Ελεγκτής LED Apple HomeKit WS2812B: 3 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Υπάρχουν πολλά έργα που βασίζονται σε λωρίδες LED WS2812B, αλλά τα περισσότερα από αυτά χρησιμοποιούν homebridge ή οποιαδήποτε άλλη λύση - κυρίως βασισμένη στο MQTT - για επικοινωνία με το HomeKit.

Ορισμένα έργα χρησιμοποιούν εφέ μέσω του Apple HomeKit επίσης, αλλά κανένα από αυτά δεν υποστηρίζει αυτόνομο HomeKit χωρίς να χρειάζομαι καμία γέφυρα Χρησιμοποιώ LED WS2812B σχεδόν 3-4 χρόνια τώρα με το HomeKit και λειτουργούν πολύ καλά

Δεδομένου ότι ο κώδικας είναι πολύ περίπλοκος και έχω χρησιμοποιήσει πολλές προσαρμοσμένες βιβλιοθήκες, έχω κάνει προ-μεταγλωττισμένα αρχεία υλικολογισμικού. Για όσους ενδιαφέρονται να δημιουργήσουν εγγενή έργα HomeKit, ο πηγαίος κώδικας για το esp-homekit είναι διαθέσιμος εδώ.

Βασικές πληροφορίες:

• Προς το παρόν υποστηρίζονται μόνο λωρίδες LED WS2812B, WS2812B ECO και WS2813!
• Ο μέγιστος αριθμός LED περιορίζεται σε 500 για εξοικονόμηση RAM
• Απαιτείται μετατροπέας λογικού επιπέδου (για μετατροπή δεδομένων 3,3V σε 5V)
• Καλής ποιότητας τροφοδοτικό 5V είναι επίσης απαραίτητο
• Περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να βρείτε στο GitHub μου
• Το Adafruit Überguide μπορεί επίσης να βοηθήσει:-)

Σχεδιασμός PCB:

Έχω σχεδιάσει ένα απλό PCB για την οδήγηση των LED NeoPixel με τον σωστό τρόπο που περιγράφεται στο Adafruit's NeoPixel berguide χρησιμοποιώντας το τελευταίο SN74HCT125N Logic Level Converter IC και τον επίσης προτεινόμενο πυκνωτή 1000uF:-) Αυτή τη στιγμή χρησιμοποιώ αυτό το PCB με τροφοδοτικό 5V 10A χωρίς προβλήματα θερμοκρασίας:-)

Επίσης, έχω μια έκδοση USB Type-C για μικρότερες λωρίδες LED!

Μπορείτε να παραγγείλετε τα PCB από εδώ και από εδώ

Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα PCB εδώ

Χαρακτηριστικά:

• Αλλαξε χρώμα
• Αλλαγή Φωτεινότητας
• Αλλαγή θερμοκρασίας χρώματος (δεν απαιτείται ταινία RGBW)
• WS2812FX Light Effects (beta !!!)
• Ρύθμιση αριθμού LED WS2812B (στην πρώτη εκκίνηση από 1 έως 500)
• Χαρακτηριστικό Power Behavior (Προεπιλεγμένο χρώμα / Τελευταία χρήση κατά την εκκίνηση μέσω της εφαρμογής Eve)
• Μετάβαση (Γρήγορη / Προεπιλεγμένη / Μέτρια / mρεμη μέσω της εφαρμογής Eve)
• Child Lock (Πατήστε το κουμπί Ενεργοποίηση/Απενεργοποίηση μέσω της εφαρμογής Eve)
• Εγχειρίδιο χρήστη με δυνατότητα λήψης (μέσω της εφαρμογής Eve)
• Κουμπί λειτουργίας / επαναφοράς

Προμήθειες

Για τη δημιουργία του προσαρμοσμένου PCB Θα χρειαστείτε ένα φτηνό συγκολλητικό σίδερο ή έναν σταθμό συγκόλλησης όπως αυτός ή αυτός. Επίσης, ένα πιστόλι συγκόλλησης θερμού αέρα θα ήταν επίσης χρήσιμο! Για τη μεταφόρτωση του κώδικα, μάλλον πρέπει να αγοράσετε έναν προσαρμογέα USB TTL.

Απαραίτητα μέρη:

• NodeMCU ή Wemos D1 Mini
• IC μετατροπέα λογικού επιπέδου
• Λωρίδα LED WS2812B
• JST 3 ακίδων θηλυκό βύσμα
• Τροφοδοτικό 5V 2-10A v1 ή τροφοδοτικό 5V 2-10A v2
• Καλώδια βραχυκύκλωσης

Μέρη PCB:

• ESP12F/E
• ESP-01S (φλας 1MB)
• SMD 0805 αντιστάσεις
• Πυκνωτές SMD 0805
• AMS1117-3.3
• Απλό κουμπί
• Κεφαλίδα 2,54 mm
• SN74HCT125N
• Πυκνωτής SMD 10.5x10.5 1000uF
• Βύσμα DC
• Βιδωτός ακροδέκτης 3 ακίδων
• Θήκη ασφάλειας
• Ασφάλεια ηλεκτρική

Βήμα 1: Εγκατάσταση του υλικολογισμικού

Μπορείτε να κατεβάσετε το υλικολογισμικό από τη σελίδα μου στο GitHub

Windows

Για Windows μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το επίσημο Firmware Download Tool από το Espressif

Η ρύθμιση των διευθύνσεων φλας (0x2000), του μεγέθους φλας (1MB/8mbit, 4MB/32mbit) και της λειτουργίας φλας (DIO/QIO) είναι πολύ σημαντικό βήμα, αλλά αυτές οι ρυθμίσεις ενδέχεται να αλλάξουν με βάση τη μονάδα που χρησιμοποιείτε! Επίσης, σας προτείνω να διαγράψετε το φλας πριν ανεβάσετε τα αρχεία.bin!

Ρυθμίσεις:

• Ποσοστό Baud 115200
• Μέγεθος φλας 4MB ή 32mbit (ανάλογα με τη μονάδα σας)
• Λειτουργία Flash QIO (ή DIO, ανάλογα με τη μονάδα σας)
• 0x0000 rboot.bin
• 0x1000 blank_config.bin
• 0x2000 ledstrip.bin
• 40MHz

MacOS

Για MacOS μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το εργαλείο λάμψης

Ρυθμίσεις:

• Διαγραφή φλας - ναι
• Ποσοστό Baud 115200
• Μέγεθος φλας 4MB ή 32mbit (ανάλογα με τη μονάδα σας)
• Λειτουργία Flash QIO (ή DIO, ανάλογα με τη μονάδα σας)
• Αρχείο: ledstrip.bin
• 40MHz

Χειροκίνητα Flash

Πρέπει να εγκαταστήσουμε το esptool.py στο Mac μας για να μπορέσουμε να αναβοσβήσουμε τη μονάδα ESP. Για να εργαστείτε με το esptool.py, θα χρειαστείτε είτε Python 2.7, Python 3.4 είτε μια νεότερη εγκατάσταση Python στο σύστημά σας. Σας συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε την πιο πρόσφατη έκδοση Python, οπότε μεταβείτε στον ιστότοπο της Python και εγκαταστήστε τον στον υπολογιστή σας.

Με την Python εγκατεστημένη, ανοίξτε ένα παράθυρο τερματικού και εγκαταστήστε την πιο πρόσφατη σταθερή έκδοση esptool.py με pip:

pip εγκατάσταση esptool

Σημείωση: με ορισμένες εγκαταστάσεις Python αυτή η εντολή ενδέχεται να μην λειτουργεί και θα λάβετε σφάλμα. Εάν συμβαίνει αυτό, δοκιμάστε να εγκαταστήσετε το esptool.py με:

pip3 install esptool python -m pip install esptool pip2 install esptool

Μετά την εγκατάσταση, θα έχετε εγκατεστημένο το esptool.py στον προεπιλεγμένο κατάλογο εκτελέσιμων Python και θα πρέπει να μπορείτε να το εκτελέσετε με την εντολή esptool.py. Στο παράθυρο τερματικού, εκτελέστε την ακόλουθη εντολή:

esptool.py

Με το esptool.py εγκατεστημένο στον υπολογιστή σας, μπορείτε να αναβοσβήνετε εύκολα στην πλακέτα ESP8266 με το υλικολογισμικό.

Αρχικά πρέπει να κατεβάσετε τρία αρχεία κάδου: rboot.bin και blank_config.bin και την πιο πρόσφατη έκδοση. Το rboot.bin περιέχει το πρόγραμμα εκκίνησης για το ESP8266 και το blank_config.bin σε ένα μόνο κενό αρχείο διαμόρφωσης και το ledstrip.bin περιέχει το υλικολογισμικό. Τώρα συνδέστε τη συσκευή σας στον προσαρμογέα FTDI σε λειτουργία flash.

Καθρέφτες σύνδεσμοι:

rboot.binblank_config.binledstrip.bin

Θέση της συσκευής σε λειτουργία φλας

Για να ενεργοποιήσετε το λογισμικό ESP8266 που αναβοσβήνει, ο ακροδέκτης GPIO0 πρέπει να τραβηχτεί χαμηλά κατά την τροφοδοσία της συσκευής. Με το προσαρμοσμένο PCB μου υπάρχει ένα κουμπί, το nodeMCU διαθέτει επίσης ένα κουμπί φλας και το Wemos το κάνει αυτόματα χρησιμοποιώντας USB. Αντίθετα, για μια κανονική εκκίνηση, το GPIO0 πρέπει να τραβηχτεί ψηλά ή να επιπλέει. Ξεκινήστε σε FLASH MODE

Μεταβείτε στον κατάλογο που δημιουργήσατε όπου τοποθετήσατε τα αρχεία που έχετε κατεβάσει προηγουμένως rboot.bin blank_config.bin (π.χ. Λήψεις)

Ανοίξτε την εφαρμογή τερματικού. Κάντε κλικ στο εικονίδιο Finder στην αποβάθρα σας. Κάντε κλικ στην επιλογή Μετάβαση. Κάντε κλικ στην επιλογή Βοηθητικά προγράμματα. Κάντε διπλό κλικ στο τερματικό. Αλλαγή στον κατάλογο λήψεων.

Θα χρειαστείτε έναν προσαρμογέα USB TTL για σύνδεση στο ESP8266. Εάν χρησιμοποιείτε Wemos D1 Mini που χρειάζεται μόνο καλώδιο microUSB, το Wemos διαθέτει ενσωματωμένο προσαρμογέα TTL.

λήψεις cd

Σημείωση: Εάν χρησιμοποιείτε άλλη βιβλιοθήκη για την αποθήκευση των τριών αρχείων.bin, μεταβείτε σε αυτήν τη βιβλιοθήκη χρησιμοποιώντας την εντολή `cd`:

Χρησιμοποιήστε το esptool.py για να αναβοσβήνει η συσκευή σας. Πρώτα πρέπει να σβήσουμε το φλας:

esptool.py -p / dev / erase_flash

Κανονικά, το ESPPort σας θα είναι κάτι σαν /dev /cu.usbserial-`xxxxxx`. Στη συνέχεια, ρυθμίστε ξανά τη συσκευή σας σε λειτουργία flash και αναβοσβήνετε το νέο υλικολογισμικό:

esptool.py -p /dev/cu.wchusbserial1420 -baud 115200 write_flash -fs 32m -fm dio -ff 40m 0x0 rboot.bin 0x1000 blank_config.bin 0x2000 ledstrip.bin

Βήμα 2: Wi-fi και Ρύθμιση HomeKit

Ρύθμιση Wi-Fi

Πρέπει να διαμορφώσετε το δίκτυο wifi πριν προσθέσετε το αξεσουάρ στο HomeKit. Για να διαμορφώσετε τις ρυθμίσεις Wi-Fi, η συσκευή δημιουργεί το δικό της Wi-Fi σε λειτουργία AP. Πρέπει να συνδεθείτε σε αυτό για να ρυθμίσετε το δίκτυο Wi-Fi. Απλώς πάρτε τη συσκευή σας iOS, μεταβείτε στις Ρυθμίσεις-> Wi-Fi και αναζητήστε ένα SSID που ονομάζεται HomeKid-ακολουθούμενο από τη διεύθυνση MAC της μονάδας και συνδεθείτε σε αυτήν. Για λόγους ασφαλείας, το AP προστατεύεται με κωδικό πρόσβασης! Προεπιλεγμένος κωδικός πρόσβασης AP: 12345678

Περιμένετε μερικά δευτερόλεπτα έως ότου εμφανιστεί ένας ιστός που σας δείχνει όλα τα δίκτυα Wi-Fi που έχει εντοπίσει η συσκευή. Επιλέξτε το δικό σας και εισαγάγετε τον κωδικό πρόσβασης! Μετά από αυτό, μπορείτε να προσθέσετε τον ακριβή αριθμό LED στη λωρίδα LED σας! Εισαγάγετε έναν αριθμό από 1 έως 500! Στη συνέχεια, κάντε κλικ στο κουμπί Join! Η μονάδα θα προσπαθήσει να συνδέσει το επιλεγμένο δίκτυο Wi-Fi, αυτό θα διαρκέσει μερικά δευτερόλεπτα.

Σημείωση: Εάν ο κωδικός πρόσβασης είναι λάθος, μπορείτε να επαναφέρετε τις ρυθμίσεις Wi-Fi κρατώντας πατημένο το κουμπί Επαναφορά για 10 δευτερόλεπτα

Ρύθμιση HomeKit

Στη συσκευή σας iOS, ανοίξτε το Home App και ακολουθήστε τα κανονικά βήματα για να προσθέσετε ένα νέο αξεσουάρ. Η ρύθμιση της σύζευξης διαρκεί περίπου 30 δευτερόλεπτα.

Ο προεπιλεγμένος κωδικός HomeKit είναι 021-82-017

Επίσης, μπορείτε να σαρώσετε αυτόν τον κωδικό QR HomeKit:

Σημείωση: Εάν η σύζευξη αποτύχει, μπορείτε να αποσυνδέσετε τη συσκευή σας, να την επαναφορτίσετε και να ξεκινήσετε ξανά τη ρύθμιση του HomeKit (οι ρυθμίσεις Wifi διατηρούνται διαμορφωμένες). Μετά την επιτυχή σύζευξη, η λωρίδα LED θα αναβοσβήνει λευκή 3 φορές!

Κοινά θέματα:

• Μερικές φορές η προσθήκη πολλαπλών αξεσουάρ με χρήση κωδικού QR αποτυγχάνει, εάν το HomeKit αναφέρει "Το αξεσουάρ έχει ήδη προστεθεί" απλά προσθέστε τον κωδικό ζεύξης χειροκίνητα αντί να σαρώσετε τον κωδικό QR!
• Σε περίπτωση που κάτι πήγε στραβά, μπορείτε να δείτε τα αρχεία καταγραφής χρησιμοποιώντας τη σειριακή οθόνη του Arduino και να αφήσετε ελεύθερο να ανοίξετε ένα ζήτημα στο GitHub

Βήμα 3: Προσαρμοσμένες ρυθμίσεις

Δυστυχώς, η εφαρμογή Home δεν υποστηρίζει προσαρμοσμένα/χαρακτηριστικά τρίτων, οπότε θα χρειαστείτε την εφαρμογή Elgato EVE για να αλλάξετε αυτές τις ρυθμίσεις και να χρησιμοποιήσετε τα εφέ WS2812B. Επίσης, το αξεσουάρ λειτουργεί σαν αξεσουάρ Fake Eve Light Strip όταν το προσθέτετε μέσω της εφαρμογής Eve;

Μεταβάσεις και Συμπεριφορά Δύναμης

Η αυθεντική λωρίδα Eve Light υποστηρίζει αυτά τα δύο χαρακτηριστικά. Με τις μεταβάσεις μπορείτε να αλλάξετε την ταχύτητα της λωρίδας LED όταν χρησιμοποιείτε εφέ WS2812FX! Ρυθμίζοντάς το σε Quick θα απενεργοποιήσει το ξεθώριασμα εισόδου/εξόδου και θα ενεργοποιηθεί γρήγορα!

Με το Power Behavior μπορείτε να αλλάξετε το προεπιλεγμένο χρώμα όταν ανάβει η λωρίδα LED! Από προεπιλογή έχει οριστεί σε Τελευταίο χρησιμοποιημένο χρώμα, οπότε όταν απενεργοποιείτε τη λωρίδα LED θα θυμάται πάντα το τελευταίο χρώμα που χρησιμοποιήσατε! Όταν έχει οριστεί σε Προεπιλεγμένο λευκό, κάθε φορά που απενεργοποιείτε τη λωρίδα LED, το χρώμα θα επιστρέφει στο Λευκό!

Επαναφορά

Ο κώδικας έχει λειτουργία επαναφοράς σε περίπτωση που κάτι πάει στραβά. Περιμένετε περίπου 5 δευτερόλεπτα για να επιτρέψετε στη συσκευή να εκκινήσει εντελώς και, στη συνέχεια, πατήστε παρατεταμένα το κουμπί για τουλάχιστον 10 δευτερόλεπτα!

Όλες οι διαμορφωμένες ρυθμίσεις έχουν καταργηθεί και η συσκευή κάνει επανεκκίνηση. Αυτό καταργεί τις ρυθμίσεις του HomeKit και του Wi-Fi και η συσκευή σας θα μεταβεί στη λειτουργία Σημείου πρόσβασης την επόμενη φορά, προκειμένου να επαναδιαμορφώσει το Wi-Fi.

Σημείωση: Μόνο το πάτημα του ίδιου κουμπιού ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί τη λωρίδα LED