Taa ya IoT ya DIY ya Uendeshaji wa Nyumbani -- Mafunzo ya ESP8266: Hatua 13 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Katika mafunzo haya tutafanya taa iliyounganishwa na mtandao. Hii itaingia ndani ya mtandao wa vitu na kufungua ulimwengu wa mitambo ya nyumbani!

Taa imeunganishwa na WiFi na imejengwa kuwa na itifaki ya ujumbe wazi. Hii inamaanisha unaweza kuchagua njia yoyote ya kudhibiti unayotaka! Inaweza kudhibitiwa kupitia kivinjari cha wavuti, programu za vifaa vya nyumbani, wasaidizi mahiri kama Alexa au Google Assistant, na mengi zaidi!

Kama bonasi taa hii huenda pamoja na programu kudhibiti mradi. Hapa unaweza kuchagua njia tofauti za rangi, fifia kati ya rangi za RGB, na uweke vipima muda.

Taa inajumuisha bodi ya LED na bodi ya kudhibiti. Bodi ya LED hutumia aina tatu tofauti za LED kwa jumla ya njia tano za LED! Hii ni RGB pamoja na nyeupe yenye joto na baridi. Kwa sababu chaneli hizi zote zinaweza kuwekwa peke yake, una jumla ya mchanganyiko wa peta 112.3!

Tuanze!

[Cheza video]

Hatua ya 1: Sehemu na Zana

Sehemu

• Wemos D1 Mini
• 15 x Nyeupe zenye joto 5050
• 15 x Baridi nyeupe za 5050
• 18 x RGB 5050 LEDs
• Vipimo 6 x 300 ohm 1206
• Vipimo vya 42 x 150 ohm 1206
• Vipimo 5 x 1k ohm

• 5 x NTR4501NT1G

  MOSFET

• Mdhibiti wa voltage ya mstari, 5V

• PCB

  Pakua faili za kijinga katika hatua ya mzunguko ili utengeneze PCB zako mwenyewe

• PSU 12V 2A

Zana

• Chuma cha kulehemu

  • Bati ya kulehemu
  • Fluji ya kutengenezea kioevu
• Mkanda wa kuficha
• Mkanda wa pande mbili
• Printa ya 3D
• Vipande vya waya

Hatua ya 2: Mpango

Mradi kamili una sehemu kuu nne:

1. Mzunguko

   Mzunguko unafanywa kwenye PCB. Mzunguko uliokamilishwa una zaidi ya vifaa 100 vya kibinafsi. Ni afueni kubwa kutoweka waya wote kwa mkono kwenye ubao wa maandishi

2. Msimbo wa Arduino

   Ninatumia Wemos D1 Mini ambayo hutumia ESP8266 kama dhibiti ndogo iliyounganishwa na WiFi. Nambari itaanza seva kwenye D1. Unapotembelea anwani ya seva hii D1 itatafsiri hii kama amri tofauti. Mdhibiti mdogo basi hufanya kazi kwa amri hii ili kuweka taa ipasavyo

3. Udhibiti wa Kijijini

   • Nilitengeneza programu kwa ajili ya mradi huu kuifanya iwe rahisi iwezekanavyo kudhibiti taa kwa kupenda kwako
   • Taa nadhifu inaweza kudhibitiwa na kila kitu kinachoweza kutuma ombi la kupata GET. Hii inamaanisha taa inakubali amri kutoka kwa safu isiyo na kikomo ya vifaa

4. Uchapishaji wa 3D

   Taa hii nzuri inastahili kesi ya kupendeza. Na kama miradi mingi sana unahitaji kesi nzuri, uchapishaji wa 3D unakusaidia

Hatua ya 3: Mzunguko

Niliamuru PCB zangu kutoka jlcpcb.com. Wakati kamili wa kufunua: pia walifadhili mradi huu.

PCB ina sehemu mbili. Ina bodi ya LED na bodi ya kudhibiti. PCB inaweza kupigwa mbali ili kuunganisha baadaye sehemu hizi mbili na waya rahisi. Hii ni muhimu kwa kuweka taa ndogo zilizochapishwa za 3D, na kuelekeza bodi ya LED kueneza taa sawasawa kupitia chumba cha shimo.

Bodi ya kudhibiti ina nyumba ya kudhibiti D1 microcontroller pamoja na MOSFET tano za kupunguza taa za LED, na mdhibiti wa voltage kumpa microcontroller laini 5V.

Bodi ya LED ina njia tano za LED katika aina tatu tofauti za LED. Kwa sababu tunatumia chanzo cha nguvu cha 12V LEDs zimesanidiwa kama LED tatu mfululizo na kontena kisha hurudiwa mara 16 sambamba.

Mwangaza mweupe wa kawaida kawaida huchota 3.3 V. Kwenye sehemu ya bodi, tatu za LED hizi ziko katika safu ambayo inamaanisha kushuka kwa voltage imejumlishwa kwenye mzunguko. LED tatu ambazo huchota 3.3 V kila moja inamaanisha sehemu moja ya LED huchota 9.9 V. Mzunguko unatumiwa na 12 V ili iache 2.1 V.

Ikiwa sehemu hiyo ilikuwa na LED tatu tu wangepata voltage zaidi kuliko inavyosambaa. Hii sio nzuri kwa LED na inaweza kuwaharibu haraka. Hii ndio sababu kila sehemu pia ina kipinzani katika safu na LED zote tatu. Kinzani hii iko kwa kudondosha iliyobaki 2.1 V katika makutano ya safu.

Kwa hivyo ikiwa kila sehemu ina akaunti ya 12 V ambayo inamaanisha kila sehemu imeunganishwa kwa kila mmoja kwa usawa. Wakati mizunguko imeunganishwa kwa sambamba wote hupata voltage sawa na ya sasa imekusanywa. Ya sasa katika unganisho la mfululizo huwa sawa kila wakati.

LED ya kawaida huchota mA 20 kwa sasa. Hii inamaanisha sehemu, ambayo ni LED tatu na kontena katika safu bado itavuta 20 mA. Tunapounganisha sehemu kadhaa kwa usawa, tunaongeza ya sasa. Ikiwa utakata taa sita za LED kutoka kwenye ukanda, una sehemu hizi mbili kwa usawa. Ambayo inamaanisha mzunguko wako jumla bado unachota 12 V, lakini wanachora 40 mA kwa sasa.

Hatua ya 4: LED za Soldering

Kutoka kujaribu vitu vichache nimepata mkanda rahisi wa kuficha ni bora tu na rahisi kwa kuiweka PCB isizunguke.

Kwa sehemu zilizo na pini nyingi, kama vile pini 6 kwenye LED ya 5050, ninaanza kwa kuweka chini solder kwenye moja ya pedi za PCB. Halafu ni suala la kuweka tu solder hii iliyoyeyushwa na chuma ya kutengeneza wakati unatelezesha sehemu hiyo mahali pake na jozi.

Sasa pedi zingine zinaweza kushughulikiwa kwa urahisi na solder fulani. Walakini, ili kuharakisha kazi hii ninashauri kuchukua utaftaji wa kioevu. Siwezi kupendekeza vitu hivi vya kutosha.

Tumia baadhi ya mtiririko kwa pedi za solder, halafu kuyeyusha solder kwenye ncha ya chuma chako cha kutengeneza. Sasa ni suala tu la kuleta solder iliyoyeyuka kwenye pedi na kila kitu kinapita mahali. Nzuri na rahisi.

Linapokuja suala la vipinga na vifaa vingine vya pedi mbili hakuna flux ya solder inahitajika sana. Omba solder kwa moja ya usafi na kuleta kontena mahali pake. Sasa kuyeyusha tu solder kwenye nambari mbili ya pedi. Peasy rahisi.

Angalia picha ya tano katika hatua hii. Makini na mwelekeo wa LEDs. LED nyeupe zenye joto na baridi zina alama zao kwenye kona ya juu kulia. LED za RGB zina alama yao kwenye kona ya chini kushoto. Hili ni kosa la kubuni kutoka kwa sehemu yangu, kwa sababu sikuweza kupata hati ya data ya RGB za LED zinazotumiwa katika mradi huu. Ah vizuri, ishi na ujifunze na yote hayo!

Hatua ya 5: Bodi ya Udhibiti wa Soldering

Baada ya kumaliza marathon ya bodi ya LED, bodi ya kudhibiti ni upepo wa kutuliza. Niliweka MOSFET tano na vipinga vyanzo vinavyolingana vya lango, kabla ya kuhamia kwenye mdhibiti wa voltage.

Mdhibiti wa voltage ana nafasi za hiari za kutengenezea capacitors. Wakati niliziuza kwenye picha hii niliishia kuziondoa kwa sababu hazikuwa za lazima sana.

Ujanja wa kupata bodi ndogo ya kudhibiti ni kuweka vichwa vya pini kutazama juu hadi chini. Baada ya pini kuwekwa, urefu usiotumiwa unaweza kupigwa kutoka nyuma pamoja na plastiki nyeusi. Hii inafanya upande wa chini kuwa laini kabisa.

Pamoja na vifaa vyote vilivyowekwa ni wakati wa kuleta bodi mbili pamoja. Nilikata tu na kuvua waya ndogo ndogo za inchi 2.5 (7 cm) na kuunganisha PCB mbili.

Hatua ya 6: Usanidi wa WiFi

Kuna mistari sita rahisi katika nambari unayohitaji kubadilisha.

1. ssid, mstari wa 3

   Jina lako la router. Hakikisha unapata sahihi kesi ya barua wakati wa kuandika hii

2. wifiPass, laini ya 4

   Nenosiri lako la router. Tena, zingatia casing

3. ip, mstari wa 8

   Anwani ya ip tuli ya taa yako nzuri. Nilichagua anwani ya IP bila mpangilio kwenye mtandao wangu na nikajaribu kuipiga kwenye dirisha la amri. Ikiwa hakuna jibu kutoka kwa anwani unaweza kudhani inapatikana

4. lango, mstari wa 9

   Hii itakuwa lango kwenye router yako. Fungua dirisha la amri na andika "ipconfig". Lango na subnet zimezungukwa na nyekundu kwenye picha

5. subnet, mstari wa 10

   Kama ilivyo kwa lango, habari hii imezungukwa kwenye picha kwa hatua hii

6. saaZone, mstari wa 15

   Zoni ya saa unayo. Badilisha hii ikiwa unataka kutumia kazi za kipima muda zilizojengwa kuwasha na kuzima taa kwa nyakati maalum. Tofauti ni pluss rahisi au minus GMT

Hatua ya 7: Msimbo wa Udhibiti Mdogo

Baada ya kubadilisha mipangilio yote inayofaa katika hatua iliyopita ni wakati wa kupakia nambari hiyo kwa Wemos D1 Mini!

Nambari ya arduino inahitaji maktaba kadhaa na utegemezi. Kwanza fuata mwongozo huu kutoka kwa sparkfun ikiwa haujawahi kupakia nambari kutoka IDU ya arduino hadi ESP8266.

Sasa pakua maktaba ya Wakati na maktaba ya TimeAlarms. Unzip hizi na unakili kwenye folda ya maktaba ya arduino kwenye kompyuta yako. Kama vile kuweka maktaba nyingine yoyote ya arduino.

Zingatia mipangilio ya kupakia kwenye picha kwenye hatua hii. Chagua usanidi sawa, isipokuwa bandari ya com. Hii itakuwa ni bandari yoyote ambayo una microcontroller yako imeunganishwa kwenye kompyuta yako.

Nambari inapopakiwa fungua kituo cha serial kwa ujumbe wa unganisho la matumaini, na mafanikio! Sasa unaweza kufungua kivinjari chako na utembelee static ip address uliyohifadhi kwa microcontroller. Hongera, umeunda seva yako mwenyewe na unashikilia ukurasa wa wavuti juu yake!

Hatua ya 8: Itifaki ya Ujumbe Wazi

Unapodhibiti taa nzuri na programu ujumbe wote utashughulikiwa kwako kiatomati. Hapa kuna orodha ya ujumbe ambao taa inakubali, ikiwa unataka kujenga udhibiti wako wa kijijini. Nimetumia mfano anwani ya ip kuonyesha jinsi ya kutumia amri.

• 192.168.0.200/&&R=1023G=0512B=0034C=0500W=0500

  • Huweka taa nyekundu kwa thamani ya juu, taa za kijani hadi nusu ya thamani, na taa za samawati hadi 34. Nyeupe baridi na joto haziwashi
  • Wakati wa kuingiza maadili, unaweza kuchagua kati ya 0 na 1023. Daima andika nuru kama nambari nne kwenye URL

• 192.168.0.200/&&B=0800

  Huweka taa za samawati kwa thamani ya 800 wakati huo huo ikizima taa zingine zote

• 192.168.0.200/LED=OFF

  Huzima taa zote kabisa

• 192.168.0.200/LED=FADE

  Huanza kupungua polepole kati ya rangi zote zinazowezekana za RGB. Inafaa kwa hali ya hewa

• 192.168.0.200/NOTIFYR=1023-G=0512-B=0000

  Huangazia rangi uliyopewa mara mbili kuonyesha arifa inayoingia. Ukamilifu ikiwa unataka, sema, tengeneza programu kwenye kompyuta yako ili kuwasha taa nyekundu wakati wowote unapopokea barua pepe mpya

• 192.168.0.200/DST=1

  • Inabadilisha saa hadi wakati wa kuokoa mchana. Inaongeza saa moja kwa saa
  • / DST = 0 tumia hii kurudi kutoka DST, inaondoa saa moja kutoka saa ikiwa DST inafanya kazi

• 192.168.0.200/TIMER1H=06M=30R=1023G=0512B=0034C=0000W=0000

  Huokoa jimbo kwa kipima saa 1. Kipima muda hiki kitawasha maadili yaliyopewa ya RGB saa 06:30 asubuhi

• 192.168.0.200/TIMER1H=99

  Weka saa ya saa kuwa 99 ili kuzima kipima muda. Thamani za RGB bado zimehifadhiwa, lakini kipima muda hakitawasha taa wakati saa imewekwa kuwa 99

• Taa ina vipima vinne vya kibinafsi. Badilisha "TIMER1" kwa "TIMER2", "TIMER3", au "TIMER4" ili kurekebisha moja ya nyingine iliyojengwa kwa vipima muda.

Hizi ndizo amri zilizojengwa kwa sasa. Acha maoni ikiwa una maoni mazuri kwa amri mpya za kujenga ama nambari ya arduino au programu ya mbali!

Hatua ya 9: Udhibiti wa Kijijini

Bonyeza hapa kupakua programu. Usanidi umefanywa kuwa rahisi sana, ingiza tu anwani ya ip ya taa yako nzuri na uchague ikiwa unataka kudhibiti tu RGB za RGB au RGB + LED nyeupe nyeupe na baridi.

Kama ilivyoelezewa katika hatua ya awali, sasa unajua ni itifaki gani ya ujumbe ambayo programu inatumia. Inatuma ombi la http GET na URL. Hii inamaanisha unaweza pia kuunda mzunguko wako wa microcontroller, na bado utumie programu hii kudhibiti kazi unazotengeneza peke yako.

Kwa sababu tumeangalia sana ndani ya itifaki ya ujumbe pia unaweza kudhibiti taa nzuri na kitu chochote kinachoweza kutuma ombi la kupata GET. Hii inamaanisha kivinjari chochote kwenye simu au kompyuta, au vifaa mahiri vya nyumbani au wasaidizi kama Alexa au Google Assistant.

Tasker ni programu ambayo kimsingi inakuwezesha kuunda hali za kudhibiti karibu na chochote. Nilitumia hiyo kuwasha taa nadhifu na rangi ya arifu ninapoipokea kwenye simu yangu. Niliweka pia kazi ya kuwasha taa ikiwa nyeupe kabisa, wakati simu inaunganisha na WiFi yangu ya nyumbani baada ya 16:00 siku ya wiki. Hiyo inamaanisha taa zinawasha kiatomati ninaporudi nyumbani kutoka shuleni. Ni kweli kurudi nyumbani na taa zikiwa zimewashwa kiotomatiki!

Hatua ya 10: Uchapishaji wa 3D

Kesi ya taa yenyewe inaweza kuchapishwa karibu kabisa bila msaada. Sehemu pekee ambazo zinahitaji msaada ni kigingi kinachokusudiwa kupandana na PCB. Kwa hivyo nilifanya stl ipatikane na bila muundo mdogo wa msaada kwa vigingi hivi tu. Faida ya kutumia msaada huu wa kawaida ni kwamba kuchapisha ni haraka zaidi! Na tunapata tu msaada wa kuchapisha kwenye sehemu ambazo zinahitaji kweli.

Unaweza kupakua faili za.stl hapa

Hatua ya 11: Zilete Pamoja

Baada ya uchapishaji wa 3D anza kwa kuondoa msaada wa uchapishaji. Cable za umeme huenda kwenye chaneli tofauti na zimefungwa pamoja. Fundo hili litaunda unafuu wa shida kuzuia nyaya kutoroshwa kwa PCB. Solder nyaya za nguvu kwenye nyuma ya PCB na hakikisha unapata polarity sawa!

PCB ya kudhibiti kisha imefungwa na kipande cha mkanda ili kuiweka ndani ya kesi hiyo. PCB ya LED inaweza kuwekwa tu mahali pake ambapo inaweka gorofa dhidi ya kesi yenyewe.

Hatua ya 12: Kunyongwa taa

Kuna chaguzi nyingi za kunyongwa taa hii ukutani. Kwa sababu ningeendelea kusasisha nambari ili kuboresha taa nilitaka njia ya kuchukua taa mara kwa mara. Unaweza kutumia gundi ya moto, lakini ninapendekeza mkanda wa pande mbili. Ni bora kutumia mkanda mzito na mwepesi wa pande mbili kwani unashikilia taa bora dhidi ya ukuta wa maandishi.

Hatua ya 13: Imemalizika

Na taa juu ya ukuta na tayari kupokea amri ambayo inamaanisha kuwa umemaliza!

Jopo la LED lina pembe kwa njia ambayo hutawanya taa sawasawa kwenye chumba. Ni nyongeza nzuri kwa nafasi yoyote ya kazi na uwezo wa ujumuishaji na mitambo ya nyumbani ni nzuri zaidi. Ninapenda sana uwezo wa kuweka rangi za RGB na pia kurekebisha mizani nyeupe kati ya taa baridi na joto. Inaonekana maridadi na ni msaada mzuri kwa kuweka taa za kawaida au za kazi, ili kukidhi mahitaji yoyote ya taa ninayo kwa sasa.

Hongera, sasa umechukua hatua kubwa katika ulimwengu wa IoT na automatisering ya nyumbani!