Prosty system inteligentnego domu dla każdego na bazie Raspberry Pi Zero – część 2

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Czas czytania: 4 min.

W poprzednim artykule zainstalowaliśmy system i oprogramowanie serwerowe oraz stworzyliśmy i skonfigurowaliśmy bazę danych. Zbudujmy teraz układ i wgrajmy pliki strony, która będzie umieszczona na RPi. Będziemy mogli połączyć się z nią będąc w lokalnej sieci. 

Zanim przejdziemy dalej, zapoznaj się z częścią 1 naszego poradnika za pomocą poniższego linku. Znajdziesz w niej kompletną listę elementów niezbędnych do budowy Twojego systemu. 

Złożenie układu

Zacznijmy od budowy układu, który wykorzystamy do realizacji założeń projektu. Do złożenia całości wykorzystamy nakładkę Grove Base Hut dla RPi Zero, 4 przekaźniki Grove, przewody łączące płytkę Base Hut z przekaźnikami, czujnik DS18B20, małą płytkę stykową, kilka przewodów, rezystor 4,7k Ohm i oczywiście skonfigurowane już Raspberry Pi, do którego wcześniej przylutowaliśmy goldpiny. 

Przekaźniki podłączamy przez przewody do złącz oznaczonych jako D16, PWM, I2C oraz UART. Podłączenie przekaźników do nakładki nie sprawi większego problemu. 

Teraz musimy podłączyć czujnik temperatury. Na płytkę stykową wyciągamy 3,3 V, GND oraz pin 4 z RPi. Teraz podłączamy do płytki stykowej DS18B20, przewody z czujnika łączymy z następującymi pinami:

  • czerwony z 3,3 V – pin VCC
  • czarny lub zielony do GND – pin GND
  • biały lub żółty do pinu 4 – pin danych

Oprócz opisanego wyżej połączenia pomiędzy pinem danych a pinem VCC musimy podłączyć rezystor 4.7 kOhm. Połączenie maliny z czujnikiem powinno wyglądać jak na grafice poniżej:

Raspberry Pi Zero V1.2. - RPi 0
Podłączenie czujnika DS18B20 do RPi Zero.

Odczyt danych z czujnika DS18B20

Zanim przejdziemy do sterowania przekaźnikami, nauczmy się, jak odczytywać dane z czujnika temperatury. Zacznijmy od włączenia interfejsu OneWire, dzięki któremu będziemy mogli odczytać wynik z czujnika. Operacje zaczynamy od wpisania w terminalu:

sudo raspi-config

Konfiguracja funkcji maliny.

Otworzy nam się teraz okno ustawień maliny. Strzałkami przeskakujemy na pozycję numer 5, czyli Interfacing Options, i klikamy enter. Po przejściu do kolejnego okna przeskakujemy strzałkami na pozycje numer 7, czyli One-Wire, znów potwierdzamy enterem. Później potwierdzamy dwukrotnie operację. Po całym zabiegu RPi powinno się zrestartować powodując jednoczesny restart usług i interfejsów, w tym naszego OneWire.

Teraz uprośćmy odczyt z czujnika. Dla ułatwienia zainstalujemy bibliotekę, która pozwoli nam za pomocą jednej komendy odczytać wynik z pomiaru. Aby zainstalować bibliotekę w terminal wpisujemy:

sudo pip3 install w1thermsensor

Po zainstalowaniu biblioteki stwórzmy program w folderze, który przechowuje pliki strony. Umożliwi on odczyt w dowolnym momencie. Pierwszą operacją jest utworzenie pustego pliku. Tworzymy go przy pomocy polecenia:

sudo touch /var/www/html/temp.py

Teraz do pliku musimy wpisać treść programu. Aby to zrobić, musimy go otworzyć przy pomocy polecenia:

sudo nano /var/www/html/temp.py

Po zatwierdzeniu enterem otworzy nam się edytor tekstowy, do którego musimy wkleić
(w terminalu wklejamy klikając prawy przycisk myszy) poniższy kod:

import w1thermsensor

czujnik = w1thermsensor.W1ThermSensor()

temperatura = czujnik.get_temperature()

print(temperatura)

Teraz zamykamy edytor tekstowy skrótem CTRL+X i zatwierdzamy zapis. Sprawdzimy teraz, czy program działa. 

W konsoli wpisujemy:

python3 /var/www/html/temp.py

Po wpisaniu powinniśmy zobaczyć temperaturę otoczenia tak jak poniżej:

Wyświetlanie temperatury otoczenia.

Testowanie sprawności przekaźników

Po sprawdzeniu i skonfigurowaniu czujnika temperatury możemy przejść do sprawdzenia przekaźników. Ze względu na fakt, że korzystamy z przekaźników w formie gotowych modułów, już na starcie możemy wykluczyć błędy związane ze złym połączeniem elementów. Zostaje nam tylko sprawdzenie, czy po podaniu określonej komendy RPi załączy przekaźnik. Zacznijmy od przekaźnika podłączonego do pinu 16. Do włączenia użyjemy biblioteki wiringPi, która pozwoli na ustawienie stanu danego pinu GPIO w naszej malinie. 

Polecenia są bardzo proste i wyglądają jak poniżej:

gpio -g write 16 1

Omówmy jeszcze konstrukcję polecenia:

Dla ułatwienia przypomnimy sobie jeszcze ułożenie pinów w RPi względem numeracji procesora. W przypadku jakiejkolwiek modyfikacji programu w celu dodania funkcji będziemy znali rozłożenie pinów. Grafika poniżej prezentuje ułożenie złącz :

Rozpisane piny GPIO maliny.

Gdy znamy już metodę zmiany stanu konkretnych pinów oraz ich ułożenie możemy sprawdzić czy sposób działa. Wpiszmy pokazane wcześniej polecenie. Teraz powinniśmy usłyszeć, że przekaźnik wydaj z siebie dźwięk “kliknięcia” – dla pewności możemy przy pomocy multimetru sprawdzić, czy jest zwarcie pomiędzy pinami przekaźnika. Jeśli tak, to możemy cieszyć się z działającej konfiguracji.

Wgranie na serwer strony zarządzającej inteligentnym domem

Mamy już skonfigurowany nasz minikomputer i serwer, sprawdziliśmy czy możemy odczytać temperaturę i włączyć urządzenia sterowane przez przekaźniki. Wszystko działa, więc możemy przejść do stworzenia strony, poprzez którą będziemy mogli zarządzać całym systemem. Strona będzie napisana oczywiście w HTML, dopełniać ją będą skrypty w języku PHP, a wyglądu nadadzą style CSS. Strona nie jest skomplikowana, jednak wymaga wiedzy na poziomie nieco wyższym niż początkujący. Zamieścimy ją bez omawiania poszczególnych sekcji, a zainteresowani będą mogli przejrzeć kod pod kątem nauki. Aby strona znalazła się na naszym serwerze, musimy najpierw stworzyć plik “index.php” w folderze odpowiedzialnym za strony na lokalnym serwerze. Jest to “/var/www/html”. Po wrzuceniu pliku strony do tego katalogu będzie się ona wyświetlać po wejściu na serwer. 

Aby sprawdzić, co jest w folderze przechowującym pliki strony, w terminalu wpisujemy:

ls /var/www/html

Jeśli w folderze ”/var/www/html” znajduje się plik “index.html” to musimy go usunąć tak, aby nie kolidował z naszym nowym plikiem strony. Do usunięcia pliku użyjemy polecenia:

sudo rm -r /var/www/html/index.html

Teraz po wpisaniu polecenia wyświetlającego zawartość katalogu plik “index.html” nie powinien się pojawiać, bo zwyczajnie go nie ma. Do działania całego systemu niezbędna jest nowa strona, tworzymy więc plik za pomocą polecenia:

sudo touch /var/www/html/index.php

Po stworzeniu pliku musimy skopiować zawartość pliku index.php z katalogu na GitHubie i wkleić do pliku na malinie, który otwieramy poleceniem:

sudo nano /var/www/html/index.php

Wklejamy całą zawartość pliku przy pomocy prawego przycisku myszy i zamykamy plik skrótem CTRL + X. Plik strony jest już gotowy, jednak gdy będziemy chcieli  teraz otworzyć stronę, na serwerze będzie ona wyglądała tak jak poniżej. Niezbyt ładnie, prawda? Dodajmy więc style, operacja bardzo podobna do dodawania pliku strony. Na samym początku tworzymy plik “styl1.css”(tutaj nie musimy sprawdzać czy taki plik istnieje, pliki CSS nie są instalowane domyślnie z APACHE). Do stworzenia pliku korzystamy oczywiście z funkcji “touch”, tak jak poniżej:

sudo touch /var/www/html/styl1.css

I otwieramy plik przy pomocy:

sudo nano /var/www/html/styl1.css

Po otworzeniu pliku wklejamy zawartość pliku o tej samej nazwie z repozytorium GitHub-a. Po wklejeniu wybieramy skrót CTRL + X i zatwierdzamy. Teraz wykonajmy jeszcze szybki restart serwera przy pomocy:

sudo service apache2 restart

Po zrestartowaniu możemy uruchomić stronę. Aby to zrobić, w przeglądarce wpisujemy adres lokalny maliny i z tyłu wpisujemy “/index.php”(strona powinna wyświetlać się prawidłowo nawet bez rozszerzenia adresowania co do pliku, jednak przezorny zawsze ubezpieczony! Adres w moim przypadku wygląda tak:
 “192.168.1.35/index.php”,
a strona tak:

Jest różnica, prawda? Sprawdźmy teraz, czy klikając na stronie przycisk przekaźniki się włączają. Jeśli tak, to możemy być z siebie zadowoleni! W następnym artykule złożymy układ na płytce PCB i włożymy go w zaprojektowaną samodzielnie i wydrukowaną w 3D obudowę.

Podziel się:

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Marcin Lesiński

Marcin Lesiński

Miłośnik elektroniki, druku 3D i nauk stosowanych, swoją wiedzę gromadzi od 14-tego roku życia. W Botlandzie tworzy projekty i poradniki dla klientów, a w wolnym czasie zajmuje się automatycznymi uprawami i prototypowaniem. Fan muzyki rockowej i brytyjskiego kina.
Marcin Lesiński

Marcin Lesiński

Miłośnik elektroniki, druku 3D i nauk stosowanych, swoją wiedzę gromadzi od 14-tego roku życia. W Botlandzie tworzy projekty i poradniki dla klientów, a w wolnym czasie zajmuje się automatycznymi uprawami i prototypowaniem. Fan muzyki rockowej i brytyjskiego kina.

Zobacz więcej:

Ciekawostki
Oskar Pacelt

Druk 3D i mrówki

Co wspólnego mają ze sobą druk 3D i mrówki?

Sztuczna inteligencja medycyna
Ciekawostki
Anna Wieczorek

Sztuczna inteligencja w służbie medycynie

Sztuczna inteligencja w służbie medycynie może zmienić świat na lepsze. Dowiedz się w jaki sposób. Serdecznie zapraszamy do lektury.

1 Komentarz

  • Brakuje mi zdjęć lutowanych elementów bo niby proste a nie dla każdego.

    Poza tym jakich przewodów użyć gdy chcemy mieć oddalone czujniki od RPI dalej niż te przewody używane przy płytkach stykowych tj max 20cm?

    Jak obliczyć wydajność takiego RPI/Arduino w sensie ile czujników można zasilić bezpośrednio z urządzenia oraz jak daleko mogą być takie czujniki od RPI/Arduino żeby była pewność poprawnego działania.

    Na pewno byłoby mile widziane więcej informacji pobocznych w takich tutorialach bo potem niby wszystko ok, ktoś zrobi pod to instalacje lub dołoży jakieś czujniki i już nie zabangla a amator może długo szukać przyczyny.

Dodaj komentarz