Glasovno kontrolirana kućna automatizacija pomoću Amazon Alexa na Raspberry Pi

Jeste li ikad razmišljali o zvučniku kojim se može upravljati vašim glasom !!! Što ako možemo upravljati svojim kućanskim aparatima na ovaj način i učiniti te uređaje pametnijima? Glasovni asistenti postaju sve popularniji kako idemo u doba sustava utemeljenih na AI i IoT. Čuli ste za Google Assistant, Apple Siri i Amazon Alexa . Sve su to sustavi glasovne inteligencije, a oni se međusobno razlikuju od njihovih ekosustava, a tu se Amazon Alexa najviše ističe. Google, Apple i Amazon, sve su te tvrtke već lansirale svoje pametne zvučnike, ali Amazon ih je prvi predstavio. Amazon echo, Echo Dot Spot itd. Pametni su zvučnici dostupni na tržištu.

Amazon nudi API za korištenje svoje vrlo popularne glasovne usluge Alexa. Otvoreni je izvor i dostupan na Githubu. Dalje možete instalirati ili integrirati Alexa na prilagođenim uređajima poput Raspberry Pi i dobiti punu funkcionalnost Amazon Echo na tom uređaju.

Pomoću glasovne usluge Alexa možemo puštati glazbu, dobiti informacije o vremenu, rezervirati karte i još mnogo toga. Sve što trebate je pitati. U prethodnom uputstvu kontrolirali smo Raspberry Pi GPIO koristeći Amazon Alexa. U ovom uputstvu ćemo vidjeti kako izraditi sustav glasovne kontrole kućne automatizacije pomoću Amazon Alexa i Raspberry Pi. Vidjet ćemo kako možemo koristiti Raspberry Pi za pokretanje Alexa Voice Service i upravljanje žaruljom.

Vrhunski materijal:

Hardverski zahtjevi:

1. Raspberry Pi 3 ili Raspberry Pi 2 Model B i SD kartica (8 GB ili više)
2. Vanjski zvučnik s 3,5 mm AUX kabelom
3. Bilo koja web kamera ili USB 2.0 mikrofon
4. Relejni modul
5. LED / AC žarulja

Napomena: Web kamera ima ugrađeni mikrofon, pa ćemo ga koristiti umjesto USB 2.0 mikrofona.

Softverske aplikacije i web zahtjevi:

1. Registrirajte račun s Alexa Voice Services
2. Registrirajte račun na PubNub
3. Registrirajte račun kod IFTTT-a

Također pretpostavljamo da je vaš Raspberry pi već postavljen s OS-om Raspbian i povezan je s internetom. S tim na mjestu, nastavimo s vodičem. Ako ste novi u Raspberry Pi, prvo prođite kroz Prvi koraci s Raspberry pi.

Čitav je vodič uglavnom podijeljen u 5 dijelova, koji su sljedeći:

1. Ako nemate monitor, moramo Raspberry Pi postaviti sa SSH i VNC, također provjeriti povezanost USB mikrofona.
2. Postavite svog razvojnog programera za Amazon i instalirajte Alexa na Raspberry Pi
3. Postavljanje PubNub-a i IFTTT-a za Alexa Home Automation
4. Povezivanje hardvera
5. Python kôd za Alexa Pi Automatizaciju kuće

Pa krenimo !!

1. dio: Postavljanje Raspberry Pi s SSH i VNC

Prvo ćemo povezati Raspberry Pi sa SSH i VNC. Za ove slijedeće upute na službenoj web stranici Raspberry Pi, dolje su navedene veze.

Za SSH: SSh veza

Za VNC: VNC veza

Ako imate Monitor, možete napustiti ovaj korak i prijeći izravno na korak 2 koji je Postavljanje Alexa Voice Service (Avs). Prije toga moramo provjeriti povezanost mikrofona.

Provjera mikrofona web kamere s Raspberry Pi:

1. Otvorite Raspberry Pi terminal i upišite naredbu arecord -l. Ovo će prikazati hardverske uređaje koji su povezani s Raspberry Pi kako je prikazano dolje:

Kartica 1 je mikrofon vaše web kamere koji ćemo koristiti. Ako se ne prikaže, možda je web kamera neispravna.

2. Sada provjerite radi li mikrofon pokretanjem naredbe za snimanje zvuka kao:

arecord /home/pi/Desktop/test.wav -D sysdefault: KARTICA = 1

3. Za reprodukciju snimljenog zvuka upišite ovu naredbu:

omxplayer -p -o local /home/pi/Desktop/test.wav

Ako ste Raspberry Pi povezali s monitorom pomoću HDMI kabela, tada je prema zadanim postavkama audio izlaz kroz zvučnik vašeg monitora (ako je u njemu ugrađen zvučnik). Dakle, da biste ga promijenili na 3,5 mm, morate upisati sljedeću naredbu:

sudo raspi-config i idite na opciju Advance.

S popisa odaberite Audio -> odaberite Force 3.5mm -> odaberite Ok i ponovo pokrenite Raspberry Pi.

Sada biste trebali čuti zvuk iz 3,5 mm priključka.

NAPOMENA: Ako želite povećati ili smanjiti glasnoću ulaznog glasa za mikrofon, tip alsamixer u terminalu. Odaberite zvučnu karticu s terminala pritiskom na F6.

Pritisnite F4 da biste promijenili pojačanje mikrofona dB i postavili ga kako želite.

Ako imate USB 2.0 mikrofon, slijede isti koraci za provjeru mikrofona. Ovdje smo koristili web kameru za USB mikrofon.

Dio 2: Postavite svoj Amazon razvojni račun i konfigurirajte Alexa Voice Services na Raspberry Pi:

To smo već detaljno objasnili u našem prethodnom vodiču gdje smo izgradili pametni zvučnik Amazon Echo. Ovdje se fokusiramo na kontrolu kućanskih aparata s Alexa, tako da više ne objašnjavamo cijeli postupak, stoga pročitajte prethodni članak i pripremite zvučnik s Alexa glasovnim uslugama instaliranim na vašem Raspberry pi.

Da biste testirali Alexa, samo je probudite izgovarajući njezino ime! Provjerite demo videozapis dan na kraju vodiča.

Možete je pitati o temperaturi vašeg grada kako biste provjerili radi li ili ne.

Dio 3: Postavljanje PubNub-a i IFTTT-a za Alexa Pi Automatizacija kuće :

Za izgradnju sustava automatizacije kuće pomoću ovog Alexa Pi potrebna nam je pomoć PubNub python SDK i IFTTT. IFTTT-u ćemo davati naredbe preko Alexa, a PubNub daje signal RPi-ju da uključi / isključi svjetlo. Dakle, prvo ćemo instalirati PubNub na Raspberry Pi.

Dio 3-1: Instaliranje PubNub Python SDK:

PubNub nudi API za razmjenu poruka za objavljivanje / pretplatu na bilo koju poruku na njihovoj globalnoj mreži. Ovdje koristimo IFTTT i Alexa za objavljivanje poruke na PubNub, za uključivanje / isključivanje releja. Ovu je poruku primio Raspberry Pi i Pi će u skladu s tim uključiti ili isključiti svjetlo. Slijedite korake u nastavku za postavljanje PubNub-a na Raspberry Pi:

1. Otvorite terminal na RPi i pokrenite sljedeću naredbu za instalaciju SDK:

sudo pip instalirati pubnub == 3.9.0

Instalirajte samo verziju 3.9.0, druga verzija neće raditi s python skriptom koju ćemo pokrenuti u posljednjoj.

2. Sada idite na PubNub i prijavite se sa svojim vjerodajnicama.

3. Nabavite ključeve za objavljivanje i pretplatu koje ćemo kasnije koristiti.

Dio 3-2: Postavljanje IFTTT-a za uslugu Amazon Alexa:

IFTTT je besplatna internetska usluga koja korisnicima omogućuje stvaranje lanaca jednostavnih uvjetnih izjava, nazvanih "recepti", koji se pokreću na temelju promjena na drugim web uslugama kao što su Gmail, Facebook, Instagram i. IFTTT je kratica od "If This Then That".

Za ovaj se projekt IFTTT koristi za pokretanje naredbi za uključivanje / isključivanje prekidača svjetla na temelju govorne naredbe koju je Alexa usluga izvršila na RPi.

Slijedite ove korake za izradu apleta:

Korak 1: - Prijavite se na IFTTT sa svojim vjerodajnicama ili se prijavite ako na njemu nemate račun.

Korak 2: - Na My Applets, kliknite New Applet

Korak 3: - Kliknite + ovo

Korak 4: - Pretražite Amazon Alexa i kliknite na nju, prijavite se s detaljima svog računa programera za Amazon.

Korak 5: - Odaberite pokretač, izgovorite određenu frazu

Korak 6: - Navedite " uključi svjetlo" kao frazu, kliknite Stvori okidač.

Korak 7: - Kliknite + to

Korak 8: - Potražite Webhooks, kliknite na njega i odaberite Napravi web zahtjev

Korak 9: - Webhooks pruža REST WEB zahtjev, koristi ključeve Objavi i Pretplati dobivene iz PubNub-a i izmijeni sljedeći URL.

http://pubsub.pubnub.com//publish/pub_key/sub_key/0/alexaTrigger/0/{"requester":"Alexa","trigger":"light","status":1}

Korak 10: - Zalijepite izmijenjeni URL u tekstni okvir URL-a.

Korak 11: - Postavite Metodu na GET, Sadržaj kao application / json i kliknite na spremi.

Korak 12: - Slijedite iste korake za stvaranje okidača za " isključivanje svjetla " i izmijenite URL na sljedeći način.

pubsub.pubnub.com//publish/pub_key/sub_key/0/alexaTrigger/0/{"requester":"Alexa","trigger":"light","status"-0

Korak 13: - Sada smo spremni za demonstraciju sa svim web komponentama.

Dio 4: Hardverske veze i shema spojeva:

Za ovaj projekt trebamo modul releja i žarulju izmjeničnog napona ili bilo koju drugu komponentu izmjeničnog napona ili možete koristiti jednostavnu LED diodu u svrhu ispitivanja. Ispod je shema spojeva i hardverske veze za upravljanje AC uređajem s Amazon Alexa.

Koristit ćemo GPIO18 u našoj python skripti, pa povežite relej s GPIO 18. To možete promijeniti u python skripti.

Dio 5: Python kod za upravljanje svjetlom:

Kompletnu Python skriptu pronađite na kraju ovog vodiča.

Morate urediti Pub i Sub ključ svojim pubnub ključevima u python kodu.

# Inicijalizirajte tipke za objavljivanje pub_key = "***************************" sub_key = "*********** ************* "

Sada pokrenite Script

python alexaRpi.py

Sada smo svi spremni za demonstraciju. Prije nego što nastavite, provjerite koristite li sve tri usluge iz dijela 1 (tri terminala).

Da biste dali bilo koju naredbu, trebate probuditi Alexa uslugu pozivom "Alexa" svaki put kada želite poslati naredbu. Čut ćete zvučni signal. Kad začujete zvučni signal, recite „ Alexa Trigger Uključi svjetlo. ”Možete vidjeti kako se svjetlo uključuje za trenutak. A onda ako kažete “ Alexa Trigger Turn off the Light ”, svjetlo bi se trebalo ugasiti.

To je to…. Možete dodati više AC uređaja u python skriptu dodavanjem drugih GPIO pinova RPi-a i možete upravljati mnogim uređajima svojim pametnim sustavom automatizacije kuće.

U nastavku pogledajte cjeloviti kod i demonstracijski video. Ovdje također provjerite sve naše projekte automatizacije kuće.