รีโมท IR ที่ควบคุมโดย Amazon Echo: 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ระบบ Amazon Echo สามารถควบคุมหลายแง่มุมของบ้านอัจฉริยะได้ แต่ปลั๊กไฟอัจฉริยะสามารถปิดและเปิดได้เท่านั้น อุปกรณ์จำนวนมากไม่ได้เปิดขึ้นทันทีโดยเสียบปลั๊กง่ายๆ และต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติม เช่น การกดปุ่มบนรีโมทหรืออุปกรณ์จริงเพื่อเปิดเครื่อง หรือรับการตั้งค่าที่ต้องการ

ในคู่มือนี้ Raspberry Pi Zero W จะได้รับการกำหนดค่าให้ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์สมาร์ทโฮมที่ Amazon Echo ควบคุมได้ และส่งคำสั่ง IR ที่ต้องการไปยังอุปกรณ์เมื่อมีการร้องขอให้เปิดหรือปิดเครื่อง

ในกรณีเฉพาะนี้ Pi จะได้รับการกำหนดค่าให้เรียนรู้คำสั่ง IR ของรีโมทที่มาพร้อมกับ "ClassicFlame 23II310GRA 23" Infrared Quartz Fireplace Insert" จากนั้น IR LED จะถูกนำมาใช้เพื่อส่งคำสั่ง IR ตามความต้องการ และสุดท้าย Pi ที่กำหนดค่าให้เลียนแบบอุปกรณ์ Philips Hue ที่สามารถควบคุมได้คือ Echo

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ

ที่จำเป็น:

• Raspberry Pi Zero W
• การ์ดหน่วยความจำ Micro SDHC Class 10 ขนาด 4 GB ขึ้นไป (ตัวอย่าง 16 GB)
• MicroUSB
• 1 IR LED
• MicroUSB Power Adapter (แนะนำ 2.1 แอมป์หรือสูงกว่า)
• IR LED
• ตัวรับสัญญาณ IR VS/1838B
• ตัวต้านทาน 100 โอห์ม
• อื่น ๆ. ลวด

ที่แนะนำ:

• แจ็คหูฟัง
• หูฟัง/สายสัญญาณเสียงขนาด 1/8 นิ้ว
• 2N2222 ทรานซิสเตอร์ NPN
• ตัวต้านทาน 1k โอห์ม
• เคส Rapsberry Pi Zero

เพื่อให้การกำหนดค่าเริ่มต้นของ Raspberry Pi Zero W เสร็จสมบูรณ์ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ต่อพ่วงเพิ่มเติมสองสามตัว แต่โครงการที่เสร็จสมบูรณ์จะไม่สามารถใช้งานได้เต็มเวลา

• อะแดปเตอร์ Mini HDMI เป็น HDMI: ใช้เชื่อมต่อ Pi Zero W กับทีวีหรือจอภาพด้วยสาย HDMI ขนาดเต็ม
• สาย USB OTG: ใช้เพื่อแปลงจาก micro-USB เป็นพอร์ต USB ขนาดเต็มสำหรับเชื่อมต่อแป้นพิมพ์และ/หรือเมาส์
• สาย HDMI: ใช้สำหรับเชื่อมต่อกับทีวีหรือจอภาพพร้อมกับอะแดปเตอร์เป็น mini HDMI

สองรายการแรกและเคสรวมอยู่ในชุดเริ่มต้น Pi Zero ต่างๆ เช่น: MakerSpot Mega Kit

ขั้นตอนที่ 2: ตั้งค่า Raspberry Pi

เว็บไซต์ Raspberry Pi มีคำแนะนำที่ยอดเยี่ยมสำหรับการตั้งค่า Raspbian Stretch OS บน Raspberry Pi ฉันแนะนำรุ่น Lite เพื่อให้มีขนาดเล็กลงหากเป็นเพียงโครงการที่ทำงานบน Pi หากคุณต้องการมีตัวเลือกระบบปฏิบัติการเพิ่มเติมในอนาคต หรือการตั้งค่าที่ง่ายกว่านี้ การทำตามคำแนะนำสำหรับ NOOBS จะทำให้คุณพร้อมใช้งานได้ทันที คู่มือนี้ใช้ Raspbian ซึ่งรวมอยู่ใน NOOBS

www.raspberrypi.org/learning/software-guide/

เมื่อใช้งาน Raspbian แล้ว ให้เปิดใช้งาน SSH เพื่ออนุญาตการเชื่อมต่อระยะไกลไปยังอุปกรณ์โดยไม่ต้องมีจอภาพ/แป้นพิมพ์/เมาส์เพื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับ Pi หากคุณต้องการให้มีการเข้าถึง GUI จากระยะไกล คุณสามารถเปิดใช้งานการเข้าถึง VNC ได้ด้วย

www.raspberrypi.org/documentation/remote-access/ssh/

ขอแนะนำเป็นอย่างยิ่งให้คุณตั้งค่า IP แบบคงที่ในการกำหนดค่าเครือข่ายไร้สาย เพื่อไม่ให้มีการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป เป็นไปได้ว่า IP อาจไม่เปลี่ยนแปลงหากอุปกรณ์ใหม่ไม่ได้เชื่อมต่อกับเครือข่ายไร้สายเป็นประจำ แต่การกำหนดค่าให้เป็นแบบคงที่จะทำให้แน่ใจได้

www.circuitbasics.com/how-to-set-up-a-static-ip-on-the-raspberry-pi/

ขั้นตอนที่ 3: การกำหนดค่า LIRC

ขั้นตอนต่อไปนี้มีพื้นฐานมาจากคำแนะนำที่ยอดเยี่ยมที่นี่:

alexba.in/blog/2013/01/06/setting-up-lirc-on-the-raspberrypi/https://camp.isaax.io/en/isaax-examples/ir-control-via- lirc-on-raspberry-pi-zero-w

คู่มือนี้อิงตาม Rasbian Stretch และ lirc 0.9.4c-9 คู่มืออื่นๆ อาจอ้างอิงจากเวอร์ชันก่อนหน้าและกล่าวถึงไฟล์ hardware.conf ที่ไม่จำเป็นต้องใช้ในเวอร์ชันนี้และเวอร์ชันที่สูงกว่าอีกต่อไป ฉันยังพบว่าระบบของฉันไม่มีความจำเป็นอีกต่อไปในการแก้ไขไฟล์ /etc/modules ในขณะนี้ การเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมจำเป็นสำหรับเคอร์เนลเวอร์ชัน 4.19 ซึ่งไม่ได้ระบุไว้ที่นี่ในปัจจุบัน โปรดตรวจสอบว่าคุณอยู่บน 4.14 สำหรับคำแนะนำชุดนี้

ไลบรารี Linux Infrared Remote Control (LIRC) ใช้เพื่อจัดการการรับคำสั่ง IR ผ่านโมดูลตัวรับสัญญาณ บันทึกลงในไฟล์ แล้วส่งคำสั่งเมื่อต้องการผ่าน IR LED

ขั้นตอนแรกคือการบันทึกสัญญาณ IR จากรีโมทที่มีอยู่ของเราโดยใช้ตัวรับสัญญาณ IR และบันทึกลงในไฟล์ จำเป็นต้องใช้ตัวรับสัญญาณ IR ในขั้นต้นเพื่อเรียนรู้สัญญาณ IR เท่านั้น จากนั้นจึงนำออกได้ จึงสามารถใช้การเชื่อมต่อชั่วคราวได้

เชื่อมต่อตัวรับสัญญาณ IR กับ Raspberry Pi ใช้รูปภาพที่แนบมาเพื่อระบุพิน VCC, GND และสัญญาณ ใช้เขียงหั่นขนม สายเชื่อมต่อ หรือการดัดหมุดอย่างสร้างสรรค์ไปยังจุดเชื่อมต่อต่อไปนี้

VCC เชื่อมต่อกับ pinGND 5 โวลต์กับพินกราวด์สัญญาณไปยังพิน 23

เปิดเครื่องและเชื่อมต่อกับ Raspberry Pi โดยเปิดเทอร์มินัลบนอุปกรณ์ภายในเครื่อง หรือสร้างการเชื่อมต่อ SSH โดยใช้โปรแกรม เช่น Putty สำหรับ Windows

บรรทัดต่อไปนี้สามารถคัดลอกและวางลงในเซสชัน SSH ได้ พวกเขาจะเพิ่ม/แก้ไขบรรทัดไปยังไฟล์การกำหนดค่าต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับ lirc ในการทำงาน

sudo apt อัปเดต

sudo apt ติดตั้ง -y lirc echo dtoverlay=lirc-rpi, gpio_in_pin=23, gpio_out_pin=22 | sudo tee -a /boot/config.txt sudo sed -i '/driver = */cdriver = default' /etc/lirc/lirc_options.conf sudo sed -i '/device = */cdevice = /dev/lirc0' / etc/lirc/lirc_options.conf sudo shutdown -r now

รอให้อุปกรณ์รีบูตและเข้าสู่ระบบอีกครั้ง

ทางเลือก: ทดสอบตัวรับสัญญาณ IR

ติดตั้งอุปกรณ์ LIRC เพื่อยืนยันการรับอินพุต คุณอาจต้องรีสตาร์ท Pi หลังจากการทดสอบนี้เสร็จสิ้นเพื่อให้พร้อมใช้งานสำหรับขั้นตอนต่อมา

sudo systemctl หยุด lircd

โหมด2 -d /dev/lirc0เล็งรีโมตคอนโทรล IR ไปที่เครื่องรับแล้วกดปุ่มและตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อมูลปรากฏบนหน้าจอ CTRL+C เพื่อหยุด

ณ จุดนี้โปรแกรม LIRC ได้รับการติดตั้งและเราสามารถดูข้อมูล IR ได้

ขั้นตอนที่ 4: จับรหัส IR

สามารถดาวน์โหลดโปรไฟล์ระยะไกลได้จากเว็บไซต์ LIRC

lirc-remotes.sourceforge.net/remotes-table.html

และวางไว้ใน /etc/lirc/lircd.confg.d หรือสร้างโปรไฟล์ที่กำหนดเองด้วยรีโมตของคุณเอง

ในระหว่างขั้นตอนนี้ คุณจะต้องป้อนชื่อของคีย์/ปุ่มที่คุณกำลังบันทึก อนุญาตเฉพาะชื่อที่ถูกต้องเท่านั้น ดังนั้นให้รันคำสั่งต่อไปนี้เพื่อดูชื่อที่มีอยู่ทั้งหมด

irrecord --list-namespace ตัวอย่าง: ฉันใช้ชื่อ KEY_POWER เมื่อบันทึกปุ่ม Power บนรีโมท และ KEY_TIME เมื่อบันทึกปุ่มตัวจับเวลา

หากมีการบันทึกคีย์มากกว่าสองสามคีย์ ขอแนะนำให้บันทึกชื่อคีย์ที่ใช้และคีย์ที่จับคู่ไว้ เนื่องจากอาจไม่มีชื่อที่สมบูรณ์แบบสำหรับปุ่มที่บันทึก ซึ่งจะทำให้ง่ายต่อการอ้างอิงในอนาคต

สร้างไฟล์การกำหนดค่าระยะไกล

สร้างไฟล์คอนฟิกูเรชันการควบคุมระยะไกลใหม่ (โดยใช้ /dev/lirc0)

sudo systemctl หยุด lircd

cd ~ irrecord -d /dev/lirc0 หากคุณพบข้อผิดพลาดแจ้งว่าไม่สามารถถอดรหัสข้อมูลหรือมีบางอย่างผิดพลาด ให้กด CTRL+C เพื่อยกเลิกและเรียกใช้คำสั่งสุดท้าย asirrecord -f -d /dev/lirc0การดำเนินการนี้จะบังคับให้เร็กคอร์ดทำงานในโหมดดิบและควรอนุญาตให้กระบวนการ ต่อ

ทำตามคำแนะนำบนหน้าจอ เมื่อเริ่มต้นระบบแล้ว ให้ป้อนชื่อรีโมตที่คุณกำลังบันทึก (ไฟล์ที่ได้จะขึ้นอยู่กับชื่อนี้) จากนั้นป้อนชื่อคีย์ที่คุณจะบันทึก จากนั้นกดปุ่มบนรีโมทขณะชี้ไปที่ ผู้รับจนกว่าจะได้รับพร้อมท์ให้ใส่ชื่อปุ่มถัดไป ทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับแต่ละปุ่มบนรีโมทที่คุณต้องการบันทึก

คัดลอกไฟล์คอนฟิกูเรชันใหม่ของคุณไปยังไดเร็กทอรี lircd.conf.d แล้วเริ่ม lirc อีกครั้ง

sudo cp ~/*.lircd.conf /etc/lirc/lircd.conf.d

sudo systemctl start lircd

ณ จุดนี้ รหัสระยะไกลได้รับการบันทึกลงในไฟล์แล้ว

ขั้นตอนที่ 5: แจ็คหูฟัง (อุปกรณ์เสริม)

เพื่อให้สายไฟและการปรับเปลี่ยน Raspberry Pi เป็นแบบโมดูลาร์มากขึ้น ฉันได้ติดแจ็คหูฟังขนาด 1/8 นิ้วเข้ากับเคสและต่อสายไฟเข้ากับแจ็ค ใช้สายหูฟังที่มีปลั๊กตรงกันเพื่อเชื่อมต่อ IR LED ดังนั้นสายนี้สามารถกำหนดเส้นทางไปยังตำแหน่งที่ไม่เด่นเพื่อชี้ไปที่ตัวรับสัญญาณ IR ของอุปกรณ์ที่ฉันต้องการจะเชื่อมต่อ แต่สามารถถอดปลั๊กออกจาก Pi ได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องถอด สายไฟทั้งหมด

นี่เป็นทางเลือกล้วนๆ แต่มีประโยชน์

ขั้นตอนที่ 6: เชื่อมต่อ IR LED (ด่วน)

การเชื่อมต่อ IR Emitting LED กับ Raspberry Pi สามารถทำได้หลายวิธี ขั้นตอนนี้แสดงวิธีการเชื่อมต่อที่รวดเร็ว แต่ที่ฉันพบในภายหลังอาจเกินขีดจำกัดปัจจุบันบนหมุดของ Pi จนถึงตอนนี้ฉันยังไม่พบปัญหาใดๆ แต่วิธีการเชื่อมต่อในอุดมคตินั้นได้อธิบายไว้ในขั้นตอนต่อไป

คำนวณตัวต้านทานที่จำเป็นสำหรับ IR LED ของคุณ https://ledcalculator.net/ สามารถช่วยในการกำหนดค่าตัวต้านทานที่เหมาะสม หากคุณมีข้อกำหนดทั้งหมดของ LED ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าของพิน 22 คือ 3.3 โวลต์ แรงดันไฟ LED ตก 1.2 โวลต์ พิกัดกระแสคือ 20 มิลลิแอมป์ และใช้ LED 1 ดวง ส่งผลให้ต้องใช้ตัวต้านทาน 110 โอห์ม ฉันใช้ตัวต้านทาน 100 โอห์มตัวเดียว

หมายเหตุ: ฉันสังเกตเห็นในภายหลังว่ากระแสสูงสุดของพินทั้งหมด ณ เวลาใดก็ตามคือ 16 มิลลิแอมป์ ดังนั้นการกำหนดค่านี้อาจเกินกว่านั้นได้ การกำหนดค่าที่ดีขึ้นด้วยทรานซิสเตอร์และการจ่ายไฟ 5 โวลต์ได้อธิบายไว้ในขั้นตอนต่อไป แต่หลังจากใช้งานการกำหนดค่านี้เป็นเวลาหลายสัปดาห์ ฉันไม่พบปัญหาใดๆ

Pin 22 บน Raspberry Pi จะเชื่อมต่อกับขั้วบวกของ IR LED ซึ่งเป็นขาที่ยาวกว่าโดยค่าเริ่มต้น

พินที่สั้นกว่าของ LED เชื่อมต่อกับตัวต้านทานแล้วต่อกับพินกราวด์ ฉันตัดลวดส่วนใหญ่บนตัวต้านทานออกแล้วบัดกรีโดยตรงกับหมุดกราวด์และกับสายกราวด์ที่ไปยัง LED

ขั้นตอนที่ 7: เชื่อมต่อ IR LED (วิธีที่ถูกต้อง)

ในการเชื่อมต่อ LED อย่างถูกต้องโดยไม่เกินขีด จำกัด การดึงของ Raspberry Pi ให้เชื่อมต่อ LED กับแหล่งจ่าย 5 โวลต์พร้อมตัวต้านทานที่เหมาะสม เชื่อมต่อพินแคโทดกับพินสะสมของตัวต้านทาน 2N2222 ต่อพิน Emitter ของทรานซิสเตอร์กับกราวด์ และเชื่อมต่อพิน 22 ของ Pi กับตัวต้านทาน 1K ohm กับพินฐานของทรานซิสเตอร์ ซึ่งช่วยให้กระแสไฟขนาดเล็กมากจากพิน 22 เชื่อมต่อ LED กับกราวด์ ทำให้วงจรสมบูรณ์โดยไม่ต้องวาด Pi

ในตัวอย่างของฉัน ฉันต่อสายไฟ LED IR 2 ดวง ดังนั้นฉันจึงสามารถควบคุมแสงโดยรอบและเตาผิงไฟฟ้าได้

ขั้นตอนที่ 8: การทดสอบการส่งคำสั่ง IR

ในการส่งคำสั่ง IR จะใช้โปรแกรมส่ง

ไวยากรณ์: irsend

ตัวอย่าง: ส่ง SEND_ONCE Spectrafire KEY_POWER สิ่งนี้จะส่งคำสั่งปุ่มเปิดปิดจากรีโมท Spectrafire หนึ่งครั้ง แทนที่ Spectrafire ด้วยสิ่งที่คุณตั้งชื่อให้รีโมทของคุณ ทำซ้ำกับชื่อคีย์อื่นๆ ที่ใช้เมื่อบันทึกไฟล์

ในขั้นตอนนี้ คุณสามารถส่งคำสั่งใดๆ ที่บันทึกไว้ก่อนหน้านี้โดยใช้ IR LED ที่เชื่อมต่อกับ Raspberry Pi

ขั้นตอนที่ 9: การติดตั้ง Ha-bridge

เพื่อให้ Echo สามารถควบคุมอุปกรณ์ของเราได้ เราจะจำลองหลอดไฟ Philips Hue โดยใช้ฮา-บริดจ์ เมื่อกำหนดค่าแล้ว Echo จะสามารถตรวจจับอุปกรณ์นี้และส่งคำสั่งเปิด/ปิดเครื่องได้

เว็บไซต์สำหรับ ha-bridge ระบุกระบวนการสำหรับเวอร์ชันปัจจุบันอย่างชัดเจนและขอแนะนำให้ตรวจสอบ

github.com/bwssytems/ha-bridge

คัดลอกและวางบรรทัดต่อไปนี้ในเซสชัน SSH เพื่อติดตั้งและกำหนดค่า HA Bridge (อาจจำเป็นต้องรันบรรทัดแรกเองแล้ววางบรรทัดที่เหลือ

sudo apt install -y oracle-java8-jdk

mkdir /home/pi/habridge cd /home/pi/habridge/ rm ha-bridge-*.jar -f wget $(curl -s https://api.github.com/repos/bwssytems/ha-bridge/releases /latest | grep 'browser_' | cut -d\" -f4) mv ha-bridge-*.jar ha-bridge.jar echo [Unit] | sudo tee /etc/systemd/system/habridge.service echo Description=HA สะพาน | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo Wants=network.target | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo After=network.target | sudo tee -a /etc /systemd/system/habridge.service echo | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo [Service] | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo Type=simple | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo WorkingDirectory=/home/pi/habridge | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo ExecStart=/usr/bin/java -jar -Dconfig. file=/home/pi/habridge/data/habridge.config /home/pi/habridge/ha-bridge.jar | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo | sudo tee -a /etc/ systemd/system/hab ridge.service echo [ติดตั้ง] | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service echo WantedBy=ผู้ใช้หลายคน.target | sudo tee -a /etc/systemd/system/habridge.service #Reload System Control และเริ่มบริการ การตั้งค่าเพื่อเปิดใช้งานเมื่อเริ่มต้น sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl start habridge.service sudo systemctl enable habridge.service

ขั้นตอนที่ 10: จำลองหลอดไฟ Philips Hue

เมื่อรัน ha-bridge ให้เปิดเว็บเบราว์เซอร์และป้อนที่อยู่ IP ของ Raspberry Pi และอินเทอร์เฟซสำหรับ ha-bridge ควรปรากฏขึ้น

คลิกลิงก์เพิ่ม/แก้ไขที่ด้านบนของหน้า

ชื่อ: ป้อนชื่อที่คุณต้องการใช้เมื่อพูดคำสั่ง

ที่ส่วนชื่อ "On Items" ให้ตั้งค่าประเภท "Execute Command/Script/Program และป้อนคำสั่งในช่อง Target Item หากต้องการหลายคำสั่ง ให้คลิกปุ่ม Add เพื่อบันทึกบรรทัดปัจจุบันและป้อนคำสั่งอื่น สามารถตั้งเวลาหน่วงและทำซ้ำคำสั่งได้หลายครั้ง ในกรณีนี้ ต้องกดปุ่มเปิดปิดก่อน จากนั้นจึงกดปุ่ม Timer 3 ครั้งเพื่อตั้งเวลาปิดอัตโนมัติเป็นเวลา 3 ชั่วโมง

ทำซ้ำแนวคิดเดียวกันสำหรับพื้นที่ "ปิดรายการ" คลิกเพิ่มเมื่อเสร็จสิ้น

ที่ด้านบนของหน้า คลิก "เพิ่มอุปกรณ์บริดจ์" เพื่อบันทึกเป็นรายการใหม่ หรืออัปเดตอุปกรณ์บริดจ์หากมีการแก้ไขอุปกรณ์ที่มีอยู่

เล็ง IR LED ไปที่อุปกรณ์ ในหน้า Bridge Devices ให้คลิกปุ่ม Test ON หรือ Test OFF เพื่อตรวจสอบว่าอุปกรณ์ทำงานตามที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 11: การเชื่อมต่อกับ Amazon Echo

ขั้นตอนสุดท้ายคือการอนุญาตให้ Amazon Echo สื่อสารกับอุปกรณ์นี้ หมายเหตุ: อุปกรณ์ทั้งสองต้องเป็นเครือข่ายเดียวกัน

ตัวเลือก 1) พูดว่า "Alexa ค้นพบอุปกรณ์สมาร์ทโฮม"

ตัวเลือก 2) เปิดแอป Alexa แตะที่เมนู>บ้านอัจฉริยะแล้วคลิกลิงก์ "ค้นพบอุปกรณ์"

หลังจากนั้นครู่หนึ่ง อุปกรณ์ควรจะรับรู้

พูด "Alexa เปิดเตาผิงในห้องนอน" และตรวจสอบว่าอุปกรณ์เปิดตามที่คาดไว้ แทนที่ Bedroom Fireplace ด้วยสิ่งที่คุณตั้งชื่ออุปกรณ์ของคุณในฮาบริดจ์ ทำซ้ำขั้นตอนเพื่อปิดอุปกรณ์

หากคุณยังไม่ได้ติดตั้ง IR LED ให้ค้นหาตำแหน่งที่ไม่เด่นในการติดตั้งในขณะที่ปล่อยให้ชี้ไปในทิศทางทั่วไปของตัวรับสัญญาณ IR ในอุปกรณ์ คุณอาจต้องย้ายไปยังจุดต่างๆ เพื่อหาตำแหน่งที่ดีที่สุด