Үй автоматташтыруу үчүн DIY IoT чырагы -- ESP8266 үйрөткүчү: 13 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул үйрөткүчтө биз интернетке туташкан акылдуу чырак жасайбыз. Бул нерселердин интернетине терең кирип, үйдү автоматташтыруу дүйнөсүн ачат!

Лампа WiFi туташып турат жана ачык билдирүү протоколуна ээ. Бул сиз каалаган башкаруу режимин тандай аласыз дегенди билдирет! Аны веб -браузер, үйдөгү автоматташтыруу колдонмолору, Alexa же Google Assistant сыяктуу акылдуу жардамчылар жана башкалар аркылуу башкарса болот!

Бонус катары бул чырак долбоорду көзөмөлдөө үчүн колдонмо менен бирге барат. Бул жерде сиз ар кандай түстүү режимдерди тандап, RGB түстөрүнүн арасында өчүп, таймерлерди коё аласыз.

Чырак LED тактасынан жана башкаруу тактасынан турат. LED тактасы жалпысынан беш LED каналы үчүн үч түрдүү светодиодду колдонот! Бул жылуу жана муздак ак менен бирге RGB. Бул каналдардын бардыгын жекече койсо болот, сизде бардыгы болуп 112,3 пета айкалышы бар!

Кел, баштайлы!

[Видеону ойнотуу]

1 -кадам: Бөлүктөр жана шаймандар

Бөлүктөр

• Wemos D1 Mini
• 15 х жылуу ак 5050 LED
• 15 х муздак ак 5050 LED
• 18 x RGB 5050 LED
• 6 х 300 ом 1206 каршылыгы
• 42 х 150 ом 1206 каршылыгы
• 5 x 1k ohm резисторлору

• 5 x NTR4501NT1G

  MOSFETs

• Сызыктуу чыңалуу жөндөгүч, 5В

• ПХБ

  Гербер файлдарын өзүңүздүн ПКБ жасоо үчүн райондук кадамга түшүрүңүз

• PSU 12V 2A

Куралдар

• Кандооч

  • Калай калай
  • Суюк ширетүү агымы
• Маска тасмасы
• Эки тараптуу скотч
• 3D принтер
• Сым тазалагычтар

2 -кадам: План

Толук долбоор төрт негизги бөлүктөн турат:

1. Circuit

   Район ПКБда жасалган. Толтурулган схема 100дөн ашык жеке компоненттерден турат. Перфбордго кол менен зым тартпоо чоң жеңилдик

2. Arduino коду

   Мен WiFi менен туташкан микроконтроллер катары ESP8266 колдонгон Wemos D1 Mini колдонуп жатам. Код D1де серверди баштайт. Бул сервердин дарегине барганда, D1 муну ар кандай буйруктар катары чечмелейт. Микроконтроллер ошого жараша жарыкты орнотуу үчүн ушул буйрукту аткарат

3. Алыстан башкаруу

   • Мен чыракты каалаганыңыздай башкарууну мүмкүн болушунча жеңилдетүү үчүн ушул долбоор үчүн колдонмо жасадым
   • Акылдуу чыракты чындап http GET сурамын жөнөтө ала турган бардык нерселер башкара алат. Бул чырак дээрлик чексиз түзмөктөрдүн буйруктарын кабыл алат дегенди билдирет

4. 3D басып чыгаруу

   Бул акылдуу чырак салкын көрүнгөн корпуска татыктуу. Жана көптөгөн проекттер сыяктуу сизге сонун корпус керек эле, 3D басып чыгаруу жардамга келет

3 -кадам: Circuit

Мен PCBлеримди jlcpcb.com сайтынан заказ кылдым. Толук ачыкка чыгаруу убактысы: алар дагы бул долбоорго демөөрчү болушкан.

ПХБ эки бөлүктөн турат. Бул LED тактасы жана башкаруу тактасы бар. ПХБны кийинчерээк бул эки бөлүктү ийкемдүү зым менен туташтыруу үчүн бөлүп алууга болот. Бул 3D басылган лампаны сымбаттуу кармап туруу үчүн жана жарыктын тешик бөлмөсү аркылуу бирдей жайылышы үчүн LED тактасын буруш үчүн керек.

Башкаруу тактасында D1 микроконтроллери, светодиоддорду караңгылатуу үчүн беш MOSFET жана микроконтроллерге 5В жылмакай берүү үчүн чыңалуу жөндөгүчү бар.

LED тактасында үч түрдүү LED диоддо беш LED каналы бар. Биз 12В кубат булагын колдонгондуктан, Светодиоддор каршылыгы бар үч LED катары конфигурацияланып, андан кийин параллель 16 жолу кайталанат.

Кадимки ак светодиод адатта 3.3 В тартат, тактанын сегментинде бул үч LED диапазондо чыңалуунун түшүүсү чынжырда топтолгонун билдирет. Үч светодиод 3,3 В тартат, демек, диоддордун бир сегменти 9,9 В тартат. Район 12 В менен иштейт, ошондуктан 2.1 В кетет.

Эгерде сегмент үч гана LEDдан турган болсо, алар тарагандан көбүрөөк чыңалууга ээ болмок. Бул светодиоддор үчүн жакшы эмес жана аларды тез бузушу мүмкүн. Ушул себептен улам, ар бир сегментте үч светодиод менен катар каршылыгы бар. Бул резистор калган 2.1 В серия кошулушунда түшүп кетиши үчүн бар.

Демек, эгерде ар бир сегментте 12 В болсо, анда сегменттердин бири -бирине параллель туташкандыгын билдирет. Микросхемалар параллелдүү туташканда, бардыгы бирдей чыңалууга ээ болушат жана ток топтолот. Сериялык туташуудагы ток дайыма бирдей.

Кадимки LED ток 20 мА тартат. Бул үч LED жана сегменттин сегменти 20 мА тартат дегенди билдирет. Биз бир нече сегменттерди параллель туташтырганда, токту кошобуз. Эгерде сиз тилкеден алты LEDди кесип салсаңыз, сизде бул сегменттердин экөө параллелдүү. Бул сиздин жалпы схемаңыз дагы деле 12 В тартат дегенди билдирет, бирок алар 40 мА токту тартат.

4 -кадам: Светодиоддук диоддор

Бир нече нерсени сынап көргөндөн кийин, мен жөнөкөй маскировка тасмасы ПКБнын ары -бери жылышына жол бербөө үчүн эң эффективдүү жана ийкемдүү экенин таптым.

5050 светодиодундагы 6-пин сыяктуу бир нече казыктары бар бөлүктөр үчүн, мен ПХБ төшөмөлөрүнүн бирине ширетүүнү коюу менен баштайм. Андан кийин, бул ширеткичти ээритүүчү темир менен эритүү керек, ал эми тетикти пинцет менен өз ордуна жылдырат.

Эми башка төшөктөрдү кандайдыр бир ширетүүчү менен оңой эле байлап койсо болот. Бирок, бул ишти тездетүү үчүн мен бир аз суюк эрип алууну сунуштайм. Мен чындыгында бул нерсени жетиштүү түрдө сунуштай албайм.

Флюстун бир бөлүгүн ширетүүчү аянтчаларга сүйкөп, анан кээ бирлериңизди ширетүүчү темириңиздин учунда эритип алыңыз. Эми жөн гана ээриген ширеткини төшөктөргө алып келүү гана калды жана баары ордуна келет. Жакшы жана жөнөкөй.

Резисторлорго жана башка эки төшөмдүү компоненттерге келгенде, чынында эле ширетүүчү агымдын кереги жок. Таякчалардын бирине ширетүүнү колдонуп, резисторду ордуна коюңуз. Эми жөн эле экинчи блокко бир аз ширетүүнү эриңиз. Easy peasy.

Бул кадамдагы бешинчи сүрөттү карап көрүңүз. Светодиоддордун ориентациясына көңүл буруңуз. Жылуу жана муздак ак LED диоддору жогорку оң бурчка багытталган. RGB LEDлеринин төмөнкү сол бурчунда алардын ою бар. Бул менин дизайн катам, анткени мен бул долбоордо колдонулган RGB LEDлеринин маалымат барагын таба алган жокмун. Оо, жаша, үйрөн жана ушунун баарын!

5 -кадам: Soldering Control Board

LED тактасынын марафонун аяктагандан кийин, башкаруу тактасы ширетүү үчүн шамал. Мен чыңалуу жөндөгүчүнө өтүүдөн мурун беш MOSFETти жана дал келген дарбаза булактарынын резисторлорун койдум.

Чыңалуу жөндөгүчүнүн конденсаторлорду текшилөө үчүн кошумча мейкиндиктери бар. Мен бул сүрөттө аларды эритип жатканда, мен аларды жок кылдым, анткени алар чынында эле керек эмес болчу.

Жука башкаруу тактасын алуунун айла -амалы, төөнөгүчтөрдүн башын астынан ылдый каратып коюу. Пиндер орнотулгандан кийин, колдонулбаган узундукту кара пластик менен кошо арткы жагынан кесип алууга болот. Бул түбүн толугу менен жылмакай кылат.

Бардык компоненттери менен эки тактаны бириктирүүгө убакыт келди. Мен болгону 7 дюймдук алты кичинекей зымды үзүп алып, эки ПХБны туташтырдым.

6 -кадам: WiFi орнотуу

Коддо өзгөртүү керек болгон алты жөнөкөй сап бар.

1. ssid, 3 -сап

   Сиздин роутердин аты. Муну жазууда тамга тамгасынын туура жазылганын текшериңиз

2. wifiPass, 4 -сап

   Сиздин роутердин сырсөзү. Дагы, капкакка көңүл буруңуз

3. ip, 8 -сап

   Сиздин акылдуу лампаңыздын статикалык IP дареги. Мен тармагымда туш келди IP дарегин тандап, аны буйрук терезесинде пинг кылууга аракет кылдым. Эгерде даректен эч кандай жооп жок болсо, сиз аны жеткиликтүү деп эсептесеңиз болот

4. шлюз, линия 9

   Бул сиздин роутериңиздеги шлюз болот. Команда терезесин ачыңыз жана "ipconfig" териңиз. Шлюз жана субнет сүрөттө кызыл менен тегеректелген

5. субнет, 10 -сап

   Шлюзда болгондой эле, бул маалымат бул кадам үчүн сүрөттө тегеректелген

6. убакыт алкагы, 15 -сап

   Сиз турган убакыт алкагы. Эгерде сиз белгилүү бир убакта жарыкты күйгүзүү жана өчүрүү үчүн таймердин функцияларын колдонгуңуз келсе, муну өзгөртүңүз. Өзгөрмө жөнөкөй плюс же минус GMT

7 -кадам: Микроконтроллер коду

Мурунку кадамдагы бардык тиешелүү орнотууларды өзгөрткөндөн кийин, акыры кодду Wemos D1 Miniге жүктөө убактысы келди!

Arduino коду бир нече китепканаларды жана көз карандылыкты талап кылат. Биринчиден, эгер сиз эч качан arduino IDEден ESP8266га код жүктөбөсөңүз, sparkfunдан бул көрсөтмөнү аткарыңыз.

Эми Time китепканасын жана TimeAlarms китепканасын жүктөп алыңыз. Буларды ачып, компьютериңиздеги arduino китепкана папкасына көчүрүңүз. Башка ардуино китепканаларын орнотуу сыяктуу.

Бул кадамдагы сүрөттөгү жүктөө жөндөөлөрүнө көңүл буруңуз. Комфорттон башка ошол эле конфигурацияны тандаңыз. Бул сиздин микроконтроллериңиз компьютериңизге туташтырылган кандай болбосун порт болот.

Код жүктөлгөндө, сериялык терминалды ачык байланышты билдирүү үчүн ачыңыз! Эми сиз браузериңизди ачып, микроконтроллерге сакталган статикалык IP дарегине кире аласыз. Куттуктайбыз, сиз жаңы эле өз сервериңизди түздүңүз жана анда веб -баракчаны жайгаштырып жатасыз!

8 -кадам: Open Message Protocol

Колдонмо менен акылдуу чыракты башкарганда, бардык билдирүүлөр сизге автоматтык түрдө каралат. Бул жерде лампа кабыл алган билдирүүлөрдүн тизмеси, эгер сиз өзүңүздүн алыстан башкарууну кургуңуз келсе. Мен буйруктарды кантип колдонууну көрсөтүү үчүн мисал IP дарегин колдондум.

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

  • Кызыл чырактарды максималдуу мааниге, жашыл жарыктарды жарымына, көк чырактарды 34кө коёт. Муздак жана жылуу ак араң күйөт
  • Маанилерди киргизүүдө 0дөн 1023кө чейин тандай аласыз. Жарык маанилерин ар дайым URLге төрт цифр катары жазыңыз

• 192.168.0.200/&&B=0800

  Көк чырактарды 800 маанисине коёт, ошол эле учурда башка бардык жарыкты өчүрөт

• 192.168.0.200/LED=OFF

  Бардык жарыкты толугу менен өчүрөт

• 192.168.0.200/LED=FADE

  Бардык мүмкүн болгон RGB түстөрүнүн ортосунда акырындык менен өчүп баштайт. Абал үчүн идеалдуу

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

  Кирүүчү эскертмени көрсөтүү үчүн берилген түс эки жолу жаркырайт. Кааласаңыз, айтсаңыз, компьютериңизде жаңы электрондук кат келгенде кызыл чыракты күйгүзүүчү программа түзүңүз

• 192.168.0.200/DST=1

  • Саатты күндүзгү убакытка тууралайт. Саатка бир саат кошулат
  • /DST = 0 муну DSTден кайтуу үчүн колдонуңуз, эгер DST активдүү болсо, сааттан бир саатты алып салат

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

  Таймердин абалын сактайт 1. Бул таймер эртең мененки саат 06: 30да берилген RGB маанилерин күйгүзөт

• 192.168.0.200/TIMER1H=99

  Таймерди өчүрүү үчүн таймердин саатын 99га коюңуз. RGB баалуулуктары дагы эле сакталат, бирок саат 99га коюлганда таймер жарыкты күйгүзбөйт

• Лампада төрт жеке таймер бар. "TIMER1ди" "TIMER2", "TIMER3" же "TIMER4" үчүн алмаштырып, экинчисинин таймерин тууралаңыз.

Бул учурда курулган командалар. Эгерде сизде ардуино кодунда же алыскы колдонмодо жаңы командалар үчүн сонун идеялар болсо, комментарий калтырыңыз!

9 -кадам: Алыстан башкаруу

Колдонмону жүктөө үчүн бул жерди басыңыз. Орнотуу абдан оңой жасалды, жөн гана акылдуу лампаңыздын IP дарегин киргизиңиз жана жөн гана RGB LEDлерин же RGB + жылуу жана муздак ак диоддорун башкаргыңыз келерин тандаңыз.

Мурунку кадамда айтылгандай, сиз азыр колдонмо кандай билдирүү протоколун колдонуп жатканын билесиз. Бул URL менен http GET сурамын жөнөтүп жатат. Бул сиз өзүңүздүн микроконтроллер схемасын түзө аласыз жана дагы эле бул колдонмону өзүңүз иштеп чыккан функцияларды көзөмөлдөө үчүн колдоно аласыз.

Биз чындыгында билдирүү протоколун терең карап чыктык, анткени сиз ошондой эле http GET сурамын жөнөтө ала турган нерселердин жардамы менен акылдуу чыракты башкара аласыз. Бул телефондогу же компьютердеги каалаган браузерди же Alexa же Google Assistant сыяктуу акылдуу үй түзмөктөрүн же жардамчыларын билдирет.

Tasker - бул негизинен каалаган нерсеге көзөмөлдөө үчүн шарт түзүүгө мүмкүндүк берген колдонмо. Мен муну акылдуу чыракты телефонго алганда эскертменин түсү менен жаркыратуу үчүн колдондум. Мен дагы тапшырманы койгом, жарыкты толук ак түстө күйгүзүү үчүн, телефон иш күнүндө саат 16: 00дөн кийин үйүмө WiFi кошулат. Бул мектептен үйгө келгенде жарыктар автоматтык түрдө күйөт дегенди билдирет. Автоматтык түрдө жарыктар менен үйгө келүү чынында сонун!

10 -кадам: 3D басып чыгаруу

Лампа корпусунун өзү дээрлик колдоосу жок басып чыгарылышы мүмкүн. Чынында колдоого муктаж болгон бөлүктөр - бул ПХБ менен жупташууга арналган казыктар. Ошентип, мен стлди ушул казыктар үчүн кичинекей колдоо структурасы менен да, жеткиликтүү кылдым. Бул колдонуучунун колдоосунун артыкчылыгы басып чыгаруу алда канча тез болот! Жана биз чындап муктаж болгон бөлүктөрүндө гана басмага колдоо алабыз.

Бул жерден.stl файлдарын жүктөп алсаңыз болот

11 -кадам: Бардыгын чогуу алып келиңиз

3D басып чыгаруудан кийин басып чыгарууну колдоо менен баштаңыз. Электр кабелдери өзүнчө каналдарга кирип, бири -бирине байланган. Бул түйүн штаммды жеңилдетет, бул кабелдердин ПХБдан айрылышына жол бербейт. Пластикалык картанын арт жагына электр кабелдерин туташтырыңыз жана полярдыктын туура экенине ынаныңыз!

Контролдоочу ПКБ андан кийин корпустун ичине кирип кетпеши үчүн, тасма менен бекитилет. LED ПХБны жөн эле анын ордуна коюуга болот, ал корпуска өз алдынча тегиз.

12 -кадам: Чыракты илип коюу

Бул чыракты дубалга илүүнүн көптөгөн варианттары бар. Мен чыракты жакшыртуу үчүн кодду үзгүлтүксүз жаңырта алчумун. Сиз ысык желимди колдонсоңуз болот, бирок мен эки жактуу скотчту сунуштайм. Чыракты текстураланган дубалга эң жакшы кармагандыктан, калың жана көбүктөнгөн эки тараптуу скотчту колдонуу эң жакшы.

13 -кадам: Бүттү

Чырак дубалга илинип, буйруктарды кабыл алууга даяр экениңизди билдирет!

LED панели бөлмөдө жарыкты бирдей таркатуучу бурчтуу. Бул кандайдыр бир жумуш мейкиндигине жакшы кошумча жана үйдү автоматташтыруу менен интеграциялоо жөндөмү - бул чоң плюс. Мага RGB түстөрүн коюу, ошондой эле муздак жана жылуу жарыктын ортосундагы ак балансты жөнгө салуу жөндөмү абдан жагат. Бул саркеч көрүнөт жана азыркы учурда жарыктандыруунун кандай муктаждыктарына жооп берсе, айланадагы же жумушчу чырактарды орнотууга чоң жардам берет.

Куттуктайбыз, сиз азыр IoT жана үйдү автоматташтыруу дүйнөсүнө чоң секирик жасадыңыз!