نشانگر رویداد RPi-Zero IoT / لامپ رنگی: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

بدون کنترل کننده اضافی ، و بدون ماژول اضافی HAT مورد نیاز است. RPi-Zero همه کارها را انجام می دهد. بهتر است از RPi-Zero W استفاده کنید!

استفاده از نمونه: نشانگر وضعیت وب سرویس (به عنوان مثال ردیابی DowJonesIndex) ، نشانگر وضعیت رویدادهای سیاسی یا ورزشی ، نور خلق و خو ، ردیابی حسگر ، شما آن را نام می برید. ویدیو را در مرحله 6 مشاهده کنید.

Raspberry-Pi تنها دارای یک خط سخت افزاری PWM است. این پروژه به 3 خط PWM نیاز دارد ، بنابراین من از یک کتابخانه PWM 'c' (https://wiringpi.com/reference/software-pwm-library/) استفاده کردم ، که باید قبلاً نصب شده باشد.

من پردازش را به 2 فرآیند تقسیم کردم. یکی ، قطع حرکت ، تغییر خطوط کنترل به LED در صورت نیاز ، گرفتن دستورات راهپیمایی از جریان "stdin" آن. دیگری سرور nodeJS رویدادی است که از سوکت IO استفاده می کند. این امر برای جلوگیری از مواردی مانند سوسو زدن نور در حین اطمینان از پاسخگویی است. این ترکیب معمولاً کمتر از 5٪ CPU را استفاده می کند. در زمان به روز رسانی مداوم رنگ (از طریق لغزنده ها و/یا بسیاری از کلاینت ها) می تواند به راحتی از بیش از 50 استفاده کند (مخصوصاً هنگام استفاده از مرورگر در رابط کاربری Pi-Zero). توجه داشته باشید که وقتی تغییری ایجاد می شود ، اعلان های به روزرسانی به همه سرویس گیرندگان سوکت باز ارسال می شود.

مرحله 1: آنچه شما نیاز دارید

• کارت micro-SD Pi-Zero ، 8 گیگابایت توصیه می شود. با Raspbian-Linux یا NOOBS
• RGB Led (من از این مورد استفاده کردم:
• 3 مقاومت (مقدار بر اساس جریان مورد نظر و/یا روشنایی مورد نظر ، 1/8 وات)
• WiFi ، دانگل USB (به عنوان مثال https://www.ebay.com/itm/252018085448) یا حتی بهتر از Raspberry Pi Z-W (با WiFi داخلی) استفاده کنید
• یک مورد (به عنوان مثال کوچک: https://www.ebay.com/itm/131583579374 با فضای بیشتر:
• یک پخش کننده (به نمونه های موجود در تصویر مراجعه کنید)
• کابل و آداپتور در صورت نیاز.

به صورت اختیاری ، بسته به نحوه اتصال اجزاء به یکدیگر

• سرصفحه (https://www.ebay.com/itm/14186077616)
• جهنده (https://www.ebay.com/itm/262235387520)
• آداپتور میکرو USB راست زاویه (آبی USB 2.0 OTG R)
• مینی USB هاب ، فقط در مرحله راه اندازی استفاده می شود

مرحله 2: تنظیم Pi-Zero و آماده سازی برای توسعه

این تنظیم اولیه را برای PiZero خود دنبال کنید تا آماده توسعه شود.

هنگامی که یک کارت microSD با راه اندازی NOOBS دارید ، موارد زیر را انجام دهید:

کارت microSD را وصل کنید. یک هاب USB کم مصرف با دانگل Wifi ، صفحه کلید و ماوس متصل شده است (در هر صورت ممکن است از موس و/یا صفحه کلید بی سیم استفاده کنید ، اما به احتمال زیاد ، به هاب به منبع خارجی نیاز ندارید). من از آداپتورها و هابی که قبلاً داشتم استفاده کردم.

حالا یک مانیتور و یک آداپتور برق microUSB را وصل کنید تا بوت شود. دستورالعمل های راه اندازی Raspbian ، Debian Linux را ادامه داده و به پایان برسانید ، همانطور که در پیوند noobs-setup در بالا مشاهده شده است.

علاوه بر این ، من وضوح تصویر بسیار پایینی داشتم. بنابراین من این خطوط را به /boot/config.txt اضافه کردم

disable_overscan = 1

hdmi_group = 2 hdmi_mode = 58

hdmi_mode = 58 برای مانیتور من کار می کند ، ممکن است دستگاه شما به چیز دیگری نیاز داشته باشد.

refer: make-raspberry-pi-use-full-resolution-monitor و

raspberrypi.org/documentation/configuration/config-txt.md

پس از راه اندازی Pi-Zero به رابط GUI می رود.

برای استفاده از اندازه کامل کارت microSD خود ، از raspi-config #1 "Expand Filesystem" استفاده کردم. از خط فرمان ، در پنجره ترمینال ، عبارت "sudo raspi-config" را وارد کنید. مراجعه کنید به: documentation/configuration/raspi -config.md

همچنین من این تنظیمات را تحت شماره 5 "گزینه های بین المللی سازی" تغییر دادم

• محل: en_US. UTF-8 UTF-8
• منطقه زمانی: آمریکا… Los_Angeles
• طرح بندی صفحه کلید: رایانه عمومی 105 کلیدی (بین المللی)… انگلیسی (ایالات متحده)

برای من استاندارد صفحه کلید بریتانیا (که Raspbian از پیش تنظیم شده است) بسیاری از ویرایش های من را به یک کار واقعی تبدیل می کرد.

این تنظیمات را در صورت نیاز ، مناسب شما تغییر دهید. توجه داشته باشید که برای حرکت در 'raspi-config' باید از کلیدهای جهت دار و کلید tab استفاده کنید. و پس از انتخاب ممکن است پاسخ بسیار کند باشد.

به نظر من اتصال به اینترنت با یک دانگل WiFi-USB مشکلی ندارد (من از 2 عدد متفاوت استفاده کردم). من به سادگی مجبور شدم رمز ورود کلید WiFi خود را با استفاده از کشویی در بالا سمت راست GUI وارد کنم. وقتی این کار را انجام دادم ، پس از هر بار راه اندازی مجدد/روشن شدن ، به طور خودکار متصل می شود.

اکنون من برای توسعه عمومی آماده بودم.

برای رسیدن به این نقطه می توانید راه های زیادی را طی کنید. تا اینجا ، من جزئیات زیادی در اینجا ارائه نکرده ام ، اما روش ها و پیکربندی های زیادی در وب با جزئیات بیشتر شرح داده شده است. از جمله یکی برای تنظیم بدون سر که در آن از پنجره ترمینال ssh راه دور در رایانه شخصی خود برای انجام مراحل توسعه در این دستورالعمل استفاده می کنید.

مرحله 3: توسعه محیط و ابزارها

برای تنظیمات پیکربندی سیستم و نرم افزاری که برای پروژه ایجاد کردم ، تحقیق و توسعه را روی Raspberry Pi-2 انجام دادم. زیرا دارای یک CPU چهار هسته ای است که مرور و توسعه کد را با پنجره های متعدد بسیار سریعتر می کند. البته برای تحقق این پروژه می توانید از هر مدل Raspberry-Pi استفاده کنید.

برای راه اندازی Node.js (پشتیبانی جاوا اسکریپت نویسی ورودی/خروجی از طریق رویداد) موارد زیر را انجام دادم…

sudo apt-get update

sudo apt-get nodejs npm را نصب کنید

افزودن این بسته های nodeJS (npm مدیر بسته Nodejs است)

npm اکسپرس را نصب کنید

npm socket.io را نصب کنید

منابع:

www.npmjs.com/package/express چارچوب وب سریع و مینیمالیستی

www.npmjs.com/package/socket.io Socket. IO ارتباطات مبتنی بر رویداد را در زمان واقعی فعال می کند

مرحله 4: سخت افزار

مقادیر مقاومتی که استفاده می شود همه متفاوت است ، زیرا افت ولتاژ و کارایی برای هر سه بخش رنگ LED متفاوت است. سطوح خروجی GPIO High تقریباً 3.2 ولت بود. هر بخش LED برای اطمینان از مصرف کمتر از حداکثر 20ma و حدود 40ma همه با هم مورد آزمایش قرار گرفت (<حداکثر حداکثر 50ma کل مجاز) ، که PiZero می تواند به راحتی از عهده آن برآید. من تا آنجا که می توانم روشنایی خروجی را دریافت کردم ، مستقیماً LED را هدایت می کنم. که برای نیازهای من کافی است برای هدایت جریانهای بالاتر ، برای خروجی بسیار روشن تر ، می توان از ترانزیستورهای درایو میانی با یک LED آند معمولی استفاده کرد که آند آن به خط 5v متصل شده است. برای من انتخاب بهتری بود

توجه کنید که من از سربرگ با پین های مردانه استفاده کردم و با پرش F-F به پایه های LED متصل شدم. این باعث کاهش ارتفاع کلی شد. مقاومت ها را به وسط جامپرها لحیم کردم. عدم استفاده از برد مدار یا برد بدون لحیم ، همراه با استفاده از آداپتور میکرو USB به USB با زاویه راست برای دانگل WiFi ، مونتاژ نهایی را نسبتاً جمع و جور کرد.

برای یک دستگاه پخش کننده ، من یک توپ پینگ پنگ را توصیه می کنم (به راحتی می توان یک سوراخ را به اندازه ای بزرگ کرد که LED 5-8-10 میلیمتری خود را داخل آن قرار دهید). یا قسمت بالای لامپ LED (که از دیفیوزر پلاستیکی استفاده می کند) را قطع کنید. برای این کار یک خط ، با نوک تیز ظریف ، جایی که می خواهید برش دهید را علامت بزنید و از ابزار شبیه Dremel با یک ضمیمه برش باریک استفاده کنید. اگر دوست دارید ، از یک شیشه شیشه ای کوچک برش خورده یا لیوان نوشیدنی استفاده کنید. وقتی روی یک دیفیوزر قرار گرفتید ، آن را به قسمت بالای قاب بچسبانید.

برای تظاهرات من دوست دارم از یک پاوربانک Li کوچک در داخل کیس استفاده کنم. به نظر می رسد این دستگاه بی سیم بسیار چشمگیرتر است. البته ، در آن پیکربندی زمان کارکرد محدودی خواهد داشت. برای کارکرد عادی من به سادگی از آداپتور دیواری micro-USB استفاده می کنم.

مرحله 5: نرم افزار پروژه

من از دو برنامه استفاده کردم ، یک فرایند Node.js که از طریق جریان داده stdin با یک فرآیند کودک صحبت می کند. این به این دلیل است که هر کدام می توانند بهترین کار را انجام دهند و به عنوان فرایندهای مستقل با سرعت خود عمل می کنند.

در اینجا کاری است که من انجام دادم: اما شما مجبور نیستید ، زیرا من یک فایل tar-gzip ارائه کرده ام که شامل فایل درخت حاصل است.

راه اندازی سرور NodeJS:

سی دی

mkdir node_rgb cd node_rgb mkdir عمومی

'index.html' و 'style.css' را در فهرست '~/node_rgb/public' قرار دهید inputput 'rgbDriver.c' و 'rgb_main.js' در فهرست '~/node_rgb'

کامپایل/ساخت c فرآیند 'rgbDriver':

cd ~/node_rgb

cc -o rgbDriver rgbDriver.c -lwiringPi -lpthread

بارگیری و گسترش معادل سازی

برای بارگیری node_rgb.tgz (زیر) در Pi-Zero خود در فهرست اصلی (~ pi) می توانید یکی از 3 مورد زیر را انجام دهید:

1. بارگیری از مرورگر در Pi-Zero's GUIM انتقال فایل به ~ pi/

2. در پنجره ترمینال متصل به شما Pi-Zero: cd ~ piwget

   mv FZBF9BDIL6VBHKF.tgz rgb_node.tgz

3. از مرورگر رایانه رومیزی خود بارگیری کنید. از WinSCP برای کپی آن در فهرست ~ pi در Pi-Zero استفاده کنید.

پس از اجرای شماره 1 2 یا 3 بالا…

سی دی

tar -xzvf node_rgb.tgz درخت node_rgb… node_rgb ├── public │ ├── Dow_Jones_Index.html ├── ├── index.html └── └── style.css ├── rgbDriver ├── rgbDriver.c ├── rgb_main. js ├── start_rgb ├── kill_rgb └── track_dji

فایل اجرایی (از بالا) 'rgbDriver' را می توان مستقل از فرآیند واسط Node.js استفاده کرد.

برای تأیید اینکه این درایور و سخت افزار کار می کنند ، مجموعه های سه مقدار (0-255) ، که با فاصله از یکدیگر جدا شده اند را به راننده وارد کنید. مانند 'echo 255 0 0 |./rgbDriver 'برای رنگ قرمز یا' echo 0 255 0 |./rgbDriver 'برای رنگ سبز. توجه داشته باشید که "./" به سیستم عامل می گوید برنامه ما "rgbDriver" را در فهرست فعلی پیدا کند. وقتی برای متوقف کردن راننده یک ^c (cntl-c) صادر می کنید ، led ممکن است روشن باشد یا نباشد. به طور متناوب ، می توانید ارزش های آن را به صورت تعاملی تغذیه کنید. سعی کنید این خطوط را یکی پس از دیگری تایپ کرده و LED را تماشا کنید.

./rgbDriver

0 255 0 100 0 100 255 255 0… و غیره… ^ج

مطمئن باشید 2 مورد از این فرایندها را به صورت موازی اجرا نمی کنید.

برای راه اندازی مجموعه نرم افزار کامل از جمله سرور Node.js از این دستور استفاده کنید:

sudo node rgb_main.js

سپس وقتی می خواهید سرور Node.js را متوقف کنید از cntl-c استفاده کنید. با آن راه اندازی کنید

sudo node rgb_main.js &

برای اجرا در زمین عقب ، اما سپس باید از دستور 'sudo kill -9 pid' برای متوقف کردن آن استفاده کنید. اگر این دستور برای شما بیگانه به نظر می رسد ، خروجی این دستورات را مرور کنید: 'man kill' & 'man sudo'.

از یک مرورگر در رایانه ، رایانه لوحی یا تلفن خود استفاده کنید که به شبکه محلی شما متصل است. به https:// raspberrypi: 8080 بروید یا اگر این کار نمی کند از آدرس IP دستگاه (به دست آمده از cmd 'ifconfig') مانند 192.168.1.15 بعلاوه مشخصات پورت: 8080 یا در صورت استفاده از Pi-Zero استفاده کنید. رابط کاربری گرافیکی: localhost: 8080 کار می کند.

در صفحه ای که ظاهر می شود ، نوار لغزنده های RGB را کار کنید و لامپ RGB-LED را مشاهده کنید.

سایر دستورات مفید توجه داشته باشید که اگر بیش از یک rgbDriver را همزمان اجرا کنید ، احتمالاً رفتارهای غیرقابل پیش بینی خواهید داشت. اگر سعی کنید نسخه دوم rgb_main.js را اجرا کنید ، خطا رخ می دهد.

این دستور کلیه فرایندهای مرتبط را فهرست می کند:

ps aux | grep rgb

این دستور تمام فرایندهای nodeJS را به همراه فرآیندهای فرزند rgbDriver از بین می برد:

sudo ps aux | گره گرپ.*rgb | awk '{print "sudo kill -9" $ 2}' | sh

عملیات مستقل

برای راه اندازی Pi-Zero برنامه سرور Node.js هنگام بوت شدن … با استفاده از ویرایشگر مورد علاقه خود (به عنوان مثال nano ~/.bash_profile) ، خطوط زیر را تایپ کرده و در ~/.bash_profile ذخیره کنید

cd node_rgb

sudo node rgb_main.js &

برای جلوگیری از دریافت پیام های خطای مزاحم هنگام باز کردن پنجره ترمینال ، از کدگذاری مشروط مانند اسکریپت پوسته در فایل "start_rgb" استفاده کنید

هنگامی که Pi-Zero جاسازی شده و بدون صفحه کلید ، ماوس یا مانیتور اجرا می شود. رابط کاربری گرافیکی حداقل زمان CPU را می گیرد ، زیرا هیچ تعاملی با کاربر وجود نخواهد داشت. من راه اندازی رابط کاربری گرافیکی خودکار را غیرفعال نمی کنم ، زیرا Pi-Zero در این مورد منابع بیشتری از نیاز دارد. و دوست دارم بتوانم چند کابل را در هر زمان و در آینده متصل کنم و از آن استفاده کنم. اگرچه ، این ضروری نیست زیرا می توانید از ترمینال SSH از راه دور (به عنوان مثال PuTTY) برای انجام هرگونه تعمیر و نگهداری مورد نیاز استفاده کنید.

استفاده از آن به عنوان مانیتور رویداد

من یک صفحه وب برای نظارت بر تغییرات روزانه در شاخص داوجونز ایجاد کردم. منبع آن می تواند به عنوان راهنمای صفحه شما استفاده شود که از برخی داده های وب استفاده می کند و بر این اساس نشانگر Pi-Zero شما را هدایت می کند. این صفحه داده های (json) خود را از یک سرویس وب Google دریافت می کند. انواع مختلفی از خدمات وب وجود دارد ، بنابراین شما باید در مورد نوع مورد نظر برای تعیین کد جاوا اسکریپت برای دسترسی به آن تحقیق کنید.

اگر مایل به استفاده از دستگاه خود هستید ، من نیز به عنوان یک شاخص اختصاصی تغییر شاخص Dow Index ، این خطوط را به انتهای فایل ~/.bash_profile ، یا SSH دلخواه اضافه کرده و خط فرمان دوم را صادر کنید. به اگر بعداً می خواهید از کنترل از راه دور "kill -9" استفاده کنید ، فرآیند مرورگر epiphany حاصل می شود.

بخواب 20

epiphany-browser --display =: 0.0 localhost: 8080/Dow_Jones_Index.html &

این نشانگر با توجه به مقدار 0. رنگ خاکستری روشن را روشن می کند و با مقادیر بالاتر سبزتر و سبزتر می شود. درخشان ترین رنگ سبز خالص در حدود 250 است. مقادیر بالاتر و در عین حال در ابتدا باعث ایجاد یک فلاش کم عمق ، تا عمیق ترین فلاش در حدود 500 می شود. برای مقدار منفی (افت روزانه در Dow) نیز مشابه است ، اما با رنگ قرمز.

به روز رسانی مه 2018

من یک صفحه وب جدید ایجاد کرده ام (SolarStorm_devCon.html ، به دلیل بارگذاری نشدن فایل.html به عنوان فایل.txt پیوست شده است) که اطلاعات طوفان GeoMagnetic (که می تواند از CME ویرانگر ، EMP پیشگویی کننده باشد) را جمع آوری کرده و از آن برای ارائه رنگ استفاده می کند مقیاس منعکس کننده یک نوع شاخص Geo-Storm 'DevCon'. نشان دهنده پتانسیل فاجعه ناشی از پالس الکترومغناطیسی (EMP) ناشی از آب و هوای فضا ، احتمالا شعله های خورشیدی یا پرتاب جرم تاج (CME). مانند "Dow_Jones_Index.html" استفاده کنید.

مرحله 6: کنترل صفحه وب از راه دور

در این مرحله شما می توانید لامپ رنگی IOT خود را از هر نقطه در شبکه محلی خود کنترل کنید. نحوه قابل مشاهده شدن آن در اینترنت عمومی بخشی از این دستورالعمل نیست. اگر IP عمومی دستگاه خود را تنظیم کنید ، باید از آن IP در دستور socket باز در جاوا اسکریپت صفحات خود استفاده کنید (به عنوان مثال ~/node_rgb/public/index.html)

من در حال برنامه ریزی برای استفاده از دستگاه Pi-Zero IOT خود به عنوان نشانگر زمان واقعی رنگ برای تغییر روز در شاخص داوجونز هستم. من صفحه ای ایجاد می کنم که این کار را انجام می دهد و داده های json را از google.com/finance دریافت می کند. بعداً چند صفحه وب برای نشان دادن طیف وسیعی از استفاده از این دستگاه کوچک IOT ایجاد کردم. به جای اینکه PiZero خود را در اینترنت عمومی قرار دهم ، میزبان صفحات موجود در سرور وب عمومی من (در حال حاضر @ 71.84.135.81 @ با نام مستعار: https://raspi.ddns01.com/ هنگام فعال بودن سرور Dynamic Domain Name من) ، که در نسخه اصلی B Raspberry-Pi اجرا می شود به

در کد در صفحات راه دور من اتصالات سوکت را به 192.168.1.41:8080 باز کردم IP i Pi-Zero خود را به 192.168.1.41 ثابت کرده بودم. برای انجام مشابه ، دستورالعمل های راه اندازی-تمشک- pi-with-wifi-and-a-static-ip را تحت عنوان: آدرس IP ثابت دنبال کنید. بنابراین اگر PiZero خود را در شبکه محلی خود در 192.168.1.41 تنظیم کرده اید ، این صفحات ، که از وب سایت من باز شده است ، با دستگاه شما ارتباط برقرار می کند ، زیرا اتصال از طرف مشتری انجام می شود.

در اینجا صفحاتی وجود دارد که از آنها برای آزمایش و کارکرد دستگاه روشنایی Pi-Zero IOT استفاده می کنم. اگر این صفحات (https://71.84.135.81/iot/rgbLamp/ aka https://raspi.ddns01.com/iot/rgbLamp/ یا هر یک از صفحات قاب بندی شده در آن صفحه را باز کنید) JavaScript سمت مشتری چراغ IOT ایجاد شده خود را هدایت کنید (با توجه به اینکه در این آدرس اینترنتی "192.168.1.41:8080" در حال اجرا است) اگر دوست دارید می توانید منبع هر یک از آن صفحات را کپی کرده و به دلخواه تغییر دهید.

با صفحه اول می توانید دستگاه خود را روی هر رنگی تنظیم کنید. لامپ LED و رنگی که در صفحه وب مشاهده می کنید نسبتاً خوب دنبال می شود. مقادیر مقاومتی که استفاده می شود (و همچنین مانیتور) را می توان تغییر داد تا با آنها مطابقت بیشتری داشته باشد. من زمان کمی را صرف اطمینان از مطابقت آنها کردم. این صفحه هر زمان که رنگ دیگری تغییر کند و سرور پیام اطلاعات به روز شده را ارسال کند ، رنگ آن به روز می شود.

یک صفحه یک چراغ راهنمایی است که با دکمه کنترل می شود.

صفحه ای وجود دارد که برای ردیابی یک مسابقه ورزشی (به عنوان مثال فوتبال ، بسکتبال ، بیس بال) ، یک انتخابات ، یا حتی برای جمع آوری صندوق یا شاخص سطح هشدار DEFCON مناسب است. نمرات (یا رایهای متعهد انتخاباتی) را می توان به طور خودکار از یک سرویس وب بدست آورد یا از سایر صفحات وب حذف کرد. من فید خودکار ندارم که صفحه Contest_demo من را هدایت می کند. شخصی با دانش مناسب می تواند یک راننده قدرت را برای روشن کردن چراغ های LED با قدرت بالا و حمام کردن یک اتاق (یا بار ورزشی) با رنگ تیم هنگام جلوتر اضافه کند. متأسفانه من با این دستورالعمل برای مهمانی های فوق العاده امسال دیر آمدم ، اما به موقع برای انتخابات 2016.

سپس صفحه ای مشابه صفحه ای وجود دارد که من برای تبدیل دستگاه خود به نشانگر ردیابی داوجونز استفاده می کنم. نوار لغزنده و دکمه ها فقط برای اهداف نمایشی در صفحه نمایشی DJI هستند. در منبع این صفحه کدی وجود دارد که من برای رنگ آمیزی مجدد یک تصویر با الهام از صفحه سبز تهیه کرده ام. با نظرات کافی که ممکن است برای شما مفید واقع شود.

فقط اولین صفحه از این 4 صفحه (همراه با صفحه index.html مبتنی بر Pi-Zero) به پیامهای به روز رسانی سرور گوش می دهد و مطابق آن بازخوانی می شود. بقیه فقط به سرور ارسال می شوند.