¿Cómo hacer un abridor de garaje inteligente IOT con Raspberry Pi?

En esta era en la que la última tecnología nos mantiene invadiendo día a día el Internet de las cosas (IoT), recientemente ha surgido como un enfoque de vanguardia para automatizar dispositivos electrónicos y, por lo tanto, reducir en gran medida la interferencia humana. Muchas tecnologías admiten el control inalámbrico de dispositivos como Identificación de frecuencia de radio (RFID), Bluetooth, Wi-Fi, etc. En este proyecto, haremos un abridor de puerta de garaje inteligente con Raspberry Pi. Se creará el servidor web Raspberry Pi para abrir y cerrar la puerta del garaje usando su teléfono inteligente.

¿Cómo configurar Raspberry Pi y otros componentes de hardware?

Como hemos entendido el objetivo básico de este proyecto, ahora demos un paso más hacia la recogida de los componentes y su montaje.

Paso 1: Componentes necesarios

Paso 2: Seleccionar el modelo Raspberry Pi

Hay varios modelos de Raspberry Pi disponibles en el mercado. A excepción de raspberry pi zero, se puede preferir cualquier modelo. Esto se debe a que en Pi zero configurar una red es un trabajo muy agotador. Se pueden adquirir los últimos modelos como 3A+, 3B+ o 4. El nuevo Raspberry Pi 3 es el dispositivo más rápido y dominante que la Fundación Raspberry Pi ha lanzado hasta la fecha. Entonces, en este proyecto, usaremos Raspberry Pi 3B+.

Paso 3: elegir el sistema operativo

En primer lugar, necesitaremos una tarjeta SD con un sistema operativo adecuado. A la hora de elegir el sistema operativo, hoy en día existen diferentes opciones, desde el Raspbian “convencional” hasta sistemas de trabajo multimedia dedicados, e incluso Windows 10 IoT. Se prefiere Raspbian porque viene con más de 35000 paquetes. raspbiano es un proyecto comunitario en desarrollo activo, con énfasis en mejorar la estabilidad y el rendimiento de tantos paquetes Debian como sea posible.

Paso 4: Interfaz de Raspberry con computadora portátil

Se puede utilizar un monitor externo o LCD mediante un cable HDMI como pantalla para conectar con Raspberry Pi. Si alguien no tiene LCD, puede usar una computadora portátil para conectar Pi, pero será necesario realizar algunas configuraciones para la conectividad. Usaremos un Cubierta segura (SSH) cliente conocido como Masilla para conectar Pi usando una computadora portátil. La interfaz se explica en los pasos que se mencionan a continuación:

1. Instalación del escáner IP avanzado: Advanced IP Scanner es una herramienta que se utiliza para detectar las IP asignadas a los dispositivos por su enrutador Wifi. Instalaremos este software haciendo clic Aquí
2. Detección de IP asignada a Raspberry Pi: Ahora, comprobaremos la IP estática que tiene asignada nuestra Raspberry Pi.
   

   

   La dirección IP asignada a nuestra Raspberry Pi es 192.168.1.16. Anote esta dirección IP porque será necesaria en configuraciones posteriores. Nota: A cada persona se le asignará una dirección IP diferente según el enrutador Wifi.

3. Descargue Putty e ingrese la dirección IP en él: Putty es un cliente SSH y es un software de código abierto que está disponible con código fuente. Se puede descargar desde Aquí. Después de descargar Putty, ábralo e ingrese la dirección IP estática “192.168.1.16” para conectarse a la computadora portátil.
   

   

4. Iniciando sesión: Después de ingresar la dirección IP aparecerá la pantalla y le pedirá nombre de usuario y contraseña. El nombre de usuario predeterminado es “Pi” y la contraseña es “frambuesa“. También podemos cambiar los datos de inicio de sesión si queremos.
   

   

Paso 5: Diagrama del circuito

Ahora que sabemos cómo funcionan los componentes, sigamos adelante, ensamblemos estos componentes y hagamos un circuito como se muestra a continuación.

El relé se alimenta con 5 V de Raspberry Pi y Entrada y salida de uso general (GPIO-14), está conectado al EN del relevo. Le indicará al relé cuándo cambiar EN y APAGADO. Hemos conectado una bombilla de 12 V CA a la salida del relé para que cuando se abra la puerta del garaje se encienda la bombilla. EN y cuando se cierra la puerta del garaje se enciende la bombilla APAGADO.

Paso 6: Configuración del matraz en Pi para controlar la puerta del garaje

Crearemos un servidor web usando Flask que allanará el camino para enviar comandos desde la página web a Raspberry Pi para controlar nuestro prototipo a través de la red. Flask nos permite ejecutar nuestro contenido de Python a través de una página web y podemos enviar y obtener información desde Raspberry Pi al navegador de Internet y viceversa. Es un micromarco para Pitón. Esta herramienta está basada en Unicode y tiene un depurador y un servidor de desarrollo integrados, soporte de pruebas unitarias integradas, soporte para cookies seguras y es fácil de usar, estas cosas la hacen valiosa para el especialista. Para instalar Matraz en tu Raspberry Pi escribe los siguientes comandos:

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

Ahora, ejecute el comando pip para instalar Flask y sus dependencias:

sudo pip install flask

Paso 7: cree una secuencia de comandos de Python para abrir puertas

Este script cooperará con nuestros GPIO Raspberry Pi y configurará el servidor web. Es el guión principal de nuestro proyecto. El script de Python se explicará en las siguientes partes:

En primer lugar, haremos una carpeta. Todas las demás carpetas requeridas deben estar solo en esta carpeta. Ejecute los siguientes comandos para crear una carpeta y luego cree un archivo Python llamado aplicación.py dentro de esta carpeta:

mkdir garage_door
cd garage_door
nano app.py

Los comandos anteriores abrirán el editor Nano donde escribirá el siguiente script. Incluye bibliotecas importantes:

import RPi.GPIO as GPIO
from flask import Flask, render_template, request
app = Flask(__name__, static_url_path="/static")

Ahora, crea un diccionario como patas para almacenar el PIN, el nombre y el estado del PIN. Puede utilizar más de un pin según sus necesidades:

pins = 
{
   14 : {'name' : 'Garage Door', 'state' : GPIO.LOW}
}

Luego, configure el pin en salida y configúrelo en nivel bajo inicialmente:

for pin in pins:
   GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
   GPIO.output(pin, GPIO.LOW)

Crearemos la función para leer el estado del pin y almacenar este estado en una variable:

@app.route("
def main():
   for pin in pins:
      pins(pin)('state') = GPIO.input(pin)
..

Pasaremos estos datos a nuestro HTML página para que podamos controlar el estado del botón de entrada:

 return render_template('main.html', **templateData)

Para atender solicitudes de URL hacer una función con PIN y acción en ella:

@app.route("/<changePin>/<action>", methods=('GET', 'POST'))
def action(changePin, action):

Después de eso, convierta el pin de la URL en un número entero;

changePin = int(changePin)

Si la parte de acción de la URL es “abierto”, en ese momento haga lo siguiente:

if action == "open":
      GPIO.output(changePin, GPIO.HIGH)
   if action == "close":
      GPIO.output(changePin, GPIO.LOW)

Adjuntaré el guión completo al final y si alguien quiere copiarlo puede hacerlo presionando control+x y luego presionando Ingresar. Ahora hemos terminado con el script de Python y haremos un HTML página para interactuar con el script de Python.

Paso 8: Creación de una página HTML para el servidor Raspberry Pi

Realizaremos cambios en la carpeta garage_door que creamos anteriormente. Crearemos otra carpeta llamada plantillas y dentro de esta carpeta cree archivos .html usando los siguientes comandos:

mkdir templates
cd templates
nano main.html

Ahora, abre el editor de texto nano y escribe el HTML código. Podemos editar la parte

de la página y modificarla según nuestra propia elección. Hemos utilizado el esquema CSS de terceros utilizando la etiqueta de enlace. El código completo se proporciona a continuación:

Hacer clic aquí para descargar el código HTML para crear una página web.

Paso 9: crear un botón para abrir y cerrar la puerta

Tendremos que asignar un estado para abrir y cerrar el botón. Ese botón enviará y recuperará el estado GPIO del script de Python. Como hemos completado el código HTML anterior, ahora podemos usarlo en el editor y guardarlo y finalmente nuestro servidor web estará listo para iniciarse. Abra la terminal y navegue hasta puerta de la cochera carpeta y ejecute el siguiente comando que se menciona a continuación:

sudo python app.py

Abra el navegador e ingrese la dirección IP de Raspberry Pi y presione Enter. Se mostrará este tipo de página:

Paso 10: configurar el hardware

Una vez que hayamos terminado con la configuración del software, avancemos un paso y ensamblemos el hardware. asegúrese de que el módulo de relé esté conectado a la Raspberry Pi. Para probar, presione el botón abrir para cambiar EN El relé y el botón de cierre para cambiar. APAGADO el relevo. Tan pronto como se enciende el relé, la bombilla de CA se enciende y sabemos que la puerta está abierta y cuando la bombilla se apaga, sabemos que la puerta está cerrada. Para detener el servidor presione ctrl+c.

Hacer clic aquí para descargar el código para configurar el hardware.