مقیاس هوشمند رزبری پای: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

آیا از نگاه کردن به مقیاس خسته کننده قدیمی و بد حمام هر روز صبح خسته شده اید؟ همان چیزی که شما اغلب اوقات به عنوان "من از شما متنفرم" به شما می گویید. چرا هیچ کس مقیاسی ساخته نشده است که واقعاً سرگرم کننده یا انگیزه برای استفاده باشد؟ زمان آن رسیده است که مقیاسی را بسازید که نه تنها هوشمند باشد ، بلکه کمی شخصیت بیشتری برای روشن شدن روز شما دارد. ما قصد داریم مقیاس حمام قابل ردیابی وزن و پیامک متنی را که دارای حس شوخ طبعی است ، بسازیم.

این یک پروژه سرگرم کننده و آسان است که ترکیبی از تخته تعادل Wii ، Raspberry Pi و یک پلت فرم تجزیه و تحلیل داده آنلاین برای ایجاد مقیاس متصل به وب است که توسط اسکریپت پایتون کنترل می شود و می توانید هک کنید.

سطح پروژه: مبتدی زمان تقریبی تکمیل: 20 دقیقه عامل سرگرم کننده: غیرقابل اندازه گیری

در این آموزش گام به گام موارد زیر را انجام می دهید:

• یک صفحه تعادل Wii را به Raspberry Pi از طریق بلوتوث متصل کنید و اسکریپت پایتون را اندازه گیری کنید که هنگام قدم گذاشتن روی صفحه تعادل ، وزن شما را اندازه گیری می کند
• برای رساندن وزن خود به سرویس ابری (حالت اولیه) از Raspberry Pi استفاده کنید
• هر بار که وزن می کنید یک اعلان پیامکی تنظیم کنید
• یک داشبورد ردیابی وزن بسازید که می توانید در مرورگر وب خود به آن دسترسی پیدا کنید

مرحله 1: تجهیزات

در اینجا لیستی از تمام تجهیزاتی است که در این آموزش استفاده می کنیم و پیوندهایی که می توانید هر مورد را در آن خریداری کنید ، ارائه شده است.

• Raspberry Pi 3 با کارت SD و منبع تغذیه (https://init.st/psuufmj)
• Wii Balance Board (https://init.st/qg4ynjl)
• بسته باتری قابل شارژ Wii Fit (https://init.st/iyypz2i)
• پد های نمدی 3/8 اینچی (https://init.st/8gywmjj)
• مداد (من پیوندی برای خرید مداد به شما نمی دهم … شما باید یکی از اینها را داشته باشید)

توجه: اگر رزبری پای 1 یا 2 دارید ، به آداپتور بلوتوث نیاز دارید (https://init.st/7y3bcoe)

مرحله 2: مقیاس هیئت مدیره Wii Balance

چرا تابلوی موجودی Wii؟ به نظر می رسد که این یک مقیاس واقعا خوب و بادوام است که دارای اتصال بلوتوث است. این به ما امکان می دهد آن را به یک رایانه تک صفحه (رزبری پای) متصل کنیم تا وزن شما را با اسکریپت پایتون بخواند و این اندازه گیری ها را برای انجام کارهای جالب به یک سرویس داده آنلاین ارسال کند. بعلاوه ، این شانس خوب است که شما یا کسی که می شناسید قبلاً آن را داشته باشید که به سادگی گرد و غبار جمع می کند.

ما باید چند تغییر ساده در هیئت مدیره Wii خود ایجاد کنیم تا این پروژه واقعاً کاربردی و راحت باشد.

مرحله 3: راه اندازی بلوتوث

Raspberry Pi 3 مجهز به بلوتوث است ، تمام چیزی که ما برای برقراری ارتباط با Wii Balance Board نیاز داریم. اگر Raspberry Pi 1 یا 2 دارید ، ما باید از یکی از پورت های USB خود برای اتصال آداپتور استفاده کنیم.

Pi خود را فعال کنید (من فرض می کنم که قبلاً Raspbian را نصب کرده اید و بوت می شود) و به پنجره ترمینال رزبری پای خود بروید. می توانید آدرس دانگل بلوتوث خود را با دستور "hcitool dev" مشاهده کنید:

$ hcitool dev دستگاه ها: hci0 00: 1A: 7D: DA: 71: 13

ماژول های بلوتوثی را که در اسکریپت های Python خود استفاده می کنیم نصب کنید:

$ sudo apt-get نصب python-bluetooth

پس از اتمام نصب ، ما آماده اتصال و ارتباط با Wii Balance Board هستیم. ما مانند بسیاری از دستگاه های بلوتوث خود ، هیئت مدیره خود را با Pi خود جفت نمی کنیم. هیئت مدیره Wii هرگز قرار نبود با چیزی غیر از Wii جفت شود و جفت شدن دائمی چالشی گیج کننده بود. هر بار که اسکریپت پایتون خود را اجرا می کنیم ، جفت شدن اتفاق می افتد.

مرحله 4: خواندن مقیاس

زمان آن رسیده است که صفحه تعادل Wii خود را به Raspberry Pi خود متصل کنیم. این کار را با تغییر نسخه اسکریپت Stavros Korokithakis 'Gr8W8Upd8M8.py (https://github.com/skorokithakis/gr8w8upd8m8) انجام می دهیم. اسکریپت پایتونی که برای این مرحله استفاده می کنیم در اینجا قرار دارد. می توانید محتویات این فایل را در فایلی که روی رزبری پای خود ایجاد می کنید کپی کنید یا می توانید تمام فایل های پایتون را که برای کل پروژه مورد استفاده قرار می دهیم کلون کنید. بیایید دومی را انجام دهیم. دستورات زیر را در ترمینال رزبری پای خود وارد کنید:

$ cd ~ $ git clone $ git clone https: github.com/initialstate/smart-scale.git شبیه سازی در "مقیاس هوشمند" … از راه دور: شمارش اشیاء: 14 ، انجام شده است. راه دور: فشرده سازی اجسام: 100 ((12/12) ، انجام شده است. از راه دور: مجموع 14 (دلتا 1) ، استفاده مجدد 8 (دلتا 0) ، استفاده مجدد از بسته 0 باز کردن بسته بندی اشیاء: 100 ((14/14) ، انجام شده است. بررسی اتصال… انجام شد.

شبیه سازی در "مقیاس هوشمند" … از راه دور: شمارش اشیاء: 14 ، انجام شد. راه دور: فشرده سازی اجسام: 100 ((12/12) ، انجام شده است. از راه دور: مجموع 14 (دلتا 1) ، استفاده مجدد 8 (دلتا 0) ، استفاده مجدد از بسته 0 باز کردن بسته بندی اشیاء: 100 ((14/14) ، انجام شده است. بررسی اتصال… انجام شد.

شما باید دو فایل پایتون را در فهرست جدید مقیاس هوشمند مشاهده کنید - smartscale.py و wiiboard_test.py.

مقیاس هوشمند $ cd $ lsREADME.md smartscale.py wiiboard_test.py

اسکریپت wiiboard_test.py را برای آزمایش ارتباط و اندازه گیری وزن از صفحه تعادل Wii اجرا کنید:

$ sudo python wiiboard_test.py

پاسخ زیر را مشاهده خواهید کرد:

در حال کشف برد … دکمه همگام سازی قرمز روی برد را اکنون فشار دهید

برای قرار دادن دکمه قرمز همگام سازی ، درپوش زیر باتری را از روی برد بردارید. مطمئن شوید که دکمه را ظرف چند ثانیه پس از اجرای اسکریپت فشار می دهید ، در غیر اینصورت زمان وقفه رخ می دهد. پس از موفقیت ، چیزی شبیه به موارد زیر را مشاهده خواهید کرد:

Wiiboard در آدرس 00: 23: CC: 2E: E1: 44 در حال تلاش برای اتصال… متصل به Wiiboard به آدرس 00: 23: CC: 2E: E1: 44 Wiiboard متصل اتصال به داده نوشتن دریافت شده 84.9185297 lbs84.8826412 lbs84.9275927 پوند

اسکریپت wiiboard_test.py تعداد اندازه گیری های وزن مشخص شده در خط 10 را گرفته و میانگین را نشان می دهد:

# --------- تنظیمات کاربر --------- WEIGHT_SAMPLES = 500# ------------------------- --------

با تغییر مقدار و اجرای مجدد اسکریپت می توانید با این عدد بازی کنید تا تنوع وزن اندازه گیری شده و زمان مورد نیاز برای هر اندازه گیری را مشاهده کنید. خودتان را وزن کنید ، سگ خود را وزن کنید ، هر چیزی را وزن کنید و ببینید آیا اندازه گیری ها منطقی هستند. برای متوقف کردن اسکریپت ، CTRL+C را فشار دهید.

اکنون شما با موفقیت برد Wii Balance Board خود را به مقیاس متصل به رزبری پای تبدیل کرده اید. حالا ، اجازه دهید آن را یک مقیاس سرد بسازیم.

مرحله 5: تغییرات سخت افزاری

نینتندو تصور می کرد که شما همیشه Wii Balance Board خود را با چهار باتری AA تغذیه می کنید و هیچ آداپتور برق AC را شامل نمی شود. داشتن فقط باتری فقط ناراحت کننده است زیرا ما نمی توانیم Wii Board خود را به طور مداوم از طریق بلوتوث به Pi خود متصل کنیم. ما باید آن را همگام سازی کنیم ، سپس اجازه دهیم بدون خالی شدن باتری همگام بماند تا بتوانیم به سادگی روی ترازو قدم بگذاریم و وزن کنیم. خوشبختانه چندین آداپتور شخص ثالث برای Wii Balance Board ساخته شده است که می توانیم از آنها برای تامین برق ثابت از پریز دیواری استفاده کنیم. باتری ها را با باتری جایگزین کرده و آداپتور برق متناوب را به پریز دیواری وصل کنید.

هر بار که اسکریپت پایتون خود را اجرا می کنیم مجبور می شویم Wii Balance Board و Raspberry Pi را جفت کنیم زیرا به دلیل قرار گرفتن دکمه همگام سازی ، ناراحتی دیگری ایجاد می شود. دکمه همگام سازی در پایین صفحه Wii قرار دارد ، به این معنی که ما باید هر بار که نیاز به همگام سازی داریم آن را ورق بزنیم. ما می توانیم با ایجاد یک اهرم کوچک با استفاده از یک مداد و سه پد نمدی 3/8 اینچی همانطور که در بالا نشان داده شده است ، این مشکل را برطرف کنید. بسته باتری قابل شارژ دکمه همگام سازی را در زیر سطح تخته قرار می دهد. یک مداد (یا چیزی شبیه آن) را که در نوار است بچسبانید. از دکمه همگام سازی تا جلوی بیرون صفحه. سه عدد پد نمدی 3/8 اینچی (یا چیزی شبیه آن) را در مرکز مداد قرار دهید تا یک محور ثابت ایجاد شود. مراقب باشید که مقدار زیادی مداد را از روی تخته بیرون نیاورید زیرا نمی خواهید کسی به طور تصادفی آن را بیرون بیندازد. تخته را بچرخانید و می توانید دکمه همگام سازی را فقط با فشار دادن اهرم به پایین فشار دهید. کمی هک شده اما مثر است.

بسته به نحوه ذخیره سازی Wii Board خود ، ممکن است بخواهید پدهای لاستیکی را از پای برد جدا کنید (پدها به سادگی برچسب هایی هستند که می توانید آنها را جدا کنید). پدهای نمدی 3/8 اینچی را می توان روی پای تخته قرار داد تا به راحتی کشیده شود.

مرحله 6: وضعیت اولیه

ما می خواهیم وزن/داده های خود را به یک سرویس ابری منتقل کنیم و از آن سرویس بخواهیم داده های ما را به یک داشبورد زیبا تبدیل کند که می توانیم از طریق لپ تاپ یا دستگاه تلفن همراه خود به آن دسترسی پیدا کنیم. داده های ما به مقصد نیاز دارد. ما از حالت اولیه به عنوان مقصد استفاده خواهیم کرد.

مرحله 1: برای حساب دولتی اولیه ثبت نام کنید به https://iot.app.initialstate.com بروید و یک حساب جدید ایجاد کنید.

مرحله 2: ISStreamer را نصب کنید ماژول پایتون حالت اولیه را روی Pi خود نصب کنید: در خط فرمان (ابتدا SSH را در Pi خود فراموش نکنید) ، دستور زیر را اجرا کنید:

$ cd/home/pi/$ / curl -sSL https://get.initialstate.com/python -o -| sudo bash

مرحله 3: برخی از Automagic را انجام دهید بعد از مرحله 2 چیزی شبیه خروجی زیر را روی صفحه مشاهده خواهید کرد:

pi@raspberrypi ~ $ / curl -sSL https://get.initialstate.com/python -o -| sudo bashPassword: شروع نصب ISStreamer Python آسان! ممکن است چند دقیقه طول بکشد تا نصب شود ، کمی قهوه بخورید:) اما فراموش نکنید که برگردید ، بعداً س questionsالاتی دارم!

یافت شد easy_install: setuptools 1.1.6

پیپ پیدا شده: پیپ 1.5.6 از /Library/Python/2.7/site-packages/pip-1.5.6- py2.7.egg (python 2.7) نسخه اصلی پیپ: 1 پیپ نسخه مینور: 5 ISStreamer پیدا شد ، به روز می شود … مورد نیاز در حال حاضر به روز: ISStreamer در /Library/Python/2.7/site-packages تمیز کردن … آیا می خواهید به طور خودکار یک اسکریپت نمونه دریافت کنید؟ [y/N]

(اگر قبلاً ماژول جریان اولیه پایتون را نصب نکرده اید ممکن است خروجی متفاوت باشد و بیشتر طول بکشد)

وقتی از شما خواسته شد به طور خودکار یک اسکریپت نمونه دریافت کنید ، y را تایپ کنید. این یک اسکریپت آزمایشی ایجاد می کند که می توانیم آن را اجرا کنیم تا مطمئن شویم که می توانیم داده ها را از Pi خود در حالت اولیه جریان دهیم. از شما خواسته می شود:

کجا می خواهید مثال را ذخیره کنید؟ [به طور پیش فرض:./is_example.py]:

شما می توانید یک مسیر محلی سفارشی را تایپ کنید یا enter را فشار دهید تا پیش فرض را بپذیرید. از شما خواسته می شود نام کاربری و گذرواژه ای را که هنگام ثبت نام حساب اولیه خود ایجاد کرده اید ، وارد کنید. هر دو را وارد کنید و نصب کامل می شود.

مرحله 4: کلیدهای دسترسی

بیایید نگاهی به نمونه اسکریپت ایجاد شده بیندازیم.

$ nano is_example.py

در خط 15 ، خطی را مشاهده می کنید که با streamer = Streamer (bucket_…) شروع می شود. این خطوط یک سطل داده جدید به نام "مثال جریان پایتون" ایجاد می کند و با حساب شما مرتبط است. این ارتباط به دلیل access_key = "…" اتفاق می افتد. پارامتر در همان خط. آن سری طولانی حروف و اعداد کلید دسترسی به حساب وضعیت اولیه شما است. اگر در مرورگر وب خود به حساب وضعیت اولیه خود می روید ، روی نام کاربری خود در بالا سمت راست کلیک کنید ، سپس به "تنظیمات من" بروید. ، همان کلید دسترسی را در پایین صفحه در زیر "Streaming Access Keys" پیدا خواهید کرد.

هر بار که یک جریان داده ایجاد می کنید ، آن کلید دسترسی آن جریان داده را به حساب شما هدایت می کند (بنابراین کلید خود را با هیچ کس به اشتراک نگذارید).

مرحله 5: مثال را اجرا کنید

اسکریپت آزمایشی را اجرا کنید تا مطمئن شوید که می توانیم یک جریان داده به حساب وضعیت اولیه شما ایجاد کنیم. موارد زیر را اجرا کنید:

$ python is_example.py

مرحله ششم: سود

در مرورگر وب خود به حساب حالت اولیه خود بازگردید. یک سطل داده جدید به نام "مثال جریان پایتون" باید در سمت چپ در قفسه ورود به سیستم نمایش داده شود (ممکن است مجبور شوید صفحه را بازخوانی کنید). برای مشاهده این داده ها در فرم داشبورد ، می توانید داده ها را در کاشی مشاهده کنید.

مرحله 7: اسکریپت نهایی

با فرض اینکه شما دستور "git clone https://github.com/InitialState/smart-scale.git" را در قسمت 2 اجرا کرده اید ، آخرین اسکریپتی که همه چیز را کنار هم قرار می دهد smartscale.py در فهرست ~/smart-scale شما نامیده می شود. (https://github.com/InitialState/smart-scale/blob/master/smartscale.py)

قبل از اجرای اسکریپت ، باید چند تنظیم در آن انجام دهید. smartscale.py را در ویرایشگر متن مورد علاقه خود مانند nano باز کنید.

$ cd ~ $ cd مقیاس هوشمند $ nano smartscale.py

نزدیک بالای این فایل ، بخش تنظیمات کاربر وجود دارد.

# --------- تنظیمات کاربر --------- BUCKET_NAME = ": apple: سابقه وزن من" BUCKET_KEY = "weight11" ACCESS_KEY = "کلید دسترسی اولیه دولت خود را در اینجا قرار دهید" METRIC_UNITS = FalseWEIGHT_SAMPLES = 500THROWAWAY_SAMPLES = 100WEIGHT_HISTORY = 7# ---------------------------------

• BUCKET_NAME نام سطل داده وضعیت اولیه را تعیین می کند که وزن/داده های شما در آن پخش می شود. این را می توان در اینجا تنظیم کرد و بعداً در UI تغییر کرد.
• BUCKET_KEY شناسه سطل منحصر به فردی است که مشخص می کند داده های شما به کجا منتقل می شوند. اگر می خواهید سطل/داشبورد متفاوتی ایجاد کنید ، در اینجا از شناسه دیگری استفاده کنید (*توجه داشته باشید ، اگر سطل را بایگانی کنید ، نمی توانید از کلید آن در سطل جدید استفاده مجدد کنید).
• ACCESS_KEY کلید حساب حالت اولیه شما است. اگر ACCESS_KEY خود را در این قسمت قرار ندهید ، داده های شما در حساب شما نشان داده نمی شود.
• METRIC_UNITS به شما امکان می دهد وزن خود را بر حسب کیلوگرم در صورت تنظیم روی True یا lb در صورتی که روی False تنظیم کنید ، مشخص کنید.
• WEIGHT_SAMPLES تعداد اندازه گیری ها و میانگین ها را برای بدست آوردن وزن واقعی تعیین می کند. 500 اندازه گیری حدود 4-5 ثانیه طول می کشد و نتایج نسبتاً دقیقی را ارائه می دهد.
• THROWAWAY_SAMPLES تعداد نمونه هایی را که هنگام اولین قدم زدن روی تخته دور ریخته می شوند ، مشخص می کند. این مانع از آن می شود که مراحل اولیه و تغییر اندازه گیری نهایی را کنار بگذارند. این مقدار همیشه باید بسیار کمتر از WEIGHT_SAMPLES باشد.
• WEIGHT_HISTORY تعداد اندازه گیری های انجام شده قبل از ارسال یک به روزرسانی اضافی را تنظیم می کند. تنها اندازه گیری هایی که دو ساعت یا بیشتر از هم انجام شده اند ، سابقه را حساب می کنند.

هنگامی که هر پارامتر را در این بخش مشخص کرده اید و تغییرات خود را ذخیره کرده اید ، آماده اجرای آخرین اسکریپت هستید. قبل از اجرای اسکریپت ، اجازه دهید آنچه را که قرار است انجام دهد بررسی کنیم.

• در ابتدای فیلمنامه ، از شما خواسته می شود که Wii Balance Board خود را با رزبری پای خود جفت کنید. برای فشار دادن دکمه همگام سازی در صورت درخواست ، از اهرمی که در قسمت 2 با هم هک کرده اید استفاده کنید.
• پس از اجرای اسکریپت ، روی Wii Board قدم بگذارید تا اندازه گیری وزن شما آغاز شود. پس از 4-5 ثانیه ، وزن شما به طور خودکار به حساب وضعیت اولیه شما ارسال می شود.
• پس از تنظیم اعلان های پیامکی (در چند مرحله) ، بلافاصله پس از اندازه گیری پیامکی دریافت خواهید کرد.

برای شروع جادو ، اسکریپت را اجرا کنید.

$ sudo python smartscale.py

مرحله 8: داشبورد

به حساب وضعیت اولیه خود بروید و روی سطل جدید داده با نام مربوط به پارامتر BUCKET_NAME (یعنی سابقه وزن من) کلیک کنید. برای مشاهده داشبورد سابقه وزن خود روی Tiles کلیک کنید. برای اولین بار که اطلاعات خود را در کاشی مشاهده می کنید ، باید سه کاشی را مشاهده کنید - Update ، Weight Date و Weight (lb). شما می توانید داشبورد خود را با تغییر اندازه و جابجایی کاشی ها و همچنین تغییر انواع نمای و حتی افزودن کاشی ها سفارشی کنید. این داشبورد به شما امکان می دهد سابقه وزن خود را در یک نگاه مشاهده کنید. این تلفن همراه سازگار است و حتی می توانید آن را با افراد دیگر به اشتراک بگذارید.

می توانید یک تصویر پس زمینه به داشبورد خود اضافه کنید تا به داده های شما شخصیت و زمینه بیشتری بدهد.

مرحله 9: پیامک

بیایید هر زمان که مقیاس اندازه گیری وزن می کند ، هشدار پیامکی ایجاد کنیم. مطمئن شوید که سطل اطلاعات مربوط به سابقه وزن شما بارگیری شده است.

1. روی تنظیمات سطل (تحت نام آن) در پنجره سطل داده کلیک کنید.
2. روی برگه Triggers کلیک کنید.
3. جریان داده را برای فعال کردن انتخاب کنید. هنگامی که سطل داده بارگیری شد یا می توانید نام/کلید جریان را به صورت دستی تایپ کنید ، می توانید از لیست کشویی برای انتخاب جریانهای موجود استفاده کنید. در مثال تصویر بالا ، "Update" انتخاب شده است.
4. در این مورد "مطابقت" عملگر شرطی را انتخاب کنید.
5. مقدار Trigger را که یک عمل را فعال می کند انتخاب کنید (مقدار مورد نظر را به صورت دستی تایپ کنید). اگر از واحدهای متریک استفاده نمی کنید ، lb را تایپ کنید یا اگر از واحدهای متریک استفاده می کنید ، کیلوگرم تایپ کنید. هر زمان که جریان "Update" حاوی "lb" (یا "kg") باشد ، یک اعلان پیام متنی دریافت خواهید کرد.
6. برای افزودن شرایط Trigger روی دکمه "+" کلیک کنید.
7. آدرس ایمیل یا شماره تلفن خود را در قسمت "مخاطبین برای اطلاع" وارد کنید.
8. برای افزودن اطلاعات تماس روی دکمه "+" کلیک کنید.
9. در صورت افزودن شماره تلفن جدید برای تکمیل راه اندازی ، کد تأیید را وارد کنید.
10. روی دکمه Done در پایین کلیک کنید تا به صفحه اصلی برگردید. ماشه شما در حال حاضر فعال است و با برآورده شدن شرایط روشن می شود.

پس از اتمام راه اندازی ، هر بار که وزن می کنید یک پیامک دریافت می کنید که حاوی وزن شماست ، میزان تغییر وزن شما از آخرین اندازه گیری و یک شوخی / توهین / تمجید تصادفی.

مرحله 10: نتیجه گیری

گزینه های نامحدودی برای شما وجود دارد که بر اساس آنچه که اکنون ایجاد کرده اید استفاده کنید. در اینجا چند ایده برای این پروژه آمده است:

• برای ایجاد داشبورد سلامت شخصی خود ، می توانید داده ها را از منابع دیگر در همان داشبورد سابقه وزن (اطلاعات) پخش کنید.
• شما می توانید جوک های موجود در پیام هایWeighFirst ، messageWeighLess ، messageWeighMore و messageWeighSame را به حس شوخ طبعی خود تغییر دهید.
• می توانید جوک ها را به پیام های کاربردی تبدیل کنید یا آنها را حذف کنید و از کد مقیاس برای ردیابی وزن چیزی مهمتر از وزن بدن خود استفاده کنید.
• شما می توانید یخچال آبجو/شراب هوشمند خود را با استفاده از همین روش ایجاد کنید. در حال حاضر یک آموزش عالی برای آن در اینجا تهیه شده است.

هک کنید و به من اطلاع دهید اگر این آموزش به شما انگیزه می دهد تا چیزی شگفت انگیز خلق کنید.