如何使用樹莓派和IFTTT構(gòu)建光感應(yīng)智能開關(guān)

黃昏至黎明開關(guān)和計(jì)時(shí)器開關(guān)都是使燈光自動(dòng)化的便捷方法。如果您可以將兩者結(jié)合起來，甚至將它們連接到互聯(lián)網(wǎng)上，以獲得真正的智能照明系統(tǒng)，那不是很好嗎？

Raspberry Pi，一個(gè)繼電器，一個(gè)光傳感器和一些僅需代碼即可實(shí)現(xiàn)此自動(dòng)照明必殺技。

所需條件

用于光感應(yīng)智能開關(guān)的組件易于采購(gòu)。您將需要：

任何運(yùn)行Raspbian的模型Raspberry Pi。

在亞馬遜上很容易找到的中繼板。

Adafruit TSL2561發(fā)光度傳感器

跳線。

一些燈可以自動(dòng)運(yùn)行！

光感應(yīng)智能開關(guān)的工作原理

使用繼電器的方式與我們自動(dòng)車庫(kù)門開啟器項(xiàng)目的方式相同，您可以對(duì)Raspberry Pi進(jìn)行編程，以在固定時(shí)間打開和關(guān)閉照明電路。在混合物中添加一個(gè)亮度傳感器，意味著Pi可以檢測(cè)環(huán)境光水平，并選擇僅在真正需要時(shí)才打開燈光。

因?yàn)镻i是可以連接的微型計(jì)算機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)，您也可以將其設(shè)置為通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制。您的智能燈將具有三個(gè)輸入來確定它們何時(shí)亮起：

已編程的時(shí)間表。

環(huán)境光水平。

超馳信號(hào)

第1步：將Raspberry Pi連接到中繼

如果您不熟悉使用GPIO，請(qǐng)先閱讀所需的所有內(nèi)容了解Raspberry Pi的GPIO引腳。

首先，檢查您的中繼板上是否有將VCC和JD-VCC引腳連接在一起的跳線。

關(guān)閉所有電源，然后按如下所示將中繼板連接到您的Pi：

將Pi針2（5v）連接到繼電器板上的JD-VCC。

Pi針6（GND）到繼電器板上的GND。

Pi針15（GPIO） 22）到中繼板上的IN1

Pi引腳17（3.3v）到中繼板上的VCC。

第2步：連接光度傳感器

TSL2561是一種光傳感器，可以檢測(cè)紅外光，全光譜和人類可見光。它可以向Raspberry Pi發(fā)送非常精確的數(shù)字讀數(shù)。傳感器報(bào)告的光線水平范圍為0.1（無光照）至40，000（明亮的太陽）。

TSL2561板使用i2c協(xié)議與Raspberry Pi通訊。 I2C僅需要兩個(gè)連接，一個(gè)用于時(shí)鐘，以使兩個(gè)設(shè)備保持同步，另一個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)然，勒克斯傳感器也需要一定的功率，因此總共需要進(jìn)行四個(gè)連接：

將Pi引腳1（3.3v）連接到勒克斯傳感器上的Vin（或VCC）li》

將Pi針3（SDA）連接到流明傳感器上的SDA

將Pi針5（SCL）連接到勒克斯傳感器上的SCL

將Pi針9（ GND）到lux傳感器上的GND

第3步：配置和安裝依賴項(xiàng)

在進(jìn)行進(jìn)一步操作之前，則需要檢查Raspberry Pi上是否已啟用I2C（默認(rèn)情況下已禁用）。在終端中輸入以下內(nèi)容：

sudo raspi-config

選擇 Interface Options》 P5 I2C，，然后選擇 Yes 。。 》

點(diǎn)擊 Enter ，然后選擇 Finish 退出配置屏幕。重新啟動(dòng)Pi，以使更改生效：

sudo reboot

Pi能夠與傳感器板通信需要一些依賴項(xiàng)。鍵入以下命令：

sudo apt-get update

sudo apt-get install -y python-smbus

sudo apt-get install -y i2c-tools

您可以通過鍵入以下內(nèi)容來檢查一切是否正常：

sudo i2cdetect -y 1

如果您的依賴項(xiàng)是已安裝并且您的勒克斯傳感器正確連接，您將看到類似以下的響應(yīng)：

在此處，該實(shí)用程序正在報(bào)告已找到I2C設(shè)備（勒克斯傳感器）位于I2C地址39。

您還沒有完全解決依賴關(guān)系。您還將需要一些庫(kù)。首先，創(chuàng)建一個(gè)文件夾，以將與此項(xiàng)目相關(guān)的所有內(nèi)容保存在：

mkdir ~/lighting

cd ~/lighting

下一步，下載bottle，這是一個(gè)輕量級(jí)的框架，可以在Pi上創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的Web服務(wù)器。您將使用它來控制來自網(wǎng)絡(luò)的燈光。

wget https://bottlepy.org/bottle.py

您需要的其他庫(kù)位于Github上，因此，如果您的Raspberry Pi還沒有安裝了Git，現(xiàn)在將其添加：

sudo apt-get install git

現(xiàn)在克隆兩個(gè)庫(kù)，如下所示：

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

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

最后，通過創(chuàng)建一個(gè)新文件來創(chuàng)建測(cè)試腳本：

nano test.py

粘貼以下代碼（由Adafruit提供）：

#！/usr/bin/env python

# -*- coding： utf-8 -*-

from __future__ import absolute_import， division， print_function， unicode_literals

from tsl2561 import TSL2561

if __name__ == “__main__”：

tsl = TSL2561（debug=True）

print（tsl.lux（））

按屏幕上的說明按 Ctrl + X 保存。

完成后，運(yùn)行測(cè)試腳本：

python test.py

如果一切都已安裝并且可以正常工作，您將獲得一個(gè)電話號(hào)碼。該數(shù)字是傳感器的照度讀數(shù)。嘗試阻擋或移動(dòng)傳感器，使其獲得更多或更少的光線。然后再次運(yùn)行測(cè)試腳本，并查看數(shù)字的變化。

步驟4：創(chuàng)建自動(dòng)化腳本

Raspberry Pi在天黑時(shí)會(huì)打開燈光，但也會(huì)切換他們?cè)谀承r(shí)候離開。例如，您可能希望在晚上天黑時(shí)打開燈，然后在午夜關(guān)閉以節(jié)省電。他們可以在清晨再次亮起，然后在天亮?xí)r自行關(guān)閉。

要管理具有多個(gè)計(jì)時(shí)區(qū)域的日程表，有兩種不同的腳本。如果您想在黑暗中打開燈，則每分鐘就會(huì)運(yùn)行一個(gè)（ onzone.py ）。另一個(gè)（ offzone.py ）會(huì)在您希望熄滅的時(shí)間內(nèi)每分鐘運(yùn)行一次，而不管照明強(qiáng)度如何。

腳本將計(jì)劃使用cron作業(yè)運(yùn)行。通過選擇每個(gè)腳本在白天和晚上的哪個(gè)小時(shí)運(yùn)行，可以輕松設(shè)置燈光自動(dòng)點(diǎn)亮的時(shí)間。您可以根據(jù)需要設(shè)置任意的打開和關(guān)閉時(shí)間段。

以及用于自動(dòng)控制燈光的腳本，還有第三個(gè)腳本可以管理覆蓋情況。這樣一來，無論環(huán)境光線如何，您都可以遠(yuǎn)程打開燈光。

腳本1：ON區(qū)域

此Python腳本將在您需要的每一分鐘運(yùn)行如果天黑了，燈會(huì)亮。通過將此命令復(fù)制并粘貼到終端中來下載腳本：

wget https://gist.githubusercontent.com/hamishdownell/ea151d2ff7c888ac09f8a850afaab4ee/raw/10b0e9d8ec42f8577750941da46a93d16b597c05/onzone.py

每次運(yùn)行onzone.py時(shí)，它將從傳感器獲取一個(gè)勒克斯值，以查看是否是黑暗的。如果是，它將檢查燈光是否亮起或熄滅。如果它們關(guān)閉，它將打開它們。如果不是很暗，腳本將查看指示燈是否亮著。如果是的話，除非它們被覆蓋，否則它將關(guān)閉它們。

腳本使用名為 lowlux 的變量來確定在什么地方足夠暗以打開燈。您可以通過更改onzone.py頂部附近的以下行中的值來將其更改為適合您自己的安裝的方式：

lowlux = 50 腳本2：OFF區(qū)域

該腳本將在每天要關(guān)閉的燈光下運(yùn)行，除非它們已被覆蓋。下載腳本：

wget https://gist.githubusercontent.com/hamishdownell/fb8970909145bbfefbbef8dba5f5a00f/raw/eae5a6057a51ca4727907c7d061f0a48b07da944/offzone.py

此腳本不在乎它的亮或暗。它的工作只是簡(jiǎn)單地將燈關(guān)掉（除非已被覆蓋）。

腳本3：覆蓋服務(wù)器

此腳本創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的Web服務(wù)，該服務(wù)可以接受命令以執(zhí)行以下操作：

無論環(huán)境光線水平如何，都將燈打開幾分鐘。

將燈關(guān)閉。

找出當(dāng)前燈是開還是關(guān)。

找出當(dāng)燈被覆蓋時(shí)應(yīng)保持多長(zhǎng)時(shí)間。

下載腳本：

wget https://gist.githubusercontent.com/hamishdownell/2303bfd9fb30d42e79923bdb7e69ed4e/raw/7dcb456b81b8ae58ae48efa225adb41ba7d7f69c/lightserver.py

在繼續(xù)下一步之前，請(qǐng)運(yùn)行offzone.py腳本，如下所示：

python offzone.py

這將創(chuàng)建腳本用來跟蹤所有內(nèi)容的控制文件。

步驟5：安排腳本

您的Raspberry Pi可以使用cron運(yùn)行自動(dòng)化腳本。設(shè)置時(shí)間表如下：

sudo crontab -e

將這兩行粘貼到文本編輯器中：

* 7，8，9，17，18，19，20，21，22，23 * * * python /home/pi/lighting/onzone.py 》 NULL

* 0，1，2，3，4，5，6，10，11，12，13，14，15，16 * * * python /home/pi/lighting/offzone.py 》 NULL

注意：如果您登錄Raspberry Pi的用戶名不是默認(rèn)的 pi ，請(qǐng)相應(yīng)地更改路徑。

列出所有您希望在天黑時(shí)燈亮的時(shí)間。在第一行。所有要熄滅的時(shí)間都在第二行。

現(xiàn)在將替代腳本設(shè)置為在Pi啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行：

sudo nano /etc/rc.local

將此行粘貼在文件底部，然后保存并退出：

nohup python /home/pi/lighting/lightserver.py &

最后，重新啟動(dòng)Raspberry Pi，以便可以檢查服務(wù)器腳本是否以以下方式加載：它應(yīng)該

sudo reboot 第6步：測(cè)試?yán)^電器

在連接燈之前，請(qǐng)使用替代功能測(cè)試一切是否正常。在與Pi相同的網(wǎng)絡(luò)上的Web瀏覽器中鍵入以下內(nèi)容，用您自己的Raspberry Pi的地址替換IP地址：

11.22.33.44:1234/overrideon/3

如果一切正常，您可以會(huì)聽到繼電器的喀噠聲，瀏覽器會(huì)回答燈已打開三分鐘。

繼電器閉合時(shí)，您可以測(cè)試其他倍率功能。這將告訴您由于覆蓋而使指示燈保持點(diǎn)亮狀態(tài)還有多分鐘：

11.22.33.44:1234/getoverrideremaining

這應(yīng)該告訴您指示燈點(diǎn)亮：

11.22.33.44:1234/lightstatus

最后，您可以使用以下命令再次將其關(guān)閉：

11.22.33.44:1234/overrideoff

繼電器將在打開時(shí)發(fā)出咔嗒聲。

第7步：連接燈光

在將燈光連接到繼電器之前，請(qǐng)先關(guān)閉并拔下Raspberry Pi。使用繼電器板上的常開（NO）連接器代替常規(guī)開關(guān)，如下所示：

最后，您可以安裝勒克斯傳感器在可以捕獲環(huán)境光水平的地方。請(qǐng)注意，如果TSL2561在直射的陽光下會(huì)報(bào)告為飽和，因此，如果可能的話，最好將其保持在陰暗處。

更多Raspberry Pi項(xiàng)目供您嘗試

通過在Web瀏覽器中鍵入命令來遠(yuǎn)程覆蓋新的智能照明設(shè)置非常麻煩。更好的方法是連接Amazon Echo之類的東西，以使事情變得更容易。將IFTTT上的Alexa服務(wù)和Webhooks服務(wù)結(jié)合在一起是添加語音控制的簡(jiǎn)單方法。

請(qǐng)參閱我們的使用IFTTT的指南來幫助您入門。

另一種選擇是使用Siri快捷方式。一個(gè)帶有菜單的快捷方式可以查詢燈的狀態(tài)，并使用覆蓋功能將其打開和關(guān)閉。

責(zé)任編輯：wv