Λάμπα σχεδίασης IoT με IFTTT: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Σε αυτό το Instructable, θα σας καθοδηγήσω στην κατασκευή μιας λυχνίας LED που είναι συνδεδεμένη στο Διαδίκτυο, τόσο λειτουργική όσο και κομψή.

Αυτό το funky σχεδιαστικό αντικείμενο μπορεί να ελεγχθεί με μια διαδικτυακή εφαρμογή ή την ηλεκτρονική υπηρεσία IFTTT. Το τελευταίο καθιστά δυνατή τη σύνδεση του λαμπτήρα σε όλα τα είδη εξωτερικών υπηρεσιών, όπως Google Assistant, Alexa, Android Notifications, Time & Date, Weather forecast, κ.λπ. Αυτό το έργο προϋποθέτει μια βασική γνώση του ESP8266 και του προγράμματος επεξεργασίας Arduino.

Βήμα 1: Συγκεντρώστε ηλεκτρονικά

Για αυτό το έργο θα χρειαστείτε τα εξής:

• Ένας NodeMCU ή άλλος μικροελεγκτής ESP8266
• Neopixel/WS2812B LED-strip (1m 60LED/m)
• Μετατροπέας επιπέδου*
• Μεταπήδηση καλωδίων (από άντρα σε γυναίκα)
• Καλώδιο Micro-USB
• Βύσμα τοίχου USB (5V)

Η λωρίδα LED διαθέτει τρία καλώδια: 5V σε (κόκκινο), GND (λευκό) και DATA σε (πράσινο). Το ESP8266 λειτουργεί στα 3.3V αλλά διαθέτει πείρο VU. Αυτός ο ακροδέκτης συνδέεται απευθείας με την τροφοδοσία USB, οπότε αν τροφοδοτήσετε την πλακέτα σας με 5V μέσω USB, αυτή η τάση θα είναι διαθέσιμη και στην ακίδα VU. Θα χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον πείρο για να τροφοδοτήσουμε τη λωρίδα LED. Με λίγα λόγια λοιπόν:

• Σύνδεση Ground to Ground (GND TO G)
• Συνδέστε το 5V+ στο Vu
• Συνδέστε το Din στο D2

* = Ανάλογα με το συγκεκριμένο υλικό σας, αυτή η καλωδίωση ενδέχεται να μην λειτουργεί. Δεδομένου ότι το ESP8266 λειτουργεί στα 3.3V, το σήμα δεδομένων που παρέχει θα είναι επίσης στα 3.3V. Επειδή το WS2812B τροφοδοτείται με 5V, το σήμα δεδομένων μπορεί να είναι πολύ αδύναμο για να ληφθεί σωστά από τη λωρίδα. Εάν η παραπάνω καλωδίωση δεν λειτουργεί, θα χρειαστείτε ένα Level Shifter που μετατοπίζει το σήμα δεδομένων από 3,3V σε 5V. Δείτε το συνημμένο σχήμα καλωδίωσης.

Σημείωση! Ορισμένες λωρίδες LED είναι πιο επιρρεπείς στο σπάσιμο από άλλες. Εάν δεν έχετε δουλέψει ποτέ με αυτές τις ταινίες, συνιστώ ανεπιφύλακτα να διαβάσετε το Neopixel Überguide για συμβουλές σχετικά με την ασφαλή σύνδεση μιας λωρίδας LED Neopixel.

Βήμα 2: FastLED

Για τον έλεγχο των LED μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη βιβλιοθήκη FastLED. Εάν δεν το έχετε κάνει ήδη, προσθέστε αυτήν τη βιβλιοθήκη στο περιβάλλον σας στο Arduino (Sketch> Include Library> Manage libraries> 'FastLED').

Για να βεβαιωθείτε ότι η καλωδίωση λειτουργεί, ίσως θελήσετε να δοκιμάσετε ένα από τα πολλά παραδείγματα που συνοδεύουν τη βιβλιοθήκη FastLED (Αρχείο> Παραδείγματα> FastLED). Βεβαιωθείτε ότι έχετε αλλάξει τις ρυθμίσεις σε κάθε παράδειγμα (αριθμός LED = 60, Δεδομένα pin = 2), πριν τις ανεβάσετε στον πίνακα σας.

Να είστε προσεκτικοί όταν ρυθμίζετε τις λυχνίες LED πολύ φωτεινές ενώ η πλακέτα είναι συνδεδεμένη στον υπολογιστή σας. Όταν τραβάτε περισσότερα από 500mA, ο υπολογιστής σας μπορεί να κλείσει τη θύρα. Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε τη λωρίδα σε πλήρη φωτεινότητα, τροφοδοτήστε την με ένα βύσμα τοίχου USB που μπορεί να παρέχει αρκετά υψηλό ρεύμα.

Βήμα 3: Λογισμικό

Τώρα ήρθε η ώρα για προσαρμοσμένο λογισμικό. Το λογισμικό είναι διαθέσιμο στο GitHub:

github.com/dpkn/lamp/tree/master/software

Κατεβάστε το αρχείο λογισμικού, αποσυμπιέστε το και ανοίξτε το αρχείο software.ino στον επεξεργαστή Arduino. Βεβαιωθείτε ότι έχετε εγκαταστήσει όλες τις βιβλιοθήκες που αναφέρονται σε αυτό το αρχείο.

Μεταβείτε στην καρτέλα Config και προσθέστε το όνομα και τον κωδικό πρόσβασης δικτύου WiFi σε αυτές τις γραμμές:

const char* ssid = "";

const char* password = "";

Μπορεί επίσης να χρειαστεί να αλλάξετε τα παρακάτω, ανάλογα με το δρομολογητή σας:

const IPAddress staticIp (192, 168, 178, 101); // Η επιθυμητή στατική τοπική IP της συσκευής

const πύλη IPAddress (192, 168, 178, 1). // IP πύλης του υποδικτύου constIPAddress του δρομολογητή (255, 255, 255, 0). // Υποδίκτυο του δρομολογητή

Στο MacOS, μπορείτε να βρείτε αυτές τις ρυθμίσεις στις Προτιμήσεις συστήματος> Δίκτυο> Σύνθετες> TCP/IP

Ανεβάστε τα αρχεία στον πίνακα σας. Εάν όλα πάνε καλά, η λωρίδα θα ανάψει λευκή όταν είναι συνδεδεμένη στο δίκτυό σας WiFi. Ανοίξτε το Serial Monitor στο 115200 baud για να ελέγξετε για πρόσθετες πληροφορίες.

Βήμα 4: Έλεγχος τοπικά

Για να δείξω τη λειτουργία του λαμπτήρα, έφτιαξα μια μικρή διαδικτυακή εφαρμογή που είναι διαθέσιμη στη διεύθυνση https://lamp-app.surge.sh (πηγή στο Codepen). Αυτή η εφαρμογή στέλνει αιτήματα JSON απευθείας στο ESP8266, το οποίο με τη σειρά του ενημερώνει τα LED.

Τα παραπάνω θα λειτουργήσουν μόνο εάν η λάμπα και το τηλέφωνό σας είναι συνδεδεμένα στο ίδιο δίκτυο WiFi επειδή απευθύνεστε στη λάμπα με την τοπική της διεύθυνση IP. Για να μπορείτε να ελέγχετε τη λάμπα από οπουδήποτε, θα πρέπει να εμβαθύνετε στις ρυθμίσεις του δρομολογητή σας.

Βήμα 5: Ελέγξτε το από οπουδήποτε

Για να ανοίξετε τη λάμπα σας στο μαγικό πράγμα που είναι ο Παγκόσμιος Ιστός, πρέπει να κάνουμε κάτι που ονομάζεται προώθηση θυρών. Βασικά, αυτό θα ανακατευθύνει τα αιτήματα που απευθύνονται στη δημόσια διεύθυνση IP σας (αυτή που παρέχεται από τον ISP σας) και τον αριθμό θύρας (σε αυτό το παράδειγμα που έχει οριστεί αυθαίρετα σε 300) στην εσωτερική, τοπική διεύθυνση IP στην οποία απευθύνεται το ESP8266.

Αυτή η διαδικασία είναι διαφορετική για κάθε συσκευή, οπότε αν δεν ξέρετε πώς να το κάνετε αυτό στο συγκεκριμένο δρομολογητή σας, φροντίστε να κάνετε google 'port forwarding' + το όνομα του δρομολογητή σας. Αυτές είναι οι ρυθμίσεις που θα χρειαστείτε:

Εξωτερική θύρα έναρξης/τερματισμού: 300

Εσωτερική θύρα έναρξης/τερματισμού: 300

Εσωτερική διεύθυνση IP: 192.168.178.101 (η διεύθυνση που εμφανίζεται στη σειριακή οθόνη)

Πρωτόκολλο: TCP/UDP

Προειδοποίηση! Αφού το κάνετε αυτό, ο λαμπτήρας σας μπορεί να ελεγχθεί από οποιονδήποτε γνωρίζει τη δημόσια IP σας και τη θύρα στην οποία λειτουργεί η λάμπα. Εάν δεν πιστεύετε ότι είναι καλή ιδέα, συνιστάται η εφαρμογή κάποιου επιπέδου ασφάλειας

Για να ελέγξετε αν όλα έχουν ρυθμιστεί σωστά, εισαγάγετε τα ακόλουθα στο πρόγραμμα περιήγησής σας: (εάν δεν γνωρίζετε τη δημόσια διεύθυνση IP σας, μεταβείτε σε αυτόν τον ιστότοπο.)

[ΔΗΜΟΣΙΑ ΣΑΣ IP]: 300

Θα πρέπει να δείτε ένα μήνυμα επιβεβαίωσης JSON. Τώρα μπορείτε να δοκιμάσετε να χρησιμοποιήσετε την εφαρμογή με τη δημόσια διεύθυνση IP σας.

Βήμα 6: IFTTT

Εδώ ξεκινά η πραγματική διασκέδαση. Τώρα που η λάμπα μας είναι συνδεδεμένη στο ~~ internet, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον ιστότοπο IFTTT για να τη συνδέσουμε με όλα τα διαφορετικά είδη υπηρεσιών.

Σε αυτό το παράδειγμα, θα δημιουργήσουμε μια εντολή του Βοηθού Google που ανάβει τα φώτα κόκκινα, αλλά μπορείτε να επιλέξετε μια άλλη υπηρεσία που πυροδοτεί τη φαντασία σας.

1. Μεταβείτε στο IFTTT.com και δημιουργήστε έναν λογαριασμό αν δεν το έχετε κάνει ήδη
2. Μεταβείτε στο "My Applets"> "New Applet"
3. Για την υπηρεσία ενεργοποίησης, αναζητήστε "Βοηθό Google"
4. Επιλέξτε "Πείτε μια απλή φράση"
5. Βρείτε μερικές μοναδικές φράσεις
6. Για την υπηρεσία δράσης, αναζητήστε "Webhooks"
7. Χρησιμοποιήστε τις ακόλουθες ρυθμίσεις:

URL: https:// [YOUR-PUBLIC-IP]: 300/api

Μέθοδος: POST Τύπος περιεχομένου: εφαρμογή/json

Και για το σώμα:

Τώρα, όταν λέμε την επιλεγμένη μας πρόταση, ο Βοηθός Google θα κάνει ένα αίτημα στο IFTTT, το οποίο με τη σειρά του θα στείλει ένα αίτημα JSON για τη λάμπα μας. Φροντίστε να το δοκιμάσετε! Βουτήξτε στον κώδικα για να δείτε τι άλλο μπορείτε να κάνετε την ταινία.

Βήμα 7: Κάνοντας το όμορφο

Το πιο ακριβό μέρος αυτού του έργου είναι το περίβλημα που φιλοξενεί τη λωρίδα LED. Εάν θέλετε απλώς να δοκιμάσετε αυτό το έργο χωρίς να ξοδέψετε πολλά χρήματα σε αυτό, μπορείτε επίσης να εξετάσετε άλλα σχήματα ή απλά να φτιάξετε το σωλήνα από λευκό χαρτί εκτυπωτή. Επισυνάπτεται θα βρείτε ένα σύρμα που μπορείτε να εκτυπώσετε σε χαρτί για να διπλώσετε μερικές βάσεις για το σωλήνα, όπως φαίνεται στις παραπάνω εικόνες.

Για ένα πιο σταθερό περίβλημα χρησιμοποίησα τα ακόλουθα στοιχεία:

• Παγωμένος ακρυλικός σωλήνας (μήκος = 1160mm, διάμετρος = 40mm, πάχος τοιχώματος = 2mm)
• 2x Πλαστικό καπάκι
• Μπλοκ μαλακού ξύλου 20x2x30mm
• Μεταλλική ταινία 10x1160x2mm

Η ίδια η λωρίδα LED είναι 1000mm, αφήνοντας 80mm και στα δύο άκρα του σωλήνα για να κρύψει τα ηλεκτρονικά. Χρησιμοποίησα χαρτί εκτυπωτή τυλιγμένο στον σωλήνα και στα δύο άκρα για να γίνουν μη διαφανή. Για να διευκολύνω την εισαγωγή, κόλλησα τη λωρίδα LED σε μια μακριά μεταλλική λωρίδα

Άλεσα τις κερκίδες από ένα μπλοκ από μαλακά ξύλα. Αν θέλετε να κάνετε το ίδιο, το αρχείο.stl παρέχεται παρακάτω. Μπορείτε επίσης να εξετάσετε την εκτύπωση 3D της βάσης.