IoT - Smart Home - EaD INATEL: 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Projeto Smart Home

Esse Tutorial vai mostrar os passos para implementação de uma solução Smart Home contendo na nuvem dweet.io, utilização de cinco atuadores e sensores do kit Linker Mezzanine e mais um sensor externo.

A solução ainda inclui um aplicativo desenvolvido com Ionic que realiza o controle e notificações da solução Smart Home.

O aplicativo foi desenvolvido para uso em smartphones baseados em Android.

A figura abaixo mostra o diagrama em blocos da solução:

Etapa 1: Material

1 DragonBoard 410C;

1 Mezanino Linker;

1 Teclado;

1 mouse;

1 monitor com HDMI;

1 Relé;

1 Sensor de temperatura;

1 Sensor de luminosidade;

1 Sensor ultrassônico;

1 Sensor de toque;

3 leds;

3 Resistores de 1kΩ;

1 Transistores BC337

Etapa 2: Criar As Coisas No Dweet.io

No site dweet.io clique no botão PLAY, como mostra a figura abaixo:

Figura 1

A imagem mostrada abaixo é a página que será aberta após o clique no PLAY:

Figura 2

A solução utiliza onze coisas no dweet.io. São elas:

"Luzes": manual de controle de acionamento das luzes (acende ou apaga um led)

Valores possíveis:

0 bolo

1 ligado

"ArCondicionado": Controle de acionamento manual do Ar condicionado (aciona / desativa o relé)

Valores possíveis:

0 bolo

1 ligado

"AutoTemperatura": Liga / desliga o controle automático de temperatura

Valores possíveis:

0 bolo

1 ligado

"TemperaturaDesejada": Temperatura necessária para a casa

Valores possíveis:

Mínimo 18⁰C

Máximo 30⁰C

"Temperatura": Temperatura ambiente medida pelo sensor

Valores possíveis:

Mínimo - 50⁰C

Máximo 125⁰C

"AutoLuminosidade": Liga / desliga o controle automático de temperatura

Valores possíveis:

0 bolo

1 ligado

"LuzDesejada": Luminosidade necessária para a casa

Valores possíveis:

Mínimo 0

Máximo 1000

"Luminosidade": Luminosidade ambiente medida pelo sensor

Valores possíveis:

Mínimo 0

Máximo 1000

"DistanciaMedida": Indica a distância medida pelo sensor ultrassônico em densidade

"SistemaDesligado": Indica se o sistema foi montado manualmente

Valores possíveis:

Sistema Ligado 1

Sistema Desligado 0

A figura a seguir mostra o POST para a solução Smart Home.

Figura 3

A figura a seguir mostra o resultado bem-sucedido de um POST para a coisa “SmHo_CarMene”:

Figura 4

Etapa 3: Conexões Dos Sensores E Atuadores

A figura abaixo mostra os sensores e atuadores para essa solução:

Figura Circuito

O sensor de temperatura deve ser conectado ao porta analógica ADC2 do Linker Mezanino.

O sensor de luminosidade deve estar conectado ao porta analógica ADC1 do Linker Mezzanine.

O sensor de toque deve ser conectado à porta digital D1 do Linker Mezanino.

O Relé deve ser conectado ao porta digital D2 do Linker Mezanino.

O Led que será usado como indicador de acionamento das luzes deve ser conectado ao GPIO E, como ilustrado na figura a seguir:

Figura LED

O sensor de distância ultrassônico HC-SR04 possui duas portas. Uma de entrada (acionador) e uma de saída (Echo). A porta Trigger deve ser conectada no GPIO 24 e a porta Echo na GPIO 25, como ilustrado na figura a seguir:

Figura Distancia

Abaixo, link com uma explicação geral do funcionamento do circuito e solução:

drive.google.com/file/d/1zmU43bmwLLtlY1a6O…

Etapa 4: Instalação Do Ionic No Computador Pessoal

Antes de desenvolver o aplicativo para o smartphone, é preciso instalar o Ionic no computador pessoal. Os passos para a instalação e verificação se a mesma foi bem-localizada é abaixo:

• Entre no site: https://nodejs.org/en/ e faça o download da versão mais recente LTS do Node
• Instale o Node no seu computador pessoal
• Envie os comandos do prompt de comandos (cmd) para verificar se a instalação foi feita com sucesso:

node -v

npm -v

Instale o Ionic com os comandos abaixo através do prompt de comandos (cmd):

npm install –g cordova ionic

npm install –g cordova

Verifique se o Ionic foi instalado com sucesso usando o comando abaixo:

iônico -v

Etapa 5: Desenvolvimento de Um Aplicativo No Smartphone Usando Ionic

Para criar um aplicativo em branco deve-se executar a seguinte linha de comando sem prompt de comando do seu computador pessoal (botão direito do mouse no “Windows”, clicar em “Executar”, em “Abrir:” digitando “cmd”).

Nenhum prompt de comando do seu computador pessoal digite o comando abaixo:

início iônico shome_cmmm em branco (use o nome do seu projeto)

Um novo projeto será criado na pasta do usuário usado para executar o comando acima.

Vá para o diretório com o comando abaixo:

cd shome_cmmm

Para executar um aplicativo, execute o comando abaixo:

saque iônico

A página abaixo será aberta no seu navegador (preferencialmente do Google Chrome):

Figura Home Blank

Crie o provedor dweet.ts com o comando abaixo:

provedor de geração iônica dweet

Abra o aplicativo IDE de desenvolvimento “Visual Studio Code”.

Abra a pasta contendo o projeto (shome_cmmm).

Substituir os arquivos:

• home.html (src / pages / home)
• home.ts (src / pages / home)
• dweet.ts (src / provider / dweet)
• app.module.ts (src / app)

Pelos arquivos anexados.

Após a substituição dos arquivos para a página do seu projeto será atualizada e atualizada algo como a figura abaixo:

Figura Home Smart Home

O aplicativo desenvolvido com Ionic tem funcionalidades para controle manual de liga / desliga para ar-condicionado, luzes, sistema automático de temperatura e sistema automático de luminosidade.

Ainda possui a capacidade de permitir ao controle controlar os valores de temperatura e luminosidade desejadas através de controles deslizantes.

Abaixo figura com o “look & feel” do aplicativo no smartphone (utilize o App “Ionic DevApp” para Android):

Figura lookfeel_1

Figura lookfeel_2

As funções destacadas na figura abaixo mostram o manual de controle para ligar / desligar em ordem de cima para baixo as luzes e ar-condicionado:

Figura luzes e ar

As funções abaixo se indicam ao controle automático da temperatura. É possível ligar / desligar o controle automático.

Figura autotemp

Quando o mesmo está ligado, o controle deslizante pode ser utilizado para determinar a temperatura desejada no ambiente.

A lógica de funcionamento é simples e utilizar a temperatura necessária como referência para acionar ou não o equipamento (ar-condicionado) para que a temperatura medida pelo sensor fique igual ou abaixo da necessidade.

As funções abaixo se servem ao controle automático da luminosidade. É possível ligar / desligar o controle automático.

Figura autoluz

Quando o mesmo está ligado, o controle deslizante pode ser usado para determinar a luminosidade desejada no ambiente.

A lógica de funcionamento é simples e utilizar a luminosidade necessária como referência para acionar ou não o equipamento (luzes) para que a luminosidade medida pelo sensor fique igual ou abaixo da desejada.

A função mostrada na figura abaixo se referência ao medidor de distância idealizado para ser instalado na garagem da casa inteligente e que irá auxiliar o motorista a não se chocar com uma parede.

Figura sensordistancia

A distância definida é definida de 10cm da parede e o aplicativo irá informar a distância em que se encontra o automóvel da parede.

Etapa 6: Iniciar um DragonBoard 410c

Conectar monitor HDMI, teclado e mouse. Usar um aplicativo “Terminal” para acessar o prompt de comandos.

Etapa 7: Verificar Se Todas as Bibliotecas Necessárias Estão Instaladas Na DragonBoard 410c

Executar os seguintes comandos na aplicação “Terminal” do DragonBoard 410C, caso não tenha configurado o Dragonboard para utilização dos sensores analógicos ainda: NOTA: Caso já tenha um Dragonboard configurado para uso de sensores analógicos, desconsidere esse passo e vá para o próximo.

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

sudo apt-get dist-upgrade

Siga o tutorial abaixo para instalar as bibliotecas necessárias.

#Bibliotecas adicionais:

sudo apt-get install autoconf essencial para compilação

automake libtool-bin pkg-config python-dev

sudo reboot

# LIBSOC

git clone

libsoc.git

cd libsoc

sudo autoreconf -i

sudo./configure --enable-python = 2 --enableboard = dragonboard410c --with-board-configs

sudo make

sudo make install

sudo ldconfig / usr / local / lib

sudo reboot

# 96Boards

git clone

Após instalar a biblioteca 96Boards é necessário verificar, e se para o caso, substituir uma string "LS_SHARED" por "LS_GPIO_SHARED" no arquivo "/home/linaro/96boardsGPIO/lib/gpio.c".

Instale a biblioteca 96Boards como apresentado abaixo:

# 96Boards

cd 96BoardsGPIO /

sudo./autogen.sh

sudo./configure

sudo make

sudo make install

sudo ldconfig

Instale a biblioteca SPIDEV que permitirá que os sensores analógicos possam ser usados pelo DragonBoard 410C.

# SPIDEV

git clone

cd py-spidev

sudo python setup.py install

sudo ldconfig

sudo reboot

Após a instalação da biblioteca é preciso configurar o arquivo "/usr/local/etc/libsoc.conf". Separados como linhas destacadas em negrito abaixo, se mesmo ainda não apresentam presentes no arquivo:

[borda]

modelo = Qualcomm Technologies, Inc. APQ 8016

SBC

[GPIO]

Layout de pino # dragonboard 410c

#

GPIO-A = 36

GPIO-B = 12

GPIO-K = 28

GPIO-L = 33

GPIO-CS = 18

# inclui mapeamentos por número pin a bordo

GPIO-23 = 36

GPIO-24 = 12

GPIO-33 = 28

GPIO-34 = 33

GPIO-12 = 18

Para que as funções POST e GET funcionem com o site dweet.io é necessário instalar a biblioteca “requests”. O procedimento é descrito abaixo:

pedidos de instalação sudo pip

Etapa 8: Software Na DragonBoard 410c

Copiar os seguintes arquivos para o diretório / home / linaro / Downloads:

• dweet.py
• Smart_Home_CMMM.py

Os arquivos estão anexos.

Etapa 9: Execução Aplicativo Python Na DragonBoard 410c

Vá para o diretório / home / linaro / Downloads:

Downloads de cd (se já se encontrar no / home / linaro)

Envie o comando abaixo para que os sensores passem a realizar o sensoriamento da casa e enviar as informações para uma nuvem (dweet.io):

sudo python smart_home_cmmm.py

Etapa 10: Execução Aplicativo Smart Home Sem Smartphone

Para executar o aplicativo de controle Smart Home a partir do smartphone é necessário fazer o seguinte procedimento:

• Instale o App “Ionic DevApp” no seu smartphone
• Certifique-se de que o smartphone e o computador com o iônico baseado na mesma rede Wi-Fi
• Abra o aplicativo no smartphone
• Escolha o projeto criado Ionic anteriormente (criado com o comando “serviço iônico”)
• Pronto! Agora é usar o aplicativo!

Veja links com vídeos mostrando a utilização do App:

drive.google.com/file/d/1bHgeDL3nVnZ0w8lir…

drive.google.com/file/d/1Uh9sWDYARe7jC6fot…