Tende intelligenti controllate da Alexa integrate: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Ci sono molti progetti Smart Blind e Instructables attualmente disponibili online. Tuttavia, volevo dare il mio tocco ai progetti in corso con l'obiettivo di avere tutto all'interno dei ciechi, inclusi tutti i circuiti. Ciò significherebbe un sistema di tende intelligenti più pulito e presentabile.

Quindi, nel mio primo Instructable, ti mostrerò come puoi creare il tuo sistema di tende intelligenti che può essere controllato dalla tua voce tramite Alexa, utilizzando un dispositivo mobile o manualmente alle tapparelle stesse.

Fornirò tutto ciò che posso in modo che tu possa crearne uno tuo! Divertiti:D

Forniture

Saldatore e Saldatore

Pistola per colla a caldo

1 x Servo a coppia elevata da 270 gradi (https://amzn.to/31Y1EqD)

1 x scheda di sviluppo NodeMCU ESP8266. Qualcosa di simile a questo:

2 x pulsanti tattili

Prototipazione Veroboard

Lunghezza richiesta del cavo dell'altoparlante per raggiungere una presa USB (5V)

Stampante 3D con PLA o servizio di stampa 3D

Lunghezze del cavo di collegamento

Pin di intestazione femmina e maschio per adattarsi a Veroboard (questo è facoltativo, non è necessario se si desidera saldare tutto direttamente alla scheda)

Passaggio 1: smantellamento della tenda attuale

Ok, la prima parte suona un po' spaventosa, ma è molto semplice e generalmente la maggior parte delle tende usa lo stesso sistema, con un aspetto leggermente diverso!

La prima cosa che devi fare è trovare il lato in cui si trova l'attuale sistema di carrucole che ti consente di aprire e chiudere le tapparelle. Sembrerà simile alla prima immagine (questa è già stata tolta dalle persiane)

Una volta individuato, è necessario rimuoverlo dai bui. Si tratta solo di rimuovere l'estremità della corda che pende (c'è un nodo situato all'estremità di ogni corda). Una volta rimossi, ci sarà una piccola rondella di tenuta sull'asta esagonale o quadrata che attraversa il sistema. Rimuovere questo (si prega di tenerlo come necessario in seguito) e quindi far scorrere il sistema di pulegge verso l'estremità dell'asta.

Questo è tutto ciò che deve essere rimosso. Dovrebbe lasciarti con l'asta dove si trovava e dovrebbe esserci anche un foro dove passavano le corde della puleggia, qui è dove saranno posizionati i pulsanti per il controllo manuale. La seconda immagine mostra come appariranno gli interni una volta rimossa la vecchia puleggia.

Il motivo della rimozione di questa puleggia è perché crea troppa resistenza sul servomotore, causando lo stallo del motore e quindi non può spostare fisicamente le tende.

Passaggio 2: inserti per la stampa 3D

Ok, quindi di seguito ho incluso tutti i file 3D necessari per creare gli Smart Blinds. Se non possiedi una stampante 3D, ci sono vari servizi online che stamperanno le parti per te a un piccolo costo. Ho incluso sia i file STL pronti per la stampa che i file grezzi Fusion 360 se è necessario regolare una qualsiasi delle dimensioni o delle forme poiché purtroppo non tutti i bui sono uguali! Ecco una breve spiegazione di ciascun modello di seguito:

Servo Accoppiamento - L'accoppiamento del servo è progettato per adattarsi a qualsiasi accessorio servo standard e si attacca al servo usando le viti fornite con il servo. L'accoppiamento che ho incluso si adatterà a un'asta esagonale all'interno della tenda con un diametro di 6 mm.

Inserto del circuito principale - Questo inserto è progettato per la scheda del circuito principale da incollare sopra e posizionarsi all'interno della tenda sotto l'asta di controllo della tenda.

Inserto servo - Questo inserto è progettato per fissare il servo e poi farlo scorrere all'estremità delle tapparelle. Manterrà il servo saldamente senza alcun movimento. Questo è stato progettato per adattarsi al servo collegato nella sezione forniture.

Portapulsante - Infine, il portapulsante consentirà al circuito di pulsanti creato in seguito di essere tenuto in posizione sopra il foro lasciato nelle tende dalle pulegge. Questi consentiranno il funzionamento manuale delle tapparelle, se necessario.

Passaggio 3: costruire il circuito

Questo passaggio richiederà un po' di saldatura, ma ne vale la pena! Prenditi il tuo tempo e non avere fretta.

Costruiremo il circuito su Veroboard in rame, questo consentirà di costruire facilmente il circuito, assicurati solo di tagliare le tracce corrette per fermare eventuali cortocircuiti!

Si prega di seguire lo schema del circuito Fritz incluso per costruire il circuito Smart Blinds. Quando si costruisce il circuito, è necessario stampare l'inserto del circuito. Quindi, a seconda delle dimensioni che devi creare per i tuoi bui, cerca di rendere il circuito il più piccolo possibile. Come puoi vedere da quello che ho creato, il Verboard ha la stessa larghezza della lunghezza della scheda nodeMCU. Ciò consente di risparmiare spazio prezioso una volta all'interno della tenda.

Come menzionato nella sezione dei materiali di consumo, ho scelto di saldare i pin dell'intestazione femmina sulla scheda, questo mi avrebbe permesso di cambiare facilmente il nodeMCU in caso di guasto o se si fosse verificato un problema. Tuttavia, se lo desideri, è perfettamente accettabile saldare la scheda nodeMCU direttamente sulla Veroboard.

L'unica cosa che consiglierei è l'uso di intestazioni maschio per la connessione del servo sulla scheda, questo rende molto più facile l'installazione una volta all'interno delle tapparelle.

Le immagini mostrano la tavola completata (con la parte stampata in 3D già incollata)

Circuito a pulsante

L'altro circuito che devi costruire è il circuito a pulsante che ti consentirà di ignorare manualmente il movimento della tenda, se necessario. Il supporto stampato in 3D incluso ha spazio sufficiente per due pulsanti e include anche un foro per i 3 cavi da far passare lateralmente (1 GND e 1 per ciascun ingresso digitale dei pulsanti) Come puoi vedere dallo schema elettrico, i cavi GND sono daisy è cambiato quindi c'è solo un cavo che unisce il circuito del pulsante GND al circuito NodeMCU GND.

La dimensione necessaria per realizzare il Circuit Veroboard è:

L = 24 mm

L = 21mm

Passaggio 4: preparazione della scheda NodeMCU

Il passaggio successivo consiste nel caricare il software richiesto sulla scheda NodeMCU. Il modo per farlo è usare l'IDE di Arduino. Tuttavia, non è un caso di plug and play perché la libreria per NodeMCU deve essere installata nell'IDE.

Piuttosto che seguire questo processo, consiglierei di utilizzare questa guida in quanto spiega tutti i passaggi e i dettagli necessari per far funzionare NodeMCU con l'ambiente Arduino:

bit.ly/2Rznoni

Una volta completato Instructable sopra, ora dovresti essere in un punto in cui il NodeMCU può essere programmato utilizzando l'IDE Arduino, il NodeMCU può connettersi al tuo WiFi e puoi anche controllarlo tramite un browser web.

Passaggio 5: programmazione di NodeMCU con il software Smart Blinds

Il passo successivo è caricare effettivamente il programma smart blinds sulla scheda NodeMCU. Esiste già una straordinaria libreria che ti consente di controllare l'illuminazione intelligente con il controllo della luminosità tramite NodeMCU e Alexa. La Libreria è creata da AirCookie e permette di programmare fino a 10 dispositivi. Puoi trovare il codice sorgente originale qui:

Nel caso delle Smart Blinds, utilizziamo l'On/Off della luce virtuale per accendere le tapparelle dalla posizione Off (0) e dalla posizione On (l'ultima percentuale utilizzata). Usiamo quindi l'impostazione Luminosità come importo che vogliamo che la tenda si apra. Tuttavia, questo varia solo da 0-70% con il 70% che rappresenta l'intera gamma del servo.

Ho incluso il file Arduino. Quindi per favore scarica il codice e poi aprilo. Puoi vedere che non ci vuole molto perché tutto questo accada, ma ci sono un paio di modifiche che devi apportare.

SSID WiFi: la prima cosa è cambiare l'SSID in modo che corrisponda alla connessione WiFi che si desidera utilizzare. Questo deve corrispondere esattamente, altrimenti avrai problemi di connessione.

Password WiFi: la seconda cosa che devi cambiare è la password WiFi in modo che corrisponda alla password dell'SSID a cui ti stai connettendo.

Libreria Espalexa: Quindi devi assicurarti di aggiungere la libreria Espalexa al tuo IDE Arduino. Per fare ciò, segui questo brevissimo tutorial:

Modifica il nome del dispositivo: l'ultima cosa che devi fare è cambiare il nome del dispositivo nel modo in cui desideri che appaia nell'App Alexa. Per fare ciò, cambia la parte in questa riga 'espalexa.addDevice("Blinds", servoPositionChanged, 20)' dove dice 'Blinds'. Cambia questo in qualsiasi cosa tu voglia.

Una volta completati tutti i passaggi precedenti, è sufficiente premere il pulsante di caricamento per caricare il programma sulla scheda NodeMCU. Ora si spera che riesca e che tu possa procedere al passaggio successivo, Test!

Testare il programma:

Nel tuo caso, ora dovresti essere a un punto in cui hai costruito il circuito. Tuttavia, ai fini di questo imperscrutabile, la pagina mostra il mio test come configurazione di una breadboard temporanea. Ora che hai costruito il circuito e caricato il programma, puoi testare che tutto funzioni correttamente. Quindi collegare tutto secondo lo schema elettrico e quindi prima verificare che i pulsanti manuali funzionino. Un pulsante dovrebbe girare il servo in un senso e l'altro dovrebbe farlo girare al contrario. Una volta completato, devi aggiungere il dispositivo ad Alexa.

Per aggiungere il dispositivo al tuo Alexa, segui questi passaggi:

1. Apri la tua app Alexa sul tuo dispositivo mobile

2. Vai alla scheda Dispositivi e poi premi il segno più in alto a destra dello schermo

3. Quindi, premi "Aggiungi dispositivo"

4. Scorri verso il basso fino a trovare il titolo che dice "Altro"

5. Quindi premere scopri dispositivi. Ci vorranno alcuni secondi e il tuo dispositivo apparirà con il nome che hai inserito nel codice

6. È quindi possibile aggiungere il dispositivo all'elenco dei dispositivi

Una volta aggiunto il dispositivo, puoi utilizzare Alexa per impostare il servo su qualsiasi posizione desiderata dallo 0-70% dicendo "Alexa, imposta il (nome che dai al tuo dispositivo) al 50%" Fallo a percentuali diverse per assicurati che risponda correttamente.

In caso di problemi con il lato Alexa delle cose, utilizzare il collegamento Github alla libreria in cui è possibile risolvere il problema:

Passaggio 6: preparazione delle varie parti

Il passaggio successivo è dove le cose iniziano a riunirsi e questo è mettere tutto nei vari supporti 3D pronti per essere inseriti nel telaio cieco

Assemblaggio del servo:

La prima cosa da fare è preparare il servo per il montaggio nella tenda. A causa delle dimensioni del servo, è necessario rimuovere due dei fori per le viti di supporto, operazione molto semplice grazie alla costruzione in plastica. Rimuovere i due fori per le viti come cerchiato nell'immagine.

Una volta rimossa questa parte, far scorrere il servo nel supporto del servo stampato in 3D e utilizzare le viti fornite per fissare il servo in posizione.

Alimenta il cavo del servo dalla parte posteriore del servo e dalla parte inferiore del supporto.

Collegamento del giunto:

Il passo successivo è quello di adattare l'accoppiamento al servo. Per fare ciò, utilizzare l'attacco per disco completo fornito con il servo e utilizzare due delle viti fornite per avvitare il disco al lato dell'accoppiamento con i fori per le viti. Le viti saranno più grandi dei fori nell'attacco del servo quindi prenditi il tuo tempo e fai attenzione a non rompere la plastica.

Una volta che il disco è collegato al giunto, l'ultima cosa da fare è far scorrere il gruppo del giunto sulla scanalatura del servo e utilizzare la vite scanalata per fissarlo saldamente al servo.

Circuito principale e pulsanti:

Per assemblare il circuito principale nel supporto del circuito, ho semplicemente usato una colla a caldo per coprire la maggior parte della parte inferiore del circuito e poi l'ho premuto contro il supporto. Questo è sufficiente per fissarlo in posizione e l'obiettivo principale della montatura è fermare il cortocircuito del circuito contro il telaio metallico cieco.

Il circuito del pulsante è facile da montare e non richiede colla a caldo. Per assemblarlo è sufficiente far passare i 3 cavi attraverso l'apposita fessura e poi far scorrere il circuito nelle fessure laterali fino all'arresto.

Cavo di alimentazione di rete:

Per il cavo di rete, ho usato un cavo per altoparlanti a 2 core e ho saldato una connessione USB a un'estremità. Ciò consente al circuito di essere alimentato da una presa USB standard che molte persone hanno. Raccomando di usare simili al mio che è: 5V/2.1A. Non è necessario superare i 5V poiché questo è tutto ciò che il servo richiede.

Rendere il cavo della lunghezza necessaria per raggiungere le tapparelle quando viene rimontato e abbastanza lasco, in modo da assicurarsi che non tiri il circuito ei cavi.

Passaggio 7: mettere tutto insieme

Questo è l'ultimo passo per costruire effettivamente le tue Smart Blinds!

Inserimento del circuito stampato

Il primo passo è inserire la scheda principale nel telaio cieco. Consiglio di metterlo sul lato opposto della prima puleggia dove siederà il servo. Per inserire la tavola, sollevare l'asta che si staccherà dal telaio cieco. Una volta che riesci a raggiungerlo, fai scorrere il circuito all'interno, assicurandoti che sia completamente spinto nella parte inferiore del telaio e che si trovi nella posizione giusta in cui tutti i cavi raggiungeranno. (Le mie immagini mostrano già i cavi in posizione)

Inserimento dei pulsanti

Il secondo passaggio, mentre l'asta è ancora sollevata, consiste nel fissare i pulsanti in posizione. Per fare questo, metti un po' di colla a caldo (o supercolla se non ti dispiace che sia permanente), quindi posiziona i bottoni rivolti verso il basso sopra il foro. Assicurati di poter accedere a entrambi i pulsanti dal basso, in modo simile all'immagine. Ora instradare i cavi attorno alla puleggia come mostrato nell'immagine e collegarli agli ingressi corretti secondo lo schema elettrico.

Inserimento del gruppo servo

Il passaggio successivo consiste nell'inserire il gruppo servo. Per fare ciò, fai semplicemente scorrere il corpo principale nell'estremità della tenda. Dovrebbe scivolare facilmente dentro dopo alcune spinte e tiri sul supporto. Non collegare il giunto a questo punto poiché l'asta dovrebbe essere ancora sollevata e non completamente in posizione. Fai passare il cavo del servo attraverso il supporto e nella stessa direzione dei cavi dei pulsanti, quindi collegalo alla scheda del circuito.

Potenza:

Quindi, fai passare il cavo di alimentazione attraverso l'estremità del telaio cieco, quindi sotto il supporto del servo dove passano i cavi del servo. Quindi alimentarlo nella stessa direzione del resto dei cavi e fissarlo ai terminali a vite corretti. Assicurandosi che sia bello e sicuro e che non si stacchi.

Collegamento delle parti meccaniche insieme:

L'ultimo passaggio consiste nel collegare il servo all'asta cieca. Quindi, per prima cosa, reinserisci l'asta in posizione e falla scorrere verso il servo fino in fondo. Sostituire la piccola rondella di fermo che è stata rimossa in precedenza durante la rimozione della puleggia. Spingere la rondella fino in fondo. Ora, quando scuoti l'asta avanti e indietro, non dovrebbe scivolare fuori posto.

Ora gira l'asta nella posizione che desideri quando il tuo servo è a 0 GRADI. Successivamente, portare il servo a 0 GRADI anche ruotando l'accoppiamento in senso orario fino a quando il servo non può più girare.

Quindi, far scorrere il gruppo del servo verso l'asta e l'accoppiamento e l'asta dovrebbero allinearsi, in caso contrario potrebbe essere necessario ruotare leggermente l'asta (non ruotare il servo poiché lo metterebbe fuori posizione) Una volta allineati entrambi, spingerli insieme finché non si muoveranno più.

Assemblaggio completato:

Questo è tutto all'interno della tenda assemblata insieme. Prima di riagganciare la tenda alle staffe, assicurarsi che tutto all'interno sia collegato correttamente e che tutti i collegamenti elettrici e meccanici siano saldi.

Un piccolo consiglio che darei è quello di posizionare un po' di nastro isolante elettrico sopra il chip wifi. Questo perché si avvicina molto all'asta della tenda quando gira.

Passaggio 8: test finale

Ecco fatto!, ora hai completato tutti i passaggi necessari per far controllare gli Smart Blinds da Alexa.

L'ultimo passaggio consiste nell'eseguire un test completo sul sistema cieco.

In primo luogo, accendi le tue persiane e dagli 20-30 secondi per assicurarti che si sia connesso completamente al WiFi. A volte può volerci un po' di tempo a causa della mancanza di antenna sulla scheda NodeMCU, può ostacolare il passaggio attraverso il telaio metallico cieco.

Una volta che è alimentato e connesso, i bui si sposteranno nella loro posizione predefinita. A questo punto, prova a giocare usando una combinazione dei comandi di Alexa e anche usando i pulsanti manuali.

Spero ti sia piaciuto creare il mio primo Instructable. Le tende intelligenti controllate da Alexa