Үйде автоматтандыруға арналған DIY IoT шамы -- ESP8266 оқулығы: 13 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл оқулықта біз Интернетке қосылған ақылды шам жасаймыз. Бұл заттардың интернетіне терең еніп, үйді автоматтандыру әлемін ашады!

Шам Wi -Fi желісіне қосылған және ашық хабарлама хаттамасы үшін салынған. Бұл сізге кез келген басқару режимін таңдауға болатынын білдіреді! Оны веб -шолғыш, үйді автоматтандыру қосымшалары, Alexa немесе Google Assistant сияқты ақылды көмекшілер және тағы басқалар арқылы басқаруға болады!

Бонус ретінде бұл шам жобаны басқаруға арналған қосымшаға қосылады. Мұнда әр түрлі түс режимдерін таңдауға, RGB түстерінің арасында өшуге және таймерлерді орнатуға болады.

Шам жарықдиодты тақта мен басқару тақтасынан тұрады. Жарықдиодты тақтада бес жарықдиодты каналдар үшін үш түрлі светодиод қолданылады! Бұл жылы және суық ақпен бірге RGB. Бұл арналардың барлығын жеке орнатуға болатындықтан, сізде барлығы 112,3 пета комбинациясы бар!

Бастайық!

[Бейнені ойнату]

1 -қадам: Бөлшектер мен құралдар

Бөлшектер

• Wemos D1 Mini
• 15 x жылы ақ 5050 жарық диоды
• 15 x суық ақ 5050 жарық диоды
• 18 x RGB 5050 жарық диоды
• 6 х 300 ом 1206 резистор
• 42 x 150 Ом 1206 резисторлар
• 5х 1к Ом резисторлар

• 5 x NTR4501NT1G

  MOSFETs

• Сызықтық кернеу реттегіші, 5В

• ПХД

  Гербер файлдарын өзіңіздің ПХД жасау үшін схемаға жүктеңіз

• PSU 12V 2A

Құралдар

• Пісіру темірі

  • Пісіру қалайы
  • Сұйық дәнекерлеу ағыны
• Маска таспасы
• Екі жақты таспа
• 3D принтері
• Сымды тазартқыштар

2 -қадам: Жоспар

Толық жоба төрт негізгі бөлімнен тұрады:

1. Схема

   Схема ПХД -да жасалған. Аяқталған схема 100 -ден астам жеке компоненттерден тұрады. Перфрондық тақтаға қолмен сым тартпау - үлкен жеңілдік

2. Arduino коды

   Мен WiFi қосылған микроконтроллер ретінде ESP8266 пайдаланатын Wemos D1 Mini қолданамын. Код D1 серверін іске қосады. Сіз осы сервердің мекен -жайына кіргенде, D1 оны әр түрлі командалар ретінде түсіндіреді. Содан кейін микроконтроллер жарықты сәйкесінше орнату үшін осы команда бойынша әрекет етеді

3. Қашықтықтан басқару

   • Мен шамды сіздің қалауыңыз бойынша басқаруды мүмкіндігінше жеңілдету үшін осы жобаға арналған бағдарлама жасадым
   • Ақылды шамды http GET сұрауын жібере алатын кез келген нәрсе басқара алады. Бұл шам шексіз көптеген құрылғылардың командаларын қабылдайды дегенді білдіреді

4. 3D басып шығару

   Бұл ақылды шам керемет корпусқа лайық. Көптеген жобалар сияқты сізге керемет қап қажет, 3D басып шығару құтқаруға келеді

3 -қадам: Схема

Мен PCB карталарына jlcpcb.com сайтынан тапсырыс бердім. Толық ашылу уақыты: олар бұл жобаға демеушілік көрсетті.

ПХД екі бөліктен тұрады. Онда жарықдиодты тақта мен басқару тақтасы бар. Бұл екі бөлікті кейінірек икемді сыммен қосу үшін ПХД бөлуге болады. Бұл 3D басып шығарылған шамды жұқа күйде ұстау үшін де, жарық диодты тақтаны бұрышпен тесік бөлмесі арқылы біркелкі тарату үшін де қажет.

Басқару тақтасында D1 микроконтроллері, светодиодты өшіруге арналған бес MOSFET және микроконтроллерге 5В тегіс кернеу беретін кернеу реттегіші бар.

Жарықдиодты тақтада үш түрлі диодты диодта бес жарықдиодты канал бар. Біз 12В қуат көзін қолданатындықтан, светодиодтар резисторы бар сериялы үш жарықдиодты күйде конфигурацияланған, содан кейін параллель 16 рет қайталанады.

Кәдімгі ақ жарық диоды әдетте 3,3 В құрайды. Тақтаның сегментінде осы жарық диодтардың үшеуі тізбектегі кернеудің төмендеуін білдіреді. Әрқайсысы 3,3 В кернеуі бар үш светодиод бір сегментте 9,9 В кернеуді білдіреді, бұл тізбек 12 В кернеуге ие, сондықтан 2,1 В кетеді.

Егер сегмент тек үш светодиодтан тұрса, олар тарағаннан гөрі кернеуді алады. Бұл светодиодтар үшін жақсы емес және оларды тез зақымдауы мүмкін. Сондықтан әрбір сегментте барлық үш жарық диодтары бар сериялы резистор бар. Бұл резистор тізбектегі түйісуде қалған 2,1 В төмен түсу үшін бар.

Егер әрбір сегмент 12 В -қа тең болса, бұл сегменттердің әрқайсысы бір -біріне параллель қосылғанын білдіреді. Тізбектер параллель қосылған кезде олардың барлығы бірдей кернеуді алады және ток жинақталады. Тізбектік қосылымдағы ток әрқашан бірдей болады.

Тұрақты жарық диоды 20 мА ток алады. Бұл үш жарық диодты және резисторы 20 мА болатын сегментті білдіреді. Бірнеше сегментті параллель қосқанда, ток қосамыз. Егер сіз жолақтан алты жарықдиодты кесіп тастасаңыз, сізде осы сегменттердің екеуі параллель болады. Бұл дегеніміз, сіздің жалпы тізбегіңіз әлі де 12 В кернеуді алады, бірақ олар 40 мА ток алады.

4 -қадам: Жарықдиодты дәнекерлеу

Бірнеше нәрсені сынап көрдім, мен қарапайым маскировка таспасы ПХД -ны айналып өтпеу үшін ең тиімді және икемді деп таптым.

Бірнеше түйреуіштері бар бөлшектер үшін, мысалы, 5050 жарықдиодты 6 істікшелі, мен ПХД жастықшаларының біріне дәнекерлеуді қоюдан бастаймын. Содан кейін бұл дәнекерлеуішті дәнекерлегішпен балқытылған күйде ұстау ғана қалады, бұл кезде компонентті пинцетпен орнына жылжытады.

Енді басқа жастықшаларды дәнекермен оңай жабыстыруға болады. Дегенмен, бұл жұмысты жылдамдату үшін мен сұйық дәнекерлеу ағынын алуды ұсынамын. Мен бұл материалды жеткілікті түрде ұсына алмаймын.

Ағынның бір бөлігін дәнекерленген жастықшаларға жағыңыз, содан кейін дәнекерлеу үтігінің ұшында ерітіндіні ерітіңіз. Енді балқытылған дәнекерлегішті жастықшаларға апару ғана қалады және бәрі орнына келеді. Жақсы және қарапайым.

Резисторлар мен басқа екі табақшалы компоненттерге келетін болсақ, дәнекерлеу ағыны қажет емес. Жастықшалардың біріне дәнекерлеп, резисторды орнына қойыңыз. Енді екінші дәнекерлегішке дәнекерлеп ерітіңіз. Жеңіл пияз.

Бұл қадамдағы бесінші суретті қараңыз. Жарық диодтарының бағытына назар аударыңыз. Жылы және суық ақ жарық диодтары олардың жоғарғы оң жақ бұрышына бағытталған. RGB светодиодтарының төменгі сол жақ бұрышында ойығы бар. Бұл жобалау қатесі, себебі мен бұл жобада қолданылатын RGB светодиодтарының деректер кестесін таба алмадым. Жақсы, өмір сүріңіз, үйреніңіз және мұның бәрі!

5 -қадам: Дәнекерлеуді басқару тақтасы

Жарықдиодты тақтаның марафоны аяқталғаннан кейін, басқару тақтасы - бұл дәнекерлеуге арналған жел. Мен кернеу реттегішіне өтпес бұрын бес MOSFET пен сәйкес келетін қақпа көзінің резисторларын қойдым.

Кернеу реттегішінде конденсаторларды тегістеуге арналған қосымша бос орындар бар. Мен оларды осы суретте дәнекерлеп жатқанда, мен оларды алып тастадым, себебі олар өте қажет емес еді.

Жіңішке басқару тақтасын алудың тетігі - түйреуіштердің жоғарғы жағын төменгі жағынан шығару. Түйреуіштер орнатылғаннан кейін, пайдаланылмаған ұзындықты қара пластикпен бірге артқы жағынан кесуге болады. Бұл төменгі жағын толығымен тегіс етеді.

Барлық компоненттер бар болса, екі тақтаны біріктіретін уақыт келді. Мен жай ғана 6 дюймдік 2,5 см дюймдік алты сымды жұлып алып, екі ПХД қостым.

6 -қадам: WiFi орнату

Кодта өзгерту қажет алты қарапайым жол бар.

1. ssid, 3 -жол

   Сіздің маршрутизатордың аты. Осыны жазған кезде әріп регистрінің дұрыс екеніне көз жеткізіңіз

2. wifiPass, 4 -жол

   Маршрутизатордың құпия сөзі. Тағы да, қаптамаға назар аударыңыз

3. ip, 8 -жол

   Ақылды шамның статикалық IP мекенжайы. Мен желіде кездейсоқ IP мекенжайын таңдадым және оны пәрмен терезесінде жіберуге тырыстым. Егер мекен -жайдан жауап болмаса, оны қол жетімді деп есептеуге болады

4. шлюз, 9 -жол

   Бұл сіздің маршрутизаторыңыздың шлюзі болады. Пәрмен терезесін ашып, «ipconfig» теріңіз. Шлюз мен ішкі желі суретте қызыл түспен дөңгеленген

5. ішкі желі, 10 -жол

   Шлюз сияқты, бұл қадам суретте бұл қадамға арналған

6. уақыт белдеуі, 15 -жол

   Сіз тұратын уақыт белдеуі. Егер сіз белгілі бір уақытта шамдарды қосу және өшіру үшін орнатылған таймер функцияларын қолданғыңыз келсе, мұны өзгертіңіз. Айнымалы қарапайым плюс немесе минус GMT

7 -қадам: Микроконтроллер коды

Алдыңғы қадамдағы барлық сәйкес параметрлерді өзгерткеннен кейін, Wemos D1 Mini -ге кодты жүктеу уақыты келді!

Arduino коды бірнеше кітапханалар мен тәуелділікті қажет етеді. Алдымен arduino IDE -ден ESP8266 -ға код жүктемеген болсаңыз, sparkfun осы нұсқаулықты орындаңыз.

Енді Time кітапханасы мен TimeAlarms кітапханасын жүктеңіз. Оларды ашыңыз және компьютердегі arduino кітапхана қалтасына көшіріңіз. Басқа arduino кітапханаларын орнату сияқты.

Бұл қадамдағы суреттегі жүктеу параметрлеріне назар аударыңыз. Комфорттан басқа конфигурацияны таңдаңыз. Бұл сіздің микроконтроллеріңіз компьютерге қосылған кез келген порт.

Код жүктелгенде, сериялық терминалды табысты байланыс туралы хабарламаға ашыңыз! Енді сіз шолғышты ашып, микроконтроллерге сақталған тұрақты IP мекенжайына кіре аласыз. Құттықтаймыз, сіз өзіңіздің жеке серверіңізді құрдыңыз және оған веб -бетті орналастырдыңыз!

8 -қадам: Хабарлама протоколын ашыңыз

Қолданбамен ақылды шамды басқарған кезде барлық хабарламалар автоматты түрде өңделеді. Міне, егер сіз өзіңіздің қашықтан басқару құралын жасағыңыз келсе, шам қабылдайтын хабарлардың тізімі. Мен пәрмендерді қалай қолдану керектігін көрсету үшін мысал IP мекенжайын қолдандым.

• 192.168.0.200/&&R=1023G=0512B=0034C=0500W=0500

  • Қызыл шамдарды максималды мәнге, жасыл шамдарды жартылай мәнге, көк шамдарды 34 -ке қояды. Суық және жылы ақ әрең қосылады.
  • Мәндерді енгізген кезде сіз 0 мен 1023 арасында таңдай аласыз. Жарық мәндерін әрқашан URL мекенжайына төрт сан ретінде жазыңыз

• 192.168.0.200/&&B=0800

  Көк шамдарды 800 мәніне орнатады, сонымен бірге барлық басқа шамдарды өшіреді

• 192.168.0.200/LED=OFF

  Барлық шамдарды толығымен өшіреді

• 192.168.0.200/LED=FADE

  Барлық ықтимал RGB түстері арасында баяу түсе бастайды. Атмосфера үшін тамаша

• 192.168.0.200/NOTIFYR=1023-G=0512-B=0000

  Кіріс хабарламаны көрсету үшін берілген түсті екі рет жыпылықтайды. Егер сіз жаңа электрондық поштаны алған кезде компьютерде қызыл шамды жыпылықтататын бағдарлама жасағыңыз келсе, тамаша

• 192.168.0.200/DST=1

  • Сағатты жазғы уақытқа реттейді. Сағатқа бір сағат қосылады
  • /DST = 0 мұны DST -ден қайту үшін пайдаланады, егер DST белсенді болса, сағаттан бір сағатты алып тастайды

• 192.168.0.200/TIMER1H=06M=30R=1023G=0512B=0034C=0000W=0000

  Таймердің күйін сақтайды 1. Бұл таймер берілген RGB мәндерін таңертең 06: 30 -да қосады

• 192.168.0.200/TIMER1H=99

  Таймерді өшіру үшін таймер сағатын 99 етіп орнатыңыз. RGB мәндері әлі де сақталады, бірақ сағат 99 -ға орнатылған кезде таймер шамдарды қоспайды

• Шамның төрт жеке таймері бар. Енгізілген басқа таймерлердің бірін реттеу үшін «TIMER2», «TIMER3» немесе «TIMER4» үшін «TIMER1» параметрін өзгертіңіз.

Бұл қазіргі уақытта салынған командалар. Егер сізде arduino кодында немесе қашықтағы бағдарламада жаңа командалар жасау туралы керемет идеялар болса, пікір қалдырыңыз!

9 -қадам: Қашықтан басқару

Қолданбаны жүктеу үшін мына жерді басыңыз. Орнату өте оңай, ақылды шамның IP мекенжайын енгізіңіз және RGB LED немесе RGB + жылы және суық ақ жарықдиодты басқарғыңыз келетінін таңдаңыз.

Алдыңғы қадамда түсіндірілгендей, енді сіз қосымшаның қандай хабарлама хаттамасын қолданатынын білесіз. Бұл URL мекенжайлары бар http GET сұрауын жібереді. Бұл дегеніміз, сіз өзіңіздің жеке микроконтроллер тізбегін жасай аласыз және әлі де бұл қолданбаны өзіңіз жасайтын функцияларды басқару үшін қолдана аласыз.

Біз хабарлама хаттамасына терең үңілгендіктен, сіз ақылды лампаны http GET сұрауын жібере алатын кез келген нәрсе арқылы басқара аласыз. Бұл телефондағы немесе компьютердегі кез келген шолғышты немесе ақылды үй құрылғыларын немесе Alexa немесе Google Assistant сияқты көмекшілерді білдіреді.

Tasker - бұл кез келген нәрсені бақылауға мүмкіндік беретін бағдарлама. Мен мұны телефонға алған кезде хабарлама түсі бар ақылды шамды жыпылықтау үшін қолдандым. Мен сондай -ақ, жұмыс күнінде телефон сағат 16: 00 -ден кейін үйге WiFi қосылған кезде, жарықты толық ақ түске қосуды тапсырма берушіге қойдым. Яғни мен мектептен үйге келгенде шамдар автоматты түрде қосылады. Шамдар автоматты түрде қосылып үйге келу өте керемет!

10 -қадам: 3D басып шығару

Лампаның корпусын тіректерсіз дерлік басып шығаруға болады. Қолдауды қажет ететін жалғыз бөлшектер - бұл ПХД -мен жұптастыруға арналған қазықтар. Сондықтан мен stl -ді тек осы ілгектерге арналған шағын тірек құрылымымен де қол жетімді етіп қойдым. Бұл арнайы қолдауды пайдаланудың артықшылығы - басып шығару әлдеқайда жылдам! Біз тек шынымен қажет бөлшектерге басып шығаруға қолдау аламыз.

Мұнда.stl файлдарын жүктеуге болады

11 -қадам: Барлығын біріктіріңіз

3D басып шығарудан кейін басып шығару қолдауын алып тастаңыз. Қуат кабельдері бөлек арналарға түседі және бір -бірімен байланған. Бұл түйін кернеуді жеңілдетеді, кабельдерді ПХД -дан жұлып алуға жол бермейді. Қуат кабельдерін ПХД артқы жағына дәнекерлеңіз және полярлықты дұрыс алғаныңызға көз жеткізіңіз!

Содан кейін корпустың ішіне кірмеу үшін басқару ПХД таспамен бекітіледі. Жарықдиодты ПХД -ны жай ғана корпустың үстіне қоятын орнына қоюға болады.

12 -қадам: Шамды ілу

Бұл шамды қабырғаға іліп қоюдың көптеген нұсқалары бар. Мен шамды жақсарту үшін кодты үнемі жаңартып отыратындықтан, мен шамды мезгіл -мезгіл өшіруді қалаймын. Сіз ыстық желімді қолдануға болады, бірақ мен екі жақты таспаны қолдануды ұсынамын. Қалың және көбікті екі жақты таспаны қолданған дұрыс, себебі ол шамды текстураланған қабырғаға жақсы ұстайды.

13 -қадам: Аяқталды

Шамды қабырғаға қойып, командаларды қабылдауға дайын болсаңыз, бұл сіздің жұмысыңыз аяқталды дегенді білдіреді!

Жарықдиодты панель бөлмедегі жарықты біркелкі тарататын етіп бұрылған. Бұл кез -келген жұмыс кеңістігіне жақсы қосымша және үйді автоматтандырумен біріктіру мүмкіндігі - бұл үлкен плюс. Маған RGB түстерін қою мүмкіндігі, сондай -ақ суық пен жылы жарық арасындағы ақ балансты реттеу мүмкіндігі ұнайды. Бұл стильді көрінеді және қазіргі кездегі жарықтандырудың барлық қажеттіліктеріне сәйкес келетін сыртқы немесе жұмыс шамдарын орнатуда үлкен көмекші болып табылады.

Құттықтаймыз, сіз қазір IoT және үйді автоматтандыру әлеміне үлкен секіріс жасадыңыз!