Mành thông minh có điều khiển bằng Alexa tích hợp: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Hiện có rất nhiều dự án Smart Blind và Sách hướng dẫn trực tuyến. Tuy nhiên, tôi muốn đặt dấu ấn của riêng mình vào các dự án hiện tại với mục đích làm cho mọi thứ nội bộ trong tầm mắt bao gồm tất cả các mạch điện. Điều này có nghĩa là một hệ thống mù thông minh sạch hơn và hiện đại hơn.

Vì vậy, trong bài Có thể hướng dẫn đầu tiên của tôi, tôi sẽ chỉ cho bạn cách bạn có thể tạo ra hệ thống rèm thông minh của riêng mình có thể được điều khiển bằng giọng nói của bạn thông qua Alexa, sử dụng thiết bị di động hoặc bằng tay tại chính rèm.

Tôi sẽ cung cấp mọi thứ tôi có thể để bạn có thể tự làm! Thưởng thức: D

Quân nhu

Hàn sắt & hàn

Súng bắn keo nóng

Servo mô-men xoắn cao 1 x 270 độ (https://amzn.to/31Y1EqD)

1 x Ban phát triển NodeMCU ESP8266. Bất kỳ thứ gì tương tự như cái này:

2 x Nút xúc giác

Tạo mẫu Veroboard

Chiều dài cần thiết của cáp Loa để tiếp cận với ổ cắm USB (5V)

Máy in 3D với PLA hoặc Dịch vụ in 3D

Chiều dài của cáp Hookup

Ghim Header dành cho Nữ & Nam để lắp Veroboard (Đây là tùy chọn, không bắt buộc nếu bạn muốn hàn mọi thứ trực tiếp vào bảng)

Bước 1: Xóa mù hiện tại của bạn

Ok vì vậy phần đầu tiên nghe có vẻ hơi đáng sợ nhưng nó rất thẳng về phía trước và nói chung hầu hết người khiếm thị sử dụng cùng một hệ thống, tất cả đều có vẻ ngoài hơi khác một chút!

Điều đầu tiên bạn cần làm là tìm phía đặt hệ thống ròng rọc hiện tại cho phép bạn đóng mở rèm. Nó sẽ trông tương tự như hình ảnh đầu tiên (Hình này đã được lấy ra khỏi rèm)

Khi bạn đã xác định được vị trí này, bạn cần phải tháo nó ra khỏi rèm. Đó chỉ là trường hợp tháo đầu dây treo xuống (Có một nút thắt nằm ở cuối mỗi dây). Sau khi loại bỏ những thứ này, sẽ có một vòng đệm nhỏ trên thanh hình lục giác hoặc hình vuông chạy qua hệ thống. Tháo nó ra (Vui lòng giữ nó khi cần thiết sau này) và sau đó trượt hệ thống ròng rọc về phía cuối thanh.

Đây là mọi thứ cần được loại bỏ. Nó sẽ để lại cho bạn thanh ở vị trí của nó và cũng phải có một lỗ để các dây ròng rọc chạy qua, đây là nơi đặt các nút điều khiển bằng tay. Hình ảnh thứ hai cho thấy bên trong sẽ trông như thế nào khi tháo ròng rọc cũ.

Lý do để loại bỏ ròng rọc này là vì nó tạo ra quá nhiều lực cản lên động cơ servo, làm cho động cơ bị dừng và do đó không thể di chuyển vật lý của rèm.

Bước 2: Chèn in 3D

Ok vậy là bên dưới tôi đã đưa vào tất cả các file 3D cần thiết để tạo Mành thông minh. Nếu bạn không sở hữu máy in 3D thì có nhiều dịch vụ trực tuyến khác nhau sẽ in các bộ phận cho bạn với một khoản chi phí nhỏ. Tôi đã bao gồm cả tệp STL sẵn sàng để in và cả tệp Fusion 360 thô nếu bạn cần điều chỉnh bất kỳ kích thước hoặc hình dạng nào vì không phải mọi người mù đều giống nhau! Dưới đây là giải thích ngắn gọn về từng Mô hình bên dưới:

Khớp nối servo - Khớp nối servo được thiết kế để phù hợp với bất kỳ phụ kiện servo tiêu chuẩn nào và sẽ gắn vào servo bằng cách sử dụng các vít đi kèm với servo. Khớp nối tôi đã bao gồm sẽ phù hợp với một thanh lục giác bên trong rèm có đường kính 6mm.

Chèn mạch chính - Bộ chèn này được thiết kế để bảng mạch chính được dán lên trên và nằm bên trong mù bên dưới thanh điều khiển mù.

Chèn Servo - Chèn này được thiết kế để servo được gắn chặt vào và sau đó trượt vào phần cuối của rèm. Nó sẽ giữ chặt servo mà không có bất kỳ chuyển động nào. Điều này đã được thiết kế để phù hợp với servo được liên kết trong phần nguồn cung cấp.

Giá đỡ nút nhấn - Cuối cùng, giá đỡ nút nhấn sẽ cho phép mạch nút nhấn được tạo ra sau này được giữ ở vị trí phía trên lỗ còn lại của rèm từ ròng rọc. Những điều này sẽ cho phép vận hành rèm bằng tay nếu cần.

Bước 3: Xây dựng mạch

Bước này sẽ yêu cầu khá nhiều hàn nhưng tất cả đều đáng giá! Chỉ cần dành thời gian của bạn và không vội vàng bất cứ điều gì.

Chúng tôi sẽ xây dựng mạch trên Veroboard bằng đồng, điều này sẽ cho phép chế tạo mạch dễ dàng, chỉ cần đảm bảo cắt đúng các đường để ngăn chặn bất kỳ sự cố ngắn mạch nào!

Vui lòng làm theo sơ đồ mạch Fritz đi kèm để xây dựng mạch Smart Blinds. Khi xây dựng mạch, bạn nên in chèn mạch. Vì vậy, tùy thuộc vào kích thước bạn cần để tạo ra rèm của mình, hãy cố gắng làm cho mạch càng nhỏ càng tốt. Như bạn có thể thấy từ cái tôi đã tạo, Verboard có cùng chiều rộng với chiều dài của bảng nodeMCU. Điều này giúp tiết kiệm không gian quý giá khi bên trong rèm.

Như đã đề cập trong phần nguồn cung cấp, tôi đã chọn hàn các chân cắm đầu cái vào bo mạch, điều này sẽ cho phép tôi dễ dàng thay đổi nodeMCU nếu nó bị lỗi hoặc nếu có sự cố. Tuy nhiên, nếu bạn muốn, hoàn toàn có thể chấp nhận được việc hàn bo mạch nodeMCU trực tiếp lên Veroboard.

Một điều tôi muốn khuyên bạn là sử dụng tiêu đề Male cho kết nối servo trên bo mạch, điều này làm cho việc lắp đặt một khi bên trong rèm dễ dàng hơn nhiều.

Hình ảnh cho thấy bảng đã hoàn thành (Với phần in 3D đã được dán vào nó)

Bảng mạch nút nhấn

Mạch khác mà bạn cần xây dựng là Mạch Nút nhấn sẽ cho phép bạn ghi đè chuyển động mù theo cách thủ công nếu cần. Giá đỡ được in 3D đi kèm có đủ không gian cho hai nút và cũng bao gồm một lỗ cho 3 cáp để đưa qua bên ngoài (1 GND và 1 cho mỗi đầu vào kỹ thuật số nút) Như bạn có thể thấy từ sơ đồ mạch, cáp GND là daisy thay đổi nên chỉ có một cáp nối mạch nút nhấn GND với mạch NodeMCU GND.

Kích thước bạn cần để làm Bảng mạch điện là:

W = 24mm

L = 21mm

Bước 4: Chuẩn bị NodeMCU Board

Bước tiếp theo là tải phần mềm cần thiết lên bo mạch NodeMCU. Cách để làm điều này là sử dụng Arduino IDE. Tuy nhiên, đây không phải là trường hợp cắm và chạy vì thư viện cho NodeMCU cần được cài đặt vào IDE.

Thay vì thực hiện quy trình này, tôi khuyên bạn nên sử dụng hướng dẫn này vì nó giải thích mọi bước và chi tiết cần thiết để NodeMCU hoạt động với môi trường Arduino:

bit.ly/2Rznoni

Khi bạn đã hoàn thành phần Có thể hướng dẫn ở trên, bây giờ bạn sẽ đến thời điểm mà NodeMCU có thể được lập trình bằng Arduino IDE, NodeMCU có thể kết nối với WiFi của bạn và bạn cũng có thể điều khiển nó thông qua trình duyệt web.

Bước 5: Lập trình NodeMCU với phần mềm Smart Blinds

Bước tiếp theo nó thực sự tải chương trình rèm thông minh lên bảng NodeMCU. Đã có một thư viện tuyệt vời cho phép bạn điều khiển ánh sáng thông minh với điều khiển độ sáng thông qua NodeMCU và Alexa. Thư viện được tạo ra bởi AirCookie và cho phép lập trình tối đa 10 thiết bị. Bạn có thể tìm thấy mã nguồn gốc tại đây:

Trong trường hợp của Rèm thông minh, chúng tôi sử dụng Bật / Tắt ánh sáng ảo để chuyển rèm từ vị trí Tắt (0) và bật (Tỷ lệ phần trăm được sử dụng cuối cùng). Sau đó, chúng tôi sử dụng cài đặt Độ sáng làm số lượng chúng tôi muốn người mù mở. Tuy nhiên, con số này chỉ dao động từ 0-70% với 70% là toàn dải của servo.

Tôi đã bao gồm tệp Arduino. Vì vậy, vui lòng tải xuống mã và sau đó mở nó lên. Bạn có thể thấy không thực sự mất nhiều thời gian để điều này xảy ra nhưng có một số thay đổi bạn cần thực hiện.

WiFi SSID: Việc đầu tiên là thay đổi SSID để phù hợp với kết nối WiFi bạn muốn sử dụng. Điều này cần phải khớp chính xác, nếu không bạn sẽ gặp sự cố khi kết nối.

Mật khẩu WiFi: Điều thứ hai bạn cần thay đổi là Mật khẩu WiFi phải khớp với mật khẩu của SSID bạn đang kết nối.

Thư viện Espalexa: Tiếp theo, bạn cần đảm bảo rằng bạn thêm thư viện Espalexa vào IDE Arduino của mình. Để làm điều này, vui lòng làm theo hướng dẫn rất ngắn này:

Thay đổi tên thiết bị: Điều cuối cùng bạn cần làm là thay đổi tên thiết bị theo cách bạn muốn nó xuất hiện trong ứng dụng Alexa. Để thực hiện việc này, hãy thay đổi phần trong dòng này 'espalexa.addDevice ("Blinds", servoPositionChanged, 20)' trong đó có nội dung 'Blinds'. Thay đổi điều này thành bất cứ điều gì bạn muốn.

Khi tất cả các bước trên được hoàn thành, chỉ cần nhấn nút tải lên để tải chương trình lên bảng NodeMCU của bạn. Bây giờ hy vọng nó thành công và bạn có thể tiến hành bước tiếp theo, Thử nghiệm!

Kiểm tra Chương trình:

Trong trường hợp của bạn, bây giờ bạn nên ở điểm mà bạn đã xây dựng mạch. Tuy nhiên, vì mục đích của điều này không thể cấu trúc, trang hiển thị thử nghiệm của tôi như một breadboard tạm thời được thiết lập. Bây giờ bạn đã xây dựng mạch và chương trình được tải, bây giờ bạn có thể kiểm tra mọi thứ hoạt động tốt. Vì vậy, hãy kết nối mọi thứ theo sơ đồ mạch và sau đó trước tiên hãy kiểm tra xem các nút thủ công có hoạt động hay không. Một nút nên xoay servo theo một chiều và nút kia phải xoay ngược lại. Sau khi hoàn tất, bây giờ bạn cần thêm thiết bị vào Alexa của mình.

Để thêm thiết bị vào alexa của bạn, vui lòng làm theo các bước sau:

1. Mở ứng dụng Alexa trên thiết bị di động của bạn

2. Chuyển đến tab Thiết bị rồi nhấn dấu cộng ở trên cùng bên phải màn hình

3. Tiếp theo, nhấn 'Thêm thiết bị'

4. Cuộn xuống cho đến khi bạn tìm thấy tiêu đề có nội dung 'Khác'

5. Sau đó nhấn khám phá thiết bị. Sau đó, quá trình này sẽ mất vài giây và thiết bị của bạn sẽ xuất hiện với tên bạn đã nhập vào mã

6. Sau đó, bạn có thể thêm thiết bị vào danh sách thiết bị của mình

Sau khi thiết bị được thêm vào, sau đó bạn có thể sử dụng Alexa của mình để đặt servo đến bất kỳ vị trí nào bạn muốn từ 0-70% bằng cách nói 'Alexa, đặt (Tên bạn đặt cho thiết bị của mình) thành 50%' Làm điều này ở các tỷ lệ phần trăm khác nhau để đảm bảo rằng nó phản hồi chính xác.

Nếu bạn gặp bất kỳ sự cố nào với mặt Alexa thì vui lòng sử dụng liên kết Github tới thư viện nơi bạn có thể khắc phục sự cố của mình:

Bước 6: Chuẩn bị các bộ phận khác nhau

Bước tiếp theo là nơi mọi thứ bắt đầu kết hợp với nhau và đặt mọi thứ vào các giá đỡ 3D khác nhau để sẵn sàng đưa vào khung gầm mù

Lắp ráp Servo:

Điều đầu tiên cần làm là chuẩn bị servo để lắp vào người mù. Do kích thước của servo, hai trong số các lỗ vít đỡ cần phải được tháo ra rất dễ dàng do cấu trúc bằng nhựa. Tháo hai lỗ vít như khoanh tròn trong hình.

Sau khi phần này được tháo ra, hãy trượt servo vào giá đỡ servo được in 3D và sử dụng các vít được cung cấp để cố định servo vào đúng vị trí.

Nạp cáp servo từ phía sau của servo và ở mặt dưới của ngàm.

Gắn khớp nối:

Bước tiếp theo là lắp khớp nối vào servo. Để thực hiện việc này, hãy sử dụng phần đính kèm đĩa đầy đủ được cung cấp đi kèm với servo của bạn và sử dụng hai trong số các vít được cung cấp để vặn đĩa vào mặt bên của khớp nối với các lỗ vít. Các vít sẽ lớn hơn các lỗ trong phần đính kèm servo vì vậy hãy dành thời gian của bạn và cẩn thận để không bị tách nhựa.

Sau khi đĩa được gắn vào khớp nối, điều cuối cùng cần làm là trượt cụm khớp nối vào trục servo và sử dụng vít spline để giữ chặt nó vào servo.

Mạch chính & nút:

Để lắp ráp mạch chính vào ngàm mạch, tôi chỉ cần dùng keo nóng phủ phần lớn mặt dưới của bảng mạch rồi ép chặt vào ngàm. Điều này là đủ để cố định nó vào đúng vị trí và mục tiêu chính của việc gắn kết là để ngăn chặn hiện tượng đoản mạch đối với khung kim loại.

Mạch nút dễ lắp ráp và không cần keo nóng. Để lắp ráp nó, chỉ cần đưa 3 dây cáp qua khe cắm cáp và sau đó trượt mạch vào các khe bên phải lên cho đến khi nó dừng lại.

Cáp nguồn chính:

Đối với cáp Chính, tôi đã sử dụng cáp loa 2 lõi và hàn kết nối USB ở một đầu. Điều này cho phép mạch được cấp nguồn từ ổ cắm USB tiêu chuẩn mà nhiều người có. Tôi khuyên bạn nên sử dụng tương tự như của tôi là: 5V / 2.1A. Không cần thiết phải vượt quá 5V vì đây là tất cả những gì mà servo yêu cầu.

Hãy tạo cho cáp có độ dài cần thiết để chạm đến rèm khi đặt ngược và đủ độ chùng, để đảm bảo nó không kéo mạch và dây cáp.

Bước 7: Kết hợp tất cả lại với nhau

Đây là bước cuối cùng để thực sự xây dựng Rèm thông minh của bạn!

Chèn bảng mạch

Bước đầu tiên là lắp bảng mạch Main vào khung mù. Tôi khuyên bạn nên đặt cái này ở phía đối diện của ròng rọc đầu tiên nơi servo sẽ ngồi. Để chèn bảng, hãy nhấc thanh và nó sẽ ra khỏi khung mù. Khi bạn có thể vào bên dưới nó, hãy trượt bảng mạch vào, đảm bảo rằng nó được đẩy hoàn toàn xuống dưới cùng của khung và ở đúng vị trí mà tất cả các dây cáp sẽ tiếp cận. (Hình ảnh của tôi đã hiển thị các dây cáp tại chỗ)

Chèn các nút

Bước thứ hai, trong khi thanh vẫn được nhấc lên, là cố định các nút vào vị trí. Để làm điều này, hãy đổ khá nhiều keo nóng (Hoặc keo siêu dính nếu bạn không ngại nó là vĩnh viễn), sau đó đặt các nút hướng xuống phía trên lỗ. Đảm bảo rằng bạn có thể truy cập cả hai nút từ bên dưới, tương tự như hình ảnh. Bây giờ định tuyến các dây cáp xung quanh ròng rọc như trong hình và kết nối chúng với các đầu vào chính xác theo sơ đồ mạch.

Chèn hội Servo

Bước tiếp theo là lắp cụm servo. Để làm điều này, chỉ cần trượt phần thân chính vào phần cuối của rèm. Nó sẽ trượt vào dễ dàng sau một vài lần ấn và kéo trên ngàm. Không kết nối khớp nối tại thời điểm này vì thanh vẫn phải được nâng ra xa và không ở đúng vị trí hoàn toàn. Nạp cáp servo qua ngàm và cùng hướng với cáp nút, sau đó gắn vào bảng mạch.

Quyền lực:

Tiếp theo, cắm cáp nguồn của bạn qua phần cuối của khung che, sau đó vào bên dưới ngàm servo nơi các cáp servo đang chạy. Sau đó, đưa nó vào cùng hướng với phần còn lại của cáp và gắn nó vào các đầu cuối vít chính xác. Đảm bảo rằng nó đẹp và an toàn và sẽ không bị kéo ra ngoài.

Kết nối các bộ phận cơ khí với nhau:

Bước cuối cùng là kết nối servo với thanh mù. Vì vậy, trước tiên, hãy đẩy thanh trở lại vị trí và trượt nó về phía servo hết mức mà nó sẽ đi. Thay thế vòng đệm nút nhỏ đã được tháo sớm khi tháo ròng rọc. Đẩy máy giặt đi xa nhất có thể. Bây giờ, khi bạn lắc qua lại thanh này, nó sẽ không bị trượt ra khỏi vị trí.

Bây giờ hãy xoay thanh này vào vị trí bạn muốn khi servo của bạn ở 0 ĐỘ. Tiếp theo, bạn cũng chuyển servo về 0 ĐỘ bằng cách xoay khớp nối theo chiều kim đồng hồ cho đến khi servo không thể quay được nữa.

Tiếp theo, trượt cụm servo về phía thanh và khớp nối và thanh phải thẳng hàng, nếu không, bạn có thể phải xoay nhẹ thanh (Không xoay servo vì nó sẽ đưa nó ra khỏi vị trí) Khi cả hai đều thẳng hàng, đẩy chúng lại gần nhau cho đến khi chúng không di chuyển nữa.

Lắp ráp hoàn chỉnh:

Đó là tất cả mọi thứ bên trong người mù được tập hợp lại với nhau. Trước khi treo rèm lên giá đỡ, hãy đảm bảo rằng mọi thứ bên trong được kết nối chính xác và tất cả các kết nối điện và cơ học đều được đảm bảo an toàn.

Một mẹo nhỏ tôi sẽ đưa ra là đặt một ít băng dính cách điện lên trên chip wifi. Điều này là do nó đến rất gần với thanh của người mù khi nó đang quay.

Bước 8: Thử nghiệm cuối cùng

Vậy là xong !, bây giờ bạn đã hoàn thành tất cả các bước cần thiết để tạo Rèm thông minh được điều khiển bởi Alexa.

Bước cuối cùng là chạy thử nghiệm đầy đủ trên hệ thống khiếm thị của bạn.

Đầu tiên, bật nguồn cho rèm của bạn và chờ 20-30 giây để đảm bảo rằng nó đã kết nối đầy đủ với WiFi. Đôi khi có thể mất một lúc vì thiếu Antenna trên bo mạch NodeMCU, nó có thể chui lọt qua khung kim loại.

Sau khi được cấp nguồn và kết nối, rèm sẽ di chuyển đến vị trí mặc định của chúng. Tại thời điểm này, hãy thử sử dụng kết hợp các lệnh của Alexa và sử dụng các nút thủ công.

Hy vọng bạn thích làm cuốn sách có thể hướng dẫn đầu tiên của tôi. Rèm thông minh có điều khiển bằng Alexa