Persianas inteligentes controladas por Alexa integradas: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Hay muchos proyectos de Smart Blind e Instructables actualmente disponibles en línea. Sin embargo, quería poner mi propio toque en los proyectos actuales con el objetivo de tener todo lo interno en la persiana, incluidos todos los circuitos. Esto significaría un sistema de persianas inteligentes más limpio y presentable.

Así que en mi primer Instructable, voy a mostrarte cómo puedes hacer tu propio sistema de persiana inteligente que puede ser controlado por tu voz a través de Alexa, usando un dispositivo móvil o manualmente en las persianas.

¡Te proporcionaré todo lo que pueda para que puedas hacer el tuyo! Disfruta: D

Suministros

Soldador y soldadura

Pistola de silicona

1 x Servo de alto par de 270 grados (https://amzn.to/31Y1EqD)

1 x Placa de desarrollo NodeMCU ESP8266. Cualquier cosa similar a esta:

2 x botones táctiles

Creación de prototipos Veroboard

Longitud necesaria del cable del altavoz para llegar a una salida USB (5 V)

Impresora 3D con PLA o Servicio de Impresión 3D

Longitudes de cable de conexión

Pines de encabezado hembra y macho para adaptarse a Veroboard (esto es opcional, no es necesario si desea soldar todo directamente a la placa)

Paso 1: Desmantelar su persiana actual

Ok, el primer bit suena un poco aterrador, pero es muy sencillo y, en general, la mayoría de las ciegas usan el mismo sistema, ¡aunque parezcan un poco diferentes!

Lo primero que debes hacer es buscar el lado en el que se encuentra el actual sistema de poleas que te permite abrir y cerrar las persianas. Se verá similar a la primera imagen (esta ya se ha quitado de las persianas)

Una vez que lo haya localizado, deberá quitarlo de las persianas. Es solo un caso de quitar el extremo de la cuerda que cuelga (hay un nudo ubicado al final de cada cuerda). Una vez que se quitan, habrá una pequeña arandela de sujeción en la varilla hexagonal o cuadrada que atraviesa el sistema. Retire esto (por favor, guárdelo cuando sea necesario más adelante) y luego deslice el sistema de poleas hacia el extremo de la varilla.

Esto es todo lo que debe eliminarse. Debería dejarte con la varilla donde estaba ubicada y además debería haber un orificio por donde pasaron las cuerdas de la polea, aquí es donde se ubicarán los botones para el control manual. La segunda imagen muestra cómo se verá el interior una vez que se retire la polea vieja.

La razón para quitar esta polea es porque crea demasiada resistencia en el servomotor, lo que hace que el motor se pare y, por lo tanto, no pueda mover físicamente las persianas.

Paso 2: Inserciones de impresión 3D

Ok, a continuación he incluido todos los archivos 3D necesarios para crear las persianas inteligentes. Si no posee una impresora 3D, existen varios servicios en línea que le imprimirán las piezas por un pequeño costo. ¡He incluido tanto los archivos STL listos para imprimir como los archivos sin procesar Fusion 360 si necesita ajustar alguna de las dimensiones o formas, ya que no todas las persianas son iguales, desafortunadamente! Aquí hay una breve explicación de cada modelo a continuación:

Acoplamiento de servo: el acoplamiento de servo está diseñado para adaptarse a cualquier servo accesorio estándar y se conectará al servo mediante los tornillos proporcionados con el servo. El acoplamiento que he incluido encajará en el interior de la persiana con una varilla hexagonal de 6 mm de diámetro.

Inserto de circuito principal: este inserto está diseñado para que la placa de circuito principal se pegue en la parte superior y se coloque dentro de la persiana debajo de la barra de control de la persiana.

Inserto de servo: este inserto está diseñado para que el servo se asegure y luego se deslice en el extremo de las persianas. Sostendrá el servo de forma segura sin ningún movimiento. Esto ha sido diseñado para adaptarse al servo vinculado en la sección de suministros.

Soporte de botón pulsador: por último, el soporte de botón pulsador permitirá que el circuito de botón pulsador creado más adelante se mantenga en su lugar sobre el orificio que queda en las persianas de las poleas. Estos permitirán la operación manual de las persianas si es necesario.

Paso 3: construcción del circuito

Este paso requerirá bastante soldadura, ¡pero vale la pena! Solo tómate tu tiempo y no apresures nada.

Construiremos el circuito en Veroboard de cobre, esto permitirá que el circuito se construya fácilmente, ¡solo asegúrese de cortar las pistas correctas para detener cualquier cortocircuito!

Siga el diagrama de circuito de Fritz incluido para construir el circuito de persianas inteligentes. Al construir el circuito, debe tener impreso el inserto del circuito. Entonces, dependiendo del tamaño que necesite crear para sus persianas, intente hacer que el circuito sea lo más pequeño posible. Como puede ver en el que creé, el Verboard tiene el mismo ancho que la longitud de la placa nodeMCU. Esto ahorra un espacio precioso una vez dentro de la persiana.

Como se mencionó en la sección de suministros, elegí soldar clavijas de encabezado hembra en la placa, esto me permitiría cambiar fácilmente el nodeMCU si alguna vez fallara o si hubiera un problema. Sin embargo, si lo desea, es perfectamente aceptable soldar la placa nodeMCU directamente en la Veroboard.

Lo único que recomendaría es usar encabezados masculinos para la conexión del servo en la placa, esto hace que sea mucho más fácil de instalar una vez dentro de las persianas.

Las imágenes muestran la placa completa (con la parte impresa en 3D ya pegada)

Placa de circuito de botón pulsador

El otro circuito que necesita construir es el circuito de botón pulsador que le permitirá anular manualmente el movimiento de la persiana si es necesario. El soporte impreso en 3D incluido tiene espacio suficiente para dos botones y también incluye un orificio para que los 3 cables pasen por el lateral (1 GND y 1 para cada entrada digital de botones) Como puede ver en el diagrama del circuito, los cables GND son Daisy cambiado para que solo haya un cable que une la tierra del circuito del botón pulsador con la tierra del circuito NodeMCU.

El tamaño que necesita para hacer el Circuit Veroboard es:

Ancho = 24 mm

L = 21 mm

Paso 4: preparación de la placa NodeMCU

El siguiente paso es cargar el software requerido en la placa NodeMCU. La forma de hacer esto es usando el IDE de Arduino. Sin embargo, no es un caso de plug and play porque la biblioteca para NodeMCU debe instalarse en el IDE.

En lugar de pasar por este proceso, recomendaría usar esta guía, ya que explica cada paso y los detalles necesarios para que NodeMCU funcione con el entorno Arduino:

bit.ly/2Rznoni

Una vez que haya completado el Instructable anterior, ahora debería estar en un punto donde el NodeMCU se puede programar usando el IDE de Arduino, el NodeMCU puede conectarse a su WiFi y también puede controlarlo a través de un navegador web.

Paso 5: Programación de NodeMCU con el software Smart Blinds

El siguiente paso es cargar el programa de persianas inteligentes en la placa NodeMCU. Ya existe una biblioteca increíble que le permite controlar la iluminación inteligente con control de brillo a través de NodeMCU y Alexa. La biblioteca es creada por AirCookie y permite programar hasta 10 dispositivos. Puede encontrar el código fuente original aquí:

En el caso de las persianas inteligentes, utilizamos el encendido / apagado de la luz virtual para girar las persianas desde la posición de apagado (0) y la posición de encendido (último porcentaje utilizado). Luego usamos la configuración de Brillo como la cantidad que queremos que se abran las persianas. Sin embargo, esto solo varía de 0 a 70%, siendo el 70% el rango completo del servo.

He incluido el archivo Arduino. Así que descargue el código y luego ábralo. Puede ver que realmente no se necesita mucho para que todo esto suceda, pero hay un par de cambios que debe realizar.

SSID WiFi: Lo primero es cambiar el SSID para que coincida con la conexión WiFi que desea utilizar. Esto debe coincidir exactamente, de lo contrario, tendrá problemas para conectarse.

Contraseña WiFi: lo segundo que debe cambiar es la contraseña WiFi para que coincida con la contraseña del SSID que está conectando también.

Biblioteca de Espalexa: Lo siguiente que debe hacer es asegurarse de agregar la biblioteca de Espalexa a su IDE de Arduino. Para hacer esto, siga este breve tutorial:

Cambiar el nombre del dispositivo: lo último que debe hacer es cambiar el nombre del dispositivo a cómo desea que aparezca en la aplicación Alexa. Para hacer esto, cambie la parte en esta línea 'espalexa.addDevice ("Blinds", servoPositionChanged, 20)' donde dice 'Blinds'. Cambie esto a lo que quiera.

Una vez que se completen todos los pasos anteriores, simplemente presione el botón de carga para cargar el programa en su placa NodeMCU. Ahora, con suerte, tendrá éxito y podrá continuar con el siguiente paso: ¡Probar!

Probando el programa:

En su caso, ahora debería estar en un punto en el que tiene el circuito construido. Sin embargo, para los propósitos de este inescrutable, la página muestra que lo probé como una placa de prueba temporal configurada. Ahora que tiene el circuito construido y el programa cargado, ahora puede probar que todo funciona bien. Así que conecte todo según el diagrama del circuito y luego primero pruebe que los botones manuales funcionan. Un botón debe girar el servo en un sentido y el otro en el opuesto. Una vez que esto se haya completado, ahora debe agregar el dispositivo a su Alexa.

Para agregar el dispositivo a su alexa, siga estos pasos:

1. Abra su aplicación Alexa en su dispositivo móvil

2. Vaya a la pestaña Dispositivos y luego presione el signo más en la parte superior derecha de la pantalla

3. A continuación, presione 'Agregar dispositivo'

4. Desplácese hacia abajo hasta encontrar el título que dice "Otro".

5. Luego presione descubrir dispositivos. Esto tomará unos segundos y su dispositivo aparecerá con el nombre que ingresó en el código.

6. Luego puede agregar el dispositivo a su lista de dispositivos

Una vez que se agrega el dispositivo, puede usar su Alexa para configurar el servo en cualquier posición que desee del 0 al 70% diciendo 'Alexa, configure el (Nombre que le da a su dispositivo) en 50%' Haga esto en diferentes porcentajes para asegúrese de que responda correctamente.

Si tiene algún problema con el lado de Alexa, use el enlace de Github a la biblioteca donde puede solucionar su problema:

Paso 6: preparación de las distintas piezas

El siguiente paso es donde las cosas comienzan a encajar y eso es poner todo en los diversos soportes 3D listos para entrar en el chasis ciego.

Montaje del servo:

Lo primero que debe hacer es preparar el servo para encajar en la persiana. Debido al tamaño del servo, es necesario quitar dos de los orificios de los tornillos de soporte, lo cual es muy fácil debido a que la construcción es de plástico. Quite los dos orificios para tornillos como se muestra en un círculo en la imagen.

Una vez que se quita esta parte, deslice el servo en el soporte del servo impreso en 3D y use los tornillos provistos para asegurar el servo en su lugar.

Alimente el cable del servo desde la parte trasera del servo y en la parte inferior del soporte.

Colocación del acoplamiento:

El siguiente paso es ajustar el acoplamiento al servo. Para hacer esto, use el accesorio de disco completo provisto que vino con su servo y use dos de los tornillos provistos para atornillar el disco al lado del acoplamiento con los orificios de los tornillos adentro. Los tornillos serán más grandes que los orificios en el accesorio del servo así que tómate tu tiempo y ten cuidado de no romper el plástico.

Una vez que el disco está conectado al acoplamiento, lo último que debe hacer es deslizar el conjunto del acoplamiento a la ranura del servo y usar el tornillo de la ranura para asegurarlo firmemente al servo.

Circuito principal y de botones:

Para ensamblar el circuito principal en el soporte del circuito, simplemente usé un pegamento caliente para cubrir la mayor parte de la parte inferior de la placa de circuito y luego lo presioné contra el soporte. Esto es suficiente para asegurarlo en su lugar y el objetivo principal de la montura es detener el cortocircuito del circuito contra el marco de la persiana de metal.

El circuito de botones es fácil de montar y no requiere pegamento caliente. Para ensamblarlo, simplemente pase los 3 cables a través de la ranura del cable y luego deslice el circuito en las ranuras laterales hasta que se detenga.

Cable de alimentación de red:

Para el cable de red, utilicé un cable de altavoz de 2 núcleos y soldé una conexión USB en un extremo. Esto permite que el circuito se alimente desde una toma USB estándar que tienen muchas personas. Recomiendo usar similar al mío que es: 5V / 2.1A. No es necesario superar los 5 V, ya que esto es todo lo que requiere el servo.

Haga que el cable tenga la longitud requerida para alcanzar las persianas cuando se vuelva a colocar y que esté lo suficientemente flojo, para asegurarse de que no tire del circuito ni de los cables.

Paso 7: Poniéndolo todo junto

¡Este es el último paso para construir sus persianas inteligentes!

Insertar la placa de circuito

El primer paso es insertar la placa de circuito principal en el marco de la persiana. Recomiendo poner esto en el lado opuesto de la primera polea donde se sentará el servo. Para insertar la tabla, levante la varilla y se separará del marco de la persiana. Una vez que pueda meterse debajo de él, deslice la placa de circuito hacia adentro, asegurándose de que esté completamente empujada hacia la parte inferior del marco y esté en el lugar correcto al que llegarán todos los cables. (Mis imágenes ya muestran los cables en su lugar)

Insertar los botones

El segundo paso, mientras la barra aún está levantada, es asegurar los botones en su lugar. Para hacer esto, ponga bastante pegamento caliente (o superpegamento si no le importa que sea permanente), luego coloque los botones apuntando hacia abajo sobre el agujero. Asegúrese de que puede acceder a ambos botones desde abajo, similar a la imagen. Ahora pase los cables alrededor de la polea como se muestra en la imagen y conéctelos a las entradas correctas de acuerdo con el diagrama del circuito.

Insertar el ensamblaje del servo

El siguiente paso es insertar el ensamblaje del servo. Para hacer esto, simplemente deslice el cuerpo principal en el extremo de la persiana. Debería deslizarse bien hacia adentro fácilmente después de algunos empujones y tirones en el soporte. No conecte el acoplamiento en este punto, ya que la varilla aún debe estar levantada y no completamente en su lugar. Pase el cable del servo a través del soporte y en la misma dirección que los cables del botón y luego conéctelo a la placa de circuito.

Poder:

A continuación, pase el cable de alimentación por el extremo del marco ciego y luego por debajo del soporte del servo donde se ejecutan los cables del servo. Luego, colóquelo en la misma dirección que el resto de los cables y conéctelo a los terminales roscados correctos. Asegurándose de que sea agradable y seguro y que no se salga.

Conexión de las piezas mecánicas juntas:

El último paso es conectar el servo a la barra ciega. Entonces, en primer lugar, empuje la varilla de regreso a su lugar y deslícela hacia el servo tanto como sea posible. Reemplace la pequeña arandela de tope que se quitó al principio al quitar la polea. Empuje la lavadora todo lo que pueda. Ahora, cuando sacuda la varilla de un lado a otro, no debe deslizarse fuera de lugar.

Ahora gire la varilla a la posición que desee cuando su servo esté a 0 GRADOS. A continuación, gire su servo a 0 GRADOS también girando el acoplamiento en el sentido de las agujas del reloj hasta que el servo ya no pueda girar.

A continuación, deslice el conjunto del servo hacia la varilla y el acoplamiento y la varilla deben alinearse, de lo contrario, es posible que tenga que girar la varilla ligeramente (no gire el servo ya que lo pondrá fuera de posición) Una vez que ambos estén alineados, júntelos hasta que dejen de moverse.

Montaje completo:

Eso es todo dentro de la persiana ensamblada. Antes de volver a colgar la persiana en los soportes, asegúrese de que todo el interior esté conectado correctamente y de que todas las conexiones eléctricas y mecánicas estén seguras.

Un pequeño consejo que daría es colocar un poco de cinta aislante eléctrica encima del chip wifi. Esto se debe a que se acerca mucho a la barra de la persiana cuando está girando.

Paso 8: Prueba final

¡Eso es todo! Ahora ha completado todos los pasos necesarios para hacer Smart Blinds controladas por Alexa.

El último paso es ejecutar una prueba completa en su sistema de persianas.

En primer lugar, encienda las persianas y espere entre 20 y 30 segundos para asegurarse de que se haya conectado completamente al WiFi. A veces puede llevar un tiempo debido a la falta de antena en la placa NodeMCU, puede pasar a través del marco de la persiana metálica.

Una vez que esté encendido y conectado, las persianas se moverán a su posición predeterminada. En este punto, pruebe con una combinación de los comandos de Alexa y también con los botones manuales.

Espero que hayas disfrutado haciendo mi primer Instructable. Las persianas inteligentes controladas por Alexa