Douche connectée

Douche connectée

Douche connectée

Création d'un smart mirror pour afficher les courbes de consommation d'une douche et la température ambiante.

Il faut

  • Magic mirror avec une Raspberry Pi 3.
  • Capteurs de température et humidité sur Arduino.
  • Capteur de température et flux d'eau sur Arduino.
  • PIR et Relais pour extinction de l'écran.
66% Complete

Infrastructure

Les capteurs sont branchés sur deux Arduinos. Les Arduino envoient en continue leur données vers la Raspberry qui se charge du stockage et de l'affichage dans un écran dissimulé derrière un miroir.

Lorsque personne n'est dans la pièce, par soucis d'économie d'énergie, on coupe l'alimentation de l'écran.

Le projet est découpé dans plusieurs parties que voici.

Connection bluetooth entre Arduino et Raspberry Pi 3

Connection bluetooth entre Arduino et Raspberry Pi 3

50% Complete
Une connexion bluetooth permet la transmission d'informations dans les 2 sens. Il est donc possible d’envoyer des données issue d'un capteur et de recevoir des instruction de la part d'une application ou d'un "maitre".

Il faut

  • Arduino Uno + Capteur température & humidité + module Bluetooth
  • Raspberry Pi 3 (car contient du Bluetooth nativement)

Câblage Arduino

A faire

Programme Arduino

// ------------------------------------------------------------------
// DHT11, ( Capteur Temperature + Humidité )
//      VCC: 5V or 3V
//      GND: GND
//      DATA: pinDHT11
#include <SimpleDHT.h>
int pinDHT11 = 6;
SimpleDHT11 dht11;
int err = SimpleDHTErrSuccess;
 
void setup() {
  Serial.begin( 9600 );    // 9600 is the default baud rate for the serial Bluetooth module
}
 
void loop() {
  byte temperature = 0;
  byte humidity = 0;
  if ((err = dht11.read(pinDHT11, &temperature, &humidity, NULL)) != SimpleDHTErrSuccess) {
    // Si on n'arrive pas à lire les données.
    Serial.print("Read DHT11 failed, err="); Serial.println(err); delay(1000);
    return;
  }
  Serial.print("Température : "); Serial.print((int)temperature); Serial.println(" °C");
  Serial.print("Humidité : ");    Serial.print((int)humidity); Serial.println(" %");
}

On va lire les données du capteur de température et d'humidité et on les envoie sur le port série.

Configuration Raspberry Pi

Il est possible de faire l'appairage de l'Arduino en utilisant l'interface Graphique de Raspian mais du fait que l'accès à la Raspberry est souvent fait par SSH, nous ne détaillerons que l'installation en ligne de commande.

De base la version Raspbian contient un module de gestion Bluetooth, ceci dit si ce n'est pas le cas il est possible de le rajouter en tapant en ligne de commande :

sudo apt-get install bluetooth pi-bluetooth blueman

Vérification de l'install du manager bluetooth :

hciconfig

hci0:   Type: Primary  Bus: UART
        BD Address: B8:27:EB:29:46:68  ACL MTU: 1021:8  SCO MTU: 64:1
        UP RUNNING
        RX bytes:1637 acl:0 sco:0 events:113 errors:0
        TX bytes:7976 acl:0 sco:0 commands:113 errors:0

hci0 > correspond à notre adaptateur Bluetooth

Lancement de la découverte des périphériques bluetooth (le module de l'Arduino) en utilisant l'interface de commande Bluetooth bluetoothctl :

bluetoothctl
[NEW] Controller B8:27:EB:29:46:68 raspberrypi [default]
[bluetooth]# agent on
Agent registered
[bluetooth]# power on
Changing power on succeeded
[bluetooth]# scan on
Discovery started
[CHG] Controller B8:27:EB:29:46:68 Discovering: yes
[NEW] Device 00:0E:EA:CF:22:8E 00-0E-EA-CF-22-8E
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E LegacyPairing: no
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E Name: HMSoft
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E Alias: HMSoft
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E LegacyPairing: yes

00:0E:EA:CF:22:8E correspond à l'identification du périphérique. On va utiliser cette identification par la suite (la votre peut bien évidement être différente).

Pour que la Raspberry puisse utiliser l'Arduino par la connexion bluetooth il est nécessaire de faire l'appairage du périphérique avec la commande :

[bluetooth]# pair 00:0E:EA:CF:22:8E
Attempting to pair with 00:0E:EA:CF:22:8E
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E Connected: yes
Request PIN code
[agent] Enter PIN code: 1234
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E UUIDs: 00001101-0000-1000-8000-00805f9b34fb
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E ServicesResolved: yes
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E Paired: yes
Pairing successful
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E ServicesResolved: no
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E Connected: no
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E RSSI: -73

Connexion à l'Arduino :

[bluetooth]# connect 00:0E:EA:CF:22:8E
Attempting to connect to 00:0E:EA:CF:22:8E
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E Connected: yes
[CHG] Device 00:0E:EA:CF:22:8E ServicesResolved: yes

Vérification de l'appairage à l'Arduino :

[bluetooth]# info 00:0E:EA:CF:22:8E
Device 00:0E:EA:CF:22:8E
        Name: HMSoft
        Alias: HMSoft
        Class: 0x001f00
        Paired: yes
        Trusted: no
        Blocked: no
        Connected: no
        LegacyPairing: yes
        UUID: Serial Port               (00001101-0000-1000-8000-00805f9b34fb)
        RSSI: -66

La ligne UUID indique que l'Arduino utilise un port série.
Il est possible d'avoir la liste des périphériques appairés en tapant la commande : paired-devices

Les deux périphériques sont maintenant associés. Cela signifie qu'il sont donc capable de communiquer en utilisant le Bluetooth, il reste encore à mettre en place un protocole de communication pour qu'ils puissent échanger des données comme sur un port série.

Mise en place d'un programme Python

Iinstallation des librairies "serial" et "bluez" sur la Raspberry Pi :

sudo apt-get install python-serial python-bluez

Le programme Python suivant permet d'envoyer une commande à notre Arduino pour faire clignoter la led :

vi bluetooth_serial_test.py

et taper les lignes :

#! /usr/bin/python
import serial
from time import sleep
bluetoothSerial = serial.Serial( "/dev/rfcomm1", baudrate=9600 )
count = None
while count == None:
    try:
        count = int(raw_input( "Saisir le nombre de fois que la LED doit clignoter"))
    except:
        pass    # Ignore any errors that may occur and try again
bluetoothSerial.write( str(count) )
print bluetoothSerial.readline()

Execution du programme :

python bluetooth_serial_test.py

Températures & débit mètre sur Arduino

1% Complete
Le but est d'envoyer les données captées par l'Arduino vers le Raspberry

Il faut

  • Arduino UNO
  • Carte Bluetooth
  • Débit mètre,
  • Sonde température et humidité (ambiante)
  • Sonde température

Câblage

à faire

Programme

à faire

Magic mirror

Magic mirror

80% Complete
Affichage des informations captées par les Arduino sur un écran dissimulé derrière un miroir.

Il faut

Montage

Je suis parti de la dimension de ma plaque de verre et j'ai construit virtuellement une boite autour en utilisant le logiciel Fusion 360 de Autodesk.

Conception 3D du boitier du mirroir

Conception 3D du boitier du mirroir dans Fusion 360 de Autodesk

Assemblage  des montants

La zone peinte en noir sera l'emplacement du mirroir.

Percés

Percage des montannt pour l'aération de l'écran et de la Raspberry Pi

Ajout de cales

Il y a de très forte chances pour que l'écran du magic mirror ne fasse pas exactement la dimension du mirroir, il est donc nécessaire d'ajouter des cales.

Peinture

Peinture (à la bommbe) des cales pour ne pas qu'elles apparaissent en transparence sous la vitre.

Peinture des bords de l'écran

Les bordures de l'écran n'y échappent pas non plus : il faut les peindre en noir

Le mirroir

Pose du mirroir et test des emboitements des différentes pièces.

Il ne reste plus qu'à mettre le tout dans la douche...

Installation logiciel

L'installation de Magic mirror est un jeux d'enfant sur une version stretch_full de Raspian (pour une raspberry Pi3, donc).

Magic mirror à besoin d'une interface graphique de raspian, il faut donc faire l’installation complète, et non pas la version lite (pour ne pas à avoir toutes les librairies graphiques à ajouter par la suite à la main).

Installer la version complète de raspian sketch. Une fois l'install finalisée, selon les indications de Magic Mirror, il faut, dans une fenêtre en ligne de commande, taper l'auto-installation :

bash -c "$(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/MichMich/MagicMirror/master/installers/raspberry.sh)"

Configuration MagicMirror

Le fichier de paramétrage de Magic Mirror se trouve dans  le répertoire /home/pi/MagicMirror/config :

vi /home/pi/MagicMirror/config/config.js

Voir : https://github.com/MichMich/MagicMirror#modules

Affichage des informations envoyées par les Arduinos

A faire

Connexion d'une sonde DHT11 sur une Raspberry

Connexion d'une sonde DHT11 sur une Raspberry

100% Complete
Le branchement d'une sonde DHT11 sur une raspberry Pi 3 est très simple lorsqu'on prends le problème par le bon bout.

Il faut

  • Sonde DHT11 (environ 5€ chez Gotronic)

Câblage

Câblage d'une sonde DHT11 sur une raspberry Pi 3

Câblage d'une sonde DHT11 sur une raspberry Pi 3

Logiciel

Installer les librairies Adafruit et python :

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git

cd Adafruit_Python_DHT

sudo apt-get update

sudo apt-get install build-essential python-dev python-openssl

sudo python setup.py install

L'accès au GPio est obligatoirement à faire un sudo sur Raspberry.Test d'exemple avec un DHT11 branché sur le port gpio 4 :

cd /home/pi/Adafruit_Python_DHT/examples

./AdafruitDHT.py 11 4

Va retourner un truc dans le style :

Temp=20.0*  Humidity=75.0%

Attention, la sonde ne répond qu'une fois par seconde.

Extinction de l'écran avec le Raspberry Pi

100% Complete
Le but est de couper physiquement l'alimentation de l'écran lorsque personne n'est devant, comme si on utilisait un interupteur.
Pour cela on va utiliser un détecteur PIR et un relais pour couper l'alimentation de l'écran.

Il faut

Câblage

RASPBERRY - PIR et relais

Câblage d'un capteur PIR et d'un Relais sur la raspberry Pi

Programme Python

Sur la pin 5 on branche le SIGnal du relais et sur la 11 le SIGnal du PIR.

Dans un fichier pirdetection.py écrire :

import RPi.GPIO as GPIO
import time

PinPIR = 11
PinRelay = 5
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(PinPIR, GPIO.IN)         #Read output from PIR motion sensor
GPIO.setup(PinRelay, GPIO.OUT)
while True:
       i=GPIO.input(PinPIR)     # Lecture de l'etat du PIR
       if i==0:
             GPIO.output(PinRelay, i)  #Extinction de l'ecran
             time.sleep(0.1)
       elif i==1:               #When output from motion sensor is HIGH
             GPIO.output(PinRelay, i)  #Allumage de l'ecran
             time.sleep(60 * 10)        # Wait for 10 minutes

Il faut maintenant que ce script Python soit exécuté en tâche de fond à chaque démarrage de la Raspberry. Pour cela :

sudo crontab -e

et rajouter en fin de fichier :

@reboot sudo python /home/pi/pirdetection.py > ~/pirdetection.log

Le projet en images

Magic mirror

La Magic mirror pour afficher toutes les informations.

Il est fait avec un écran de récupération et une Raspberry Pi3.

Copyright © 2015 Alex-design.fr All rights reserved.