Mga Awtomatikong Windows Shades: 6 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Isang salita sa unahan

Nakita ko ang maraming mga tutorial sa kung paano i-automate ang mga manu-manong shade at blinds, na rin sa isang ito ay i-automate natin ang mga electric shade. Tatakpan namin ang mga electric shade na pinatakbo ng tuluy-tuloy na kasalukuyang (DC) mga de-kuryenteng motor na bukas o malapit sa pamamagitan ng pag-reverse ng polarity ng kasalukuyang.

Bagaman kung bumili ka ng mga shade ng kuryente makakakuha ka ng ilang automation na may dahilan para sa paggawa ng automation sa iyong sarili tulad ng:

* maaari kang magkaroon lamang ng isang switch malapit sa kanila para sa pataas / down na kontrol

* Ito ay mas mura (ang ilang mga kumpanya ay nag-aalok ng advanced na automation para sa maraming dagdag na $$)

* Mas may kakayahang umangkop, maaari mong programin ang mga ito na buksan o isara sa iba't ibang mga pangyayari, malalaman namin ang tungkol sa paggawa ng isang webserver sa sawa na kumonekta sa interface ng bluetooth ng shade, at ilantad ang isang API upang makontrol ang mga shade, isasama rin namin ito sa mga bagay na bagay at doon maaari mong gawin ang mga bagay tulad ng kontrolin ang mga shade sa isang iskedyul ng oras o kontrolin ito sa pamamagitan ng pag-input ng sensor

Ito ay magiging isang intermediate tutorial, kakailanganin mo ng mga kasanayan tulad ng paghihinang, arduino program, pangunahing pag-unawa sa elektronik, at ilang kung paano mag-install ng mga serbisyo sa isang server, pinapatakbo at isinaayos ang mga ito.

Kung nagustuhan mo ang mga video sa youtube, maaari kang mag-subscribe dito.

Hakbang 1: Kinakailangan ang Mga Bagay

Tip: palakihin ang mga larawan upang matingnan ang mga naglalarawang label sa kanila

Mga Bahagi:

1. Arduino pro mini 16Mhz 5V uri (eBay) 2 $

2. HC-05 bluetooth module (eBay) 3.3 $

3. 5 V Dalawang channel relay (eBay) 1.6 $

4. NPN tranzistor na na-rate para sa hindi bababa sa ilang mga amp, ginamit ko ang Tip142T <1 $

5. 220 ohms, 0.25W rezistor <1 $

6. diode, 1N4004 <1 $

7. mga wire upang ikonekta ang mga bahagi <1 $

8. PCB (eBay) <1 $ bawat piraso

9. 2 x KF301-2P plug sa tornilyo konektor (eBay) <1 $ bawat piraso

10. male-female jumper wires (eBay) 1.2 $ x 2 para sa isang bungkos

11. L7805CV 5V regulator (eBay) <1 $ bawat piraso

12. 5.5mm DC Power Plug Jack Socket lalaki at babae (eBay) <1 $ bawat piraso

13. Heat Shrink Tubing o insulate tape

14. Power supply, ang supply ay dapat na ma-rate para sa 12V at 2-3A.

Iniligtas ko ang minahan mula sa isang 12 V 2 Isang charger (eBay) 3.2 $

14. Terminal strip block (eBay) 15c

15. may hawak ng piyus (Aliexpress) 1 $ bawat piraso

16. piyus (eBay) <1 $ bawat piraso

17. mga konektor ng lalaki at babae na pcb (eBay) <1 $ para sa kung ano ang kailangan namin

18. AC power cable

19. plastic box enclosure, ang sa akin ay 6 x 19 cm

Mga tool:

1. Panghinang na may panghinang

2. Pamutol ng wire

3. Iba't ibang mga screwdriver

4. Pamutol

5. power drill at 8.5 mm drill bit

6. USB sa serial FTDI adapter FT232RL upang mai-program ang arduino pro mini

7. Laptop na may naka-install na ArduinoIDE upang mai-program ang arduino

8. Mas magaan kung gumamit ka ng Heat Shrink Tubing

9. Ang isang smartphone na may kakayahang koneksyon sa bluetooth (gumagamit ako ng isang android sa halimbawa) na may naka-install na isang software na bluetooth

10. Opsyonal: nagpapalaki ng baso, multimeter, pliers

Hakbang 2: Paghahanda

Pagpili ng power supply, at ang plastic box

Ang unang bagay ay upang matukoy kung magkano ang kasalukuyang at kung anong boltahe ang nagpapatakbo ng mga shade motor.

Magagawa ito sa pagbabasa ng mga pagtutukoy o pagkuha ng mga sukat gamit ang multimeter. Kadalasan pinapatakbo nila ang 12 V at 1-3 Amps (ang akin ay 2.5 A at 12 V). I-multiply ang kasalukuyang sa kung ilan sa mga ito ang kailangan mong magmaneho nang sabay-sabay (magmaneho ako ng dalawa) upang malaman ang maximum na kasalukuyang kinakailangan. Dapat kang makahanap ng isang supply ng kuryente na eksaktong eksaktong boltahe at perpekto ang parehong amperage o medyo mas mataas.

Sa hakbang na ito ay nanloko ako nang kaunti, gamit ang isang 12 V at 2.5 Isang supply ng kuryente upang magmaneho ng dalawang 12 V at 2.5 Isang mga motor na nangangahulugang ang mga motor ay gumagamit ng dalawang beses na mas maraming lakas na maibibigay ng suplay ng kuryente. Ngunit ang paggamit ng isang diskarteng tinatawag na PWM (suriin ang link upang makita ang higit pang mga detalye) Nagawa kong magdala ng motor nang sabay-sabay sa isang mas mababang bilis.

Ang dahilan kung bakit ko nagawa ito ay upang makatipid ng puwang sa kahon (pumili ako ng isang mas maliit na kahon).

Kakailanganin ng plastic enclosure na ilagay ang power supply, dalawang relay, isang maliit na pcb na may electronics at wires kaya piliin ang laki upang magkasya ang lahat.

Ang aking supply ng kuryente ay may isang plastic enclosure na natanggal ko gamit ang isang dremel tool, pinutol ko ang mga umiiral na mga wire at sa ganitong paraan mayroon akong isang mura at maliit na supply ng kuryente na angkop para sa aking proyekto (tingnan ang mga larawan).

Ihanda ang mga kable ng motor

Kailangan mong kalkulahin kung gaano katagal ang mga motor na de motor, hanggang sa maabot nila ang control box na binubully namin. Ang mga posibilidad na ang mga umiiral na mga kable ay hindi sapat na mahaba, at kakailanganin mong pahabain ang mga ito, hubarin ang parehong mga wire (ang mayroon nang mga blades cable at ang mga extension cable) sa isang dulo, ilagay ang mga shrink tubes ng init, solder ang mga wire pagkatapos maglapat ng init na may mas magaan na insulate.

Sa pagtatapos ng extension cable magkakaroon ng isang lalaking 5.5mm DC Power Plug na Jack Socket. Kailangan mong maghinang ang dalawang mga wire sa socket ang pangwakas na resulta ay magiging katulad ng sa mga larawan.

Ipasok ang babaeng 5.5mm DC Power Plug Jack sa kahon

Gamit ang drilling machine drill dalawang butas na malaki ang laki para sa pagdulas ng jack. Ipasok ang mga power plug jacks, tornilyo gamit ang mga mani. Pagkatapos maghinang makapal na itim at pula na mga wire sa bawat isa sa mga jacks input, pagkatapos na insulate ang mga ito gamit ang heat shrink tube. Ang mga wire ay dapat na sapat na haba upang makapunta sa terminal strip block nang madali, ngunit hindi upang mahaba upang sakupin ang labis na puwang.

Ang paglakip sa fuse holder na may piyus

Sa isang bahagi ng kahon drill isang maliit na butas upang ilagay ang isang maliit na kulay ng nuwes na humahawak sa may hawak ng piyus. Pagkatapos gamit ang mga pliers, isang screw driver at nut, i-tornilyo ito nang mahigpit sa posisyon. Ang may hawak ng piyus ay dapat na malapit sa lokasyon ng suplay ng kuryente, at dapat nasa loob ng kahon. Muli suriin ang mga larawan.

Hakbang 3: Pagbuo ng PCB Sa Elektronika

Hawak ng PCB ang microcontroller, ang komunikasyon ng bluetooth, ang module ng RTC, isang power tranzistor na may isang diode para sa proteksyon at isang maliit na rezistor, mga konektor na wires at isang 5V regulator.

Inilakip ko ang eskematiko ng fritzig upang ang mga bagay ay madali. Ang unang larawan ay kumakatawan sa nai-export na imahe ng eskematiko at nakalakip din ako ng sketch.fzz (ang orihinal na file, maaari mo itong buksan gamit ang tool na ito)

Mga hakbang sa paghihinang:

1. gupitin ang mga babaeng konektor ng PCB, mayroong dalawang 12 pin na konektor para sa microcontroller, mayroon ding isang 6 pin konektor para sa bluetooth at isa pang 12 pin na konektor sa kanang bahagi ng microcontroller at isang dalawang konektor para sa negatibong relay at positibong lakas

2. Matapos ang lahat ng mga konektor ay pinutol dapat mayroong solder sa likod ng PCB

3. Maghinang ng dalawang KF301-2P plug konektor

4. Ilagay ang L7805CV 5V regulator sa PCB. Baluktot ang mga binti at solder ito sa kabilang panig pagkatapos ay gupitin ang labis na mga binti gamit ang cable cutter

5. Paghinang ng NPN Tip142T tranzistor at ang 1N4004 na proteksyon na diode, gupitin ang labis na mga binti pagkatapos

6. Paghinang ng 220 ohm rezistor sa pagitan ng kaukulang digital pin 5 at ang tranzistor base pin

7. Ang mga panghinang na makapal na wires sa pagitan ng tranzistor at ng mga KF301-2P plugs (pula at itim habang minarkahan ang mga ito sa mga larawan)

8. Paghinang ng lahat ng pula (+), itim (-), at puti (signal) manipis na mga wire alinsunod sa eskematiko ng fritzig

9. Ang mga panghinang na lalaki na pin sa microcontroler kailangan mo ng dalawang 12 male pin sa mga gilid

10. Gumawa ng mga koneksyon sa pagitan ng bawat isa sa mga microcontroller sa kanang bahagi ng mga babaeng kaukulang mga pin (ipinaliwanag ito nang mas mahusay sa mga larawan). Ang mga koneksyon ay gagawin gamit ang solder lamang (ang mga pin ay malapit)

11. Opsyonal: na may magnifying glass suriin ang mga soldering para sa mga maikling circuit, at suriin kung ang mga wire ay maayos na na-solder sa likod ng PCB, maaari mo ring suriin sa multimeter (setting ng paglaban) kung mayroong isang maikling circuit sa pagitan ng positibo at negatibong koneksyon. Ang isa pang pagsubok ay ang paganahin ang circuit nang walang microcontroller, bluetooth

12. Ilagay ang microcontroller at ang HC-05 bluetooth sa pcb

Hakbang 4: Mga Kable at Assembly

Sa ngayon ay handa na namin ang aming pcb, handa na ng aming plastic box ang mga shade cable na naka-wire, at ang aming iba pang mga sangkap ay handa na. Ang kailangan lang nating gawin ngayon ay ang wire ng system.

1. sa pamamagitan ng pang-itaas na butas sa kahon ipasok ang AC power cable, hubarin ang cable at solder ito sa power supply (kung ang iyong supply ng kuryente ay may mga tornilyo pagkatapos ay i-tornilyo ito)

2. gamit ang isang pulang wire na panghinang ang output (+) ng power supply sa isa sa mga piyus na bahagi, gumamit ng kaunting heat shrink tubing upang maitago ang nakalantad na hinubad na kawad.

3. maghinang ng isa pang pulang kawad sa kabilang panig ng piyus ilapat ang pag-urong ng tubo, ang iba pang bahagi ng kawad ay dapat na ipasok at i-screw sa input (+) ng KF301-2P screw konektor

4. maghinang ng isang itim na kawad sa output (-) na bahagi ng supply ng kuryente at pagkatapos ay i-tornilyo ito sa input ng PCB KF301-2P na konektor ng tornilyo

4. Paggamit ng mga konektor ng breadboard ng lalaki-babae, ikonekta ang relay na positibo at negatibo sa pcb positibo at negatibong mga konektor ng babae. Ikonekta din ang mga pin na 8 at 9 ng microcontroller (gamit ang mga konektor ng ina ng pcb sa kaliwa ng PCB) sa mga relo trigger pin

5. ikonekta ang isang bahagi ng terminal strip block sa pula ayon sa pagkakabanggit ng mga itim na wires na nagmumula sa mga konektor na babae na 5.5mm DC Power Plug. Mayroon kang higit pang isang 5.5 mm na mga babaeng konektor na tulad ko, pagkatapos ang lahat ng mga pulang wires ay magtatapos sa kaliwang itaas na bahagi ng terminal block, at lahat ng mga itim na wires sa kanang itaas na bahagi ng terminal block (tingnan ang mga larawan). Kapag pinapatakbo mo ang mga shade kung hindi sila gumagalaw sa parehong direksyon ibabaligtad namin ang mga wire dito (higit pa sa paglaon)

6. ikonekta ang positibo at negatibong mga wires na nagmumula sa KF301-2P (out) screw konektor sa mga middles ng mga relay terminal. Ang gitna ng mga terminal ay tinatawag na pangkaraniwan.

7. ikonekta ang kaliwang bahagi ng kaliwang relay (hindi mahalaga kung paano mo nakaharap ang realy) sa kaliwang bahagi ng kanang relay sa ibabang kaliwang bahagi ng terminal block. Pagkatapos ay ikonekta ang kanang bahagi ng kaliwang relay sa kanang bahagi ng kanang relay sa ibabang kanang bahagi ng terminal block. Ang terminal block ay magkakaroon ng itaas na bahagi na konektado sa mga babaeng konektor na 5.5 mm (tingnan ang hakbang 5).

Tandaan: Inilarawan ko ang terminal block bilang pagkakaroon ng isang itaas at mas mababang mga gilid bawat isa ay may kaliwa at kanang bahagi. Hindi mahalaga kung paano mo hawakan ang terminal block hangga't naaalala mo kung anong panig ang ano. Maaari mong suriin ang mga larawan at lalo na ang fritzig eskematiko.

Hakbang 5: Ang Arduino Code

Ang code ay kailangang i-upload sa arduino pro mini gamit ang USB sa serial FTDI adapter FT232RL.

Kakailanganin mong ikonekta ang GND, VCC, Rx, Tx at DTR pin sa arduino pro mini. Pagkatapos buksan ang arduino software pumili ng mga tool / port at kung anong port ang iyong ginagamit. Pagkatapos Tools / Board / Arduino Pro o Pro Mini. Pagkatapos Tools / Board / Processor / ATmega328 (5V 16Mhz).

Panghuli, buksan ang sketch sa ibaba, at pindutin ang upload.

Mga Pagsasaayos: Ang tanging bagay na maaaring iakma sa sketch ay ang pwmPower. Ang halaga ay maaaring nasa pagitan ng 0 at 255 at halos ito ay kumakatawan sa kung magkano ang lakas ng supply ng kuryente ay pupunta sa mga shade motor. Karaniwan itong paglipat ng lakas ng mabilis at pag-off. Pinatupad ko ito karamihan upang payagan akong gumamit ng isang mas maliit na power supply nang hindi nag-overheat o nag-shut down. Kung ang iyong supply ng kuryente ay may isang mas malaking lakas kaysa sa pagguhit ng mga motor maaari mong itakda ang pwmPower sa 255.

Kaya kung paano gumagana ang program na ito: unang nakikinig ito sa serial line (isang pangalawang software serial) para sa mga papasok na pagpapadala. Kapag dumating ang isang paghahatid, ang mensahe ay binabasa sa isang buffer hanggang sa ";" ay naroroon o naabot ang dulo ng buffer. Pagkatapos ito ay na-parse at kung ito ay nasa tamang format (hal: O45;) ang function na toggleState ay tinatawag na may unang parameter na estado, at pagkatapos ang tagal.

Upang makamit ang polarity switch ang parehong mga relay ay maaaring buksan o sarado. Ang tranzistor ay nakabukas at naka-off gamit ang PWM para sa tinukoy na tagal. Ang O45 ay nangangahulugang bukas para sa 45 segundo.

Matapos maipatupad ang utos, ang buffer ay malinis.

Hakbang 6: Paggamit

Maaari naming gamitin ang mga kontrol sa higit sa isang paraan

1. Sa pamamagitan ng isang aplikasyon ng android o iphone bluetooth (pinakasimpleng)

Sa aking demo napili ko ang isang android app na tinatawag na Bluetooth Controller. Hayaan ka ng app na ito na ipasadya ang mga pindutan na magpapadala ng serial data. Lumikha ako ng dalawang mga pindutan na tinatawag na Pataas at Pababa, naiugnay ko ang Up sa code na "C40;" at ang Down na may "O35;".

"C40;" nangangahulugang isasara ko (babawiin) ang mga shade nang 40 segundo, nangangahulugang ang "035" ay magbubukas (umakyat sila) sa loob ng 35 segundo. ";" ay ang terminator ng utos na napili ko sa aking sketch, nangangahulugan iyon na hudyat ito sa pagtatapos ng isang utos.

2. Sa pamamagitan ng isang script ng sawa na patuloy na tumatakbo sa likuran

Ito ang advance na bahagi ng tutorial. Mayroon akong mande isang python script na tatakbo sa isang server tulad ng isang raspberry pi o laptop na may internet access. Ito ay kumokonekta sa Bluetooth sa control box, at ilalantad nito ang isang http API. Maaaring ma-access nang direkta ang API o sa pamamagitan ng mga bagay na bagay.

Ipapaliwanag ko nang sunud-sunod kung ano ang kailangan mong gawin

a. unang bagay ay ipares ang bluetooth

gagamit ka ng utos na bluetoothctl mula sa console, sa loob ng uri

kapangyarihan sa

matutuklasan sa ahente sa default-agent na pares sa pag-scan sa pares xx: xx: xx: xx: xx: xx (at ipasok ang password) tiwala xx: xx: xx: xx: xx: xx (kung walang password):

susunod na buksan ang file ng pagsasaayos ng bluetooth

vim /etc/blu Bluetooth/rfcomm.conf

sa loob kakailanganin mong i-configure ang iyong aparato ng bluetooth tulad nito:

rfcomm1 {

magbigkis ng oo; aparato ang iyong_blu Bluetooth_mac_address isang bagay tulad ng 97: D3: 31: 21: A0: 51; channel 1; puna "Koneksyon sa aking shade bt"; }

igapos, i-restart ang mga serbisyo ng bluetooth

sudo rfcomm bind allsudo /etc/init.d/blu Bluetooth restart sudo hciconfig hci0 up

b. i-install ang flask, flask basic auth:

sudo -H pip install Flask Flask-BasicAuth

c. lumikha ng isang file server.py kasama ang sumusunod na code at patakbuhin ang server:

# paggamit: python httpToBlu Bluetooth username password bluetooth_address

# Tandaan: username, password ang ginagamit

i-import ang os, bluetooth, sys, threading

mula sa flask import Flask mula sa flask_basicauth import BasicAuth mula sa queue import Queue app = Flask (_ name_) pagsasaayos = sys.argv app.config ['BASIC_AUTH_USERNAME'] = pagsasaayos [1] app.config ['BASIC_AUTH_PASSWORD'] = pagsasaayos [2] pila = Queue () basic_auth = BasicAuth (app) class BluetoothBackground (threading. Thread): def _init _ (self, bluetooth_address, pila): threading. Thread._ init _ (self) self._ bluetooth_address = bluetooth_address self._ pila = queue self.shutdown = Maling def run (sarili): sarili._ bluetooth = self.get_blu Bluetooth () habang hindi sarili.shutdown: mensahe = sarili._ pila): koneksyon = bluetooth. BluetoothSocket (bluetooth. RFCOMM) koneksyon.settimeout (Wala) subukan: connection.connect ((sarili._ bluetooth_address, 1)) maliban sa Exception, e: i-print ang 'Error koneksyon sa bluetooth' + str (e) koneksyon.setblocking (Maling) klase ng koneksyon sa pagbalik Webserver (threading. Thread): def run (sarili): port = in t (os.en environment.get ('PORT', 5000)) app.run (host = '0.0.0.0', port = port, debug = True, use_reloader = False) @ app.route ("/ send_to_serial /") @ basic_auth.required def send_to_serial (utos): pila.put (utos) ibalik ang mga 'ok' na mga thread = threads.append (BluetoothBackground (pagsasaayos [3], pila)) threads.append (Webserver ()) [thread.start () para sa thread sa mga thread]

upang patakbuhin ang pagpapatupad ng server:

python server.py password ng gumagamit 97: D2: 31: 20: A0: 51

Ok, kaya server.py ang aming script, gumagamit at password ang mga kredensyal na ginamit para sa iyong pagpapatotoo, at ang "97: D2: 31: 20: A0: 51" ay ang iyong address ng bluetooth MAC.

d. gamitin ang iyong server upang magpadala ng mga utos mula sa kahit saan sa mundo

mula sa uri ng browser: https:// your_ip: 5000 / send_to_serial / C30;

- ipasok ang gumagamit at password na na-set up mo nang mas maaga kapag nagsimula ang server ng sawa

- "C30;" ay ang utos na ipapasa sa bluetooth aparato (ang aming kahon na makokontrol ang mga shade)

- suriin na ang port 5000 ay hindi na-block ng iyong firewall (ginagamit namin ang port na iyon)

- kung nasa likod ka ng isang router (halimbawa ng isang raspberry pi) kailangan mong gumawa ng isang pagpapasa ng port mula sa router mula sa port 5000 hanggang port 5000

e. maaari mong gamitin ang mga bagay na bagay gawin ang mga bagay tulad ng pagkontrol sa mga shade sa isang iskedyul ng oras o kapag nagbago ang ilang data ng sensor ng channel. Halimbawa maaari kang mag-hook ng isang light sensor (sa labas) upang mag-Thinkpeak at kapag ang antas ng ilaw ay bumaba sa ilang halaga (gabi na) maaari mong isara ang mga shade upang hindi ka makita ng mga tao sa labas.

Maaari mong ikonekta ang mga shade (server ng sawa na na-set up namin nang mas maaga) sa mga bagay na bagay gamit ang ThingHTTP.

Isinama ko ang isang larawan ng ThingHTTP form kasama ang data na napunan bilang isang halimbawa at isang larawan na may TimeControl Kaya para sa maximum na bagay na bagay na dapat sabihin ay dapat gawin ang kailangan mo.

3. Sa pamamagitan ng aking aplikasyon sa home-automation

Ito ay medyo mas kumplikado, ang aking aplikasyon sa home-automation ay may higit na ginagawa kaysa sa pagkontrol sa mga shade.

Kinokontrol din nito ang mga ilaw, ang pintuan, maraming mga sensor, isinasama sa mga switch at may kumplikadong mga patakaran na tinukoy ng gumagamit na maaaring halimbawa buksan ang mga shade kung ang antas ng ilaw sa loob ay mababa, o kung umaga.

Maaari mong suriin ang aking imbakan ng github, at kung mayroon kang mga katanungan Masisiyahan akong sagutin ang mga ito.

Kung nahanap mo ang aking tutorial na medyo kapaki-pakinabang mangyaring ibahagi ito o idagdag ito sa mga paborito. At nais kong makita ang ilang mga kagiliw-giliw na komento din:)