資料介紹
描述
在這個物聯(lián)網(wǎng)項目中,我展示了如何使用 ESP8266 Arduino 使用Arduino IoT Cloud和Alexa制作基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居,以通過語音命令、紅外遙控器和手動開關(guān)控制 4 臺家用電器。
如果互聯(lián)網(wǎng)不可用,您可以通過紅外遙控和手動開關(guān)控制家電。
- 使用Alexa控制設(shè)備。
- 使用 Arduino EEPROM來記住以前的狀態(tài)
- 用紅外遙控器控制電器。
- 使用開關(guān)或按鈕手動控制設(shè)備
- 在 Amazon Alexa 應(yīng)用程序中監(jiān)控實時反饋和室溫。
- 無需互聯(lián)網(wǎng)即可手動控制家電。
- 用于該項目的所有資源都是免費的。
因此,如果您按照所有步驟操作,只需使用 Arduino UNO、NodeMCU 和繼電器模塊即可輕松制作此物聯(lián)網(wǎng)項目。
雖然 PCB 不是強制性的,但我使用 PCB 使電路緊湊并使項目具有專業(yè)外觀。
這個 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云項目如何運作?
此 Arduino ESP8266 家庭自動化按以下步驟工作。
- 當(dāng)您要求Alexa控制電器時,它會將信號發(fā)送到 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器。
- NodeMCU將通過互聯(lián)網(wǎng)接收來自Arduino IoT Cloud的信號。
- NodeMCU通過串行終端向 Arduino 發(fā)送相同的信號。
- Arduino UNO將處理該信號并打開或關(guān)閉繼電器。
- Arduino通過串行通信將反饋發(fā)送到 NodeMCU 。
- NodeMCU 通過互聯(lián)網(wǎng)向Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器發(fā)送反饋。
- 可以在Amazon Alexa應(yīng)用程序中監(jiān)控實時反饋。
此物聯(lián)網(wǎng)項目所需的組件(無 PCB)
Arduino 控制繼電器 PCB 所需的組件:
- Atmega328P微控制器
- ESP8266 ESP01
- PC817 光耦合器(4 個)
- 510 歐姆 0.25 瓦電阻器(4 個)(R1 -- R4)
- 1k 0.25 瓦電阻器(6 個)(R5 -- R10)
- 2k 0.25瓦電阻
- 4.7k 0.25瓦電阻
- 10k 0.25 瓦電阻器(2 個)
- 22pF陶瓷電容
- 104陶瓷電容
- 220uF 25V 電容 (2no)
- 1uF 箱形電容 (1no)
- 16MHz晶振
- LED 5 毫米(6 個)
- 1N4007 二極管(4 個)(D1 -- D4)
- 按鈕(8 個)
- BC547 三極管(4顆)
- 繼電器 5v (SPDT)(4 個)
- 終端連接器
- 跳線 (5no)
- 開關(guān) (1no)
- 海凌交直流220v-5v
ESP8266 Arduino 控制繼電器的電路圖
電路非常簡單,我使用數(shù)字引腳D4、D5、D6 和 D7來控制 4 個繼電器。
數(shù)字引腳D10、D11、D12 和 D13與開關(guān)連接以手動控制 4 個繼電器。
紅外接收器的輸出腳接A0 ,DHT11傳感器接A1 。
我在 Arduino IDE 中使用了INPUT_PULLUP函數(shù),而不是使用上拉電阻。
我使用D2 作為 RX ,使用D3 作為 TX與 NodeMCU 模塊進行串行通信。
如果您使用鎖存開關(guān),則只需將按鈕連接到數(shù)字引腳和 GND,而不是按鈕。
在高壓下工作時,請采取適當(dāng)?shù)陌踩A(yù)防措施。
使用 ESP8266 NodeMCU 的 Alexa 控制繼電器
如果 NodeMCU 連接到 WiFi,您可以通過Amazon Alexa App控制家電。
您還可以要求Alexa從世界任何地方打開和關(guān)閉設(shè)備。
對于這個家庭自動化項目,您不需要任何 Echo DOT 或其他 Alexa 設(shè)備。
如果 NodeMCU 與 WiFi 連接,您還可以通過Arduino IoT Cloud 網(wǎng)絡(luò)儀表板和Arduino IoT Cloud Remote 移動應(yīng)用程序控制家電。
帶紅外遙控和手動開關(guān)的控制繼電器
您始終可以使用紅外遙控和手動開關(guān)控制繼電器。
我將在以下步驟中解釋如何從任何遙控器獲取紅外代碼(十六進制代碼)。
如果 NodeMCU 連接到 Wi-Fi,您可以在Amazon Alexa App和Arduino 云儀表板中監(jiān)控實時反饋。
如果 WiFi 不可用,您仍然可以使用紅外遙控和手動開關(guān)控制繼電器。
當(dāng) WiFi 可用時,NodeMCU 將自動重新連接 WiFi。
為這個智能家居系統(tǒng)設(shè)計 PCB
為了使電路緊湊并具有專業(yè)的外觀,我在測試了智能繼電器模塊的所有功能后設(shè)計了 PCB。
您可以從以下鏈接下載此家庭自動化項目的 PCB Gerber 文件:
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2. 單擊立即報價按鈕。
3. 單擊“添加您的 Gerber 文件”按鈕。然后瀏覽并選擇您下載的 Gerber 文件。
4. 設(shè)置所需參數(shù),如數(shù)量、PCB 遮蔽顏色等。
5. 選擇組裝面和 SMT 數(shù)量。
6. 現(xiàn)在上傳BOM和PickAndPlace文件。
7. 現(xiàn)在確認(rèn)您要通過 SMT 服務(wù)焊接的所有組件。
8. 單擊“保存到購物車”按鈕。
選擇送貨地址和付款方式
6. 鍵入送貨地址。
7. 選擇適合您的運輸方式。
8. 提交訂單并進行付款。
您還可以從JLCPCB跟蹤您的訂單
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創(chuàng)建 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云免費帳戶
對于這個智能家居項目,我使用了 Arduino Cloud Free 計劃。
單擊以下鏈接創(chuàng)建一個Arduino IoT Cloud帳戶。
https://store.arduino.cc/digital/create
- 單擊“創(chuàng)建一個”。
- 輸入您的生日,然后單擊“下一步”。
- 輸入電子郵件 ID、用戶名、設(shè)置密碼。然后點擊“注冊”。
- 現(xiàn)在點擊“物聯(lián)網(wǎng)云”。
在 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云中添加 NodeMCU ESP8266 設(shè)備
- 單擊右側(cè)的選擇設(shè)備。
- 選擇“Set up a third Party device” ,然后選擇設(shè)備類型為ESP8266 ,設(shè)備型號為NodeMCU 1.0。
- 您將獲得代碼中需要的設(shè)備 ID和密鑰。
- 點擊“繼續(xù)”,您會發(fā)現(xiàn)設(shè)備已添加。
可以看到,設(shè)備已添加。
在 Arduino IoT Cloud 中添加變量
現(xiàn)在要控制 4 個繼電器,您必須添加 4 個變量。
單擊“添加變量”按鈕。
輸入名稱,然后選擇Alexa 兼容開關(guān)類型。變量權(quán)限將是“讀寫”,變量更新策略將是“更改時”。
以類似的方式,您必須添加接下來的 3 個變量。
對于室溫讀數(shù),請選擇Alexa compatible Temperature Sensor 。變量更新策略將是“定期”,并提及間隔時間。
設(shè)置 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云儀表板
- 現(xiàn)在單擊頂部的儀表板以設(shè)置 Arduino 云儀表板。
- 然后單擊構(gòu)建儀表板。
- 之后單擊“編輯”圖標(biāo)。然后單擊“添加”并選擇“切換”。
- 為這個 Switch 命名,然后將一個變量鏈接到這個 switch 小部件。
- 然后點擊完成。
以類似的方式,您必須添加總共 4 個開關(guān)小部件來控制 4 個繼電器。
對于溫度,選擇Gauge widgets 并鏈接 Temperature 變量。您還可以設(shè)置MIN和MAX 限制。
從遠(yuǎn)程獲取 IR 代碼(十六進制代碼)
現(xiàn)在,要從遙控器獲取十六進制代碼,首先,我們必須將紅外接收器輸出引腳連接到 Arduino UNO的A0 引腳。并在 VCC 和 GND 之間提供 5V。IR 接收器必須有金屬外殼,否則,您可能會遇到問題。
然后按照以下步驟獲取十六進制代碼:
- 在Arduino IDE 中安裝IRremote庫。
- 下載附件代碼,并上傳到Arduino UNO。
- 打開串行監(jiān)視器,波特率為9600。
- 現(xiàn)在,按下紅外遙控按鈕。
- 相應(yīng)的十六進制代碼將填充在串行監(jiān)視器中。
- 將所有十六進制代碼保存在文本文件中。您必須在主草圖中更新這些十六進制代碼。
使用 Arduino IDE 對 ESP8266 NodeMCU 進行編程
為了對 NodeMCU 進行編程,我使用了 Arduino IDE。
下載附件代碼。
首先,您必須安裝ArduinoIoTCloud 庫。在安裝過程中,它可能會要求安裝其他依賴項。然后點擊全部安裝。
在代碼中,輸入以下詳細(xì)信息。完成所有這些更改后,您可以將代碼上傳到 NodeMCU。
使用 Arduino IDE 對 Arduino UNO 或 ATmega328P 進行編程
。
但是,如果您不使用 PCB,則可以直接將 Arduino UNO 與筆記本電腦連接。
對于主草圖,您需要安裝以下庫
然后你必須更新紅外遙控器草圖中的十六進制代碼。
對于瞬時開關(guān),使用代碼:Code_ArduinoUNO_EEPROM_WiFi_IR_Button_4Relay.ino
對于鎖存開關(guān),使用代碼:Code_ArduinoUNO_EEPROM_WiFi_IR_Switch_4Relay.ino
為 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云配置 Alexa 應(yīng)用程序
從 Google Play 商店或 App Store下載并安裝Amazon Alexa App 。
- 點擊“更多”。
- 然后選擇“技能和游戲”。
- 搜索 Arduino 并點擊“ Arduino ”。
- 點擊“啟用使用”。
將 Arduino 云設(shè)備與 Alexa 連接
使用 Arduino Cloud 憑據(jù)登錄。
- 點擊關(guān)閉。
- 點擊“發(fā)現(xiàn)設(shè)備”。添加設(shè)備需要一分鐘時間。在此期間,NodeMCU 應(yīng)連接到 WiFi。
- 點擊“設(shè)備”,然后點擊“開關(guān)”以查看所有設(shè)備。
因此,所有來自 Arduino IoT Cloud 的設(shè)備都將添加到 Amazon Alexa App。
連接家電
按照電路圖用繼電器模塊連接4臺家電。
在高壓下工作時,請采取適當(dāng)?shù)陌踩A(yù)防措施。
將 110V/230V 電源連接到 PCB。
最后??!Arduino 云智能家居系統(tǒng)已準(zhǔn)備就緒
現(xiàn)在您可以智能地控制您的家電。
我希望您喜歡這個 Arduino IoT 和 Alexa 控制家庭自動化項目。我已經(jīng)分享了這個項目的所有必需信息。
如果您能分享寶貴的反饋意見,我將不勝感激。另外,如果您有任何疑問,請寫在評論部分。
謝謝你,快樂學(xué)習(xí)。
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