Các sắc thái Windows tự động: 6 bước (với Hình ảnh)

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

Một lời trước

Tôi đã xem rất nhiều hướng dẫn về cách tự động hóa rèm và rèm bằng tay, trong bài này, chúng tôi sẽ tự động hóa rèm bằng điện. Chúng tôi sẽ đề cập đến các sắc thái điện chạy bằng động cơ điện dòng điện liên tục (DC) mở hoặc đóng bằng cách đảo ngược cực của dòng điện.

Mặc dù nếu bạn mua bóng điện, bạn sẽ nhận được một số tự động hóa, nhưng có lý do để tự mình thực hiện tự động hóa như:

* bạn có thể chỉ có một công tắc gần chúng để điều khiển lên / xuống

* rẻ hơn (một số công ty cung cấp tính năng tự động hóa nâng cao với giá thêm rất nhiều)

* linh hoạt hơn, bạn có thể lập trình chúng mở hoặc đóng trong các trường hợp khác nhau, chúng ta sẽ tìm hiểu về cách tạo máy chủ web bằng python sẽ kết nối với giao diện bluetooth các sắc thái và hiển thị một API để kiểm soát các sắc thái, chúng tôi cũng sẽ tích hợp nó với thingspeak và ở đó bạn có thể làm những việc như kiểm soát các sắc thái theo lịch trình thời gian hoặc kiểm soát nó thông qua đầu vào cảm biến

Đây sẽ là một hướng dẫn trung cấp, bạn sẽ cần các kỹ năng như hàn, lập trình arduino, hiểu biết cơ bản về điện tử và một số cách cài đặt dịch vụ trên máy chủ, chạy và cấu hình chúng.

Nếu bạn thích các video youtube, bạn có thể đăng ký tại đây.

Bước 1: Những điều cần thiết

Mẹo: phóng to ảnh để xem nhãn mô tả trên đó

Các bộ phận:

1. arduino pro mini 16Mhz loại 5V (eBay) 2 $

2. Mô-đun bluetooth HC-05 (eBay) 3,3 $

3. 5 V Rơle hai kênh (eBay) 1,6 $

4. Tranzistor NPN được đánh giá ít nhất là vài ampe, tôi đã sử dụng Tip142T <1 $

5. 220 ohms, bóng bán dẫn 0,25W <1 $

6. diode, 1N4004 <1 $

7. dây để kết nối các bộ phận <1 $

8. PCB (eBay) <1 $ mỗi mảnh

9. 2 x KF301-2P cắm vào đầu nối vít (eBay) <1 $ mỗi mảnh

10. Dây nhảy nam-nữ (eBay) 1,2 đô la x 2 cho một bó

11. Bộ điều chỉnh 5V L7805CV (eBay) <1 $ mỗi mảnh

12. Ổ cắm Jack cắm nguồn DC 5.5mm Nam và nữ (eBay) <1 $ mỗi mảnh

13. Ống co nhiệt hoặc băng cách điện

14. Nguồn cung cấp, nguồn cung cấp phải được đánh giá cho 12V và 2-3A.

Tôi đã trục vớt được từ bộ sạc 12 V 2 A (eBay) 3,2 đô la

14. Khối dải đầu cuối (eBay) 15c

15. giá đỡ cầu chì (Aliexpress) 1 $ mỗi mảnh

16. cầu chì (eBay) <1 $ mỗi mảnh

17. Đầu nối pcb nam & nữ (eBay) <1 $ cho những gì chúng ta cần

18. Cáp nguồn AC

19. hộp nhựa bao vây, tôi là 6 x 19 cm

Công cụ:

1. Hàn sắt bằng thuốc hàn

2. Máy cắt dây

3. Các tua vít khác nhau

4. Máy cắt

5. máy khoan điện và mũi khoan 8,5 mm

6. Bộ chuyển đổi USB sang FTDI nối tiếp FT232RL để lập trình arduino pro mini

7. Máy tính xách tay có cài đặt ArduinoIDE để lập trình arduino

8. Nhẹ hơn nếu bạn sử dụng Ống co nhiệt

9. Một điện thoại thông minh có khả năng kết nối bluetooth (ví dụ như tôi sử dụng Android) có cài đặt phần mềm bluetooth

10. Tùy chọn: kính lúp, đồng hồ vạn năng, kìm

Bước 2: Chuẩn bị

Chọn nguồn điện và hộp nhựa

Điều đầu tiên là xác định bao nhiêu dòng điện và điện áp hoạt động của động cơ bóng.

Điều này có thể được thực hiện khi đọc các thông số kỹ thuật hoặc thực hiện các phép đo bằng đồng hồ vạn năng. Thông thường chúng hoạt động 12 V và 1-3 Amps (của tôi là 2,5 A và 12 V). Nhân dòng điện với bao nhiêu trong số chúng bạn cần lái đồng thời (tôi lái hai) để tìm ra dòng điện tối đa cần thiết. Bạn nên tìm nguồn điện có cùng điện áp và lý tưởng nhất là cùng cường độ dòng điện hoặc cao hơn một chút.

Ở bước này, tôi đã gian lận một chút, sử dụng nguồn điện 12 V và 2,5 A để điều khiển hai động cơ 12 V và 2,5 A, có nghĩa là các động cơ sử dụng gấp đôi năng lượng mà nguồn điện có thể cung cấp. Nhưng bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là PWM (kiểm tra liên kết để xem thêm chi tiết), tôi đã quản lý để điều khiển động cơ đồng thời ở tốc độ thấp hơn.

Lý do tôi làm điều này là để tiết kiệm không gian trong hộp (tôi đã chọn một hộp nhỏ hơn).

Vỏ nhựa sẽ cần có nguồn điện, hai rơ le, một pcb nhỏ với các thiết bị điện tử và dây dẫn, vì vậy hãy chọn kích thước sao cho mọi thứ vừa vặn.

Nguồn điện của tôi có một vỏ bọc bằng nhựa mà tôi đã xé ra bằng dụng cụ dremel, tôi đã cắt các dây hiện có và theo cách này, tôi đã có một bộ nguồn rẻ và nhỏ phù hợp với dự án của mình (xem hình ảnh).

Chuẩn bị cáp động cơ

Bạn cần phải tính toán xem các dây cáp động cơ sẽ dài bao nhiêu, đó là cho đến khi chúng chạm đến hộp điều khiển mà chúng ta đang bắt. Rất có thể các dây cáp hiện tại không đủ dài và bạn sẽ cần phải kéo dài chúng, dải cả hai dây (cáp có lưỡi cắt hiện tại và cáp mở rộng) ở một đầu, đặt ống co nhiệt, hàn các dây sau đó áp dụng nhiệt bằng nhẹ hơn để cách nhiệt.

Ở cuối cáp mở rộng sẽ có một ổ cắm Jack cắm nguồn DC 5.5mm đực. Bạn cần hàn hai dây vào ổ cắm, kết quả cuối cùng sẽ như trong hình.

Cắm Jack cắm nguồn DC 5.5mm cái vào hộp

Sử dụng máy khoan để khoan hai lỗ đủ lớn để kích có thể trượt qua. Cắm các giắc cắm điện vào, vặn bằng đai ốc. Sau đó hàn các dây dày màu đen và đỏ vào từng đầu vào giắc cắm, sau đó cách nhiệt chúng bằng ống co nhiệt. Các dây phải đủ dài để dễ dàng đi vào khối dải đầu cuối, nhưng không dài để chiếm quá nhiều không gian.

Gắn giá đỡ cầu chì với cầu chì

Ở một bên của hộp, hãy khoan một lỗ nhỏ để đặt một đai ốc nhỏ giữ cố định giá đỡ cầu chì. Sau đó, sử dụng kìm, tua vít và đai ốc, vặn chặt nó vào vị trí. Giá đỡ cầu chì phải ở gần vị trí cung cấp điện và phải ở bên trong hộp. Một lần nữa kiểm tra các hình ảnh.

Bước 3: Xây dựng PCB bằng thiết bị điện tử

PCB sẽ chứa bộ vi điều khiển, giao tiếp bluetooth, mô-đun RTC, một tranzistor công suất với một diode để bảo vệ và một rezistor nhỏ, các dây kết nối và bộ điều chỉnh 5V.

Tôi đã đính kèm giản đồ fritzig nên mọi thứ sẽ dễ dàng. Hình ảnh đầu tiên đại diện cho hình ảnh đã xuất của giản đồ và tôi cũng đã đính kèm sketch.fzz (tệp gốc, bạn có thể mở nó bằng công cụ này)

Các bước hàn:

1. cắt các đầu nối PCB cái, có hai đầu nối 12 chân cho bộ vi điều khiển, cũng có một đầu nối 6 chân cho bluetooth và một đầu nối 12 chân khác ở phía bên phải của vi điều khiển và một đầu nối hai chân cho rơ le âm. và sức mạnh tích cực

2. Sau khi tất cả các đầu nối được cắt, phải hàn ở mặt sau của PCB

3. Hàn hai đầu nối phích cắm KF301-2P

4. Đặt bộ điều chỉnh 5V L7805CV trên PCB. Uốn cong chân của nó và hàn nó ở phía bên kia, sau đó cắt các chân thừa bằng máy cắt cáp

5. Hàn tranzistor NPN Tip142T và diode bảo vệ 1N4004, cắt các chân thừa sau

6. Hàn điện trở lại 220 ohm giữa chân kỹ thuật số tương ứng 5 và chân cơ sở tranzistor

7. Hàn dây dày hơn giữa tranzistor và phích cắm KF301-2P (màu đỏ và đen như chúng được đánh dấu trên hình ảnh)

8. Hàn tất cả các dây mỏng màu đỏ (+), đen (-) và trắng (tín hiệu) theo giản đồ fritzig

9. Hàn các chân đực trên bộ vi điều khiển, bạn cần hai chân 12 đực ở hai bên

10. Tạo kết nối giữa mỗi chân tương ứng bên phải của bộ vi điều khiển (nó được giải thích rõ hơn trong hình). Các kết nối sẽ được thực hiện chỉ bằng cách sử dụng hàn (các chân sẽ đóng lại)

11. Tùy chọn: với kính lúp kiểm tra các mối hàn để tìm ngắn mạch và kiểm tra xem các dây có được hàn đúng cách ở mặt sau của PCB hay không, bạn cũng có thể kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng (cài đặt điện trở) nếu có ngắn mạch giữa dương và kết nối tiêu cực. Một thử nghiệm khác là cấp nguồn cho mạch không có vi điều khiển, bluetooth

12. Đặt bộ vi điều khiển và bluetooth HC-05 trên pcb

Bước 4: Nối dây và lắp ráp

Bây giờ chúng tôi đã sẵn sàng pcb của mình, hộp nhựa của chúng tôi đã sẵn sàng các dây cáp màu và các thành phần khác của chúng tôi đã chuẩn bị. Tất cả những gì chúng ta cần làm bây giờ là nối dây cho hệ thống.

1. thông qua lỗ bên trên của hộp, lắp cáp nguồn AC, tháo cáp và hàn nó vào nguồn điện (nếu nguồn điện của bạn có vít thì hãy vặn nó lại)

2. sử dụng dây màu đỏ hàn đầu ra (+) của nguồn điện với một trong các phía cầu chì, sử dụng một chút ống co nhiệt để giấu dây bị tước tiếp xúc.

3. Hàn một dây màu đỏ khác vào phía bên kia của cầu chì áp dụng ống co lại, phía bên kia của dây phải được lắp và vặn vào đầu vào (+) của đầu nối vít KF301-2P

4. hàn một dây màu đen vào phía đầu ra (-) của nguồn điện và sau đó vặn nó vào đầu nối vít KF301-2P đầu vào PCB

4. Sử dụng các đầu nối breadboard nam-nữ, kết nối rơ le âm và dương với các đầu nối âm và dương của pcb. Đồng thời kết nối các chân 8 và 9 của bộ vi điều khiển (sử dụng các đầu nối mẹ pcb ở bên trái của PCB) với các chân kích hoạt rơle

5. kết nối một bên của khối dải đầu cuối với các dây màu đen tương ứng màu đỏ đến từ các đầu nối Phích cắm Nguồn DC 5.5mm cái. Trong bạn có nhiều hơn một đầu nối cái 5,5 mm như tôi làm, sau đó tất cả các dây màu đỏ sẽ kết thúc ở phía trên bên trái của khối thiết bị đầu cuối và tất cả các dây màu đen ở phía trên bên phải của khối thiết bị đầu cuối (xem hình ảnh). Khi bạn sẽ vận hành các sắc thái nếu chúng không di chuyển theo cùng một hướng, chúng tôi sẽ đảo ngược các dây ở đây (sẽ nói thêm về điều đó sau)

6. kết nối dây dương và dây âm đến từ đầu nối vít KF301-2P (ra) với các đầu giữa của các đầu nối rơle. Giữa các thiết bị đầu cuối được gọi là chung.

7. kết nối phía bên trái của rơ le bên trái (không quan trọng bạn đang đối mặt với thực tế như thế nào) với phía bên trái của rơ le bên phải với phía dưới bên trái của khối thiết bị đầu cuối. Sau đó kết nối phía bên phải của rơle bên trái với phía bên phải của rơle bên phải với phía dưới bên phải của khối thiết bị đầu cuối. Khối đầu cuối sẽ có mặt trên được kết nối với các đầu nối 5,5 mm cái (xem bước 5).

Lưu ý: Tôi đã mô tả khối thiết bị đầu cuối có các mặt trên và dưới, mỗi bên có một bên trái và bên phải. Bạn giữ khối thiết bị đầu cuối như thế nào không quan trọng miễn là bạn nhớ mặt nào là mặt gì. Bạn có thể kiểm tra các hình ảnh và đặc biệt là giản đồ fritzig.

Bước 5: Mã Arduino

Mã cần được tải lên arduino pro mini bằng bộ chuyển đổi USB sang FTDI nối tiếp FT232RL.

Bạn sẽ cần kết nối chân GND, VCC, Rx, Tx và DTR với arduino pro mini. Sau đó mở phần mềm arduino chọn công cụ / cổng và bất kỳ cổng nào bạn đang sử dụng. Sau đó là Tools / Board / Arduino Pro hoặc Pro Mini. Sau đó Công cụ / Bo mạch / Bộ xử lý / ATmega328 (5V 16Mhz).

Cuối cùng, mở bản phác thảo bên dưới và nhấn tải lên.

Điều chỉnh: Điều duy nhất có thể được điều chỉnh trong bản phác thảo là pwmPower. Giá trị có thể nằm trong khoảng từ 0 đến 255 và nó đại diện cho lượng điện năng cung cấp sẽ đi đến các động cơ sắc thái. Về cơ bản, nó bật và tắt nguồn nhanh chóng. Tôi đã triển khai nó chủ yếu để cho phép tôi sử dụng nguồn điện nhỏ hơn mà không bị quá nóng hoặc tắt. Nếu bộ nguồn của bạn có công suất lớn hơn nguồn động cơ sẽ hút, bạn có thể đặt pwmPower thành 255.

Vậy chương trình này hoạt động như thế nào: đầu tiên nó lắng nghe đường truyền nối tiếp (một phần mềm thứ cấp nối tiếp) cho các đường truyền đến. Khi một quá trình truyền đến, thông báo được đọc trong bộ đệm cho đến khi dấu ";" hiện tại hoặc đạt đến cuối bộ đệm. Sau đó, nó được phân tích cú pháp và nếu nó ở định dạng đúng (ví dụ: O45;) thì hàm toggleState được gọi với trạng thái tham số đầu tiên và sau đó là thời lượng.

Để đạt được công tắc phân cực, cả hai rơle đều được mở hoặc đóng. Tranzistor được bật và tắt bằng cách sử dụng PWM trong khoảng thời gian xác định. O45 có nghĩa là sẽ mở trong 45 giây.

Sau khi lệnh được thực hiện, bộ đệm sẽ bị xóa.

Bước 6: Cách sử dụng

Chúng ta có thể sử dụng các điều khiển theo nhiều cách

1. Thông qua ứng dụng bluetooth android hoặc iphone (đơn giản nhất)

Trong bản demo của mình, tôi đã chọn một ứng dụng Android có tên là Bluetooth Controller. Ứng dụng này cho phép bạn tùy chỉnh các nút sẽ gửi dữ liệu nối tiếp. Tôi đã tạo hai nút có tên là Lên và Xuống, tôi đã liên kết Lên với mã "C40;" và Xuống với "O35;".

"C40;" có nghĩa là tôi sẽ đóng (thu lại) các sắc thái trong 40 giây, "035" có nghĩa là sẽ mở (chúng tăng lên) trong 35 giây. ";" là dấu chấm dứt lệnh mà tôi đã chọn trong bản phác thảo của mình, điều đó có nghĩa là nó báo hiệu sự kết thúc của một lệnh.

2. Thông qua tập lệnh python đang chạy liên tục trong nền

Đây là phần nâng cao của hướng dẫn. Tôi có mande một tập lệnh python sẽ chạy trên một máy chủ như raspberry pi hoặc máy tính xách tay có truy cập internet. Nó sẽ kết nối với bluetooth trên hộp điều khiển và nó sẽ hiển thị một API http. API có thể được truy cập trực tiếp hoặc thông qua điều khoản.

Tôi sẽ giải thích từng bước những gì bạn cần làm

Một. điều đầu tiên là ghép nối bluetooth

bạn sẽ sử dụng lệnh bluetoothctl từ bảng điều khiển, loại bên trong

bật nguồn

có thể phát hiện trên tác nhân trên tác nhân mặc định có thể ghép nối khi quét trên cặp xx: xx: xx: xx: xx: xx (và nhập mật khẩu) tin cậy xx: xx: xx: xx: xx: xx (nếu không có mật khẩu):

tiếp theo mở tệp cấu hình bluetooth

vim /etc/bl Bluetooth/rfcomm.conf

bên trong, bạn sẽ cần phải cấu hình thiết bị bluetooth của mình như sau:

rfcomm1 {

ràng buộc có; thiết bị_địa_chỉ_lấp_mạc của bạn giống như 97: D3: 31: 21: A0: 51; kênh 1; bình luận "Kết nối với sắc thái của tôi bt"; }

ràng buộc, khởi động lại các dịch vụ bluetooth

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

NS. cài đặt bình, bình auth cơ bản:

sudo -H pip cài đặt Flask Flask-BasicAuth

NS. tạo một tệp server.py bằng mã sau và chạy máy chủ:

# cách sử dụng: python httpToBluetooth mật khẩu tên người dùng bluetooth_address

# Lưu ý: tên người dùng, mật khẩu được sử dụng

nhập hệ điều hành, bluetooth, sys, luồng

from flask import Flask from flask_basicauth import BasicAuth from queue import Queue app = Flask (_ name_) configuration = sys.argv app.config ['BASIC_AUTH_USERNAME'] = configuration [1] app.config ['BASIC_AUTH_PASSWORD'] = configuration [2] queue = Queue () basic_auth = BasicAuth (app) class BluetoothBackground (threading. Thread): def _init _ (self, bluetooth_address, queue): threading. Thread._ init _ (self) self._ bluetooth_address = bluetooth_address self._ queue = queue self.shutdown = False def run (self): self._ bluetooth = self.get_bl Bluetooth () while not self.shutdown: message = self._ queue.get () self._ bluetooth.send (message) self._ bluetooth.close () def get_bl Bluetooth (self): connect = bluetooth. Bl BluetoothSocket (bluetooth. RFCOMM) connect.settimeout (Không có) thử: connect.connect ((self._ bluetooth_address, 1)) ngoại trừ Exception, e: print 'Lỗi kết nối với bluetooth' + kết nối str (e).setblocking (Sai) trả về lớp kết nối Webserver (luồng. Thread): def run (self): port = in t (os.environ.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 (command): queue.put (command) return 'ok' thread = thread.append (BluetoothBackground (configuration [3], queue)) thread.append (Webserver ()) [thread.start () cho chuỗi trong chuỗi]

để chạy máy chủ thực thi:

python server.py mật khẩu người dùng 97: D2: 31: 20: A0: 51

Được rồi, server.py là tập lệnh của chúng tôi, người dùng và mật khẩu là thông tin đăng nhập được sử dụng để xác thực của bạn và "97: D2: 31: 20: A0: 51" là địa chỉ MAC bluetooth của bạn.

NS. sử dụng máy chủ của bạn để gửi lệnh từ mọi nơi trên thế giới

từ loại trình duyệt: https:// your_ip: 5000 / send_to_serial / C30;

- nhập người dùng và mật khẩu mà bạn đã thiết lập trước đó khi khởi động máy chủ python

- "C30;" là lệnh sẽ được chuyển tiếp đến thiết bị bluetooth (hộp của chúng tôi sẽ điều khiển các sắc thái)

- kiểm tra xem cổng 5000 không bị tường lửa của bạn chặn (chúng tôi đang sử dụng cổng đó)

- nếu bạn đang ở phía sau một bộ định tuyến (ví dụ: một quả mâm xôi pi), bạn cần tạo một cổng chuyển tiếp từ bộ định tuyến từ cổng 5000 sang cổng 5000

e. bạn có thể sử dụng thingspeak để thực hiện những việc như kiểm soát các sắc thái theo lịch trình thời gian hoặc khi một số dữ liệu cảm biến kênh thay đổi. Ví dụ: bạn có thể móc một cảm biến ánh sáng (bên ngoài) để nói suy nghĩ và khi mức độ ánh sáng giảm xuống một mức nào đó (là buổi tối), bạn có thể đóng các bóng râm để những người bên ngoài không nhìn thấy bạn.

Bạn có thể kết nối các sắc thái (máy chủ python mà chúng tôi đã thiết lập trước đó) với thingspeak bằng ThingHTTP.

Tôi đã bao gồm một hình ảnh về biểu mẫu ThingHTTP với dữ liệu được điền vào làm ví dụ và một hình ảnh với TimeControl Vì vậy, để có được sự linh hoạt tối đa, điều gì đó sẽ làm bất cứ điều gì bạn cần.

3. Thông qua ứng dụng tự động hóa tại nhà của tôi

Điều này phức tạp hơn một chút, ứng dụng tự động hóa tại nhà của tôi làm được nhiều việc hơn là kiểm soát các sắc thái.

Nó cũng điều khiển đèn, cửa, có nhiều cảm biến, tích hợp với công tắc và có các quy tắc phức tạp do người dùng xác định, ví dụ có thể mở các bóng nếu mức ánh sáng bên trong thấp hoặc nếu trời sáng.

Bạn có thể kiểm tra kho lưu trữ github của tôi và nếu bạn có câu hỏi, tôi sẽ sẵn lòng trả lời chúng.

Nếu bạn thấy hướng dẫn của tôi có phần hữu ích, hãy chia sẻ nó hoặc thêm nó vào mục yêu thích. Và tôi cũng muốn xem một số bình luận thú vị:)