描述

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該項目由3部分組成：

• 電機：接收命令并移動百葉窗的部分

• 遙控器：控制電機的小遙控器

• Web 界面：運行 Web 界面的 ESP32，可用于從網(wǎng)絡(luò)中的任何瀏覽器控制電機

自動卷簾電機

可以使用 NRF24L01 模塊無線控制的自動窗簾。由小型遠程、Web 界面或 RESTful API 控制。圍繞 Arduino pro mini 和便宜的步進電機構(gòu)建。

如何使用它

該組件用繩子代替了卷簾的側(cè)面。這意味著它們不能再手動降低或升高。您需要將電線連接到每個窗口，以提供所需的 9V。

百葉窗由遙控器或網(wǎng)絡(luò)界面或兩者控制。有關(guān)如何控制和校準百葉窗的更多詳細信息，請參閱下面的相關(guān)項目。

支撐卷簾

軸的內(nèi)徑為 18 毫米。您可能需要修改 3D 打印文件以適應(yīng)您的模型。為了便于修改，我包含了 STEP 文件。

限制和已知問題：

• 對于某些人來說，運動可能會很慢。放下百葉窗大約需要 50 秒，抬起百葉窗大約需要 90 秒。使用更大的步進電機（例如 3D 打印機中使用的步進電機）可以顯著提高速度，但需要更大的電源。

• 當百葉窗不移動時，步進電機不通電。這意味著可以手動拉動百葉窗，需要重新校準。

• 沒有編碼器，因此如果電機卡住、錯過步驟或手動旋轉(zhuǎn)百葉窗，則需要重新校準。也沒有終點站。

制作你自己的

對于這個項目，您需要一臺 3D 打印機、耐心、良好的焊接技能以及一些 Arduino 和 Platform IO 經(jīng)驗。

材料：

• Arduino Pro 迷你 3v3

• 28BYJ-48 5V步進電機

• 0805 1uf貼片電容

• 100uF（或更高）25V SMD D型電解電容

• 470uf 6V SMD尺寸C鉭或D型電解電容器

• NRF24L01+貼片模塊

• A4988 或 DRV8825 步進電機驅(qū)動器模塊

• 9V供電（推薦0.5A乘以卷簾數(shù)量）

• 電源連接器（通常為 DC2.5/5.5）（可選）

• 連接電源線

• 一對 XH 2.54mm 2 針連接器（可選）

• 文件夾中的 3D 打印零件。3d print1x 電機適配器和 1x 安裝（或安裝鏡像）

• 印刷電路板

• 2x M2x5 螺絲

• 2x M3x6 螺絲

• 2 個 M3 螺母

您可以在文件夾中找到原理圖和 PCB 。schematic它包含一個 EasyEDA 項目和 Gerber 文件。

腳步：

• 首先將 28BYJ-48 步進電機從單極轉(zhuǎn)換為雙極。這是通過小心移除藍色塑料片并切割中央跡線來完成的。

• 焊接 Arduino Pro Mini 的排針并剪掉多余的引腳長度。僅限針頭，否則您無法執(zhí)行下一步。

• 焊接 A4988 或 DRV8825 步進電機驅(qū)動器模塊并剪掉多余的引腳長度。

• 將 Arduino Pro Mini 焊接到排針并剪掉多余的引腳長度。

• 將其余組件焊接到 PCB 上。對 NRF24L01 模塊使用雙面膠帶，以確保它不會接觸附近的引腳。

• 使用 M3x6 螺釘和 M3 螺母將步進電機固定到 3D 打印部件

• 使用 M2x5 螺釘將 PCB 固定到 3D 打印部件。您可以選擇最適合您的方向和側(cè)面。

• 將步進電機焊接到 PCB 上，如下所示：2B - 橙色，2A - 粉紅色，1A - 藍色，1B - 黃色。如果電機朝右，則將藍線和黃線反轉(zhuǎn)；或者，您可以通過更改來更改電機STEPPER_REVERSE方向Constants.h

• 在 Platform IO 中打開這個項目。

• 打開Constants.h和改變ROOM_NUMBER和BLIND_NUMBER。這對必須對每個百葉窗都是獨一無二的。一個遙控器只能控制一個房間的百葉窗。值不能為 0。

• 編譯并上傳項目。您將需要一個 USB 串行適配器。

• 檢查一切并執(zhí)行第一次測試。您將需要遙控器或 Web 界面

• 使用 3D 打印電機適配器連接實際的卷簾。使用原始夾子或螺釘將其小心地安裝到您的窗戶上。

• 使用側(cè)面的螺絲調(diào)整電機的高度，使百葉窗完全水平。

• 從電源布線并焊接或使用 XH 2.54mm 連接器連接。

注意：部分圖片略有不同，因為我對PCB和3D打印部件進行了調(diào)整和改進。

自動卷簾小遙控器

一個 30x50x20mm 的小型遙控器，帶有 5 個按鈕和一個 OLED 屏幕。圍繞 Arduino pro mini 構(gòu)建。

它的電池壽命為幾個月。

如何使用它

遙控器用于控制 自動卷簾電機。

遙控器將在 15 秒后進入深度睡眠。按任意按鈕將其喚醒。

首先，您需要將遙控器連接到您的百葉窗。為此，按住最后一個按鈕 1 秒鐘進入菜單。選擇房間號（根據(jù)ROOM_NUMBER您定義的）。導航到“發(fā)現(xiàn)”選項。確保遙控器靠近百葉窗，然后按確定。遙控器將掃描附近的百葉窗并記住具有相同房間號的百葉窗。

接下來，您將需要校準百葉窗，以便他們知道最大和最小位置是什么。這可能有點乏味，但應(yīng)小心完成，因為不正確進行校準會損壞百葉窗。轉(zhuǎn)到菜單并選擇“校準”。使用按鈕 3 和 4 上下移動百葉窗。當百葉窗處于頂部位置時，按下按鈕 1 將其保存。當百葉窗處于底部位置時，按下按鈕 2 保存。按下按鈕 5 移動到下一個窗口并重復，直到所有窗口都被校準。現(xiàn)在一切都設(shè)置好了，你可以使用百葉窗了。

在主屏幕上，您可以選擇要更改的窗口、要更改的百分比，然后使用最后一個按鈕確認更改。如果命令發(fā)送成功，將顯示 X 或 ?。

要保存預設(shè)，請將百葉窗移動到所需位置，進入菜單，導航到“保存預設(shè)”，選擇要保存的預設(shè)編號并按確定。要加載預設(shè)，請在主屏幕上按住相應(yīng)的按鈕（按住第一個按鈕以加載預設(shè) 1 等）。

限制和已知問題：

• NRF24L01 的范圍在放在一個箱子里并被一只手覆蓋時非常令人失望。可靠范圍一般限于一個房間。

• 遙控器會記住最后發(fā)送到百葉窗的位置，并且不會輪詢狀態(tài)。這意味著當百葉窗被移動（使用其他遙控器、Web 界面或 RESTful API）時，屏幕上顯示的百分比可能會過時。

制作你自己的

對于這個項目，您需要一臺 3D 打印機、耐心、良好的焊接技能以及一些使用 Arduino 和 Platform IO 的經(jīng)驗。

由于我試圖使其便宜、簡單、緊湊并使用簡單的模塊，因此需要仔細組裝。

材料：

• Arduino Pro 迷你 3v3

• 0805 5.1k貼片電阻

• 2x 0805 1uf 貼片電容

• 2x 0805 4.7uf 貼片電容

• 5x 3x4x2mm 按鈕

• NRF24L01+貼片模塊

• 1206 1k貼片電阻

• 1206 4k7貼片電阻

• HT7333 SOT-89 LDO穩(wěn)壓器

• OLED 0.91" 128X32 模組

• TP4056電池充電+保護模塊

• 601148 3.7V 380mAh 鋰聚合物電池。尺寸為 6x11x48mm。示例鏈接

• 文件夾中的 3D 打印零件。3d print5 個按鈕，其余 1 個。

• 印刷電路板

• 2x M2x5 螺絲

PCB 需要 0.8 毫米厚（或類似厚度）。

您可以在文件夾中找到原理圖和 PCB 。schematic它包含一個 EasyEDA 項目和 Gerber 文件。

腳步：

• 在 TP4056 充電模塊上，將 R3 替換為 5.1k 電阻。這將設(shè)置充電電流為 235mA。

• 移除連接到 LED 的 R1 和 R2。這將是連接向 Arduino 報告充電狀態(tài)的電線所必需的。

• 從 Arduino 中移除調(diào)節(jié)器和 LED。這是低功率電池操作所必需的

• 拆下開關(guān)。

• 在 Platform IO 中打開這個項目，編譯并上傳。您將需要一個 USB 串行適配器。組裝后將很難訪問編程引腳。或者，您可以焊接一個小型編程連接器。

• 將排針焊接到 arduino。確保您擁有正確數(shù)量的引腳。確保引腳朝向有組件的一側(cè)。由于設(shè)計緊湊，插腳不能從底部突出超過 1mm。如有必要，從另一側(cè)焊接。

• 將 SMD 元件焊接到 PCB 上。請注意，開關(guān)彼此非常接近。對 NRF24L01 模塊使用雙面膠帶，以確保它不會接觸附近的引腳。

• 將 Arduino 倒置焊接到 PCB 上。小心對齊Arduino和PCB，使兩塊板平行，板之間的距離為6.5mm（包括板厚）

• 焊接 OLED 模塊。間距非常緊湊，所以我添加了一些絕緣材料以確保這些組件不會接觸。添加一個墊片，使屏幕安全并與電路板平行。

• 將一對電線焊接到板上的電源引腳上，并在兩塊板之間布線

• 將 2 根小電線焊接到 Arduino 的 A0 和 A1 引腳。它們將用于讀取 TP4056 充電模塊的充電狀態(tài)。

• 從 OLED 上取下保護膜，小心地將電路板放入外殼內(nèi)。使用 M2x6 螺釘固定電路板。

• 將 TP4056 充電模塊粘貼到“內(nèi)部部件”3D 打印部件上。

• 將 3D 打印部件粘貼到 Arduino 板上。確保它正確對齊

• 將電源線焊接到充電模塊的輸出端。

• 將充電狀態(tài)線焊接到充電模塊。A0 連接到來自 IC 的 R2 焊盤，A1 連接到來自 IC 的 R1 焊盤。

• 安裝并焊接電池。

• 測試它是否有效。

• 合上蓋子，必要時粘上蓋子，粘上 3D 打印按鈕。

自動卷簾網(wǎng)絡(luò)界面

一個小型 NRF24L01 到 Wifi 網(wǎng)關(guān)。它運行一個 Web 服務(wù)器，該服務(wù)器提供一個響應(yīng)式 Web 界面，允許您控制百葉窗并創(chuàng)建時間表。它還有一個 RESTful API，您可以使用它來控制大多數(shù)家庭自動化系統(tǒng)的百葉窗。

圍繞 ESP32 構(gòu)建。

該服務(wù)器是獨立的，不需要任何與云 IoT 服務(wù)的連接。如果您想連接到 Blynk App 之類的東西，您需要自己實現(xiàn)該連接。僅需要 Internet 連接來定期與公共 NTP 服務(wù)器同步時間。

它會自動處理時間、時區(qū)和夏令時，只需選擇您的時區(qū)。

如何使用它

它由連接到微型 USB 端口的 5V 供電，但可以由 3.5V 和 12V 之間的任何電壓供電。

首先，您需要設(shè)置 WiFi 憑據(jù)。將網(wǎng)關(guān)連接到電源后，稍等片刻，然后按下 BOOT 按鈕 (GPIO0)。這將使網(wǎng)關(guān)進入配置模式。它將創(chuàng)建一個名為“百葉窗 WIFI 配置門戶”的 AP。連接到它后，強制門戶應(yīng)該會直接將您帶到配置頁面，如果沒有，請導航到 192.168.4.1。選擇掃描的接入點之一，輸入密碼，單擊保存。成功連接后，網(wǎng)關(guān)將重新啟動并啟動 Web 服務(wù)器。

轉(zhuǎn)到本地網(wǎng)絡(luò)中的任何瀏覽器并轉(zhuǎn)到windowblinds.local（不幸的是，在 Android 上，您需要手動輸入路由器分配的 IP）。轉(zhuǎn)到“設(shè)備”選項卡并選擇“掃描設(shè)備”。最后轉(zhuǎn)到設(shè)置頁面并選擇您的時區(qū)。

如果您還沒有這樣做，您將需要校準百葉窗，以便他們知道最大和最小位置是什么。這可能有點乏味，但應(yīng)小心完成，因為不正確進行校準會損壞百葉窗。轉(zhuǎn)到“設(shè)備”選項卡并選擇“校準”。按住“上移”或“下移”可移動百葉窗。當百葉窗處于正確位置時，按“將當前位置設(shè)置為頂部/底部”。現(xiàn)在一切都設(shè)置好了，你可以使用百葉窗了。

RESTful API

網(wǎng)關(guān)的所有方面都可以通過 RESTful API 進行控制，但對于家庭自動化，您應(yīng)該只關(guān)心這兩個 GET 端點：

windowblinds.local/setBlinds?roomId=&blindNumber=&targetPercent=&speed=

• roomId并blindNumber選擇所需的百葉窗

• targetPercent設(shè)置移動到 (0 - 100) 的百分比

• speed（可選）設(shè)置移動速度，以最大速度的百分比 (1 - 100)

它返回一個帶有“消息”字段的 json，該字段可以是

• ok- 命令成功

• nrf_send_fail- 已發(fā)送無線電命令，但未收到來自百葉窗的無線電確認。該命令可能未執(zhí)行。百葉窗離線或超出范圍。

• bad_params- 一些參數(shù)超出范圍

• missing_params- 缺少必需的參數(shù)

windowblinds.local/getStatus?refreshPositions=

• refreshPositions（可選的）。如果true，網(wǎng)關(guān)將首先輪詢所有百葉窗以檢查它們當前的目標位置，否則它將簡單地返回最后一個已知位置。如果您有其他網(wǎng)關(guān)或遙控器控制百葉窗，這將非常有用。

• 它返回一個 json，其中包含有關(guān)百葉窗、時間表等的所有信息。

對于其余端點，請查閱源代碼。

限制和已知問題：

• NRF24L01 的范圍非常令人失望，因此在控制多個房間的百葉窗時，需要很好地定位以獲得可靠的接收。或者，每個房間或區(qū)域都可以有自己的網(wǎng)關(guān)。

• Android 手機仍然不支持 mDNS，因此需要通過手動查找并鍵入服務(wù)器的本地 IP 來訪問 Web 界面。

• 請記住，物聯(lián)網(wǎng)中的 S 代表安全性。該項目旨在僅在本地網(wǎng)絡(luò)中運行。如果您希望遠程連接到它，您需要自己保護和限制訪問連接。

制作你自己的

對于這個項目，您將需要良好的焊接技能和一些使用 Arduino、ESP32 和 Platform IO 的經(jīng)驗。

材料：

• ESP32-WROOM-32 裸模塊

• 0805 1uf貼片電容

• 2x 0805 4.7uf 貼片電容

• 470uf 6V SMD尺寸C鉭電容

• NRF24L01+貼片模塊

• 1206 10k貼片電阻

• 2x 6x3.6x2.5mm 按鈕

• HT7333 SOT-89 LDO穩(wěn)壓器

• Micro USB SMD 連接器類似這樣的東西（可選）

• 文件夾中的 3D 打印案例3d print（可選）

• 印刷電路板

如果要使用 3D 打印的外殼，PCB 的厚度應(yīng)該在 0.8mm 左右。

您可以在文件夾中找到原理圖和 PCB 。schematic它包含一個 EasyEDA 項目和 Gerber 文件。

腳步：

• 將元件焊接到 PCB 上。請注意，microusb 連接器可能難以正確焊接。或者，您可以焊接電線并提供 3.5V 和 12V 之間的任何電壓。

• 將電線焊接到 TX、RX、GND 和 3V3 焊盤，并將它們連接到您的 USB 串行適配器。

• 按住 RESET 和 BOOT 將 ESP32 置于上傳模式，然后釋放 RESET，然后釋放 BOOT。

• 在 Platform IO 中打開這個項目。

• 在 Platform IO selectBuild Filesystem Image中，然后Upload Filesystem Image

• 最后通過選擇上傳代碼Upload。

• 測試它是否有效。

• 將電路板放入 3D 打印外殼中（可選）。

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