Zintegrowane inteligentne rolety sterowane Alexa: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Istnieje wiele projektów Smart Blind i instrukcji dostępnych obecnie online. Chciałem jednak nałożyć swój własny wpływ na obecne projekty, aby mieć wszystko wewnątrz rolety, w tym wszystkie obwody. Oznaczałoby to czystszy i bardziej reprezentacyjny system inteligentnych rolet.

Tak więc w moim pierwszym Instruktażu pokażę ci, jak możesz stworzyć swój własny inteligentny system rolet, którym można sterować za pomocą głosu przez Alexę, za pomocą urządzenia mobilnego lub ręcznie na samych roletach.

Dostarczę wszystko, co mogę, abyś mógł zrobić własne! Ciesz się:D

Kieszonkowe dzieci

Lutownica i lutownica

Pistolet na gorący klej

1 x serwomechanizm o wysokim momencie obrotowym 270 stopni (https://amzn.to/31Y1EqD)

1 x płytka rozwojowa NodeMCU ESP8266. Coś podobnego do tego:

2 x przyciski dotykowe

Prototypowanie Veroboard

Wymagana długość kabla głośnikowego, aby dotrzeć do gniazda USB (5 V)

Drukarka 3D z usługą drukowania PLA lub 3D

Długości kabla przyłączeniowego

Kołki żeńskie i męskie pasujące do płyty Veroboard (jest to opcjonalne, nie jest wymagane, jeśli chcesz przylutować wszystko bezpośrednio do płyty)

Krok 1: Demontaż aktualnej żaluzji

Ok, więc pierwszy fragment brzmi trochę przerażająco, ale jest bardzo prosty i generalnie większość blindów używa tego samego systemu, niezależnie od tego, czy wygląda to trochę inaczej!

Pierwszą rzeczą, którą musisz zrobić, to znaleźć stronę, w której znajduje się obecny system bloczków, który umożliwia otwieranie i zamykanie rolet. Będzie wyglądać podobnie do pierwszego obrazu (zostało już wyjęte z rolet)

Po zlokalizowaniu tego musisz usunąć go z żaluzji. Jest to tylko przypadek usunięcia zwisającego końca sznurka (na końcu każdego sznurka znajduje się węzeł). Po ich usunięciu na sześciokątnym lub kwadratowym pręcie będzie przebiegać niewielka podkładka utrzymująca przez system. Usuń to (proszę zachować go w razie potrzeby później), a następnie przesuń system koła pasowego w kierunku końca pręta.

To wszystko, co trzeba usunąć. Powinien pozostawić cię z prętem w miejscu, w którym się znajdował, a także powinien być otwór, przez który przebiegały sznurki krążka, tam będą znajdować się przyciski do ręcznego sterowania. Drugi obraz pokazuje, jak będą wyglądały wnętrza po usunięciu starego koła pasowego.

Powodem usunięcia tego koła pasowego jest to, że tworzy on zbyt duży opór na serwomotorze, powodując zatrzymanie silnika i dlatego nie może fizycznie przesunąć żaluzji.

Krok 2: Wstawki do druku 3D

Ok, więc poniżej zamieściłem wszystkie wymagane pliki 3D do stworzenia inteligentnych rolet. Jeśli nie posiadasz drukarki 3D, dostępne są różne usługi online, które za niewielką opłatą drukują części za Ciebie. Dołączyłem zarówno gotowe do druku pliki STL, jak i surowe pliki Fusion 360, jeśli potrzebujesz dostosować dowolny wymiar lub kształt, ponieważ nie każda roleta jest niestety taka sama! Oto krótkie wyjaśnienie każdego modelu poniżej:

Servo Coupling - Servo złącze jest zaprojektowane tak, aby pasowało do standardowych akcesoriów serwa i będzie mocowane do serwa za pomocą śrub dostarczonych z serwomechanizmem. Dołączona przeze mnie złączka zmieści wewnątrz rolety sześciokątny pręt o średnicy 6mm.

Wkładka obwodu głównego - ta wkładka jest przeznaczona do przyklejenia płyty głównej obwodu od góry i umieszczenia wewnątrz żaluzji pod prętem sterującym żaluzji.

Servo Insert - Ta wkładka jest przeznaczona do zamocowania serwa, a następnie wsunięcia go na koniec żaluzji. Będzie bezpiecznie trzymać serwo bez żadnego ruchu. Zostało to zaprojektowane tak, aby pasowało do serwa połączonego w sekcji materiałów eksploatacyjnych.

Uchwyt przycisku - Wreszcie uchwyt przycisku umożliwia trzymanie utworzonego później obwodu przycisku nad otworem pozostawionym w roletach z kół pasowych. W razie potrzeby umożliwią one ręczną obsługę żaluzji.

Krok 3: Budowanie obwodu

Ten krok będzie wymagał sporo lutowania, ale warto! Po prostu nie spiesz się i nie spiesz się z niczym.

Będziemy budować obwód na miedzianej płytce Veroboard, co pozwoli na łatwą budowę obwodu, po prostu upewnij się, że wycinasz właściwe ścieżki, aby zapobiec zwarciom!

Proszę postępować zgodnie z załączonym schematem obwodu Fritza, aby zbudować obwód Smart Blinds. Podczas budowania obwodu powinieneś mieć wydrukowaną wkładkę obwodu. Więc w zależności od rozmiaru potrzebnego do stworzenia rolet, postaraj się, aby obwód był jak najmniejszy. Jak widać z tego, który stworzyłem, Verboard ma taką samą szerokość jak długość płyty nodeMCU. Oszczędza to cenne miejsce po wejściu do rolety.

Jak wspomniano w sekcji materiałów eksploatacyjnych, zdecydowałem się przylutować żeńskie szpilki nagłówka do płyty, co pozwoliłoby mi łatwo zmienić nodeMCU w przypadku awarii lub wystąpienia problemu. Jeśli jednak chcesz, możesz całkowicie przylutować płytę nodeMCU bezpośrednio do płyty Veroboard.

Jedyną rzeczą, którą poleciłbym, jest użycie męskich nagłówków do podłączenia serwa do płyty, co znacznie ułatwia instalację wewnątrz rolet.

Zdjęcia przedstawiają ukończoną płytę (z przyklejoną już do niej częścią wydrukowaną w 3D)

Płytka obwodu przycisku

Drugim obwodem, który musisz zbudować, jest obwód przycisku, który w razie potrzeby pozwoli ci ręcznie pominąć ruch żaluzji. Dołączony uchwyt z nadrukiem 3D ma wystarczająco dużo miejsca na dwa przyciski, a także zawiera otwór na 3 kable do wyprowadzenia z boku (1 GND i 1 na wejście cyfrowe każdego przycisku) Jak widać na schemacie obwodu, kable GND są stokrotka została zmieniona, więc jest tylko jeden kabel łączący obwód GND przycisku z GND obwodu NodeMCU.

Rozmiar potrzebny do wykonania Circuit Veroboard to:

Szer. = 24mm

L = 21mm

Krok 4: Przygotowanie płyty NodeMCU

Następnym krokiem jest wgranie wymaganego oprogramowania na płytkę NodeMCU. Sposobem na to jest użycie Arduino IDE. Jednak nie jest to przypadek plug and play, ponieważ biblioteka dla NodeMCU musi być zainstalowana w IDE.

Zamiast przechodzić przez ten proces, polecam skorzystać z tego przewodnika, ponieważ wyjaśnia on każdy krok i szczegóły wymagane do pracy NodeMCU ze środowiskiem Arduino:

bit.ly/2Rznoni

Po zakończeniu powyższej instrukcji powinieneś być teraz w punkcie, w którym NodeMCU można zaprogramować za pomocą Arduino IDE, NodeMCU może łączyć się z Wi-Fi i możesz nim sterować za pomocą przeglądarki internetowej.

Krok 5: Programowanie NodeMCU za pomocą oprogramowania Smart Blinds

Następnym krokiem jest faktyczne wgranie programu inteligentnych rolet na płytkę NodeMCU. Istnieje już niesamowita biblioteka, która pozwala kontrolować inteligentne oświetlenie z kontrolą jasności za pośrednictwem NodeMCU i Alexa. Biblioteka jest tworzona przez AirCookie i pozwala na zaprogramowanie do 10 urządzeń. Oryginalny kod źródłowy można znaleźć tutaj:

W przypadku Smart Blinds, używamy On/Off wirtualnego światła, aby włączyć żaluzje z pozycji Off (0) i włączonej (Ostatnio używany procent). Następnie używamy ustawienia Jasność jako wartość, o jaką chcemy, aby roleta się otworzyła. Jednak waha się to tylko od 0-70%, przy czym 70% to pełny zakres serwomechanizmu.

Dołączyłem plik Arduino. Pobierz więc kod, a następnie otwórz go. Widać, że nie zajmuje to dużo czasu, ale jest kilka zmian, które musisz wprowadzić.

Wi-Fi SSID: Pierwszą rzeczą jest zmiana identyfikatora SSID, aby pasował do połączenia Wi-Fi, z którego chcesz korzystać. Musi to dokładnie pasować, w przeciwnym razie wystąpią problemy z połączeniem.

Hasło Wi-Fi: Drugą rzeczą, którą musisz zmienić, jest hasło Wi-Fi, aby pasowało do hasła SSID, z którym się łączysz.

Biblioteka Espalexa: Następnie musisz dodać bibliotekę Espalexa do swojego Arduino IDE. Aby to zrobić, skorzystaj z tego bardzo krótkiego samouczka:

Zmień nazwę urządzenia: Ostatnią rzeczą, którą musisz zrobić, to zmienić nazwę urządzenia, tak jak chcesz, aby wyglądała w aplikacji Alexa. Aby to zrobić, zmień część w tym wierszu 'espalexa.addDevice("Blinds", servoPositionChanged, 20)' gdzie jest napisane 'Blinds'. Zmień to na cokolwiek chcesz.

Po wykonaniu wszystkich powyższych kroków wystarczy nacisnąć przycisk przesyłania, aby przesłać program na płytę NodeMCU. Teraz miejmy nadzieję, że się powiedzie i możesz przejść do następnego kroku, testowania!

Testowanie Programu:

W twoim przypadku powinieneś być teraz w punkcie, w którym zbudowałeś obwód. Jednak na potrzeby tego nieodgadnionego strona pokazuje, że testuję ją jako tymczasową konfigurację płytki prototypowej. Teraz, gdy masz już zbudowany obwód i załadowany program, możesz teraz przetestować, czy wszystko działa dobrze. Podłącz więc wszystko zgodnie ze schematem obwodu, a następnie najpierw sprawdź, czy działają przyciski ręczne. Jeden przycisk powinien obracać serwo w jedną stronę, a drugi w przeciwną stronę. Po zakończeniu musisz teraz dodać urządzenie do swojej Alexy.

Aby dodać urządzenie do swojej alexy, wykonaj następujące czynności:

1. Otwórz aplikację Alexa na urządzeniu mobilnym

2. Przejdź do zakładki Urządzenia, a następnie naciśnij znak plus w prawym górnym rogu ekranu

3. Następnie naciśnij „Dodaj urządzenie”

4. Przewiń w dół, aż znajdziesz tytuł, który mówi „Inne”

5. Następnie naciśnij wykryj urządzenia. Zajmie to kilka sekund, a Twoje urządzenie pojawi się z nazwą, którą umieściłeś w kodzie

6. Następnie możesz dodać urządzenie do listy urządzeń

Po dodaniu urządzenia możesz użyć Alexy, aby ustawić serwo w dowolnej pozycji od 0-70%, mówiąc „Alexa, ustaw (Nazwa, którą nadajesz urządzeniu) na 50%”. Zrób to w różnych procentach, aby upewnij się, że odpowiada poprawnie.

Jeśli masz jakiekolwiek problemy ze stroną Alexa, użyj linku Github do biblioteki, w której możesz rozwiązać problem:

Krok 6: Przygotowanie różnych części

Następnym krokiem jest to, że wszystko zaczyna się układać, a to jest umieszczanie wszystkiego w różnych uchwytach 3D, gotowych do zamontowania w ślepej obudowie

Montaż serwomechanizmu:

Pierwszą rzeczą do zrobienia jest przygotowanie serwa do montażu w rolecie. Ze względu na rozmiar serwomechanizmu, dwa z otworów na śruby mocujące muszą zostać usunięte, co jest bardzo łatwe, ponieważ konstrukcja jest plastikowa. Usuń dwa otwory na śruby jak zakreślone na obrazku.

Po usunięciu tej części wsuń serwomechanizm do drukowanego 3D serwomechanizmu i użyj dostarczonych śrub, aby zabezpieczyć serwo na miejscu.

Poprowadź kabel serwa z tyłu serwomechanizmu i od spodu uchwytu.

Mocowanie sprzęgła:

Następnym krokiem jest dopasowanie sprzęgła do serwomechanizmu. Aby to zrobić, użyj dostarczonego pełnego mocowania dysku dostarczonego z serwomechanizmem i użyj dwóch dostarczonych śrub, aby przykręcić dysk z boku sprzęgła z otworami na śruby. Śruby będą większe niż otwory w mocowaniu serwomechanizmu więc nie spiesz się i uważaj, aby nie rozerwać plastiku.

Po przymocowaniu dysku do sprzęgła ostatnią rzeczą do zrobienia jest wsunięcie zespołu sprzęgła do wypustu serwomechanizmu i użycie śruby wypustu, aby mocno przymocować go do serwomechanizmu.

Obwód główny i przycisk:

Aby zmontować główny obwód w uchwycie obwodu, po prostu użyłem gorącego kleju, aby pokryć większość spodu płytki drukowanej, a następnie przycisnąłem go do uchwytu. To wystarczy, aby zabezpieczyć go na miejscu, a głównym celem mocowania jest zapobieganie zwarciu obwodu do metalowej ramy żaluzji.

Obwód przycisku jest łatwy w montażu i nie wymaga gorącego kleju. Aby go zmontować, po prostu przełóż 3 kable przez szczelinę kablową, a następnie wsuń obwód w boczne szczeliny aż do zatrzymania.

Kabel zasilania sieciowego:

W przypadku kabla sieciowego użyłem 2-żyłowego kabla głośnikowego i przylutowałem złącze USB na jednym końcu. Dzięki temu obwód może być zasilany ze standardowego gniazda USB, które ma wiele osób. Polecam używać podobnego do mojego czyli: 5V/2,1A. Nie trzeba przekraczać 5 V, ponieważ to wszystko, czego wymaga serwo.

Upewnij się, że kabel ma wymaganą długość, aby dosięgnąć żaluzji po złożeniu z powrotem i jest wystarczająco luźny, aby upewnić się, że nie ciągnie on obwodu i kabli.

Krok 7: Złóż wszystko razem

To ostatni krok do faktycznego zbudowania inteligentnych blindów!

Wkładanie płytki drukowanej

Pierwszym krokiem jest włożenie głównej płytki drukowanej do ramy żaluzji. Polecam umieścić go po przeciwnej stronie pierwszego koła pasowego, na którym będzie siedział serwo. Aby włożyć deskę, podnieś drążek, a odsunie się on od ramy żaluzji. Gdy będziesz mógł się pod nią dostać, wsuń płytkę drukowaną, upewniając się, że jest całkowicie wepchnięta do dolnej części ramy i znajduje się we właściwym miejscu, do którego dotrą wszystkie kable. (Moje zdjęcia pokazują już kable na miejscu)

Wkładanie przycisków

Drugim krokiem, gdy drążek jest jeszcze podniesiony, jest zamocowanie guzików na miejscu. Aby to zrobić, nałóż trochę gorącego kleju (lub superglue, jeśli nie masz nic przeciwko temu, aby był trwały), a następnie umieść przyciski skierowane w dół nad otworem. Upewnij się, że możesz dostać się do obu przycisków od dołu, podobnie jak na obrazku. Teraz poprowadź kable wokół koła pasowego, jak pokazano na rysunku, i podłącz je do odpowiednich wejść zgodnie ze schematem obwodu.

Wkładanie zespołu serwomechanizmu

Następnym krokiem jest włożenie zespołu serwomechanizmu. Aby to zrobić, po prostu wsuń główny korpus w koniec rolety. Po kilku pchnięciach i pociągnięciach uchwyt powinien się łatwo wsunąć. Nie podłączaj złącza w tym momencie, ponieważ pręt powinien być jeszcze uniesiony i nie do końca na miejscu. Przeprowadź kabel serwa przez uchwyt w tym samym kierunku, co kable przycisków, a następnie przymocuj do płytki drukowanej.

Moc:

Następnie poprowadź kabel zasilający przez koniec żaluzji, a następnie pod uchwytem serwomechanizmu, gdzie biegną kable serwomechanizmu. Następnie poprowadź go w tym samym kierunku, co pozostałe kable i podłącz do odpowiednich zacisków śrubowych. Upewnij się, że jest ładna i bezpieczna i nie wyciągnie się.

Łączenie części mechanicznych razem:

Ostatnim krokiem jest podłączenie serwa do drążka zaślepiającego. Więc najpierw wepchnij pręt z powrotem na miejsce i przesuń go w kierunku serwomechanizmu tak daleko, jak to możliwe. Wymień małą podkładkę blokującą, która została zdjęta na początku podczas wyjmowania koła pasowego. Dociśnij podkładkę do oporu. Teraz, gdy potrząsasz prętem w przód iw tył, nie powinien wyślizgnąć się z miejsca.

Teraz obróć pręt do pożądanej pozycji, gdy serwo ma 0 STOPNI. Następnie obróć serwo do 0 STOPNI, również obracając sprzęgło zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż serwo nie będzie mogło się już obracać.

Następnie przesuń zespół serwomechanizmu w kierunku pręta, a sprzęgło i pręt powinny być ustawione w jednej linii, jeśli nie, może być konieczne lekkie obrócenie pręta (nie obracaj serwomechanizmu, ponieważ przesunie go z pozycji). ściśnij je razem, aż przestaną się ruszać.

Kompletny montaż:

To wszystko wewnątrz żaluzji zmontowane razem. Przed ponownym zawieszeniem rolety na wspornikach upewnij się, że wszystko wewnątrz jest prawidłowo podłączone i że wszystkie połączenia elektryczne i mechaniczne są bezpieczne.

Jedna mała wskazówka, którą dałbym, to umieszczenie odrobiny taśmy izolacyjnej na chipie Wi-Fi. Dzieje się tak, ponieważ podczas obracania zbliża się bardzo blisko drążka rolety.

Krok 8: Testy końcowe

To wszystko!, wykonałeś już wszystkie wymagane kroki, aby inteligentne rolety były kontrolowane przez Alexę.

Ostatnim krokiem jest przeprowadzenie pełnego testu w systemie niewidomych.

Po pierwsze, włącz rolety i daj im 20-30 sekund, aby upewnić się, że w pełni połączyło się z Wi-Fi. Czasami może to chwilę potrwać z powodu braku anteny na płycie NodeMCU, może to z trudem przedostać się przez metalową ramę żaluzji.

Po włączeniu zasilania i podłączeniu rolety przesuną się do domyślnej pozycji. W tym momencie zagraj za pomocą kombinacji poleceń Alexa, a także za pomocą przycisków ręcznych.

Mam nadzieję, że podobało Ci się tworzenie mojego pierwszego Instructable. Inteligentne rolety sterowane przez Alexa