เครื่องพิมพ์ Alexa - เครื่องพิมพ์ใบเสร็จ Upcycled: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ฉันเป็นแฟนตัวยงของการรีไซเคิลเทคโนโลยีเก่าและทำให้มันมีประโยชน์อีกครั้ง ไม่นานมานี้ ฉันได้ซื้อเครื่องพิมพ์ใบเสร็จแบบใช้ความร้อนราคาถูกตัวเก่า และฉันต้องการวิธีที่มีประโยชน์ในการนำกลับมาใช้ใหม่ จากนั้นในช่วงวันหยุด ฉันได้รับ Amazon Echo Dot เป็นของขวัญ และหนึ่งในคุณสมบัติที่ฉันใช้บ่อยที่สุดคือการเพิ่มของชำลงในรายการซื้อของ ดังนั้นฉันจึงคิดว่ามันคงจะดีถ้ารวมทั้งสองและใช้เครื่องพิมพ์ใบเสร็จเป็นเครื่องพิมพ์ IOT สำหรับ Alexa (หรือ Google Home หรือ Siri เป็นต้น) เรามาดูกันว่าจะต้องทำอย่างไรเพื่อทำให้แนวคิดนี้เป็นจริง

เสบียง

นี่คือส่วนที่ฉันใช้สำหรับโครงการนี้:

1. เครื่องพิมพ์ใบเสร็จความร้อนทั่วไปราคาถูก (ต้องรองรับ ESC-POS)
2. อุปกรณ์ Amazon Alexa (อุปกรณ์ "ผู้ช่วยในบ้าน" อื่นๆ อาจใช้งานได้เช่นกัน)
3. Raspberry Pi Zero Wireless
4. 7805 เครื่องปรับลม 5v
5. ตัวเก็บประจุ 10μf
6. ตัวเก็บประจุ 1μf

สิ่งอื่น ๆ ที่ฉันใช้สำหรับโครงการนี้คือ:

1. ถ้าเป็นเช่นนั้น (IFTTT.com)
2. อุปกรณ์บัดกรี

ขั้นตอนที่ 1: การตั้งค่า Raspberry Pi Zero W

ขั้นตอนแรกคือให้เครื่องพิมพ์ใบเสร็จเก่าพิมพ์ใหม่อีกครั้ง ฉันเลือกใช้ Raspberry Pi Zero W เป็นคอนโทรลเลอร์เพราะราคาถูกและมีขนาดเล็ก อันที่จริงมันเล็กพอที่จะใส่เข้าไปในเคสเครื่องพิมพ์ใบเสร็จได้ ดังนั้นจึงไม่มีการเชื่อมต่อภายนอก! Pi Zero W ยังมี Wifi ในตัว ดังนั้นทุกอย่างจึงถูกรวมเข้ากับขนาดที่เล็ก

เพื่อให้ Pi ใช้งานได้ เราต้องดาวน์โหลด Raspbian OS และเบิร์นลงในการ์ด microSD โดยใช้โปรแกรมเช่น Etcher ใส่ลงใน Pi พร้อมกับสาย HDMI, แป้นพิมพ์, เมาส์ แล้วต่อไฟ

เมื่อ Pi บูทขึ้นและคุณอยู่ที่อินเทอร์เฟซเดสก์ท็อป คุณสามารถเชื่อมต่อกับระบบไร้สายได้โดยคลิกที่ไอคอนไร้สายที่มุมขวาบนและเลือกชื่อการเชื่อมต่อไร้สายของคุณ จากนั้นหากคุณคลิกขวาที่ไอคอนไร้สายเดียวกัน คุณสามารถไปที่การตั้งค่าเครือข่ายและตั้งค่าที่อยู่ IP แบบคงที่ เพื่อให้เราสามารถเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายได้อย่างง่ายดาย สุดท้าย คุณต้องการคลิกที่เมนูหลักและเลือก "Raspbian Configuration Editor" และภายใต้แท็บ "Interfaces" ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เปิดใช้งาน SSH แล้ว จากนั้นบันทึกและรีบูต Pi ของคุณ

ขั้นตอนที่ 2: การพิมพ์จาก Pi

เมื่อรีบูต Raspbery Pi แล้ว ควรเชื่อมต่อกับเครือข่ายไร้สายของคุณด้วย IP แบบคงที่และเปิดใช้งาน SSH ตอนนี้เราน่าจะเชื่อมต่อมันจากระยะไกลจากคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นได้แล้ว คุณต้องมีไคลเอ็นต์ SSH เพื่อดำเนินการดังกล่าว สำหรับ Windows ลูกค้าที่ดีคือสีโป๊ว คุณสามารถเชื่อมต่อโดยใช้ที่อยู่ IP แบบคงที่ของ Pi ที่เราตั้งไว้ก่อนหน้านี้ จากนั้นคุณสามารถเข้าสู่ระบบโดยใช้ "pi" เป็นชื่อผู้ใช้และ "raspberry" เป็นรหัสผ่าน

หลังจากล็อกอินสำเร็จ ตอนนี้เราน่าจะอยู่ที่อินเทอร์เฟซเทอร์มินัลของ Pi ที่นี่เราสามารถพิมพ์คำสั่งที่จะรันบน Raspberry Pi ตัวอย่างเช่น สิ่งแรกที่เราต้องทำคือตรวจสอบให้แน่ใจว่าซอฟต์แวร์บน Pi เป็นเวอร์ชันล่าสุด ดังนั้นในเทอร์มินัลเราสามารถพิมพ์:

sudo apt-get update

คำสั่งนี้จะอัปเดตที่เก็บซอฟต์แวร์บน Pi ต่อไป เราสามารถติดตั้งซอฟต์แวร์เครื่องพิมพ์ ESC-POS และไลบรารีที่จำเป็น

sudo apt-get ติดตั้ง python3 python3-setuptools python3-pip libjpeg8-devsudo pip3 ติดตั้ง -- อัปเกรด pip sudo pip3 ติดตั้ง python-escpos

เมื่อเสร็จแล้ว เราสามารถเชื่อมต่อเครื่องพิมพ์กับพอร์ต Micro-USB ของ Pi (โดยใช้อะแดปเตอร์) และเปิดเครื่องได้ จากนั้นในเทอร์มินัลของเรา เราสามารถสร้างสคริปต์หลามเล็กๆ ได้

นาโน hello_world.py

และในนั้นเราสามารถเพิ่มรหัสหลามนี้

#!/usr/bin/pythonfrom escpos.printer import Usb p = Usb(0x0416, 0x5011) p.text("Mini IOT Printer\n") p.close()

ออก (CTRL-X) บันทึก (CTRL-Y) แล้วเรียกใช้เพื่อทดสอบ

python3 hello_world.py

ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (ตอนที่ 1)

เครื่องพิมพ์จะดีอะไรถ้าไม่มีการพิมพ์? ฉันต้องการเปิดใช้งานฟังก์ชันเพื่อพิมพ์จากบริการอินเทอร์เน็ตต่างๆ เช่น Alexa แล้วฉันจะทำสำเร็จได้อย่างไร? ทางเลือกหนึ่งคือเลือกบริการอินเทอร์เน็ตเฉพาะ ติดตามเอกสาร API และเขียนแอปพลิเคชันตาม API ของพวกเขา แต่เลือกเดินบนทางเฉื่อย…

มีเว็บไซต์ที่ยอดเยี่ยมชื่อว่า "ถ้าเป็นอย่างนั้น" ซึ่งกระตุ้นการดำเนินการสำหรับบริการอินเทอร์เน็ตต่างๆ (Alexa, Google Home, Gmail, Facebook, Instagram, Twitter ฯลฯ) ตามเกณฑ์ชุดหนึ่ง ตัวอย่างเช่น "ถ้า" ฉันโพสต์ไปที่ Facebook (นี้) "แล้ว" ส่งอีเมล (ที่) ให้ฉัน

ดังนั้นในช่วงครึ่งแรกนี้ ฉันสมัครใช้บัญชีฟรี คุณสามารถเริ่มสร้าง "แอปเพล็ต" ใหม่สำหรับบริการต่างๆ ที่คุณต้องการเรียกใช้ ส่วน "นี่" ของแอปเพล็ตของฉันจะเป็น Alexa มีตัวกระตุ้น Alexa มากมายให้เลือก แต่ฉันจะเลือกตัวที่ระบุว่า "ถามสิ่งที่อยู่ในรายการซื้อของ" และสุดท้ายเราต้องการให้มันทริกเกอร์สคริปต์ Python บน Raspberry Pi ดังนั้นสำหรับส่วน "นั่น" ของสคริปต์ เราต้องการเลือก Webhooks

ในตัวเลือก Webhooks เราสามารถเพิ่ม URL ที่ชี้ไปที่ Pi ของเรา ซึ่งเราจะกลับมาดูในภายหลัง เราสามารถปล่อยให้ฟิลด์วิธีการเป็น "รับ" และสำหรับประเภทเนื้อหาให้เลือก "ข้อความธรรมดา" สำหรับฟิลด์ Body ให้คลิก "Add Ingredient" และเลือก "Entire List" การดำเนินการนี้จะส่งรายการช้อปปิ้งทั้งหมดเป็นคำขอรับ

ขั้นตอนที่ 4: การเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (ตอนที่ 2)

ขั้นตอนก่อนหน้านี้ดูแลส่วน "อินเทอร์เน็ต" ดังนั้นตอนนี้เรามาทำงานในส่วน "สิ่งของ" โดยใช้ Raspberry Pi ในการสื่อสารกับแอปเพล็ตเว็บฮุค "ถ้าเป็นอย่างนั้น" เราจำเป็นต้องตั้งค่าเว็บเซิร์ฟเวอร์บน Raspberry Pi มีหลายวิธีในการตั้งค่าเว็บเซิร์ฟเวอร์ แต่เมื่อพิจารณาว่าฉันต้องการเรียกใช้สคริปต์ Python ในท้ายที่สุด ฉันจึงตัดสินใจใช้เซิร์ฟเวอร์ Flask ของ Python

Pi มีไลบรารี Flask ทั้งหมดที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้า ดังนั้นสิ่งที่เราต้องทำคือเริ่มเขียนสคริปต์ทดสอบ:

นาโน flask_test.py

และในนั้น เรามาเพิ่มโค้ดที่ใช้กับหน้าเว็บธรรมดาๆ กัน

#!flask/bin/python#IMPORT THE FLASK LIBRARIES from flask import Flask, ขอ #CREATE A FLASK VARIABLE app = Flask(_name_) #CREATE AN 'INDEX' PAGE @app.route('/') def index(): ส่งคืน 'เซิร์ฟเวอร์ Flask ของคุณใช้งานได้!' #รันโปรแกรมถ้า _name_ == '_main_': app.run(debug=True, host='0.0.0.0')

ตอนนี้เพียงบันทึกโปรแกรมและเรียกใช้โดยใช้คำสั่งนี้:

sudo python3 flask_test.py

คุณจะเห็นได้จากการตอบสนองของคำสั่งว่าพอร์ตเริ่มต้นที่ Flask ทำงานคือพอร์ต 5000 ดังนั้นในเว็บเบราว์เซอร์ หากคุณพิมพ์ที่อยู่ IP ของ Pi:5000 คุณจะเห็นข้อความว่า "เซิร์ฟเวอร์ Flask ของคุณใช้งานได้!"

เรามีโค้ด Python ทดสอบจากรุ่นก่อนซึ่งพิมพ์ไปยังเครื่องพิมพ์ใบเสร็จของเรา และเรามีเซิร์ฟเวอร์ Flask ทดสอบของเรา ต่อไปเราต้องรวมพวกมันและรวมโค้ดที่ดึงข้อมูลจากแอปเพล็ต Webhook ของเรา มาสร้างไฟล์ Python ใหม่กันเถอะ:

nano iot_print_server.py

และภายในนั้นให้เพิ่มรหัสต่อไปนี้:

#!flask/bin/python#IMPORT THE FLASK AND PRINTER LIBRARIES from flask import Flask, คำขอจาก escpos.printer import Usb #ASSIGN VARIABLES FOR THE PRINTER AND FLASK p = Usb(0x0416, 0x5011) app = Flask(_name_) #CREATE 'INDEX' PAGE @app.route('/') def index(): return 'เซิร์ฟเวอร์ Flask ของคุณใช้งานได้!' #CREATE "PAGE" เรียกว่า "LIST" สำหรับการพิมพ์ ALEXA SHOPPING LIST @app.route('/list') def list(): #CAPTURE "GET" DATA FROM IFTTT WEBOOKS content = request.get_data() #CONVERT RAW DATA TO STRING str_content = str(content) #DIVIDE DATA INTO SEPERATE LINES str_split = str_content.splitlines() #SEPERATE WORDS BY COMMA AND ADD TO A NEW LIST รายการใหม่ = สำหรับคำใน str_split: word = word.split(', ') newlist.extend(word) #REMOVE FORMATTING MARKS rmv_marks = [s.strip("b'") สำหรับ s ในรายการใหม่] #PRINT HEADER #print("Shopping List\n") p.text("Shopping List:\n ") #ENUMERATE และพิมพ์แต่ละรายการในรายการ r = 1 สำหรับ x ใน rmv_marks: #print(str(r) + ". " + x + "\n") p.text(str(r) + ". " + x + "\n") r += 1 #RETURN RESULTS คืนค่า 'x' #RUN THE PROGRAM ถ้า _name_ == '_main_': app.run(debug=True, host='0.0.0.0')

คุณสามารถเรียกใช้เพื่อดูว่ามันส่งคืนข้อผิดพลาดใดๆ หรือไม่ แต่จะใช้งานไม่ได้กับเว็บฮุคของเรา เนื่องจากขณะนี้เซิร์ฟเวอร์กำลังทำงานอยู่ในเครื่องเท่านั้น ยังไม่มี URL ภายนอกสำหรับเว็บฮุคที่จะเชื่อมต่อ เราสามารถตั้งค่าการส่งต่อพอร์ตบนเราเตอร์ของเราและเพียงแค่ใช้ที่อยู่ IP ภายนอกของเรา แต่นั่นก็ไม่ได้ปลอดภัยเกินไปจริงๆ ฉันตัดสินใจเลือก NGROK เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 5: การตั้งค่าการเข้าถึงภายนอกด้วย Ngrok

Ngrok ตั้งค่าการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยกับเครือข่ายของคุณโดยไม่ต้องเปิดเผย IP ภายนอกหรือยุ่งกับการส่งต่อพอร์ต หลังจากลงชื่อสมัครใช้บัญชีฟรี คุณจะได้รับโทเค็นการให้สิทธิ์ จากนั้นบน Raspberry Pi ของคุณ คุณสามารถดาวน์โหลด คลายซิป เชื่อมต่อโทเค็นการรับรองความถูกต้อง จากนั้นเรียกใช้บนพอร์ต 5000:

mkdir ngrokcd ngrok wget https://bin.equinox.io/c/4VmDzA7iaHb/ngrok-stable… unzip ngrok-stable-linux-arm./ngrok authtoken [ใส่โทเค็นการตรวจสอบสิทธิ์ของคุณที่นี่]./ngrok http 5000

***ข้อสำคัญ*** Ngrok เวอร์ชันฟรีไม่ได้ให้ที่อยู่คงที่ ดังนั้นทุกครั้งที่คุณเรียกใช้ Ngrok อีกครั้ง จะมีที่อยู่อื่นให้คุณ หากคุณต้องการที่อยู่แบบคงที่เพื่อที่คุณจะได้ไม่ต้องแก้ไข Webhook ซ้ำๆ อีก คุณจะต้องจ่ายเงินสำหรับบัญชีที่อัปเกรด

ทางเลือกฟรีสำหรับ Ngrok ที่มี IP แบบคงที่เรียกว่า "Serveo" ที่ www.serveo.net

************************

บนหน้าจอผลลัพธ์ จะแสดงที่อยู่สำหรับส่งต่อ (https://random-string.ngrok.io) ที่คุณสามารถใช้ได้ในแอพเพล็ต Webhook ของเรา กลับไปที่ "ถ้าเป็นอย่างนั้น" ในฟิลด์ URL ให้ป้อนที่อยู่การส่งต่อ Ngrok ของคุณและชี้ไปที่หน้า "รายการ" บนเซิร์ฟเวอร์ Flask ของเรา หน้าตาน่าจะประมาณนี้

random_string.ngrok.io/list

จากนั้นไปข้างหน้าและบันทึกการเปลี่ยนแปลง

ในการทดสอบ ให้ Ngrok ทำงานต่อไป เปิดเทอร์มินัลใหม่ และเรียกใช้สคริปต์หลามของเรา เมื่อทั้งสองรายการทำงาน ให้ถาม Alexa ว่ามีอะไรอยู่ในรายการซื้อของของคุณ หลังจากหนึ่งหรือสองนาที ก็ควรพิมพ์ผลลัพธ์ออกมา หากคุณต้องการให้พิมพ์ได้ทันที เพียงไปที่แอปเพล็ตของคุณบน IFTTT แล้วคลิก "ตรวจสอบเลย" หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดี เครื่องพิมพ์ใบเสร็จควรพิมพ์สิ่งที่อยู่ในรายการซื้อของคุณ! โค้ดสุดท้ายที่เราจำเป็นต้องเพิ่มคือวิธีการเริ่มต้น ngrok อัตโนมัติและเซิร์ฟเวอร์ขวดของเราทุกครั้งที่ Pi เริ่มทำงาน เราสามารถทำได้โดยทำให้สคริปต์ Python ของเราทำงานได้:

chmod +x iot_print_server.py

จากนั้น เราสามารถแก้ไขไฟล์ /etc/rc.local ให้มีลักษณะดังนี้:

## โดยค่าเริ่มต้นสคริปต์นี้ไม่ทำอะไรเลย # พิมพ์ที่อยู่ IP _IP=$(ชื่อโฮสต์ -I) || จริงถ้า ["$_IP"]; จากนั้น printf "ที่อยู่ IP ของฉันคือ %s\n" "$_IP" fi #autostart ngrok และชี้ไปที่ไฟล์ auth ของคุณ./home/pi/ngrok/ngrok http -config=/home/pi/.ngrok2/ngrok yml 5000 #autostart เครื่องพิมพ์ python script sudo python3 /home/pi/iot_receipt_printer.py & exit 0

ขั้นตอนที่ 6: การเพิ่ม Pi ลงในเครื่องพิมพ์

เครื่องพิมพ์ใบเสร็จที่ฉันมีอยู่มีพื้นที่ว่างมากมายภายในตัวเครื่อง และด้วย Raspberry Pi Zero ที่มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่เป็นอยู่ ฉันคิดว่าคงจะดีถ้าจะซ่อนไว้ในเครื่องพิมพ์ใบเสร็จเพื่อให้ดูเหมือนอุปกรณ์ชิ้นเดียว ปัญหาเดียวคือเครื่องพิมพ์ใบเสร็จทำงานบน 12v และ Pi ทำงานที่ 5v ดังนั้นถ้าเราต้องการสายไฟเพียงเส้นเดียวเพื่อจ่ายไฟให้ทั้งสอง เราจะต้องลดระดับแหล่งจ่ายไฟ 12v นั้นเป็น 5v

ด้วยการใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 7805 ตัวเก็บประจุ 1uf และตัวเก็บประจุ 10uf ฉันสามารถสร้างตัวควบคุม 5v แบบง่ายๆ ที่ฉันเชื่อมต่อกับบอร์ดตรรกะของเครื่องพิมพ์ใบเสร็จ ฉันบัดกรีสาย "-" เข้ากับกราวด์ทั่วไป จากนั้นฉันก็บัดกรีสาย "+" ไปที่ด้าน "เปิด" ของสวิตช์เปิด/ปิด เพื่อให้ Pi เปิดและปิดเมื่อเปิดและปิดเครื่องพิมพ์ ฉันทดสอบโดยใช้มัลติมิเตอร์เพื่อยืนยันว่าเอาต์พุตนั้นปลอดภัยสำหรับ Pi จากนั้นฉันก็บัดกรีด้วยสาย micro-usb และเชื่อมต่อกับ Pi หลังจากเสียบสายเคเบิลเข้ากับเครื่องพิมพ์และพลิกสวิตช์ ทั้งเครื่องพิมพ์และ Pi ก็เปิดขึ้น!

ในที่สุดฉันก็เจาะรูเพื่อเชื่อมต่อสาย USB จาก Pi กับเครื่องพิมพ์ ฉันพบที่สำหรับใส่เรกูเลเตอร์ 5v และ Pi ไว้ในเคสเครื่องพิมพ์ จากนั้นฉันก็รวมทุกอย่างกลับเข้าที่ ดังนั้นตอนนี้เครื่องพิมพ์จึงมีเว็บเซิร์ฟเวอร์ในตัวด้วยเช่นกัน!

ขั้นตอนที่ 7: ก้าวต่อไป

หากคุณสามารถดู "ถ้าเป็นอย่างนั้น" ได้ คุณอาจสังเกตเห็นว่ามีบริการเว็บต่างๆ มากมายให้เชื่อมต่อ ดังนั้น หากคุณไม่มี Alexa หรือไม่สนใจที่จะใช้ คุณสามารถใช้โปรเจ็กต์นี้เพื่อพิมพ์จากอะไรก็ได้ เช่น Facebook, Twitter, Gmail, Google Home, Evernote, Tumblr, Flickr, Wordpress, ฯลฯ คุณสามารถค้นหารหัสของฉันสำหรับการพิมพ์ทวีตบนหน้า Github ของฉัน ไปดูกันเลยว่าคุณจะได้อะไร!

รางวัลที่หนึ่งในความท้าทาย IoT