Sistema de control de cortina de Alexa: imprimible en 3D y bajo costo: 19 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hola, he intentado durante mucho tiempo automatizar la mayor parte de nuestra casa como sea posible. Cuando llega el invierno aquí en el Reino Unido, decidí eliminar la tarea de cerrar todas las cortinas por la noche y luego volver a abrirlas por la mañana. ¡Esto significa entrar en cada habitación de la casa 730 veces menos al año! (Sin mencionar que es genial).

Una vez configurado, también puede agregar rutinas en Alexa para que sus cortinas funcionen en conjunto con otros dispositivos en su casa. Por ejemplo, Alexa puede cerrar las cortinas del lado público de su casa 15 minutos antes del atardecer (por lo tanto, se mantiene al día con las estaciones automáticamente). También puede programar una rutina para preparar una habitación para la noche de cine cerrando las cortinas, encendiendo la televisión y atenuando las luces.:)

Es un trabajo sencillo y una vez impresas las piezas impresas se puede montar en menos de tres horas.

Paso 1: Prefiero mirar…

Como siempre, he producido un video que le muestra cómo construir el suyo propio. Recomiendo verlo primero para obtener una descripción general de todo y luego seguir esta guía escrita mientras ensambla la suya.

Paso 2: Lista de materiales / cosas que necesitará

Necesitará algunos elementos antes de que comencemos a ensamblar su sistema de automatización de cortinas.

Aquí hay una lista de los elementos utilizados en este proyecto y dónde puede encontrarlos:

■ Aproximadamente 100 gramos de plástico para las piezas impresas.

■ Motor paso a paso Nema 17: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Controlador de motor paso a paso A4988: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Adafruit Feather Huzzah ESP8266: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Mini placas de prueba x2 (autoadhesivo): https://geni.us/StepperMotor2 ■ Cables de puente de placa de pruebas: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Alambre de pesca trenzado: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Cable largo USB A a USB Micro B: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Condensador 100: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Soporte de batería conmutado para 8 baterías AA: https://geni.us/StepperMotor2 ■ Tuercas y tornillos: https:// geni.us/StepperMotor2 Tuercas M4 x2 Pernos M4 x 10mm x2 Pernos M3 x 10mm x 4 ■ 8 pilas AA

■ Pistola de pegamento a batería: https://geni.us/BoschBatteryGlueGun (no es algo que tengas que tener, pero recientemente obtuve una y ha hecho que pegar las cosas sea muy fácil).

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El código se puede descargar de Github aquí:

Finalmente, las piezas impresas en 3D se pueden descargar desde aquí:

Paso 3: imprima el cuerpo principal

El primer elemento que deberá imprimir es el archivo 'main_body.stl'. Recomendé imprimirlo con un borde para ayudarlo a adherirse a la cama de impresión y encender los soportes solo en la placa de construcción.

La configuración del borde incluye extrusiones adicionales de plástico alrededor del exterior de la impresión en la primera capa para proporcionar una mayor área de contacto y adhesión con la cama de impresión.

Una vez completada la impresión, retire el ala y los soportes internos de la carcasa.

Paso 4: Colocación del motor paso a paso

Antes de conectar el motor al cuerpo principal, debe insertar una sola tuerca M4 en la pequeña ranura como se muestra en la imagen adjunta. Esto está aquí para sujetar la tapa a nuestra máquina, una parte que agregaremos más adelante.

Inserte el motor paso a paso desde debajo de la carcasa asegurándose de que los cables que salen del motor paso a paso se dirijan hacia la abertura.

Utilice los cuatro pernos de antes para mantener el motor paso a paso en su lugar. Deben apretarse firmemente, pero no tanto como para dañar el componente impreso.

Paso 5: conecte la electrónica

Ahora comenzaremos a trabajar en la electrónica. Puede seguir el diagrama del circuito o la tabla a continuación para conectar todos los componentes electrónicos juntos. Si no está seguro de cómo interpretarlos, puede seguirme paso a paso en el video: https://www.youtube.com/embed/JtYdPwO65WI?t=155 (esto comenzará en el lugar correcto en el video).

Primero, los cables que van entre el controlador paso a paso y el ESP8266:

Pluma - A4988

16 ---- EN0 ------ DIR13 ---- PASO A PASO - GND3V ---- VDD

Ahora el cable del motor paso a paso al controlador paso a paso:

A4988 - Motor paso a paso

1B - Azul1A - Rojo2A - Verde2B - Negro

Los pines RESET y SLEEP del controlador del motor también quieren un cable que los conecte.

También necesitará agregar un capacitor de 100 µF a VMOT y GND. Asegúrese de prestar atención a la polaridad del condensador.

Y por último, pero no menos importante, querrá conectar la fuente de alimentación. Esto también va a VMOT (el cable positivo) y GND (el negativo).

Paso 6: Cargue el código

Conecte un extremo de su cable USB al Feather Huzzah y el otro extremo a su PC.

Dirígete a la página de Github y descarga el código:

Una vez que esté en su PC, ábralo en el IDE de Arduino.

Hay algunas líneas del código que deberá cambiar para adaptarlo a su conexión wifi y en qué parte de la casa tiene la intención de usarlo:

• En la línea 17 debe ingresar su SSID wifi (o nombre wifi)
• En la línea 18 debe ingresar su contraseña wifi
• En la línea 60, debe establecer el nombre como Alexa se referirá a sus cortinas (actualmente, 'cortina de cubierta' en el código predeterminado). Deberás pedirle a alexa que encienda o apague la cortina. Entonces, si pones "dormitorio" aquí, tendrás que decir "Alexa, enciende las cortinas del dormitorio".

Abra Serial Monitor y establezca la velocidad en baudios en 9600. Ahora puede cargar el código.

Esté atento a lo que devuelve el monitor, esto le permitirá saber si se conectó correctamente a su red wifi o no.

Paso 7: agrega las cortinas a Alexa

Ahora abra la aplicación Alexa en su teléfono inteligente o tableta y haga clic en el ícono de dispositivos domésticos inteligentes en la parte inferior derecha, luego presione + en la parte superior derecha seguido de 'Agregar dispositivo' para comenzar el proceso de agregar un nuevo dispositivo.

Aunque el código que estamos ejecutando en nuestro ESP8266 emula un enchufe WeMo, no queremos usar su aplicación para configurarlo, así que desplácese hacia abajo en los distintos tipos de dispositivos que se ofrecen y seleccione 'Otro' en la parte inferior de la lista.

Continúe presionando 'Descubrir dispositivos'.

Mientras Alexa está buscando, debería ver una gran cantidad de texto impreso en nuestro monitor serial Arduino IDE. Este es nuestro dispositivo que responde a la solicitud de descubrimiento de Alexa y le informa cómo nos llamamos y qué podemos hacer (en este caso, activar y desactivar).

Si todo ha salido según lo planeado hasta ahora, debería informar que se ha descubierto un nuevo enchufe.

Paso 8: Hora de prueba…

Mientras el código se está ejecutando, deberíamos probar todo hasta ahora. Conecte o encienda su fuente de alimentación y luego pídale a Alexa que encienda o apague las cortinas con el nombre que les asignó anteriormente en su código.

Debería ver que el motor paso a paso gira en una dirección cuando solicita que se apaguen y debe girar en la otra dirección cuando solicita que se enciendan.

Paso 9: instale los componentes electrónicos y la tapa

Para esta parte de la compilación, deberá imprimir el archivo 'lid.stl' mientras se imprime, podemos continuar como se muestra a continuación.

Despegue la cubierta autoadhesiva de la parte posterior de la placa de pruebas que tiene el ESP8266 y colóquela dentro de la carcasa de modo que el adhesivo pegajoso mire hacia el motor paso a paso. Asegúrese de que se deslice completamente hacia la derecha y hacia abajo en la carcasa antes de aplicar presión para fijarlo en su lugar.

Si el autoadhesivo no sostiene la placa de pruebas en su lugar, puede agregar un poco de pegamento termofusible para ayudar a que las cosas se mantengan en su lugar.

Antes de agregar la segunda placa de prueba, debemos colocar una tuerca detrás del orificio al que estoy apuntando en las imágenes de arriba. Si tiene dificultades para mantenerlo en su lugar, puede insertar temporalmente uno de los pernos parcialmente.

Despegue el adhesivo de la segunda placa de pruebas y colóquelo contra el lado opuesto de la carcasa. Manipule esto con cuidado para que ninguno de los cables se suelte.

Después de que se haya instalado la segunda placa de pruebas, puede quitar el perno temporal, ya que la placa de pruebas mantendrá la tuerca en su lugar.

Ordene los cables en la carcasa mientras se asegura de que la conexión USB del Feather Huzzah no esté obstruida.

Ahora podemos colocar la tapa. Los cables de la fuente de alimentación deben pasar a través del orificio grande que también aloja el extremo posterior del motor paso a paso. Baje la tapa sobre la carcasa y luego use los dos pernos restantes para sujetarla de forma segura.

Paso 10: coloque el soporte de la batería

La carcasa de la fuente de alimentación de la batería debe montarse en el exterior de la carcasa del motor, descansando sobre las dos orejetas diseñadas para soportar su peso.

Con un poco de pegamento termofusible, fíjelo en su lugar y manténgalo firme durante unos segundos mientras el pegamento se enfría y se endurece.

Una vez configurado, verifique que aún puede usar el puerto USB conectándolo a través del orificio que se encuentra debajo. Probaría que todo funcione con Alexa todavía en este punto. Esto también comprobará si todos los cables siguen conectados correctamente y si no se ha soltado nada.

Paso 11: Preparación de las cortinas. Parte 1

Colocaré el mío en el lado derecho de mis cortinas para que el cable de alimentación USB pueda caer detrás de las cortinas y enchufarlo a una toma de corriente junto a ellas.

Debe comenzar dejando entre 2 y 3 metros de cable suelto colgando sobre el costado de este poste de cortina. Usaremos esto más adelante cuando lo adjuntemos al par de nuestra máquina que construimos anteriormente.

Luego, con el otro extremo del rollo de alambre, continúe sobre la parte superior del poste central, sobre y rodee y vuelva debajo de la fijación de pared izquierda y luego fíjela a la cortina de la izquierda después de moverla a la posición cerrada.

Para sujetar el cable a la cortina, simplemente hice un nudo alrededor del ojal. Si lo desea, puede colocarlo en la parte posterior cosiéndolo en la cortina.

Puede probar su trabajo hasta ahora tirando del extremo suelto del cable. Esto debería hacer que la cortina se abra y, cuando la cierre, el extremo suelto debería tirar hacia atrás.

Paso 12: preparación de las cortinas. Parte 2

Para colocar la otra cortina, tire de ella a la posición cerrada con la que ya conectamos también cerrada. Retirar el extremo suelto del cable que estábamos tirando hace un momento para abrir la otra cortina y atarla a esta cortina por donde la pasa después de pasarla por la fijación central del poste de la cortina.

Una vez que haya terminado con el nudo, tome el extremo suelto de la tira y páselo de nuevo por el extremo del poste como estaba antes de comenzar este paso.

Ahora es otro buen momento para comprobar que las cortinas funcionan bien. Si tira del extremo suelto del cable, ambos lados deben abrirse y cuando tira de un lado de la cortina para cerrar, el otro también debe cerrarse solo.

Paso 13: Preparación de las cortinas. Parte 3

Ahora solo tenemos un cable más para agregar. Esta vez, con un nuevo trozo de alambre, conecte un extremo a la cortina izquierda donde atamos nuestro primer nudo y luego pase el extremo suelto sobre la fijación de la pared central y luego la fijación de la pared del lado derecho. Deja unos metros de sobra y córtalo del real.

Es hora de la verificación final, debe saber que puede abrir y cerrar completamente las cortinas con solo tirar del extremo de uno de los trozos de cuerda y luego del otro.:) ¡Cuan genial es eso!

Paso 14: Montaje del eje

Deberá imprimir las tres partes del eje si aún no lo ha hecho, así como tener un poco de pegamento termofusible o similar a mano.

Toma uno de los extremos sueltos del cable que sale de las cortinas y pásalo por el orificio inferior de la carcasa del motor. (No importa qué cable hagas primero).

Ahora, tomando la primera parte del eje (la que tiene un orificio que atraviesa su eje), enhebre este cable y átelo en un nudo alrededor del eje para que no se deshaga. Luego agregaremos un poco de pegamento termofusible sobre este alambre y su nudo para mantener todo en su lugar.

Una vez que se haya enfriado, agregue un poco de pegamento termofusible a la repisa (aproximadamente a la mitad del eje) y luego deslice la segunda parte del eje sobre él metiéndolo en el pegamento para fijarlo en su lugar.

Ahora pase el otro trozo de cable a través del orificio superior de la carcasa del motor y, de manera similar, fíjelo en la siguiente etapa del ensamblaje del eje.

Finalmente, agregue un poco más de pegamento en la parte superior del eje y agregue la pieza final impresa en 3D. Una vez enfriado, puede envolver una de las cuerdas en el sentido de las agujas del reloj en su sección del eje y la otra en el sentido contrario a las agujas del reloj en su sección del eje. Tome la mayor cantidad de cable flojo que pueda, pero no lo deslice sobre el eje del motor paso a paso todavía.

Paso 15: Fijación de la máquina al poste de la cortina

Ahora conectaremos la carcasa del conjunto del motor al poste de la cortina con cuatro sujetacables. He movido las cortinas en mi toma para que puedas ver lo que está sucediendo más fácilmente.

Pase un cable ordenado a través de cada uno de los dos canales en los brazos en forma de U. Luego, utilícelos para sujetarlo al poste de la cortina. No los aprietes del todo, solo lo suficiente para que el cable ordenado no se deshaga ya que necesitaremos acceder al eje del motor paso a paso y poder ajustarlo más tarde.

A continuación, ate un solo cable ordenado alrededor de la fijación de la pared, nuevamente manténgalo suelto. Luego ate uno a través de este cable ordenado y el más cercano que usamos para sujetar la carcasa del motor al poste. Antes de continuar, deslice la carcasa del motor lo más que pueda hacia el centro de la cortina. Los dos organizadores de cables unidos limitarán la distancia a la que puede llegar.

Ahora tome el eje de alambre y continúe envolviendo ambos alambres alrededor de él, quitando la mayor holgura posible de ambos tramos de alambre. A continuación, puede deslizar el eje sobre el eje de la carcasa del motor.

Ahora puede apretar los dos sujetacables que sujetan la carcasa al poste.

Paso 16: tiempo de prueba

Conecte la conexión USB del ESP8266 a su PC, encienda la fuente de alimentación y abra la aplicación Alexa en el dispositivo que elija. Navega hasta el 'enchufe' (tus cortinas) y pruébalo.

Paso 17: Ajustar el tiempo

Si encuentra algún problema con su sistema cuando intenta abrirse o cerrarse, hay algunas cosas que puede verificar:

• Verifique qué tan burlona es su cuerda cuando las cortinas están completamente abiertas y completamente cerradas. Si está demasiado flojo en ambas situaciones, puede apretarlo deslizando la carcasa del motor más lejos del centro de las cortinas apretando los dos pasacables que van entre la fijación a la pared y la carcasa.
• Si el cable está demasiado burlado, aflójelo haciendo lo contrario de lo anterior.
• A medida que la cortina se acerca a la fijación de la pared central, es posible que el motor tenga que tirar de la cortina "hacia arriba" donde la cuerda pasa por encima de la fijación de la pared central. Puede ayudar a aliviar esto fijando el cable a las cortinas en el mismo nivel que entra en la carcasa del motor. Mantener la línea lo más horizontal posible con la carcasa del motor es ideal.

Paso 18: personalice el código hasta el final

Todavía tenemos que establecer cuánto mueve la cortina el motor paso a paso cuando le pedimos que la abra o la cierre. Esto se hace en la línea 91 del código.

Debes modificar el número que he resaltado en la imagen. El código que tiene actualmente debería tener '7300' si aún no lo ha cambiado.

Esto representa cuánto tiempo seguirá girando el motor paso a paso cuando se le pida que vaya en cualquier dirección. Si su cortina necesita moverse más, este número debe aumentarse. Disminuya el número si está tratando de moverse demasiado.

No olvide que deberá volver a cargar su código cada vez que haga un cambio en este número para que surta efecto.

Paso 19: ¡Completa

¡Bien hecho, has terminado tu proyecto! Ahora pon los pies en alto y disfruta de una tarea menos dos veces al día.:)

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