fbpx

جهاز التفاعل الصوتي IOT

روبوت M1
يناير 14, 2019
متطلبات كتابة وصفة – MATE Arab ROV’19 Competition
فبراير 4, 2019

جهاز التفاعل الصوتي IOT

مفهوم إنترنت الأشياء هو مفهوم يشمل الأشياء اليومية، من الآلات و الأجهزة من حلولنا وهو بإختصار حل لدمج كل ما حولنا إلى عالم الإنترنت وفي هذا المشروع سأقوم بشرح كيفية صناعة جهاز للتحكم بالأجهزة المنزليه من خلال الأوامر الصوتية عبر الإنترنت باستخدام تكنولوجيا إنترنت الأشياء IOT و  وهو ما يعرف بأسم أتمتة المنازل Home Automation.

ولكن قبل أن نبدأ دعونا نتعرف على هذه التقنية في سطور ..

ما هو إنترنت الأشياء؟

إنترنت الأشياء (Internet of things) بإختصار هو نظام توافقي يعمل على إدارة و ربط كافة الأجهزة الإلكترونية والآلات الميكانيكية والرقمية وكذلك الأشخاص في بعض الأحيان عند استخدام معرفات شخصية فريدة لها القدرة على نقل بياناتهم كالأجهزة الطبية التي تعمل على مراقبة الحالة الصحية للشخص، فهي تعتبر مظلة بيانات ضخمة تعمل من خلال شبكة الإنترنت تقوم بتداول المعلومات.

(الشيء) في إنترنت الأشياء كما يطلق عليه، يمكن أن يكون جهاز منزلي أو نظام ري في مزرعة ما أو أجهزة استشعار في سيارة تعمل على تنبيه السائق في حالة الخطر أو حتى قلب صناعي مزود بشريحة ينقذ حياة إنسان. فكل تلك الأشياء التي سبق ذكرها يجب تعريفها برقم موحد IP ذو خصائص معينة. هذا الرقم هو بمثابة عنوان يمكن التعامل معه من خلال المتحكمات الذكية مثل الأردوينو على سبيل المثال لا الحصر.

إذاً كيف يمكنني أن أصبح جزءاً من هذا العالم باستخدام لوحة رقمية مثل الأردوينو أو غيرها؟

هناك بعض المتحكمات modules التي صُنعت خصيصاً لهذا الغرض وهي مصممة لتكون الحل المثالي للإتصال بالإنترنت، وهي أيضاً متوافقه تماماً مع عدة لوحات. في هذا المشروع استخدمت إحدى المتحكمات وهي ESP8266، هذه الأعجوبة التكنولوجية الصغيرة المزودة بذاكرة داخلية يمكن تحميل الكود عليها ومن ثم استخدامها كويب سيرفر يمكن التعامل معه من خلال جهازك الشخصى أو الموبايل.

لعمل هذا المشروع، تحتاج إلى خبرة مسبقة في:

خبرة بكتابة كود المتحكمات مثل الأردوينو و NodeMcu

مستوى صعوبة المشروع:

متوسط

مدة عمل هذا المشروع:

أسبوع

لهذا المشروع عدة طرق للعمل من خلالها 

1- إذا أردت التحكم عن طريق البلوتوث

  • لوحة أردوينو أونو
  • متحكم بلوتوث HC-06
  • مرحل  Relay
  • 2 إضاءة LED مع مقاومة 220 أوم  
  • بطارية 9 فولت
  • اسلاك توصيل
  • لوحة تجارب BreadBoard
  • Voice Recognition Module v3

2- إذا أردت التحكم عن طريق الواي فاي

  • لوحة أردوينو أونو
  • متحكم ESP8266 مع ESP-01
  • مرحل  Relay
  • 2 إضاءة LED مع مقاومة 220 أوم  
  • بطارية 9 فولت
  • اسلاك توصيل
  • لوحة تجارب BreadBoard
  • Voice Recognition Module v3

الخطوة الأولى: تركيب دائرة الـ Relay

يجب استخدام نوع معين من المرحلات Relays متوافق مع لوحة الأردوينو والذي يسمح بالتحكم بجهد كهربائى عالي 110/220 فولت والموصل عليه الاجهزة المنزلية على سبيل المثال وفي هذا المشروع استخدمت Relay 4 port للتحكم بأربعة اجهزة.

ولكن عند التوصيل تأكد جيداً من (الفولت و الامبير) وأعلم جيداً انك تعمل مع دائرة إلكترونية ذات جهد عالي.

تحذير: يجب دائما أن نكون حذرين للغاية عندما نجرب المرحلات فالتوصيل الخاطيء يمكن أن يؤدى إلى حدوث إصابات خطيرة، وتذكر عدم لمس المرحل من الأسفل عند توصيل التيار.

الخطوة الثانية: تهيئة المتحكم

على عكس باقي المكونات الإلكترونية، يحتاج هذا المتحكم للتهيئة قبل العمل عليه لانه وحدة قائمة بذاتها وبها ذاكرة خاصة يتم تحميل الكود البرمجي عليها كما سبق ذكره، فهناك العديد من الطرق التى يمكنك اتباعها من اجل التهيئة سيتم شرحها بالصور كما يلي:

  1. 1. قم بتوصيل الموديول كما هو موضح
  2. في محرر أردوينو، من قائمة file اختر preferences لبدء عملية التهيئة
  3. في خانة additional boards الصق الرابط التالي لتحميل المكتبة الخاصة به:
    http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
  4. من قائمة boards اختر board manager و ابحث عن esp8266، ثم اضغط install
  5. أصبح الأن البرنامج مهيأ للتعامل مع الموديول

الخطوة الثالثة: معرفة الـ IP Address الخاص بالمتحكم

أثناء تطوير المشروع الخاص بك، هناك بعض الملاحظات الهامة التي يجب أن تأخدها في الاعتبار.

  •  تأكد من تضمين المكتبة الصحيحة # ESP8266WiFi.h
  •  تأكد من أنك تقرأ من البورت الصحيح 115200 وليس 9600 فهذا البورت هو المسؤول عن تشغيل موديول الواي فاي
  •  المشروع لا يحتاج إلى أي مصدر طاقة إضافي.
  •  تأكد من كتابة اسم شبكة الواي فاي وكلمة المرور بشكل صحيح داخل الكود.
  • الكود معد لتشغيل و إطفاء جهاز إلكتروني واحد، يمكنك التعديل حسب عدد الأجهزة المراد التحكم بها.
  • بمجرد فتح الشاشة التسلسلية serial monitor تأكد من أن عنوان النطاق يظهر مثل هذا:
  • استخدم عنوان النطاق هذا للاتصال:  http://192.168.1.100 انسخه في المتصفح. ستشاهد الشكل التالي، فقد أصبحت لوحة الأردوينو الآن جزء من شبكة المنزل الخاصة بك.

الخطوة الرابعة: تركيب الدائرة الكهربية بالجهاز

العمل من خلال التحكم الصوتي شيء ممتع و أصبح بالإمكان تطبيقة دون سابق خبرة كبيرة، حيث توفر جوجل عدد من المكتبات مفتوحة المصدر القادرة على تحويل الصوت البشري لأوامر تفهمها المتحكمات مثل الأردوينو و غيرها.

الطريقة الأولى: عن طريق تطبيق موبايل

فعند نطق كلمة معينة مثل “open” يقوم البرنامج أو وحدة التعرف على الصوت بتحويلها لكود يفهمه المتحكم دون عناء، فهناك عدد من التطبيقات الجاهزة متوفرة على Google Play.

وإذا أردت عمل تطبيق خاص بك أتبع الخطوات الموجود بالصورة بعد الدخول على موقع App Inventor for Android و إتباع الخطوات الموضحة بالصورة

 http://appinventor.mit.edu

الطريقة الثانية تركيب وحدة Voice Recognition بالجهاز

وحدة Voice Recognition هي عبارة عن لوحة مدمجة سهله التحكم، تستخدم للتعرف على الصوت/ الكلام للتحكم في المشاريع المختلفة.

لدى وحدة V3 القدرة على تخزين ما يصل إلى 80 أمرا صوتياً لكل منها مدة  1500 milliseconds  (اي ما يقارب كلمة أو كلمتين لكل امر). يتم تخزينها  في مجموعة واحدة كبيرة مثل المكتبة. ولكن خلال عملها لا تستطيع التمييز بين الـ 80 صوتا في نفس اللحظة، لذلك يتم استيراد/استدعاء سبعة أوامر صوتية في المكتبة إلى أداة التعرف(Recognizer) . وهذا يعني أن الحد الأقصى للأوامر الصوتية هي سبع أوامر فعالة في نفس الوقت.

تم تصميم المجسم ببساطه لتسهيل عملية تركيب المكونات الإلكترونية به، يتم فتح الجهاز من الجهو الأمامية باستخدام 4 مسامير فقط كما انه مزود بزجاج أمامي لرؤية ضوء لمبات الليد الداخلية

نلاحظ في تصميم الجهاز من الجهة الخلفية ان الخشب مقوس  لذا أردت شرح كيفية يمكننا ثني الخشب باستخدام قاطعة الليزر 


سواء كنت تقوم بالحفر أو تفريغ الخشب أو غيره من المواد يجب عليك أن تعد مسبقا بعض الإعدادت على الماكينة للحفر على المواد المختلفة لضمان قطع نظيف. قم بحفظ هذه الإعدادت على ماكينة الحفر حتى تستخدمها فيما بعد وأقطع الخشب بخطوط غير متصله سيؤدي هذا لعمل فراغات بالقطعة المقصوصة وبذلك يمكن ثنيها بسهوله كما هو موضح

فوائد المشروع هو التحكم بأي جهاز بالمنزل عن طريق هذا الـ Device ، طبعاُ بعد ربطه بدائة الجهاز على حسب عدد قنوان المرحل (Relay) كما يمكنك جعل التحكم من خلال الأوامر الصوتية فقط.

 بالإضافة إلى امكانية تركيب عدد من المستشعرات كالحرارة و الضوء والرطوبة و سؤال الجهاز عنها مباشرة.

فيديو المشروع النهائي أثناء استخدامه بالأوامر الصوتية

التكلفة الشاملة للمشروع

350 جنية

أماكن شراء المكونات المستخدمة
 
شركات بيع القطع الإلكترونية بالقاهرة – وسط البلد
أماكن استخدام المكن
فاب لاب مصر
X