Slimbox - խելացի Bluetooth բարձրախոս: 10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Ողջույն!

MCT Howest Kortrijk- ում իմ դպրոցական նախագծի համար ես պատրաստեցի խելացի Bluetooth բարձրախոս սարք ՝ տարբեր սենսորներով, ներառյալ LCD և RGB NeoPixel մատանին: Ամեն ինչ աշխատում է Raspberry Pi- ով (տվյալների շտեմարան, վեբ սերվեր, հետընթաց):

Այսպիսով, այս ուսանելի հոդվածում ես ձեզ ցույց կտամ, թե ինչպես եմ ես այս նախագիծը պատրաստել 3 շաբաթում, քայլ առ քայլ, այնպես որ, եթե ձեզանից որևէ մեկը ցանկանում է վերստեղծել իմ նախագիծը, կարող եք հեշտությամբ դա անել:

Սա նաև իմ առաջին հրահանգն է: Եթե ունեք հարցեր, կփորձեմ հնարավորինս արագ պատասխանել դրանց:

Իմ GitHub- ը ՝

Քայլ 1: Պաշարներ

DS18B20 peratերմաստիճանի տվիչ

DS18B20- ը ջերմաստիճանի չափիչ միալար սենսոր է, արտադրված Maxim Integrated- ի կողմից: Կան 2 տեսակի DS18B20 տվիչներ, միայն բաղադրիչը (որը ես օգտագործեցի) և անջրանցիկ տարբերակը, որը շատ ավելի մեծ է, բայց դա այն չէ, ինչ ինձ պետք էր իմ նախագծի համար, այնպես որ ես օգտագործեցի միայն բաղադրիչը: Սենսորը կարող է չափել ջերմաստիճանը -55 ° C- ից +125 ° C տիրույթում (-67 ° F- ից +257 ° F) և այն ունի 0,5 ° C ճշգրտություն -10 ° C- ից +85 ° C: Այն ունի նաև ծրագրավորվող լուծում ՝ 9 բիթից մինչև 12 բիթ:

Տվյալների թերթ ՝

Պոտենցիոմետր ցուցիչ

Պոտենցիոմետրը երեք տերմինալներով ռեզիստոր է, որը ձեռքով կարգավորելի է ՝ սենսորի վերին մասը պտտելով: Վերին մասի դիրքը որոշում է պոտենցիոմետրի ելքային լարումը:

LSM303 արագացուցաչափ + կողմնացույցի բեկում

LSM303 ճեղքման տախտակը եռակի առանցքի արագացուցիչի և մագնիսաչափի / կողմնացույցի համադրություն է ՝ արտադրված Adafruit- ի կողմից: Այն օգտագործվում է Raspberry Pi- ի I2C ինտերֆեյսով:

Ակնարկ.

Տվյալների թերթ ՝

MCP3008

Իմ պոտենցիոմետրից տվյալները կարդալու համար ես օգտագործեցի MCP3008, որը 8 ալիք ունեցող 10 բիթանոց անալոգային թվային փոխարկիչ է SPI ինտերֆեյսով և բավականին հեշտ է ծրագրավորել:

Տվյալների թերթ ՝

Բարձրախոս - 3”Տրամագիծ - 8 Օմ 1 Վտ

Սա բարձրախոս կոնն է, որն ես ընտրել եմ Լարման և Ամպերների հաշվարկից հետո:

Ակնարկ.

MAX98357 I2S Class-D մոնո ուժեղացուցիչ

Սա ուժեղացուցիչն է, որը գալիս է բարձրախոսի հետ, ոչ միայն ուժեղացուցիչ է, այլև I2S թվայինից անալոգային փոխարկիչ, ուստի այն նաև հիանալի տեղավորվում է իմ բարձրախոսների և աուդիո համակարգի համար:

Ակնարկ ՝

Տվյալների թերթ ՝

Արդուինո Ունո

Arduino Uno- ն բաց կոդով միկրոկառավարիչների տախտակ է ՝ հիմնված Microchip ATmega328P միկրոկոնտրոլերի վրա, որն արտադրվում է Arduino.cc- ի կողմից: Uno տախտակն ունի 14 թվային կապ, 6 անալոգային կապ և լիովին ծրագրավորելի է Arduino IDE ծրագրակազմով

Ակնարկ.

Levelshifter

Սա մի փոքրիկ տախտակ է, որը հոգ է տանում Arduino Uno- ի և Raspberry Pi- ի միջև հաղորդակցության և տարբեր լարումների միջև, Arduino: 5V և Raspberry Pi: 3.3V: Սա անհրաժեշտ է, քանի որ NeoPixel մատանին միացված է Arduino- ին և աշխատում է այնտեղ, մինչդեռ մնացած բոլոր իրերն աշխատում են Raspberry Pi- ով:

RGB NeoPixel մատանի

Սա մի փոքր օղակ է, որը լցված է 12 RGB լուսարձակով (եթե ցանկանում եք, կարող եք գնել ավելի մեծ օղակներ ՝ ավելի շատ RGB լուսարձակով): Ինչն իմ դեպքում կապված է Arduino Uno- ի հետ, բայց կարող է միացված լինել նաև շատ այլ սարքերի և իսկապես պարզ է օգտագործման համար:

Ակնարկ.

LCD էկրան 16x2

Ես օգտագործել եմ հիմնական LCD էկրան ՝ իմ ջերմաստիճանը, ծավալը և IP հասցեն տպելու համար:

Տվյալների թերթ ՝

Raspberry Pi 3B+ և 16 ԳԲ SD քարտ

Իմ ամբողջ նախագիծը աշխատում է իմ Raspberry Pi 3B+ - ի վրա `կազմաձևված պատկերով, որը ես կօգնեմ ձեզ կարգավորել հետագայում իմ հրահանգի մեջ:

GPIO T-Part, 2 տախտակ և շատ jumperwires

Այն ամենը, ինչ ինձ հարկավոր էր տախտակներ և jumperwires միացնելու համար, ես օգտագործեցի GPIO T- մասը, որպեսզի ավելի շատ տարածք ունենամ և պարզ է, թե որ քորոցն է:

Քայլ 2: Սխեմատիկ և լարերի միացում

Իմ սխեմատիկ համար ես օգտագործել եմ Fritzing- ը, այն ծրագիր է, որը դուք կարող եք տեղադրել, որը թույլ է տալիս ստեղծել շատ հեշտ սխեմատիկ պատկեր տարբեր տեսարաններում:

Ներբեռնեք Fritzing:

Այսպիսով, համոզվեք, որ ամեն ինչ ճիշտ կերպով եք միացնում: Իմ դեպքում լարերի գույները նույնը չեն, ինչ սխեմատիկում:

Քայլ 3: Տվյալների բազայի ձևավորում

Մենք շատ տվյալներ ենք հավաքում միացված 3 սենսորներից, ուստի մեզ անհրաժեշտ է տվյալների բազա ՝ տվյալները և տվիչները պահելու համար: Ավելի ուշ մենք կտեսնենք, թե ինչպես կազմաձևել տվյալների բազան Raspberry Pi- ում և ինչպես ավելացնել տվյալներ դրան: Բայց նախ պետք է կատարվի տվյալների բազայի ձևավորումը կամ ERD- ն (Entity Relationship Diagram), և իմը նույնպես նորմալացվեց 3NF- ով: Ահա թե ինչու մենք սենսորները բաժանեցինք մեկ այլ սեղանի և աշխատեցինք ID- ով:

Ընդհանուր առմամբ, սա իսկապես հիմնական և հեշտ տվյալների բազայի ձևավորում է ՝ հետագա աշխատանքի համար:

Քայլ 4: Պատրաստում ազնվամորի Pi- ն:

Այսպիսով, այժմ, երբ մենք ունենք նախագծի որոշ հիմունքներ: Եկեք սկսենք Raspberry Pi- ով:

SD քարտի կազմաձևում

Նախ, ձեզ անհրաժեշտ է 16 ԳԲ SD քարտ, որտեղ կարող եք տեղադրել ձեր պատկերը և ծրագիր `սկիզբ պատկերը SD քարտին վերբեռնելու համար:

Softwareրագրային ապահովում ՝

Սկսեք պատկերը ՝

Այսպիսով, դրանք ներբեռնելուց հետո.

1. Տեղադրեք ձեր SD քարտը ձեր համակարգչում:
2. Բացեք Win32- ը, որը դուք պարզապես ներբեռնել եք:
3. Ընտրեք Raspbian պատկերի ֆայլը, որը նույնպես նոր եք ներբեռնել:
4. Կտտացրեք «գրել» ձեր SD քարտի գտնվելու վայրին:

Սա կարող է որոշ ժամանակ տևել ՝ կախված ձեր սարքավորումից: Երբ դա արվի, մենք պատրաստ ենք կատարել որոշ վերջնական ճշգրտումներ ՝ նախքան պատկերը մեր RPi- ում դնելը:

1. Գնացեք ձեր SD քարտի գրացուցակ, որոնեք 'cmdline.txt' անունով ֆայլը և բացեք այն:
2. Այժմ ավելացրեք «ip = 169.254.10.1» նույն տողում:
3. Պահպանել ֆայլը:
4. Ստեղծեք «ssh» անունով ֆայլ ՝ առանց ընդլայնման կամ բովանդակության:

Այժմ կարող եք ԱՊԱՀՈՎ դուրս հանել SD քարտը ձեր համակարգչից և տեղադրել այն Raspberry Pi- ի ԱՌԱՆ հզորության: Երբ SD քարտը միացված է RPI- ին, ձեր համակարգչից միացրեք LAN մալուխը RPi LAN պորտին, երբ դա միացված լինի, կարող եք հոսանքը միացնել RPi- ին:

Այժմ մենք ցանկանում ենք վերահսկել մեր Raspberry Pi- ն, դա արվում է Putty- ի միջոցով:

Putեփամածիկ ծրագրակազմ ՝

Ներբեռնելուց հետո բացեք tyեփամածիկը և տեղադրեք IP հասցեն '169.254.10.1' և Պորտ '22' և միացման տեսակը ՝ SSH: Այժմ մենք վերջապես կարող ենք բացել մեր հրամանի տողի ինտերֆեյսը և մուտք գործել մեկնարկային մուտքի տեղեկատվությամբ `> Օգտվող: pi և գաղտնաբառ` ազնվամորի:

Raspi-config

sudo raspi-config

Այս նախագծի համար իսկապես կարևորը ինտերֆեյսի բաժինն է, մենք պետք է միացնենք շատ տարբեր ինտերֆեյսեր, միացնենք հետևյալ բոլոր միջերեսները.

• Մեկ լարով
• SPI
• I2C
• Սերիական

Այժմ, երբ ավարտեցինք raspi-config- ը, եկեք փորձենք կապ հաստատել ինտերնետի հետ:

Wi-Fi կապ

Նախ, դուք պետք է արմատախիլ լինեք հետևյալ հրամանների համար

sudo -i

Երբ արմատավորվեք, օգտագործեք հետևյալ հրամանը: SSID- ը ձեր ցանցի անունն է, իսկ գաղտնաբառը ՝ ակնհայտորեն դա:

wpa_passphrase "ssid" "password" >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Սխալ թույլ տալու դեպքում կարող եք ստուգել, թարմացնել կամ ջնջել այս ցանցը `պարզապես մուտքագրելով այդ ֆայլը.

nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Այսպիսով, մեր ցանց մտնելուց հետո եկեք մուտքագրենք WPA հաճախորդի միջերեսը

wpa_cli

Ընտրեք ձեր ինտերֆեյսը

ինտերֆեյս wlan0

Վերաբեռնել ֆայլը

վերակազմավորել

Եվ վերջապես, դուք կարող եք տեսնել, թե արդյոք լավ կապվա՞ծ եք.

ip a

Թարմացնել և կատարելագործել

Այժմ, երբ մենք միացած ենք ինտերնետին, արդեն տեղադրված փաթեթների թարմացումը խելացի քայլ կլինի, ուստի եկեք դա անենք նախ ՝ այլ փաթեթներ տեղադրելուց առաջ:

sudo apt-get թարմացում

sudo apt-get բարելավում

MariaDB տվյալների շտեմարան

Տեղադրեք MariaDB տվյալների բազայի սերվերը.

sudo apt-get տեղադրել mariadb-server

Apache2 վեբ սերվեր

Տեղադրեք Apache2 վեբ սերվերը.

sudo apt տեղադրել apache2

Պիթոն

Տեղադրեք Python:

Update-alternatives-Տեղադրեք/usr/bin/python python /usr/bin/python2.7 1

թարմացում-այլընտրանքներ-տեղադրեք/usr/bin/python python/usr/bin/python3 2

Python փաթեթ

Դուք պետք է տեղադրեք այս բոլոր փաթեթները, որպեսզի հետին պլանը կատարյալ աշխատի.

• Շիշ
• Flask-Cors
• Flask-MySql
• Flask-SocketIO
• PyMySQL
• Հարցումներ
• Python-socketio
• RPi. GPIO
• Գևենտ
• Gevent-websocket
• Ույսոն
• Wsaccel

Բանախոսների գրադարան

Տեղադրեք բարձրախոսների գրադարանը Adafruit- ից.

curl -sS https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspbe… | բաշ

Timeամանակն է վերագործարկել

sudo վերագործարկում

Քայլ 5. Engineeringարտարագիտություն մեր տվյալների բազան դեպի RPi:

Այժմ, երբ մենք տեղադրել ենք այն ամենը, ինչ մեզ անհրաժեշտ էր, եկեք տեղադրենք մեր մշակած տվյալների շտեմարանը մեր Raspberry Pi- ի վրա:

Այսպիսով, նախ մենք պետք է ինժեներացնենք մեր տվյալների բազան MySql աշխատատեղում, իսկ դա անելիս պատճենեք տվյալների բազայի ամբողջական ծածկագիրը և ջնջեք դրա մեջ եղած «տեսանելի» բառերը: Այսպիսով, երբ այն պատճենվի, թույլ տվեք նորից բացել ծեփը, մուտք գործեք և մուտքագրեք.

sudo mysql

և այժմ դուք mysql ինտերֆեյսում եք, պատճենեք ձեր տվյալների բազայի ծածկագիրը և սեղմեք enter:

Այժմ մենք պարզապես պետք է օգտագործող ստեղծենք

ՍՏԵԵԼ ՕԳՏԱԳՈՐՈԻՉԻ «օգտվող» ՝ ՀԱՅՏՆԻՎԱ ՝ «օգտատիրոջ» կողմից;

ՏՐԱՄԱԴՐԵԼ ԲՈԼՈՐ ՊՐՈՎԻԼՅՈՆԵՐԸ * * * «Օգտվողին»;

Այժմ վերագործարկեք:

Այսպիսով, ամեն ինչ պետք է կարգավորվի հիմա, կարող եք նաև կապ հաստատել ձեր Pi- ի և MySql Workbench- ի հետ, այնպես որ ավելի հեշտ է ստուգել ձեր աղյուսակների բոլոր տվյալները:

Քայլ 6. Bluetooth- ի կարգավորում մեր RPi- ում

Մենք ստեղծում ենք Bluetooth խոսնակ, այնպես որ դա նշանակում է, որ մեդիան մեր աղբյուրից ուղարկվում է Raspberry Pi, և դա կարելի է անել բավականին հեշտությամբ, եկեք անմիջապես մտնենք դրա մեջ:

Bluetooth կապի իմ աղբյուրը ՝

Հեռացնելով արդեն աշխատող կապտուկը:

sudo rm/var/run/bluealsa/*

Ավելացնել A2DP պրոֆիլ Լվացարանի դեր:

sudo bluealsa -p a2dp -լվացարան &

Բացեք bluetooth ինտերֆեյսը և միացրեք այն:

bluetoothctl

իշխանությունը միացված է

Ստեղծեք զուգավորման գործակալ:

գործակալը միացված է

լռելյայն գործակալ

Ձեր RPi- ն դարձրեք բացահայտելի

հայտնաբերելի է

• Այժմ ձեր bluetooth սարքից փնտրեք RPi և միացեք դրա հետ:
• Երկու սարքերում հաստատեք զուգավորումը, ձեր ծեփամածիկի մեջ մուտքագրեք «այո»:
• Թույլատրեք A2DP ծառայությունը, կրկին մուտքագրեք «այո»:
• Երբ դա արվի, մենք կարող ենք վստահել մեր սարքին, այնպես որ մենք ստիպված չենք այս ամենի միջով անցնել ամեն անգամ, երբ ցանկանում ենք միանալ

վստահել XX: XX: XX: XX: XX: XX (Ձեր bluetooth mac հասցեն մեր աղբյուրի սարքից)

Եթե ցանկանում եք, որ ձեր RPi- ն շարունակի հայտնաբերելի լինել, դա ձեր ընտրությունն է, բայց ես նախընտրում եմ նորից անջատել այն, որպեսզի մարդիկ չփորձեն կապվել ձեր տուփի հետ:

հայտնաբերելի

Այնուհետեւ մենք կարող ենք դուրս գալ մեր bluetooth ինտերֆեյսից

ելք

Եվ վերջապես մեր աուդիո երթուղին. Մեր աղբյուրի սարքը վերահասցեավորում է մեր RPi- ին

bluealsa-aplay 00: 00: 00: 00: 00: 00: 00: 00

Այժմ մեր սարքը լիովին միացված է մեր Ազնվամորիին, և դուք պետք է կարողանաք ձեր աղբյուրի սարքից մեդիա նվագարկել Pi բարձրախոսով:

Քայլ 7: Ամբողջական հետևի գրառում

Այսպիսով, այժմ կարգավորումն ավարտված է, մենք վերջապես կարող ենք սկսել գրել մեր հետևի ծրագիրը:

Ես օգտագործել եմ PyCharm- ը իմ ամբողջ backend- ի համար, պարզապես անհրաժեշտ է համոզվել, որ ձեր PyCharm նախագիծը կապված է ձեր Raspberry Pi- ի հետ, սա նշանակում է, որ ձեր տեղակայման ուղին տեղադրված է ձեր կարգավորումներում, և դուք տեղադրել եք մեզ անհրաժեշտ բոլոր փաթեթները, պետք է արդեն կատարվեն քայլ առ քայլ: 4

Ես օգտագործել եմ իմ սեփական դասերը, և դրանք նույնպես ներառված են իմ GitHub- ում: Հղումը ներածության մեջ է, եթե այն բաց ես թողել;)

Իմ backend ֆայլում ես օգտագործել եմ թելերի դասեր, այնպես որ ամեն ինչ կարող է միաժամանակ գործարկվել, և դա չի խանգարի միմյանց: Իսկ ներքևում դուք ստացել եք բոլոր երթուղիները, որպեսզի մենք կարողանանք հեշտությամբ տվյալներ ստանալ մեր առջևի մասում:

Քայլ 8: Գրեք Frontend- ը (HTML, CSS և JavaScript)

Այժմ, երբ հետին պլանն ավարտված է, մենք կարող ենք սկսել գրել ամբողջ ճակատը:

HTML & CSS- ը կատարվել է բավականին հեշտությամբ, հնարավորինս փորձել է բջջային հեռախոսով աշխատել, քանի որ մենք շատ անգամ Bluetooth- ով շարժական սարքից ենք կապվում, ավելի հեշտ կլինի կառավարել բջջային վահանակից:

Դուք կարող եք նախագծել ձեր վահանակը ՝ ինչպես ցանկանում եք, ես պարզապես կթողնեմ իմ ծածկագիրը և դիզայնը այստեղ, կարող եք անել այն, ինչ ցանկանում եք:

Եվ Javascript- ը այդքան էլ դժվար չէր, աշխատեց մի քանի GET- ի հետ `իմ հետագծի երթուղիներից, միջոցառումների ունկնդիրների տոննայի և որոշ socketio կառույցների հետ:

Քայլ 9. Կառուցեք իմ գործը և միասին կազմեք այն

Սկզբում ես սկսեցի մի քանի էսքիզներով, թե ինչպես եմ ուզում, որ գործը տեսք ունենա, կարևորն այն էր, որ այն պետք է բավականաչափ մեծ լիներ, որպեսզի ամեն ինչ տեղավորվեր, քանի որ մենք ունեինք մի մեծ շրջան ՝ պատյան տեղադրելու համար:

Ես գործը պատրաստեցի փայտից, կարծում եմ, որ ամենահեշտն է աշխատել, երբ դու չունես պատյաններ կառուցելու այդքան մեծ փորձ և ունես նաև շատ բաներ, որոնցով կարող ես զբաղվել:

Ես սկսեցի գինու շշերի պատյանից և նոր սկսեցի փայտը սղոցել: Երբ ես ունեի իմ հիմնական պատյանը, ես պարզապես պետք է դրա մեջ անցքեր բացեի (շատ պատյանի առջևում, ինչպես կարելի է տեսնել նկարներում: P) և դրա մեջ մեխեր դնել, դա իսկապես հիմնական պատյան է, բայց դա նայում է բավականին թույն և տեղավորվում է կատարյալ:

Եվ երբ գործն ավարտվեց, ժամանակն էր ամեն ինչ համատեղել, ինչպես տեսնում եք վերջին նկարում: Տուփի ներսում մի տեսակ խառնաշփոթ է, բայց ամեն ինչ աշխատում է, և ես այդքան շատ տարածք չունեի, ուստի ես խորհուրդ եմ տալիս ձեզ, որ գուցե ավելի մեծ գործ ստեղծեք, եթե դուք վերստեղծեք իմ նախագիծը:

Քայլ 10: Որոշ խնդիրներ, որոնք ես ունեի Slimbox բարձրախոս ստեղծելու իմ ճանապարհին…

Bluetooth & bluealsa սխալներ

Ամեն անգամ, երբ ուզում էի երաժշտություն նվագել կամ կապվել bluetooth- ի հետ, ես սխալներ էի ստանում bluetooth- ից և bluealsa- ից: Ես դրա վերաբերյալ որոշ հետազոտություններ կատարեցի, և սա իմ խնդրի լուծումն էր: Այսպիսով, ինչ-ինչ պատճառներով իմ bluetooth- ը փափուկ արգելափակված էր, վստահ չէ, արդյոք դա ստանդարտ փափուկ արգելափակված է: Դուք կարող եք տեսնել, թե արդյոք դա ձեր tyեփամածիկում մուտքագրելով հետևյալ հրամանը.

rfkill ցուցակ

Այսպիսով, եթե այն փափուկ արգելափակված է, պարզապես օգտագործեք սա.

rfkill ապաշրջափակել bluetooth- ը

Եվ գուցե ցանկանաք վերագործարկել դրանից հետո, իմ աղբյուրը ՝

Սերիական կապի խնդիրներ

Եվս մեկ մեծ խնդիր, որն ունեի, այն էր, որ ես չէի կարող որևէ կապ հաստատել իմ Arduino- ի հետ մակարդակի փոխանցման միջոցով, որոշ որոնումներից հետո պարզեցի, որ իմ '/dev/ttyS0' - ն անհետացել է, և դա կարող է պայմանավորված լինել ձեր RPi- ի թարմացմամբ: Նաև գտավ դրա լուծումը

Դուք պետք է նորից միացնեք սերիական վահանակը raspi-config- ով, վերագործարկեք, այնուհետև ձեռքով հեռացրեք «console = serial0, 115200» բիթը «/boot/cmdline.txt»-ից: Հաստատեք, որ «enable_uart = 1»-ը մուտքագրված է » /boot/config.txt »և նորից վերագործարկեք: Դա պետք է հետ բերի ձեր ttyS0 նավահանգիստը, ինչպես նաև դրան ուղղված«/dev/serial0 »փափուկ հղումը:

Աղբյուրը ՝