, следовательно, к значительному снижению уровня вмешательства человека. Многие технологии поддерживают беспроводное управление такими устройствами, как радиочастотная идентификация (RFID), Bluetooth, Wifi и т. Д. В этом проекте мы сделаем устройство для открывания гаражных ворот Smart с использованием Raspberry Pi. Веб-сервер Raspberry Pi будет создан для открытия и закрытия ворот гаража с помощью вашего смартфона.

Smart Garage Door Opener

Как настроить Raspberry Pi и другие аппаратные компоненты?

Как мы поняли основную цель этого проекта, теперь давайте сделаем еще один шаг к сбору компонентов и их сборке.

Шаг 1: Необходимые компоненты

Шаг 2: Выбор модели Raspberry Pi

Несколько моделей Raspberry Pi доступны на рынке. За исключением малины пи ноль, любая модель может быть предпочтительнее. Это связано с тем, что на нуле Пи настройка сети – очень утомительная работа. Последние модели, такие как 3A +, 3B + или 4 можно приобрести. Новый Raspberry Pi 3 – самый быстрый и доминирующий гаджет, выпущенный Фондом Raspberry Pi. Итак, в этом проекте мы будем использовать Raspberry Pi 3B +.

Raspberry Pi 3B +

Шаг 3: Выбор операционной системы

Во-первых, нам понадобится SD-карта с соответствующей операционной системой. При выборе ОС в настоящее время существуют различные альтернативы: от «обычного» Raspbian до специализированных сред для работы с мультимедиа и даже Windows 10 IoT. Raspbian является предпочтительным, потому что он поставляется с более чем 35000 пакетов. Raspbian – это проект сообщества, находящийся в стадии активной разработки, с акцентом на повышение стабильности и производительности как можно большего количества пакетов Debian.

Распбиан Лайт

Шаг 4: сопряжение малины с ноутбуком

Внешний монитор или ЖК-дисплей с помощью кабеля HDMI можно использовать в качестве дисплея для подключения к Raspberry Pi. Если у кого-то нет ЖК-дисплея, он / она может использовать ноутбук для подключения Pi, но для подключения потребуется выполнить некоторые настройки. Мы будем использовать клиент Secure Shell (SSH), известный как Putty, для подключения Pi с помощью ноутбука. Интерфейс объясняется в шагах, упомянутых ниже:

1. Установка Advanced IP Scanner: Advanced IP Scanner – это инструмент, который используется для обнаружения IP-адресов, назначенных устройствам вашим Wi-Fi-маршрутизатором. Мы установим это программное обеспечение, нажав Вот
2. Определение IP-адреса, назначенного Raspberry Pi: Теперь мы проверим статический IP-адрес, назначенный нашему Raspberry Pi.Проверка IP-адреса

   IP-адрес, назначенный нашему Raspberry Pi, – 192.168.1.16. Обратите внимание на этот IP-адрес, потому что он понадобится в следующих конфигурациях. Примечание. Каждому человеку будет назначен отдельный IP-адрес в зависимости от маршрутизатора Wi-Fi.

3. Загрузите Putty и введите IP-адрес в нем: Putty – это клиент SSH, и это программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое доступно с исходным кодом. Его можно скачать с Вот, После загрузки Putty откройте его и введите статический IP-адрес «192.168.1.16» для подключения к ноутбуку.Настройка Putty
4. Вход в систему: после ввода IP-адреса появится экран с запросом имени пользователя и пароля. Имя пользователя по умолчанию – «пи», а пароль – «малина». Мы также можем изменить данные для входа, если захотим.Войти в систему

Шаг 5: принципиальная схема

Теперь, когда мы знаем, как работают компоненты, давайте продолжим собирать эти компоненты и создавать схему, как показано ниже.

Принципиальная электрическая схема

Реле питается от 5 В Raspberry Pi, а входной выход общего назначения (GPIO-14) подключен к входу реле. Он сообщит реле, когда включать и выключать. Мы подключили лампу 12 В переменного тока к выходу реле, чтобы при открывании двери гаража лампа включалась, а когда дверь гаража закрывалась, лампа выключалась.

Шаг 6: настройка фляги в пи для управления гаражными воротами

Мы создадим веб-сервер с использованием Flask, который проложит путь для отправки команд с веб-страницы в Raspberry Pi для управления нашим прототипом по сети. Flask позволяет нам запускать содержимое нашего питона через страницу веб-сайта, и мы можем отправлять и получать информацию из Raspberry Pi в интернет-браузер и наоборот. Это микрофрейм для Python. Этот инструмент основан на Unicode и имеет встроенный сервер разработки и отладчик, встроенную поддержку модульного тестирования, поддержку безопасных файлов cookie и простоту использования, что делает его ценным для специалиста. Для установки Flask на Raspberry Pi введите следующие команды:

sudo apt-get update
sudo apt-get установить python-pip python-flask

Теперь запустите команду pip для установки Flask и ее зависимостей:

Судо установить колбу

Шаг 7: Создание скрипта Python для открывания дверей

Этот скрипт будет взаимодействовать с нашими GPO Raspberry Pi и настраивать веб-сервер. Это основной скрипт для нашего проекта. Сценарий Python будет объяснен в следующих частях:

Во-первых, мы сделаем папку. Все остальные необходимые папки должны быть только в этой папке. Запустите следующие команды, чтобы создать папку, а затем создайте файл python с именем app.py внутри этой папки:

mkdir garage_door
cd garage_door
nano app.py

Вышеприведенные команды откроют редактор Nano, где напишут скрипт ниже. Включите важные библиотеки:

импортировать RPi.GPIO как GPIO
из колбы импорт колба, render_template, запрос
app = Flask (__name__, static_url_path = ‘/ static’)

Теперь создайте словарь в виде булавок для хранения PIN-кода, имени и состояния булавки. Вы можете использовать более одного штифта в соответствии с вашими потребностями:

булавки =
{
   14: {‘name’: ‘Garage Door’, ‘state’: GPIO.LOW}
}

Затем установите вывод на вывод и сначала установите его на низкий уровень:

для булавки в булавках:
   GPIO.setup (pin, GPIO.OUT)
   GPIO.output (pin, GPIO.LOW)

Мы сделаем функцию для чтения состояния вывода и сохранения этого состояния в переменной:

@ App.route ( “https://appuals.com/”)
def main ():
   для булавки в булавках:
      штырьки[pin][‘state’] = GPIO.input (pin)
..

Мы передадим эти данные на нашу HTML-страницу, чтобы мы могли контролировать состояние кнопки ввода:

return render_template (‘main.html’, ** templateData)

Для обработки запросов от URL сделайте функцию с ПИН и действием в ней:

@ App.route ( “//“, методы =[‘GET’, ‘POST’])
def action (changePin, action):

После этого преобразуйте пин-код из URL в целое число;

changePin = int (changePin)

Если часть действия URL-адреса «открыта», на этом этапе выполните следующие действия:

if action == “open”:
      GPIO.output (changePin, GPIO.HIGH)
   если действие == “закрыть”:
      GPIO.output (changePin, GPIO.LOW)

В конце я приложу полный скрипт, и если кто-то захочет скопировать его, он / она может сделать это, нажав Ctrl + X и затем нажав Enter. Теперь мы закончили работу со скриптом Python и создадим HTML-страницу для взаимодействия со скриптом Python.

Шаг 8: Создание HTML-страницы для Raspberry Pi Server

Мы внесем изменения в папку garage_door, которую мы создали ранее. Мы создадим еще одну папку с именем templates и внутри нее создадим файлы .html, используя следующие команды:

шаблоны mkdir
шаблоны CD
nano main.htmlСоздание папки шаблонов

Теперь откройте текстовый редактор nano и напишите HTML-код. Мы можем редактировать часть страницы и измените ее по своему выбору. Мы использовали стороннюю CSS-схему, используя тег link. Полный код приведен ниже:

щелчок Вот скачать HTML-код для создания веб-страницы.

Шаг 9: Создание кнопки для открытия и закрытия двери

Мы должны назначить состояние для открытия и закрытия кнопки. Эта кнопка отправит и выберет состояние GPIO из скрипта Python. После того, как мы завершили приведенный выше HTML-код, мы можем использовать его в редакторе и сохранить его, и, наконец, наш веб-сервер готов к запуску. Откройте терминал и перейдите в папку garage_door и выполните указанную ниже команду:

sudo python app.pyПереход к папке garage_door

Откройте браузер и введите IP-адрес Raspberry Pi и нажмите Enter. Этот тип страницы будет показан:

Garage Door Web Server

Шаг 10: Настройка оборудования

Теперь, когда мы закончили настройку программного обеспечения, давайте сделаем шаг вперед и соберем оборудование. убедитесь, что релейный модуль подключен к Raspberry Pi. Для тестирования нажмите кнопку открытия, чтобы включить реле, и кнопку закрытия, чтобы выключить реле. Как только реле включается, загорается лампочка переменного тока, и мы узнаем, что ворота открыты, а когда лампа выключена, мы узнаем, что ворота закрыты. Чтобы остановить сервер, нажмите Ctrl + C.

щелчок Вот скачать код для настройки оборудования.