Hệ thống điều khiển rèm Alexa - Có thể in 3D và chi phí thấp: 19 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Xin chào, từ lâu tôi đã cố gắng tự động hóa ngôi nhà của mình càng nhiều càng tốt. Khi mùa đông đến ở Vương quốc Anh, tôi quyết định loại bỏ công việc vặt là đóng tất cả các rèm cửa vào buổi tối và sau đó mở lại tất cả vào buổi sáng. Điều này có nghĩa là bạn phải chạy vào mỗi phòng trong nhà ít hơn 730 lần một năm! (Chưa kể là nó siêu ngầu).

Sau khi thiết lập, bạn cũng có thể thêm các quy trình trong Alexa để rèm của bạn hoạt động song song với các thiết bị khác trong nhà của bạn. Ví dụ: Alexa có thể đóng rèm cửa ở phía công cộng của ngôi nhà của bạn 15 phút trước khi mặt trời lặn (do đó cô ấy tự động cập nhật các mùa). Bạn cũng có thể lập kế hoạch để chuẩn bị phòng cho đêm chiếu phim bằng cách đóng rèm cửa, bật tivi và giảm độ sáng của đèn.:)

Đó là một công việc đơn giản và một khi các bộ phận in đã được in xong, bạn có thể lắp ráp nó trong vòng chưa đầy ba giờ.

Bước 1: Thích xem…

Tuy nhiên, tôi đã sản xuất một video hướng dẫn bạn cách xây dựng của riêng bạn. Tôi khuyên bạn nên xem nó trước để có cái nhìn tổng quan về mọi thứ và sau đó làm theo hướng dẫn bằng văn bản này trong khi lắp ráp của riêng bạn.

Bước 2: Hóa đơn Nguyên vật liệu / Những thứ Bạn cần

Bạn sẽ cần một vài món đồ trước khi chúng tôi bắt đầu lắp ráp hệ thống tự động hóa rèm của bạn.

Dưới đây là danh sách các hạng mục được sử dụng trong dự án này và bạn có thể tìm thấy chúng ở đâu:

■ Khoảng 100 gam nhựa cho các bộ phận được in.

■ Nema 17 Stepper Motor: https://geni.us/StepperMotor2 ■ A4988 Stepper Motor Driver: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Adafruit Feather Huzzah ESP8266: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Mini Breadboards x2 (tự dính): https://geni.us/StepperMotor2 ■ Cáp nhảy Breadboard: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Dây câu bện: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Cáp USB A to USB Micro B dài: https://geni.us/StepperMotor2 ■ 100 tụ điện: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Giá đỡ pin chuyển đổi cho 8 pin AA: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Đai ốc và bu lông: https:// geni.us/StepperMotor2 M4 Nuts x2 bu lông M4 x 10mm x2 bu lông M3 x 10mm x 4 ■ 8x pin AA

■ Súng bắn keo chạy bằng pin: https://geni.us/BoschBatteryGlueGun (không phải thứ bạn phải có nhưng gần đây tôi đã có một chiếc và nó giúp việc dán mọi thứ với nhau trở nên siêu dễ dàng).

==========

Bạn có thể tải mã từ Github tại đây:

Cuối cùng, các bộ phận in 3D có thể được tải xuống từ đây:

Bước 3: In phần thân chính

Mục đầu tiên bạn cần in là tệp 'main_body.stl'. Tôi khuyên bạn nên in nó bằng một chiếc vành để giúp nó dính chặt vào giường in và chỉ bật các giá đỡ trên tấm xây dựng.

Việc cài đặt vành bao gồm các đùn nhựa bổ sung xung quanh bên ngoài của bản in trên lớp đầu tiên để cung cấp diện tích tiếp xúc và bám dính nhiều hơn với giường in.

Sau khi in xong, hãy tháo vành và giá đỡ bên trong khỏi vỏ.

Bước 4: Gắn động cơ bước

Trước khi chúng tôi gắn động cơ vào thân chính, bạn cần lắp một đai ốc M4 vào khe nhỏ như trong hình ảnh đính kèm. Đây là đây để giữ nắp vào máy của chúng tôi - một phần chúng tôi sẽ bổ sung sau.

Chèn động cơ bước từ bên dưới vỏ để đảm bảo rằng các dây cáp rời động cơ bước đang hướng về phía lỗ mở.

Sử dụng bốn bu lông trước đó để giữ động cơ bước tại chỗ. Chúng cần được siết chặt nhưng không quá chặt để làm hỏng thành phần được in.

Bước 5: Kết nối thiết bị điện tử

Bây giờ chúng ta sẽ bắt đầu công việc về thiết bị điện tử. Bạn có thể làm theo sơ đồ mạch hoặc bảng dưới đây để kết nối tất cả các thành phần điện tử với nhau. Nếu bạn không chắc chắn về cách diễn giải những điều này, bạn có thể theo dõi tôi từng bước trong video: https://www.youtube.com/embed/JtYdPwO65WI?t=155 (điều này sẽ bắt đầu ở đúng vị trí trong video).

Đầu tiên các cáp đi giữa trình điều khiển bước và ESP8266:

Lông vũ - A4988

16 ---- EN0 ------ DIR13 ---- STEPGND - GND3V ---- VDD

Bây giờ cáp từ động cơ bước đến trình điều khiển bước:

A4988 - Động cơ bước

1B - Blue1A - Red2A - Green2B - Black

Các chân RESET và SLEEP trên trình điều khiển động cơ cũng muốn có một dây nối hai chân với nhau.

Bạn cũng sẽ cần thêm tụ điện 100µF vào VMOT và GND. Đảm bảo bạn chú ý đến cực của tụ điện.

Và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng bạn sẽ muốn kết nối nguồn điện. Điều này cũng đi đến VMOT (dây dương) và GND (dây âm).

Bước 6: Tải lên mã

Cắm một đầu của cáp USB vào Feather Huzzah và đầu kia vào PC của bạn.

Truy cập trang Github và tải xuống mã:

Khi nó ở trên PC của bạn, hãy mở nó trong Arduino IDE.

Có một vài dòng mã bạn sẽ cần thay đổi để điều chỉnh nó cho phù hợp với kết nối wifi của bạn và nơi bạn định sử dụng nó trong nhà:

• Trên dòng 17, bạn cần nhập SSID wifi của mình (hoặc tên wifi)
• Ở dòng 18, bạn cần nhập mật khẩu wifi của mình
• Trên dòng 60, bạn cần đặt tên Alexa sẽ đề cập đến rèm cửa của bạn là (hiện tại là 'rèm sàn' trong mã mặc định). Bạn sẽ cần yêu cầu alexa bật hoặc tắt rèm của bạn. Vì vậy, nếu bạn đặt 'phòng ngủ' ở đây, bạn sẽ phải nói "Alexa bật rèm phòng ngủ lên".

Mở Serial Monitor và đặt tốc độ truyền thành 9600. Bây giờ bạn có thể tải lên mã.

Hãy để ý những gì màn hình trả về, điều này sẽ cho bạn biết nó đã kết nối thành công với mạng wifi của bạn hay chưa.

Bước 7: Thêm Màn cửa vào Alexa

Bây giờ, hãy mở ứng dụng Alexa trên điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng của bạn và nhấp vào biểu tượng thiết bị gia đình thông minh ở dưới cùng bên phải, sau đó nhấn + ở trên cùng bên phải, sau đó nhấn 'Thêm thiết bị' để bắt đầu quá trình thêm thiết bị mới.

Mặc dù mã chúng tôi đang chạy trên ESP8266 của chúng tôi đang mô phỏng một phích cắm WeMo, chúng tôi không muốn sử dụng ứng dụng của họ để định cấu hình nó, vì vậy hãy cuộn xuống các loại thiết bị khác nhau được cung cấp và chọn 'Khác' từ cuối danh sách.

Tiếp tục bằng cách nhấn 'Khám phá thiết bị'.

Trong khi Alexa đang tìm kiếm, bạn sẽ thấy rất nhiều văn bản được in ra trong màn hình nối tiếp Arduino IDE của chúng tôi. Đây là thiết bị của chúng tôi trả lời yêu cầu khám phá của Alexa và cho cô ấy biết chúng tôi được gọi là gì và chúng tôi có thể làm gì (trong trường hợp này, hãy bật và tắt).

Nếu tất cả đã đi đúng kế hoạch cho đến nay, cô ấy nên báo cáo lại rằng một phích cắm mới đã được phát hiện.

Bước 8: Thời gian kiểm tra…

Khi mã đang chạy, chúng tôi nên kiểm tra mọi thứ cho đến nay. Kết nối hoặc bật nguồn điện của bạn và sau đó yêu cầu Alexa bật hoặc tắt rèm cửa của bạn bằng cách sử dụng tên bạn đã gán chúng trước đó trong mã của bạn.

Bạn sẽ thấy bước quay theo một hướng khi bạn yêu cầu tắt chúng và nó sẽ quay theo hướng khác khi bạn yêu cầu bật chúng.

Bước 9: Cài đặt Điện tử và Nắp

Đối với phần này của bản dựng, bạn sẽ cần in tệp 'lid.stl' trong khi nó in, chúng ta có thể tiếp tục như bên dưới.

Bóc lớp vỏ tự dính ra khỏi mặt sau của breadboard có ESP8266 trên đó và định vị bên trong vỏ sao cho lớp keo dính hướng về phía động cơ bước. Đảm bảo rằng nó được trượt hết cỡ sang bên phải và xuống sâu hết mức trong vỏ trước khi áp dụng áp lực để cố định nó tại chỗ.

Nếu keo tự dính không giữ được breadboard của bạn ở đúng vị trí, bạn có thể thêm một ít keo nóng chảy để giúp mọi thứ ổn định.

Trước khi thêm breadboard thứ hai, chúng ta cần lắp một đai ốc phía sau lỗ mà tôi đang trỏ đến trong các hình ảnh trên. Nếu bạn gặp khó khăn để giữ nó tại chỗ, bạn có thể tạm thời chèn một phần một trong các bu lông.

Bóc lớp keo của tấm breadboard thứ hai và lắp nó vào mặt đối diện của vỏ. Xử lý điều này cẩn thận để không có dây nào của bạn hoạt động tự lỏng.

Sau khi tấm breadboard thứ hai đã được lắp, bạn có thể tháo bu lông tạm thời vì breadboard sẽ giữ đai ốc ở đúng vị trí.

Thu gọn dây vào vỏ đồng thời đảm bảo rằng kết nối USB trên Feather Huzzah không bị cản trở.

Bây giờ chúng ta có thể gắn nắp. Các dây dẫn cho nguồn điện cần phải đi qua lỗ lớn, lỗ này cũng chứa đầu sau của động cơ bước. Hạ nắp xuống hộp và sau đó sử dụng hai bu lông còn lại để gắn cố định.

Bước 10: Lắp giá đỡ pin

Vỏ bộ nguồn pin phải được lắp vào bên ngoài của vỏ động cơ, nằm trên hai vấu được thiết kế để hỗ trợ trọng lượng của nó.

Sử dụng một ít keo nóng chảy, cố định nó vào vị trí và giữ cố định trong vài giây trong khi keo nguội và cứng lại.

Sau khi thiết lập, hãy kiểm tra xem bạn vẫn có thể sử dụng cổng USB bằng cách kết nối nó qua lỗ bên dưới. Tôi sẽ kiểm tra mọi thứ hoạt động với Alexa vẫn còn tại thời điểm này. Điều này cũng sẽ kiểm tra xem tất cả các dây vẫn được kết nối đúng cách và không có gì bị lỏng.

Bước 11: Chuẩn bị rèm cửa. Phần 1

Tôi sẽ lắp tôi vào bên tay phải của rèm cửa để dây dẫn điện USB có thể rơi ra sau rèm và cắm vào ổ cắm trên tường bên cạnh chúng

Bạn cần bắt đầu bằng cách để khoảng 2 đến 3 mét dây lỏng treo qua một bên của cột rèm này. Chúng tôi sẽ sử dụng điều này sau khi gắn nó vào mệnh giá của máy mà chúng tôi đã chế tạo trước đó.

Sau đó, với đầu còn lại của cuộn dây, tiếp tục băng qua đầu trụ chính giữa, vòng qua vòng lại bên dưới bên trái đã cố định tường rồi gắn vào rèm bên trái sau khi di chuyển đến vị trí đã đóng.

Để gắn dây vào rèm, tôi chỉ buộc một nút đơn giản xung quanh khoen. Nếu muốn, bạn có thể gắn nó vào mặt sau bằng cách khâu nó vào rèm.

Bạn có thể kiểm tra công việc của mình cho đến nay bằng cách kéo đầu dây bị lỏng. Điều này sẽ làm cho rèm của bạn mở ra, và khi bạn kéo rèm lại, phần cuối bị lỏng nên kéo lại.

Bước 12: Chuẩn bị rèm cửa. Phần 2

Để gắn tấm rèm kia, hãy kéo nó vào vị trí đóng với cái mà chúng ta đã kết nối cũng đóng lại. Rút đầu dây lỏng lẻo mà chúng ta đang kéo lúc nãy để mở tấm rèm kia và buộc nó vào tấm rèm này nếu nó đã luồn qua sau khi luồn nó qua chỗ khác cố định trung tâm của cột rèm.

Khi bạn đã hoàn thành nút thắt, hãy lấy đầu lỏng lẻo của dải và luồn nó trở lại đầu cột như ban đầu trước khi chúng ta bắt đầu bước này.

Bây giờ là một thời điểm tốt để kiểm tra rèm cửa của bạn đang hoạt động tốt. Nếu bạn kéo đầu dây lỏng lẻo, cả hai bên sẽ mở ra và khi bạn kéo một bên của rèm đóng lại, bên kia cũng sẽ tự đóng lại.

Bước 13: Chuẩn bị rèm cửa. Phần 3

Bây giờ chúng ta chỉ cần thêm một đoạn dây nữa. Lần này với một đoạn dây dài mới, hãy gắn một đầu vào tấm rèm bên trái, nơi chúng ta đã thắt nút đầu tiên và sau đó luồn đầu dây lỏng qua cố định tường trung tâm và sau đó cố định tường bên phải. Để lại một vài mét dự phòng và cắt nó ra thật.

Đã đến lúc kiểm tra lần cuối, bạn nên biết mình có thể mở và đóng hoàn toàn rèm cửa của mình chỉ bằng cách kéo đầu một trong các đoạn dây, sau đó kéo đầu kia.:) Thật tuyệt làm sao!

Bước 14: Lắp ráp trục chính

Bạn sẽ cần in ba phần của trục chính nếu bạn chưa làm như vậy cũng như có một ít keo nóng chảy hoặc tương tự để làm bằng tay.

Lấy một trong những đầu dây lỏng lẻo từ rèm cửa của bạn và luồn nó qua lỗ dưới trên vỏ động cơ của bạn. (Không quan trọng bạn làm dây nào trước).

Bây giờ, lấy phần đầu tiên của trục xoay (phần có lỗ đi qua trục của nó) luồn dây này qua và buộc nó thành một nút xung quanh trục để nó không thể tháo ra được. Sau đó, chúng tôi sẽ thêm một số keo nóng chảy lên dây này và nút của nó để giữ mọi thứ ở đúng vị trí.

Khi điều này đã nguội, thêm một ít keo nóng chảy vào gờ (khoảng nửa đường lên trục) và sau đó trượt phần thứ hai của trục chính lên nó, dán vào keo để cố định nó vào đúng vị trí.

Bây giờ, luồn đoạn dây còn lại qua lỗ trên cùng của vỏ động cơ và theo cách tương tự, cố định đoạn dây này vào giai đoạn tiếp theo của cụm trục chính.

Cuối cùng thêm một ít keo vào đầu trục và thêm miếng in 3D cuối cùng. Sau khi nguội, bạn có thể quấn một trong các dây theo chiều kim đồng hồ vào phần của trục và dây kia ngược chiều kim đồng hồ vào phần của trục. Lấy càng nhiều dây chùng càng tốt nhưng đừng trượt nó lên trục của động cơ bước.

Bước 15: Gắn máy của bạn vào cực rèm

Bây giờ chúng tôi sẽ gắn vỏ lắp ráp động cơ vào cột rèm bằng cách sử dụng bốn đầu cáp. Tôi đã di chuyển rèm cửa trong bức ảnh của mình để bạn có thể nhìn thấy những gì đang xảy ra dễ dàng hơn.

Luồn một sợi cáp qua mỗi trong hai kênh trong các tay hình chữ U. Sau đó, sử dụng những thứ này để gắn nó vào cột rèm của bạn. Đừng siết chặt chúng hoàn toàn, chỉ đủ để cáp gọn gàng không bị tháo ra vì chúng ta sẽ cần quyền truy cập vào trục của động cơ bước và để có thể điều chỉnh nó sau này.

Tiếp theo, buộc một sợi cáp duy nhất gọn gàng xung quanh cố định tường, một lần nữa giữ cho nó lỏng ra. Sau đó buộc một cái qua dây cáp này gọn gàng và cái gần nhất mà chúng tôi sử dụng để gắn vỏ động cơ vào cực. Trước khi tiến hành, hãy trượt vỏ động cơ càng xa tâm rèm càng tốt. Hai lớp cáp nối với nhau sẽ giới hạn khoảng cách bạn có thể đi được.

Bây giờ lấy trục chính của dây và tiếp tục quấn cả hai dây xung quanh nó sao cho độ chùng của cả hai chiều dài dây càng nhiều càng tốt. Sau đó, bạn có thể trượt trục chính lên trục của vỏ động cơ.

Bây giờ bạn có thể thắt chặt hai nút chắc chắn của cáp giữ vỏ vào cực.

Bước 16: Thời gian kiểm tra

Cắm kết nối USB từ ESP8266 vào PC của bạn, bật nguồn điện và mở ứng dụng Alexa trên thiết bị bạn chọn. Điều hướng đến 'phích cắm' (rèm cửa của bạn) và xoay nó.

Bước 17: Thời gian tinh chỉnh

Nếu bạn gặp bất kỳ sự cố nào với hệ thống của mình khi nó đang cố gắng mở hoặc đóng, bạn có thể kiểm tra một số điều sau:

• Kiểm tra xem bạn xâu chuỗi như thế nào khi rèm mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn. Nếu nó quá lỏng trong cả hai trường hợp thì bạn có thể thắt chặt nó bằng cách trượt vỏ mô tơ ra xa tâm rèm hơn bằng cách siết chặt hai đầu cáp đi giữa cố định tường và vỏ.
• Nếu dây quá căng, hãy nới lỏng nó bằng cách làm ngược lại các bước trên.
• Khi rèm của bạn tiến gần đến phần cố định tường trung tâm, bạn có thể thấy rằng động cơ đang phải kéo rèm 'lên' nơi dây đi qua phần cố định tường trung tâm. Bạn có thể giúp giảm bớt điều này bằng cách cố định dây vào rèm cửa của bạn ở cùng mức nó đi vào vỏ động cơ. Giữ dòng nằm ngang nhất có thể với vỏ động cơ là lý tưởng.

Bước 18: Cá nhân hóa mã cho rèm

Chúng tôi vẫn chưa đặt khoảng cách mà động cơ bước di chuyển rèm khi chúng tôi yêu cầu nó mở hoặc đóng chúng. Điều này được thực hiện trên dòng 91 trong mã.

Bạn cần thay đổi số tôi đã đánh dấu trong hình ảnh. Mã bạn có hiện phải có '7300' trong đó nếu bạn chưa thay đổi nó.

Điều này thể hiện thời gian động cơ bước sẽ tiếp tục quay khi được yêu cầu đi theo một trong hai hướng. Nếu rèm của bạn cần di chuyển xa hơn thì con số này cần được tăng lên. Giảm số nếu nó đang cố gắng di chuyển quá xa.

Đừng quên rằng bạn sẽ cần tải lên lại mã của mình mỗi khi bạn thực hiện thay đổi đối với số này để mã có hiệu lực.

Bước 19: Hoàn thành

Làm tốt lắm, bạn đã hoàn thành dự án của mình! Bây giờ hãy gác chân lên và tận hưởng một ít công việc vặt hai lần một ngày.:)

Nếu bạn muốn nói lời cảm ơn về hướng dẫn và thiết kế này, hãy tâm sự hãy mua cà phê cho tôi:

Bạn cũng có thể ủng hộ kênh của chúng tôi và tiếp tục tạo các hướng dẫn này trên Patreon:

Xin đừng quên đăng ký tại đây trên Kênh hướng dẫn hoặc kênh Youtube của chúng tôi để biết khi nào chúng tôi có dự án DIY tiếp theo.

www.youtube.com/channel/UC3jc4X-kEq-dEDYhQ…