Automatické odstíny Windows: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Slovo dopředu

Viděl jsem spoustu návodů, jak zautomatizovat manuální stínění a rolety, v tomto budeme automatizovat elektrické stínění. Pokryjeme elektrické stínění poháněné elektromotory se stejnosměrným proudem (DC), které se otevírají nebo zavírají obrácením polarity proudu.

I když si koupíte elektrické stínítka, získáte nějakou automatizaci, existují důvody pro automatizaci vlastními silami jako:

* V jejich blízkosti může být pouze přepínač pro ovládání nahoru/dolů

* je to levnější (některé společnosti nabízejí pokročilou automatizaci za spoustu dalších $$)

* flexibilnější, můžete je naprogramovat tak, aby se otevíraly nebo zavíraly za různých okolností, naučíme se vytvářet webový server v pythonu, který se bude připojovat k rozhraní bluetooth odstínů, a vystavovat API pro ovládání odstínů, budeme také integrovat to s thingspeak a tam můžete dělat věci, jako je ovládání odstínů podle časového plánu nebo ovládání pomocí vstupu senzoru

Bude to středně pokročilý tutoriál, budete potřebovat dovednosti, jako je pájení, programování arduina, základní znalost elektroniky a některé způsoby instalace služeb na server, jejich spouštění a konfigurace.

Pokud se vám videa z YouTube líbila, můžete se přihlásit k odběru zde.

Krok 1: Požadované věci

Tip: Zvětšením obrázků zobrazíte popisné štítky

Díly:

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

2. Modul Bluetooth HC-05 (eBay) 3,3 $

3. 5 V Dvoukanálová relé (eBay) 1,6 $

4. NPN tranzistor, který je dimenzován alespoň na několik ampérů, použil jsem Tip142T <1 $

5. 220 ohmů, 0,25 W rezistor <1 $

6. dioda, 1N4004 <1 $

7. vodiče pro připojení dílů <1 $

8. PCB (eBay) <1 $ za kus

9. 2 x šroubovací konektor KF301-2P (eBay) <1 $ za kus

10. propojovací kabely pro muže a ženy (eBay) 1,2 $ x 2 za svazek

11. Regulátor L7805CV 5V (eBay) <1 $ za kus

12. Zásuvka Jack 5,5 mm DC Zásuvka samec a samice (eBay) <1 $ za kus

13. Smršťovací bužírka nebo izolační páska

14. Napájení, napájení musí být dimenzováno na 12V a 2-3A.

Zachránil jsem svůj z nabíječky 12 V 2 A (eBay) 3,2 $

14. Blok svorkovnice (eBay) 15c

15. držák pojistek (Aliexpress) 1 $ za kus

16. pojistka (eBay) <1 $ za kus

17. konektory PCB pro muže a ženy (eBay) <1 $ za to, co potřebujeme

18. Napájecí kabel střídavého proudu

19. plastová krabička, moje měla 6 x 19 cm

Nástroje:

1. Páječka s pájkou

2. Nůž na drát

3. Různé šroubováky

4. Řezačka

5. elektrická vrtačka a 8,5 mm vrták

6. Adaptér FTDI USB na sériový FT232RL pro programování arduino pro mini

7. Notebook s nainstalovaným ArduinoIDE k programování arduina

8. Zapalovač, pokud používáte smršťovací bužírky

9. Smartphone schopný připojení bluetooth (v příkladu používám android) s nainstalovaným softwarem bluetooth

10. Volitelné: lupa, multimetr, kleště

Krok 2: Přípravy

Výběr napájecího zdroje a plastové krabice

První věcí je určit, jaký proud a jaké napětí motory stínítek pracují.

To lze provést čtením specifikací nebo měřením pomocí multimetru. Obvykle pracují s 12 V a 1-3 A (moje jsou 2,5 A a 12 V). Vynásobte proud tím, kolik z nich potřebujete řídit současně (i řídím dva), abyste zjistili maximální potřebný proud. Měli byste najít napájecí zdroj, který má přesně stejné napětí a ideálně stejný proud nebo mírně vyšší.

V tomto kroku jsem trochu podváděl pomocí napájení 12 V a 2,5 A k pohonu dvou motorů 12 V a 2,5 A, což znamená, že motory spotřebovávají dvakrát tolik energie, kolik může dát napájecí zdroj. Ale pomocí techniky zvané PWM (podívejte se na odkaz, kde najdete další podrobnosti) se mi podařilo pohánět motor současně nižší rychlostí.

Důvod, proč jsem to udělal, je úspora místa v krabici (vybral jsem menší krabici).

Plastový kryt bude muset obsahovat napájecí zdroj, dvě relé, malou desku plošných spojů s elektronikou a dráty, takže zvolte velikost tak, aby se vše vešlo.

Můj napájecí zdroj měl plastový kryt, který jsem roztrhl pomocí nástroje dremel, přerušil jsem stávající vodiče a tímto způsobem mám levné a malé napájení vhodné pro můj projekt (viz obrázky).

Připravte si kabely motoru

Musíte vypočítat, jak dlouhé budou kabely motoru, tedy dokud se nedostanou do ovládací skříňky, kterou bulidujeme. Je pravděpodobné, že stávající kabely nejsou dostatečně dlouhé, a budete je muset prodloužit, odizolovat oba vodiče (kabel stávajících nožů a prodlužovací kabely) na jeden konec, umístit smršťovací bužírky, pájet vodiče a poté použít teplo lehčí k izolaci.

Na konci prodlužovacího kabelu bude zástrčka 5,5 mm DC napájecí zástrčka. Musíte připájet dva vodiče k zásuvce, konečný výsledek bude jako na obrázcích.

Zasunutí zásuvky 5,5 mm DC napájecí zástrčky do krabice

Pomocí vrtačky vyvrtejte dva dostatečně velké otvory, aby se zvedák mohl proklouznout. Zasuňte konektory napájecího konektoru, zašroubujte pomocí matic. Poté připájejte silné černé a červené vodiče ke každému vstupu konektorů a poté je izolujte pomocí smršťovací bužírky. Vodiče by měly být dostatečně dlouhé, aby se snadno dostaly do bloku svorkovnic, ale ne tak dlouhé, aby zabíraly příliš mnoho místa.

Připevnění držáku pojistky k pojistce

Na jednu stranu krabice vyvrtejte malý otvor a vložte malou matici, která drží na místě držák pojistky. Poté pomocí kleští, šroubováku a matice pevně našroubujte na místo. Držák pojistek by měl být v blízkosti napájecího zdroje a měl by být uvnitř krabice. Ještě jednou zkontrolujte obrázky.

Krok 3: Sestavení DPS s elektronikou

Deska plošných spojů bude obsahovat mikrokontrolér, bluetooth komunikaci, modul RTC, výkonový tranzistor s diodou pro ochranu a malým rezistorem, vodiče konektorů a 5V regulátor.

Připojil jsem fritzigské schéma, aby bylo vše snadné. První obrázek představuje exportovaný obrázek schématu a připojil jsem také sketch.fzz (původní soubor, můžete jej otevřít pomocí tohoto nástroje)

Kroky pájení:

1. Odřízněte ženské konektory desky plošných spojů, existují dva 12kolíkové konektory pro mikrokontrolér, je zde také 6pinový konektor pro bluetooth a další 12pinový konektor na pravé straně mikrokontroléru a dvoukolíkový konektor pro záporné relé a pozitivní sílu

2. Poté, co jsou všechny konektory uříznuty, musí být pájeny na zadní straně desky plošných spojů

3. Připájejte dva konektory KF301-2P

4. Nasaďte 5V regulátor L7805CV na DPS. Ohněte nohy a pájejte je na druhou stranu a poté přeřízněte přebytečné nohy řezačkou kabelů

5. Pájejte tranzistor NPN Tip142T a ochrannou diodu 1N4004, poté přeřízněte přebytečné nožičky

6. Pájejte rezistor 220 ohmů mezi odpovídajícím digitálním kolíkem 5 a základním kolíkem tranzistoru

7. Pájejte silnější dráty mezi tranzistorem a zástrčkami KF301-2P (červené a černé, jak jsou vyznačeny na obrázcích)

8. Pájejte všechny červené (+), černé (-) a bílé (signální) tenké vodiče podle schématu fritzig

9. Pájecí kolíky na mikrokontroléru potřebujete dva 12 kolíků na bocích

10. Vytvořte spojení mezi každým z kolíků odpovídajících pravé straně mikrokontroléru (lépe je to vysvětleno na obrázcích). Spojení budou provedena pouze pomocí pájky (piny budou zavřené)

11. Volitelné: pomocí lupy zkontrolujte pájky na zkraty a zkontrolujte, zda jsou vodiče správně připájeny na zadní straně desky plošných spojů, také můžete pomocí multimetru (nastavení odporu) zkontrolovat, zda není zkrat mezi kladným a negativní spojení. Dalším testem je napájení obvodu bez mikrokontroléru, bluetooth

12. Umístěte mikrokontrolér a bluetooth HC-05 na desku plošných spojů

Krok 4: Zapojení a montáž

Nyní již máme připravenou desku plošných spojů, naši plastovou krabici připravené zapojené kabely stínění a připraveny další součásti. Jediné, co teď musíme udělat, je zapojit systém.

1. skrz horní boční otvor v krabici vložte napájecí kabel střídavého proudu, odizolujte kabel a připájejte jej na napájecí zdroj (pokud má váš napájecí zdroj šrouby, zašroubujte jej)

2. pomocí pájky červeného drátu výstup (+) napájecího zdroje na jednu ze stran pojistek použijte trochu teplem smrštitelné trubice, abyste skryli obnažený odizolovaný vodič.

3. připájejte další červený vodič na druhou stranu pojistky, použijte smršťovací trubičku, druhou stranu drátu vložte a zašroubujte do vstupu (+) šroubového konektoru KF301-2P

4. připájejte černý vodič na výstupní (-) stranu napájecího zdroje a poté jej přišroubujte na šroubový konektor vstupu PCB KF301-2P

4. Pomocí zástrčkových konektorů male-female propojte kladné a záporné reléové konektory s kladnými a zápornými konektory desky plošných spojů. Připojte také piny 8 a 9 mikrokontroléru (pomocí mateřských konektorů desky plošných spojů nalevo od desky plošných spojů) k vývodům spouště relé

5. připojte jednu stranu bloku svorkovnice k červeným respektive černým vodičům vycházejícím z 5,5mm konektorů DC Power Plug. Pokud máte více než jednu 5,5 mm zásuvku, jako já, pak všechny červené vodiče skončí v levé horní části svorkovnice a všechny černé vodiče v pravé horní části svorkovnice (viz obrázky). Když budete ovládat stínítka, pokud se nepohybují stejným směrem, obrátíme dráty zde (více o tom později)

6. připojte kladné a záporné vodiče přicházející ze šroubového konektoru KF301-2P (ven) ke středům svorek relé. Střed terminálů se nazývá společný.

7. připojte levou stranu levého relé (nezáleží na tom, jak čelíte), na levou stranu pravého relé na spodní levou stranu svorkovnice. Poté připojte pravou stranu levého relé k pravé straně pravého relé ke spodní pravé straně svorkovnice. Svorkovnice bude mít horní stranu připojenou k zásuvkám 5,5 mm (viz krok 5).

Poznámka: Popisoval jsem, že svorkovnice má horní a dolní stranu, z nichž každá má levou a pravou stranu. Nezáleží na tom, jak držíte svorkovnici, pokud si pamatujete, která strana je co. Můžete si prohlédnout obrázky a zejména schéma fritzig.

Krok 5: Kód Arduino

Kód je nutné nahrát do arduino pro mini pomocí adaptéru FTDI USB FT232RL na USB.

K arduino pro mini budete muset připojit pin GND, VCC, Rx, Tx a DTR. Poté otevřete software arduino vyberte nástroje/port a jakýkoli port, který používáte. Pak Nástroje/Deska/Arduino Pro nebo Pro Mini. Dále Nástroje/Deska/Procesor/ATmega328 (5V 16Mhz).

Nakonec otevřete níže uvedenou skicu a stiskněte tlačítko Nahrát.

Úpravy: Jediná věc, kterou lze v náčrtu upravit, je pwmPower. Hodnota může být mezi 0 a 255 a zhruba představuje, kolik energie napájecího zdroje půjde do motorů odstínů. Je to v podstatě rychlé zapnutí a vypnutí napájení. Implementoval jsem to hlavně proto, abych mohl používat menší napájecí zdroj bez přehřívání nebo vypínání. Pokud má váš napájecí zdroj větší výkon, než jaký budou motory odebírat, můžete nastavit pwmPower na 255.

Jak tedy tento program funguje: nejprve poslouchá sériovou linku (sekundární softwarový seriál) pro příchozí přenosy. Když přijde přenos, zpráva se přečte ve vyrovnávací paměti, dokud se „;“je přítomen nebo je dosaženo konce vyrovnávací paměti. Poté je analyzován a pokud je ve správném formátu (např: O45;), je volána funkce toggleState s prvním stavem parametru a poté s trváním.

Aby bylo dosaženo spínače polarity, jsou obě relé buď rozepnuta nebo sepnuta. Tranzistor se zapíná a vypíná pomocí PWM po stanovenou dobu. O45 bude znamenat otevření na 45 sekund.

Po provedení příkazu se vyrovnávací paměť vymaže.

Krok 6: Použití

Ovládací prvky můžeme použít více než jedním způsobem

1. Prostřednictvím aplikace bluetooth pro Android nebo iPhone (nejjednodušší)

Ve své ukázce jsem zvolil aplikaci pro Android s názvem Bluetooth Controller. Tato aplikace vám umožní přizpůsobit tlačítka, která budou odesílat sériová data. Vytvořil jsem dvě tlačítka s názvem Nahoru a Dolů, spojil jsem Up s kódem „C40;“a Down s „O35;“.

"C40;" znamená, že zatáhnu (zatáhnu) odstíny na 40 sekund, „035“znamená, že se otevřou (půjdou nahoru) na 35 sekund. ";" je terminátor příkazů, který jsem si vybral ve svém náčrtu, to znamená, že signalizuje konec příkazu.

2. Prostřednictvím skriptu pythonu, který běží nepřetržitě na pozadí

Toto je rozšířená část tutoriálu. Mám mande skript pythonu, který poběží na serveru jako malinový pi nebo notebook s přístupem na internet. Připojí se k bluetooth na ovládacím panelu a odhalí http API. K API lze přistupovat přímo nebo prostřednictvím thingspeak.

Krok za krokem vám vysvětlím, co budete muset udělat

A. první věcí je spárovat bluetooth

budete používat příkaz bluetoothctl z konzoly, uvnitř typu

zapnutí

zjistitelný u agenta na výchozím agentovi, který lze upravovat při skenování na páru xx: xx: xx: xx: xx: xx (a zadejte heslo) důvěra xx: xx: xx: xx: xx: xx (pokud není heslo):

dále otevřete konfigurační soubor bluetooth

vim /etc/bluetooth/rfcomm.conf

uvnitř budete muset nakonfigurovat své bluetooth zařízení takto:

rfcomm1 {

svázat ano; zařízení your_bluetooth_mac_address něco jako 97: D3: 31: 21: A0: 51; kanál 1; komentář "Připojení k mým odstínům bt"; }

svázat, restartovat služby bluetooth

sudo rfcomm bind allsudo /etc/init.d/bluetooth restart sudo hciconfig hci0 nahoru

b. nainstalovat flask, flask basic auth:

sudo -H pip install Flask Flask -BasicAuth

C. vytvořte soubor server.py s následujícím kódem a spusťte server:

# použití: python httpToBluetooth uživatelské jméno heslo bluetooth_address

# Poznámka: používá se uživatelské jméno, heslo

import os, bluetooth, sys, threading

z baňky import Baňka z flask_basicauth import BasicAuth z fronty import Queue app = Flask (_ name_) configuration = sys.argv app.config ['BASIC_AUTH_USERNAME'] = configuration [1] app.config ['BASIC_AUTH_PASSWORD'] = konfigurace [2] fronta = 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 = Spustit falešný def (self): self._ bluetooth = self.get_bluetooth (), když není self.shutdown: message = self._ queue.get () self._ bluetooth.send (message) self._ bluetooth.close () def get_bluetooth (self): connection = bluetooth. BluetoothSocket (bluetooth. RFCOMM) connection.settimeout (None) try: connection.connect ((self._ bluetooth_address, 1)) except Exception, e: print 'Error connection to bluetooth' + str (e) connection.setblocking (False) návratová třída připojení Webový server (threading. 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 (příkaz): queue.put (příkaz) return 'ok' threads = threads.append (BluetoothBackground (configuration [3], queue)) threads.append (Webserver ()) [thread.start () pro vlákno ve vláknech]

pro spuštění serveru proveďte:

uživatelské heslo python server.py 97: D2: 31: 20: A0: 51

Dobře, server.py je tedy náš skript, uživatel a heslo jsou přihlašovací údaje použité pro vaši autentizaci a „97: D2: 31: 20: A0: 51“je vaše bluetooth MAC adresa.

d. použijte svůj server k odesílání příkazů odkudkoli na světě

z typu prohlížeče: https:// your_ip: 5000/send_to_serial/C30;

- zadejte uživatele a heslo, které jste nastavili dříve při spuštění serveru python

- "C30;" je příkaz, který bude předán do zařízení bluetooth (naše pole, které bude ovládat odstíny)

- zkontrolujte, zda váš port firewall neblokuje port 5000 (tento port používáme)

- pokud jste za routerem (například malinový pi), musíte provést přesměrování portu z routeru z portu 5000 na port 5000

E. můžete použít věci k tomu, jako je ovládání odstínů podle časového plánu nebo když se změní některá data senzoru kanálu. Například můžete zapojit světelný senzor (venku), abyste promluvili, a když úroveň světla klesne na určité množství (je večer), můžete zavřít stínítka, aby vás lidé venku neviděli.

Odstíny (server pythonu, který jsme nastavili dříve) můžete propojit s thingspeak pomocí ThingHTTP.

Zahrnul jsem obrázek formuláře ThingHTTP s vyplněnými údaji jako příklad a obrázek s TimeControl Takže pro maximální flexibilitu by thingspeak měl dělat, co potřebujete.

3. Prostřednictvím mé aplikace pro domácí automatizaci

To je trochu komplikovanější, moje aplikace pro domácí automatizaci zvládá mnohem víc než ovládání odstínů.

Ovládá také světla, dveře, má několik senzorů, integruje se s přepínači a má složitá uživatelsky definovaná pravidla, která mohou například otevírat stínítka, pokud je úroveň světla uvnitř nízká nebo je ráno.

Můžete se podívat na mé úložiště github a pokud máte otázky, rád je zodpovím.

Pokud se vám můj návod zdál užitečný, sdílejte ho nebo přidejte do oblíbených. A také chci vidět několik zajímavých komentářů:)