Bộ điều khiển LED Apple HomeKit WS2812B: 3 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Có rất nhiều dự án dựa trên dải LED WS2812B, nhưng hầu hết trong số này đang sử dụng homebridge hoặc bất kỳ giải pháp nào khác - chủ yếu dựa trên MQTT - để giao tiếp với HomeKit.

Một số dự án cũng đang sử dụng các hiệu ứng thông qua Apple HomeKit, nhưng không có dự án nào hỗ trợ HomeKit độc lập mà không cần bất kỳ cầu nối nào Tôi đang sử dụng đèn LED WS2812B gần 3-4 năm nay với HomeKit và chúng đang hoạt động rất tốt

Vì mã rất phức tạp và tôi đã sử dụng rất nhiều thư viện tùy chỉnh nên tôi đã tạo các tệp phần sụn được biên dịch trước. Đối với những người quan tâm đến việc tạo các dự án HomeKit bản địa, mã nguồn cho esp-homekit có sẵn tại đây.

Thông tin cơ bản:

• Hiện tại chỉ hỗ trợ dải LED WS2812B, WS2812B ECO và WS2813!
• Số lượng đèn LED tối đa được giới hạn ở 500 để tiết kiệm RAM
• Cần có bộ chuyển đổi Mức logic (để chuyển đổi dữ liệu từ 3.3V sang 5V)
• Nguồn điện 5V chất lượng tốt cũng cần thiết
• Có thể tìm thêm thông tin trên GitHub của tôi
• Adafruit Überguide cũng có thể giúp:-)

Thiết kế PCB:

Tôi đã thiết kế một PCB đơn giản để điều khiển đèn LED NeoPixel theo cách thích hợp được mô tả trong NeoPixel Überguide của Adafruit bằng cách sử dụng IC chuyển đổi mức logic SN74HCT125N mới nhất và tụ điện 1000uF cũng được khuyến nghị:-) Tôi hiện đang sử dụng PCB này với nguồn điện 5V 10A mà không có bất kỳ vấn đề (nhiệt độ) nào:-)

Ngoài ra, tôi cũng có phiên bản USB Type-C cho dải đèn LED ngắn hơn!

Bạn có thể đặt mua PCB từ đây và tại đây

Bạn có thể tìm thêm thông tin về PCB tại đây

Đặc trưng:

• Thay đổi màu sắc
• Thay đổi độ sáng
• Thay đổi nhiệt độ màu (không cần dải RGBW)
• Hiệu ứng ánh sáng WS2812FX (beta !!!)
• Thiết lập số lượng đèn LED WS2812B (trong lần khởi động đầu tiên từ 1 đến 500)
• Đặc điểm Hành vi nguồn (Màu mặc định / Được sử dụng lần cuối khi khởi động thông qua ứng dụng Eve)
• Chuyển đổi (Nhanh / Mặc định / Trung bình / Bình tĩnh qua ứng dụng Eve)
• Khóa trẻ em (Nhấn nút Bật / Tắt thông qua ứng dụng Eve)
• Hướng dẫn sử dụng có thể tải xuống (thông qua ứng dụng Eve)
• Nút Nguồn / Đặt lại

Quân nhu

Để tạo PCB tùy chỉnh Bạn sẽ cần một Bàn ủi hàn rẻ tiền hoặc một Trạm hàn như cái này hoặc cái này. Ngoài ra, một Súng hàn không khí nóng cũng sẽ hữu ích! Để tải lên mã, bạn có thể phải mua một bộ chuyển đổi TTL USB.

Các bộ phận cần thiết:

• NodeMCU hoặc Wemos D1 Mini
• IC chuyển đổi mức logic
• Dải đèn LED WS2812B
• Đầu nối JST 3 chân cái
• Nguồn điện 5V 2-10A v1 hoặc nguồn điện 5V 2-10A v2
• Cáp nhảy

Bộ phận PCB:

• ESP12F / E
• ESP-01S (1MB flash)
• Điện trở SMD 0805
• Tụ điện SMD 0805
• AMS1117-3.3
• Nút xúc giác
• Tiêu đề 2,54mm
• SN74HCT125N
• Tụ điện SMD 10.5x10.5 1000uF
• Đầu nối DC
• Thiết bị đầu cuối vít 3 chân
• Giá đỡ cầu chì
• Cầu chì

Bước 1: Cài đặt chương trình cơ sở

Bạn có thể tải xuống phần sụn từ trang GitHub của tôi

các cửa sổ

Đối với Windows, bạn có thể sử dụng Công cụ tải xuống chương trình cơ sở chính thức của Espressif

Đặt địa chỉ flash (0x2000), kích thước flash (1MB / 8mbit, 4MB / 32mbit) và chế độ flash (DIO / QIO) là bước rất quan trọng, nhưng các cài đặt này có thể thay đổi dựa trên mô-đun bạn đang sử dụng! Ngoài ra, tôi khuyên bạn nên xóa flash trước khi tải lên các tệp.bin!

Cài đặt:

• Tốc độ truyền 115200
• Kích thước flash 4MB hoặc 32mbit (tùy thuộc vào mô-đun của bạn)
• Chế độ Flash QIO (hoặc DIO, tùy thuộc vào mô-đun của bạn)
• 0x0000 rboot.bin
• 0x1000 blank_config.bin
• 0x2000 ledstrip.bin
• 40MHz

Hệ điều hành Mac

Đối với MacOS, bạn có thể sử dụng công cụ nhấp nháy này

Cài đặt:

• Xóa flash - có
• Tốc độ truyền 115200
• Kích thước flash 4MB hoặc 32mbit (tùy thuộc vào mô-đun của bạn)
• Chế độ Flash QIO (hoặc DIO, tùy thuộc vào mô-đun của bạn)
• Tệp: ledstrip.bin
• 40MHz

Flash thủ công

Chúng tôi phải cài đặt esptool.py trên máy Mac của mình để có thể cài đặt mô-đun ESP của chúng tôi. Để làm việc với esptool.py, bạn sẽ cần Python 2.7, Python 3.4 hoặc bản cài đặt Python mới hơn trên hệ thống của mình. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng phiên bản Python mới nhất, vì vậy hãy truy cập trang web của Python và cài đặt nó vào máy tính của bạn.

Với Python đã được cài đặt, hãy mở cửa sổ Terminal và cài đặt bản phát hành esptool.py ổn định mới nhất bằng pip:

pip cài đặt esptool

Lưu ý: với một số cài đặt Python, lệnh có thể không hoạt động và bạn sẽ gặp lỗi. Nếu đúng như vậy, hãy thử cài đặt esptool.py bằng:

pip3 cài đặt esptool python -m pip cài đặt esptool pip2 cài đặt esptool

Sau khi cài đặt, bạn sẽ cài đặt esptool.py vào thư mục tệp thực thi Python mặc định và bạn sẽ có thể chạy nó bằng lệnh esptool.py. Trong cửa sổ Terminal của bạn, hãy chạy lệnh sau:

esptool.py

Với esptool.py được cài đặt trên máy tính của bạn, bạn có thể dễ dàng cài đặt bảng ESP8266 của mình với phần sụn.

Lúc đầu, bạn cần tải xuống ba tệp bin: rboot.bin và blank_config.bin và bản phát hành mới nhất. Rboot.bin chứa bộ nạp khởi động cho ESP8266 và blank_config.bin chỉ trong một tệp cấu hình trống và ledstrip.bin chứa phần sụn. Bây giờ hãy kết nối thiết bị của bạn với bộ điều hợp FTDI ở chế độ flash.

Đường dẫn gương:

rboot.binblank_config.binledstrip.bin

Đưa thiết bị vào chế độ flash

Để bật phần mềm ESP8266 nhấp nháy, chân GPIO0 phải được kéo xuống thấp trong khi cấp nguồn cho thiết bị. Với PCB tùy chỉnh của tôi có một nút, nodeMCU cũng có một nút flash và Wemos thực hiện nó tự động bằng cách sử dụng USB. Ngược lại, để khởi động bình thường, GPIO0 phải được kéo lên cao hoặc thả nổi. Bắt đầu ở CHẾ ĐỘ FLASH

Đi tới thư mục bạn đã tạo nơi bạn đặt các tệp rboot.bin blank_config.bin đã tải xuống trước đó (ví dụ: Tải xuống)

Mở ứng dụng Terminal. Nhấp vào biểu tượng Finder trong thanh công cụ của bạn. Nhấp vào Bắt đầu. Nhấp vào Tiện ích. Bấm đúp vào Thiết bị đầu cuối. Thay đổi thư mục tải xuống.

Bạn sẽ cần một bộ chuyển đổi TTL USB để kết nối với ESP8266. Nếu Bạn chỉ cần sử dụng Wemos D1 Mini là cáp microUSB, thì Wemos đã tích hợp sẵn bộ điều hợp TTL.

tải cd

Lưu ý: Nếu Bạn đang sử dụng một thư viện khác để lưu trữ ba tệp.bin, hãy điều hướng đến thư viện đó bằng lệnh `cd`:

Sử dụng esptool.py để flash thiết bị của bạn. Trước tiên, chúng ta cần xóa flash:

esptool.py -p / dev / delete_flash

Thông thường, ESPPort của bạn sẽ có dạng như / dev / cu.usbserial-`xxxxxx`. Sau đó, đặt lại thiết bị của bạn ở chế độ flash và cài đặt chương trình cơ sở mới:

esptool.py -p /dev/cu.wchusbserial1420 --baud 115200 write_flash -fs 32m -fm dio -ff 40m 0x0 rboot.bin 0x1000 blank_config.bin 0x2000 ledstrip.bin

Bước 2: Thiết lập Wi-fi và HomeKit

Thiết lập Wi-Fi

Bạn phải cấu hình mạng wifi trước khi thêm phụ kiện vào HomeKit. Để định cấu hình cài đặt Wi-Fi, thiết bị sẽ tạo Wi-Fi riêng ở chế độ AP. Bạn phải kết nối với nó để thiết lập mạng Wi-Fi của mình. Chỉ cần lấy thiết bị iOS của bạn, đi tới Cài đặt -> Wi-Fi và tìm kiếm SSID có tên HomeKid- theo sau là địa chỉ MAC của mô-đun và kết nối với nó. Vì lý do bảo mật, AP được bảo vệ bằng mật khẩu! Mật khẩu AP mặc định: 12345678

Chờ vài giây cho đến khi một trang web xuất hiện hiển thị cho bạn tất cả các mạng Wi-Fi mà thiết bị đã tìm thấy. Chọn của bạn và nhập mật khẩu! Sau đó, bạn có thể thêm số lượng đèn LED chính xác trong dải đèn LED của mình! Nhập một số từ 1 đến 500! Sau đó bấm vào nút Tham gia! Mô-đun sẽ cố gắng kết nối mạng Wi-Fi đã chọn, quá trình này sẽ mất vài giây.

Lưu ý: Nếu mật khẩu đã cho là sai, bạn có thể Đặt lại cài đặt Wi-fi bằng cách giữ nút Đặt lại trong 10 giây

Thiết lập HomeKit

Trong thiết bị iOS của bạn, hãy mở Ứng dụng Home và làm theo các bước bình thường để thêm phụ kiện mới. Quá trình thiết lập ghép nối mất khoảng 30 giây.

Mã HomeKit mặc định là 021-82-017

Ngoài ra, Bạn có thể quét mã QR HomeKit này:

Lưu ý: Nếu ghép nối không thành công, bạn có thể hủy cấp nguồn cho thiết bị của mình, cấp nguồn lại và bắt đầu thiết lập lại HomeKit (cài đặt Wi-Fi vẫn được định cấu hình). Sau khi ghép nối thành công, dải đèn LED sẽ nhấp nháy màu trắng 3 lần!

Các vấn đề chung:

• Đôi khi việc thêm nhiều phụ kiện bằng mã QR không thành công, nếu HomeKit báo cáo "Đã thêm phụ kiện", bạn chỉ cần thêm mã ghép nối theo cách thủ công thay vì quét mã QR!
• Trong trường hợp xảy ra sự cố, bạn có thể xem các tệp nhật ký bằng cách sử dụng màn hình nối tiếp của Arduino và không cần mở sự cố trên GitHub

Bước 3: Cài đặt tùy chỉnh

Đáng tiếc là ứng dụng Home không hỗ trợ các đặc điểm tùy chỉnh / của bên thứ 3, vì vậy bạn sẽ cần ứng dụng Elgato EVE để thay đổi cài đặt này và sử dụng các hiệu ứng WS2812B. Ngoài ra, phụ kiện hoạt động giống như một phụ kiện Dải ánh sáng Eve giả khi bạn thêm nó qua ứng dụng Eve?

Chuyển tiếp và hành vi năng lượng

Dải Eve Light ban đầu hỗ trợ hai đặc điểm này. Với Chuyển tiếp, bạn có thể thay đổi tốc độ của dải đèn LED khi sử dụng Hiệu ứng WS2812FX! Đặt nó thành Quick sẽ vô hiệu hóa tính năng tắt dần vào / ra và nó sẽ nhanh chóng bật lên!

Với Power Behavior, bạn có thể thay đổi màu mặc định khi dải đèn LED bật sáng! Theo mặc định, nó được đặt thành Màu được sử dụng lần cuối, vì vậy khi bạn tắt dải đèn LED, nó sẽ luôn ghi nhớ màu cuối cùng bạn đã sử dụng! Khi được đặt thành Trắng mặc định, mỗi khi bạn tắt dải đèn LED, màu sẽ trở lại Trắng!

Cài lại

Mã có chức năng Đặt lại trong trường hợp xảy ra sự cố. Chờ khoảng 5 giây để thiết bị khởi động hoàn toàn, sau đó nhấn và giữ nút trong ít nhất 10 giây!

Tất cả các cài đặt đã định cấu hình đã bị xóa và thiết bị đang khởi động lại. Thao tác này sẽ xóa cài đặt HomeKit và Wi-Fi, đồng thời thiết bị của bạn sẽ chuyển sang chế độ Điểm truy cập vào lần tiếp theo để định cấu hình lại Wi-Fi.

Lưu ý: Nhấn một lần vào cùng một nút sẽ chuyển đổi BẬT hoặc TẮT dải đèn LED