Tự làm nhà thông minh với Trợ lý Google và Arduino: 6 bước

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

Ai không muốn có một ngôi nhà thông minh? Một trong những điều tuyệt vời nhất mà bạn có thể làm là chuyển đổi đèn hoặc các thiết bị khác trong nhà bằng điều khiển bằng giọng nói. Với sự trợ giúp của ứng dụng Google Home và trợ lý Google, đây thực sự là một miếng bánh ……

Bạn không cần nhiều bộ phận cho nó và việc tự xây dựng điều khiển bằng giọng nói này với loa thông minh, máy tính mini Arduino và một vài rơ le chuyển mạch là một thử nghiệm tuyệt vời. Bạn cũng có thể mua rất nhiều đèn thông minh và ổ cắm linh hoạt rất rẻ nhưng việc tự làm nó sẽ thú vị hơn nhiều. Tôi sẽ mô tả từng bước cách bạn có thể làm điều này. Bạn sẽ cần các thành phần sau:

Quân nhu

1 Loa thông minh, chẳng hạn như Google Nest Mini.

2 Máy tính Arduino MKR1000 để chuyển đổi lệnh thoại thành lệnh chuyển đổi.

3 Một hoặc nhiều rơ le chuyển mạch 5 Volt, một cho mỗi đèn bạn muốn điều khiển.

4 Bộ cấp nguồn USB cho Arduino MKR1000 với đầu cắm micro-USB.

5 Hệ thống dây điện chính (1,5 mét vuông) và ổ cắm để kết nối an toàn với đèn và các thiết bị khác.

6 Một điện thoại thông minh Android cho ứng dụng Google Home.

Bước 1: Quy trình lệnh Qua Internet

Trong hình ảnh này, bạn có thể thấy từng bước toàn bộ quá trình hoạt động như thế nào.

Việc bật và tắt thông qua khẩu lệnh chạy hoàn toàn qua internet. Ba (!) Dịch vụ đám mây được yêu cầu để làm điều này… Bạn phải tạo một tài khoản cho mọi dịch vụ đám mây… Nó hơi cồng kềnh nhưng nó hoạt động!

Trước tiên, bạn sẽ cần ứng dụng Google Home. Tải xuống từ Playstore trên điện thoại Android của bạn và cài đặt ứng dụng. Hiểu lệnh thoại của riêng bạn với Google Home chỉ hoạt động với ngôn ngữ tiếng Anh. Vì vậy, hãy đặt ngôn ngữ thành tiếng Anh thông qua cài đặt / cài đặt khác / trợ lý / ngôn ngữ và sau đó chọn tiếng Anh (Hoa Kỳ).

Google Nest Mini nghe thấy lệnh thoại, chẳng hạn như “Xin chào Google, bật đèn số một”. Tín hiệu âm thanh tương tự này được số hóa và được gửi đến đám mây Trợ lý Google. Sau đó, nó được chuyển tiếp đến đám mây IFTTT nơi câu trả lời được thực hiện. IFTTT (If This Than That hoặc “nếu bạn làm một việc, điều kia sẽ xảy ra”) là một loại trạm trung gian phân tích lệnh, đưa ra câu trả lời và chuyển tiếp các hành động tới đám mây tiếp theo, Adafruit IO. Nếu lệnh được hiểu đầy đủ, câu trả lời từ IFTTT sẽ được trả về kỹ thuật số cho Google Nest Mini và ở đó nó sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu âm thanh. Nếu không hiểu lệnh, Trợ lý Google sẽ trả lại một câu trả lời khác để làm rõ rằng sẽ không có hành động chuyển đổi nào được thực hiện. Một lệnh hiểu rõ sẽ được IFTTT chuyển tiếp đến trang web Adafruit. Adafruit là một nhà cung cấp thiết bị điện tử duy trì một trang web để lưu trữ dữ liệu chuyển mạch thông minh. Họ gọi nó là "Nguồn cấp dữ liệu". IFTTT gửi mã được liên kết với lệnh (trong trường hợp của chúng tôi là “one_on”) đến nguồn cấp dữ liệu này. Arduino MKR1000 được lập trình để kiểm tra trang web này một cách thường xuyên, đọc dữ liệu trong nguồn cấp dữ liệu và sau đó bật hoặc tắt rơle chuyển mạch có liên quan. Nguồn cấp dữ liệu Adafruit được bảo vệ vì lý do bảo mật với tên tài khoản và IOKEY Adafruit duy nhất mà chỉ chủ sở hữu tài khoản mới biết.

Bước 2: Lập trình Arduino MKR1000

Sử dụng IDE tiêu chuẩn từ trang web Arduino. Đặt các thư viện sau vào IDE (thông qua: công cụ / quản lý thư viện): ArduinoJson và WiFi101.

Nếu trước đây bạn chưa lập trình MKR1000, trước tiên bạn phải làm cho bảng này có thể truy cập được trong IDE. Tải xuống tệp bảng mạch “Bảng Arduino SAMD” thông qua công cụ menu / bảng / trình quản lý bảng, sau đó bạn có thể chọn bảng MKR1000.

Bản phác thảo cũng sử dụng một tệp bổ sung, arduino_secrets.h.

Đây là một tệp văn bản mà bạn có thể tạo bằng notepad. Tệp này chứa các mã truy cập đã sử dụng cho mạng Wi-Fi (SSID mạng và mật khẩu) và mã đăng nhập trang web Adafruit IO (tên tài khoản và mã IOKEY). Lưu tệp này trong thư mục thư viện arduino trên PC của bạn với tên arduino_secrets.h trong một thư mục riêng. Trước khi lưu, hãy thay thế tất cả “xxx” bằng dữ liệu mạng và Adafruit của riêng bạn. Điều này phải nằm trong tệp arduino_secrets.h:

#define SECRET_SSID “xxx”

#define SECRET_PASS “xxx”

#define IO_USERNAME “xxx”

#define IO_KEY “xxx”

Sao chép bản phác thảo Arduino bên dưới và tải nó vào MKR1000 thông qua chương trình Arduino IDE.

Bước 3: Nguồn cấp dữ liệu Adafruit

Tạo một tài khoản tại www.io.adafruit.com. Adafruit là một nhà cung cấp thiết bị điện tử duy trì một trang web để lưu trữ dữ liệu chuyển mạch thông minh.

Tạo nguồn cấp dữ liệu ON_OFF trong đó các lệnh sẽ được lưu sau đó. Adafruit có một hướng dẫn mở rộng chỉ cho bạn cách thực hiện việc này:

learn.adafruit.com/adafruit-io-basics-feeds/creating-a-feed

Tốt nhất là đặt “nguồn cấp dữ liệu” trong lịch sử nguồn cấp dữ liệu thành TẮT, không cần thiết phải nhớ các lệnh chuyển đổi. (cài đặt ở bên phải của trang).

Bước 4: Cài đặt IFTTT

Tạo tài khoản tại www. IFTTT.com. Đi tới “khám phá” (trên cùng bên phải) và sau đó chọn “tạo các applet của riêng bạn từ đầu”. Nhấp vào “NÀY” và tìm kiếm trên google. Chọn trợ lý google. Sau đó chọn tùy chọn đầu tiên "nói một cụm từ đơn giản". Sau đó nhập mô tả lệnh mong muốn và câu trả lời sẽ được đưa ra.

(Trong trường hợp của chúng tôi, "bật tất cả đèn" và "OK. Tôi sẽ bật tất cả đèn. Hãy coi chừng!"). Sau đó nhấn “tạo kích hoạt” và trong màn hình tiếp theo nhấn “RẰNG”. Sau đó chọn Adafruit và nhấp vào “gửi dữ liệu đến IO adafruit”. Nguồn cấp dữ liệu BẬT-TẮT xuất hiện trong trường đầu tiên và sau đó nhập mã mong muốn vào trường thứ hai (đây là ví dụ “tất cả”).

Cuối cùng, nhấp vào “tạo hành động” và sau đó nhấp vào “kết thúc”.

Bạn cũng có thể nhận được tin nhắn trên điện thoại để kiểm tra mỗi khi một applet hoạt động, điều này rất hữu ích để khắc phục sự cố nhưng khi mọi thứ đang hoạt động, bạn có thể tắt tính năng này.

Nếu bạn muốn điều khiển nhiều đèn hoặc các thiết bị gia dụng khác, bạn phải tạo một ứng dụng IFTTT cho mỗi lệnh và các mã được lưu trữ trong nguồn cấp Adafruit phải tương ứng với các mã trong bản phác thảo Arduino.

Bước 5: Kiểm tra các kết nối và phần mềm

Để kiểm tra hệ thống, bạn có thể thiết lập thử nghiệm với đèn LED thay vì rơle:

Bước 6: Kết nối thiết bị gia dụng

Để chuyển đổi các thiết bị trong nhà, bạn phải kết nối rơ le chuyển mạch với các cổng của Arduino MKR1000 thay vì đèn LED thử nghiệm. Sử dụng dây 1,5 mm2 ở phía cung cấp điện áp chính để kết nối các thiết bị và tiếp điểm rơ le một cách an toàn.