基于物聯(lián)網(wǎng)的語音控制智能火箭點(diǎn)火器

隨著冬季的臨近；每年慶祝燈節(jié)的時候到了 。是的，我們談?wù)摰氖桥艧艄?jié)，這是一個真正的印度節(jié)日，在全球范圍內(nèi)慶祝。 今年排燈節(jié)已經(jīng)結(jié)束，看到人們放鞭炮，我想出了一個 基于 Alexa 的語音控制火箭發(fā)射器或點(diǎn)火器的想法，它可以通過語音命令發(fā)射火箭，對孩子們來說非常安全和有趣。

需要說明的是，我不是來鼓勵人們在排燈節(jié)放鞭炮的，印度政府已經(jīng)對鞭炮實(shí)施了限制以遏制污染，我們有責(zé)任遵守它。這里的想法是，與其花一整天的時間發(fā)射餅干，不如讓我們構(gòu)建一個很酷的語音控制的 Arduino 火箭點(diǎn)火器并以風(fēng)格發(fā)射一些火箭。我認(rèn)為這是雙贏的。

這個Arduino 火箭發(fā)射器將與其他火箭發(fā)射器大不相同。它有一個由膠合板制成的非常堅固的底盤，一個可靠的基于繼電器的控制機(jī)構(gòu)，以及一個非常獨(dú)特的發(fā)射和重新裝載火箭的機(jī)構(gòu)，所以事不宜遲，讓我們直接進(jìn)入構(gòu)建過程。

基于 Alexa 的語音控制火箭發(fā)射器 - 工作

電路的工作原理很簡單，負(fù)責(zé)發(fā)射火箭的主要部件是鎳鉻合金線，它以加熱線圈的形式出現(xiàn)。這種鎳鉻合金線將充當(dāng)火箭點(diǎn)火器。如何？我稍后會告訴你。

正如您在上圖中看到的，鎳鉻合金線以加熱線圈的形式出現(xiàn)，對我來說，這是最簡單的方法。我們必須將其拉直并彎曲以形成如下圖所示的形狀。

完成此操作后，我們將使用 12V 鉛酸電池為其供電，它會發(fā)出紅光。這足以點(diǎn)燃火箭內(nèi)部的黑色火藥，它的作用就像正常的引信劑量一樣。請注意，這是一個大功率火箭發(fā)射控制器，使電線紅熱所需的電流很高。在大電流下工作時請遵循安全建議。

測試完成后，唯一剩下的就是控制過程，我們將在本文中繼續(xù)進(jìn)行時執(zhí)行此操作。

我們的 NodeMCU Rocket Launch 控制器的 Launchpad

對于這個構(gòu)建，讓我們制作一個啟動板。完成啟動板后，我們可以輕松地重新加載一些破解程序并非常輕松地啟動它們。我已經(jīng)構(gòu)建了一個啟動板，如下圖所示。

讓我們逐步了解構(gòu)建啟動板的過程。對于框架的兩側(cè)，我使用了兩塊（25X3X1.5）英寸長的膠合板。對于頂部，我使用了 （20X3X1.5） 英寸長的膠合板部分，對于底座，我使用了 （20X6X1.5） 英寸長的膠合板，這將使其更加穩(wěn)定。下面的圖片會給你一個清晰的想法。

現(xiàn)在，是時候制造鎳鉻合金絲了，它可以作為我們火箭的保險絲。為此，我買了一個 1000W 的鎳鉻合金線底座加熱線圈，將其拉直，制成如下圖所示的結(jié)構(gòu)。我必須使用兩個鉗子和側(cè)刀來塑造鎳鉻合金線，如下所示。

完成此操作后，我將 20 英寸的膠合板塊分成七塊測量它，并鉆孔以放入鎳鉻合金線基細(xì)絲，一旦完成，它看起來像下面的圖像。

但在放置燈絲之前，我在每個端子上連接了 1 平方毫米厚的銅線并將它們穿過孔，一旦一切完成，它看起來像下圖。

如您所見，我還加入了雙組分粘合劑以將電線和細(xì)絲固定到位。完成后，我們的啟動板就完成了。正如您從本節(jié)的第一張圖片中看到的那樣，我將燈絲線直接連接到 PCB，因?yàn)槲覀冋谔幚矸浅８叩碾娏鳎晕覜]有費(fèi)心放置螺絲端子，這標(biāo)志著我們機(jī)箱的末端建設(shè)過程。

Alexa 控制的火箭發(fā)射器所需的組件

對于硬件方面，我們使用了非常通用的部件，您可以從當(dāng)?shù)氐膼酆蒙痰贻p松獲得，下面給出了完整的物品清單。

12V-繼電器 - 3

BD139 晶體管 - 3

1N4004 二極管 - 3

5.08 毫米螺絲端子 - 1

LM7805 - 穩(wěn)壓器 - 1

100uF去耦電容 - 2

5.1V 穩(wěn)壓二極管 - 1

NodeMCU （ESP8266-12E） 開發(fā)板 - 1

虛線性能板 - ?

連接線 - 10

Arduino火箭發(fā)射器電路圖

下面給出了Alexa 控制的火箭發(fā)射器的完整示意圖。我使用標(biāo)簽將一個引腳連接到另一個引腳。如果你看得足夠近，解釋原理圖應(yīng)該不難。

電路結(jié)構(gòu)非常簡單，所以我不會詳細(xì)介紹。

首先，我們有 IC1，它是一個 LM7805 穩(wěn)壓器，其 100uF 去耦電容由 C1 和 C2 表示。之后，我們有了項(xiàng)目的核心，即 NodeMCU 板，其中包含 ESP-12E 模塊。由于我們使用的是 12V 鉛酸電池為整個電路供電，這就是為什么我們必須先使用 LM7805 將其轉(zhuǎn)換為 12V 到 5V 來為 NodeMCU 板供電。我們這樣做是因?yàn)榘遢d AMS1117 穩(wěn)壓器不足以將 12V 直接轉(zhuǎn)換為 3.3V，這就是需要 7805 的原因。

繼續(xù)前進(jìn)，我們有三個 12V 繼電器，在這個演示中，我們使用了三個繼電器，但正如我們之前提到的，發(fā)射臺有一個用于 7 枚火箭的占位符。您可以稍微調(diào)整一下代碼，然后將所有七枚火箭一起發(fā)射。三個繼電器由三個NPN晶體管T1、T2、T3驅(qū)動，足以驅(qū)動一個real的負(fù)載。最后，我們有三個續(xù)流二極管，用于保護(hù)電路免受繼電器產(chǎn)生的高壓尖峰的影響。

在 PerfBoard 上構(gòu)建電路

從主圖中可以看出，我們的想法是制作一個可以在短時間內(nèi)處理大量電流的簡單電路，根據(jù)我們的測試，800 毫秒足以點(diǎn)亮一張紙。因此，我們在一塊穿孔板上構(gòu)建電路，并用 1 平方毫米厚的銅線連接所有主要連接。在我們完成焊接板之后。一旦我們完成，它看起來像下面顯示的東西。

為 Alexa 控制的火箭發(fā)射器編程 NodeMCU

現(xiàn)在硬件已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，是時候開始為我們基于 Alexa 的語音控制火箭發(fā)射器編寫代碼了。完整的代碼可以在本頁末尾找到，但在我們開始之前，將所需的庫添加到您的 Arduino IDE 非常重要。確保從下面給出的鏈接中添加正確的庫，否則代碼在編譯時會拋出錯誤。

下載 Espalexa 庫

添加所需庫后，您可以直接上傳本頁底部給出的代碼，以檢查電路是否正常工作。如果您想知道代碼是如何工作的，請繼續(xù)閱讀。

像往常一樣，我們通過添加所需的頭文件并為我們的熱點(diǎn)定義引腳名稱和憑據(jù)來開始程序。

#include 
#include 
//定義與Relays連接的GPIO
#define ROCKET_1_PIN 4
#define ROCKET_2_PIN 13
#define ROCKET_3_PIN 15
// WiFi 憑證
const char* ssid = "deba_2.4";
const char* 密碼 = "il2ww*ee";

繼續(xù)我們的代碼，我們有我們的函數(shù)原型和回調(diào)函數(shù)定義。

函數(shù)connectToWiFi()用于連接 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)，當(dāng) Wi-Fi 連接成功時該函數(shù)返回 true。

接下來，我們有我們的回調(diào)函數(shù)，當(dāng)我們向 Alexa 發(fā)出命令時會調(diào)用這個函數(shù)，espalexa API 會處理這些函數(shù)

void allrockets(uint8_t 亮度);
void firstrocket（uint8_t 亮度）；
void secondrocket（uint8_t 亮度）；
無效第三火箭（uint8_t亮度）；

接下來，我們定義設(shè)備名稱。這些定義的設(shè)備名稱將反映在 Alexa 應(yīng)用程序上，當(dāng)我們說出命令時，Alexa 將通過這些名稱識別設(shè)備。所以這些名字非常重要。

// 設(shè)備名稱
String First_Device_Name = "所有火箭";
String Second_Device_Name = "火箭一號";
String Third_Device_Name = "火箭二號";
String Forth_Device_Name = "三號火箭";

接下來，我們定義一個布爾變量wifiStatus，它將保存 Wi-Fi 的連接狀態(tài)。最后，我們創(chuàng)建一個 Espalexa 對象 espalexa。我們將使用這個對象來配置 NodeMCU。

// wifi狀態(tài)檢查
布爾 wifiStatus = 假；
// Espalexa 對象
埃斯帕萊克斯帕萊克斯;

接下來，我們有我們的void setup()部分。在本節(jié)中，我們使用Serial.begin()函數(shù)初始化串行通信以進(jìn)行調(diào)試。我們使用pinMode()函數(shù)將之前定義的所有引腳設(shè)置為輸出，接下來我們調(diào)用connectToWiFi()函數(shù)，它會嘗試連接到 Wi-Fi 15 次，如果連接成功，則返回 true連接起來，它將返回 false 并且代碼將永遠(yuǎn)執(zhí)行while()循環(huán)。如果 Wi-Fi 連接成功，我們使用espalexa.addDevice()函數(shù)將之前定義的設(shè)備添加到 Alexa 對象中。這個函數(shù)有兩個參數(shù)，第一個是設(shè)備名稱，第二個是回調(diào)函數(shù)的名稱，當(dāng)我們向 Alexa 發(fā)出命令時，會調(diào)用相鄰的函數(shù)。一旦我們完成了所有四個設(shè)備的操作，我們調(diào)用 espalexa 對象的begin()方法。

無效設(shè)置（）{
  序列號.開始（115200）；// 啟用串行調(diào)試消息
  pinMode（ROCKET_1_PIN，輸出）；//設(shè)置ESP引腳作為輸出
  pinMode（ROCKET_2_PIN，輸出）；//設(shè)置ESP引腳作為輸出
  pinMode（ROCKET_3_PIN，輸出）；//設(shè)置ESP引腳作為輸出
  wifiStatus = connectToWiFi(); // 連接到本地 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)
    if (wifiStatus) {// 設(shè)置所有 espalexa 設(shè)備
    // 在此處定義您的設(shè)備。
    espalexa.addDevice(First_Device_Name, allrockets); //最簡單的定義，默認(rèn)狀態(tài)關(guān)閉
    espalexa.addDevice(Secound_Device_Name, firstrocket);
    espalexa.addDevice(Third_Device_Name, secondrocket);
    espalexa.addDevice(Forth_Device_Name, thirdrocket);
    espalexa.begin();
  }
  別的 {
    而（1）{
      串行。println("無法連接WiFi。請檢查數(shù)據(jù)并重置ESP。");
      延遲（2500）；
    }
  }
}

在循環(huán)部分，我們調(diào)用 espalexa 對象的loop()方法，該方法將始終檢查任何傳入的命令，如果發(fā)現(xiàn)為真，則調(diào)用回調(diào)函數(shù)。

無效循環(huán)（）{
  espalexa.loop();
  延遲（1）；
}

接下來，我們定義所有回調(diào)函數(shù)，在本節(jié)中，我們將定義調(diào)用此回調(diào)函數(shù)時會發(fā)生什么。當(dāng)調(diào)用 allrockets()函數(shù)時，所有火箭將一起發(fā)射。為此，我們將打開繼電器 00 毫秒，然后關(guān)閉繼電器。在我的測試中，我發(fā)現(xiàn)對于指定長度的鎳鉻合金線，我需要 800 毫秒的延遲才能完全加熱線，這對你來說可能是這樣，也可能不是。所以相應(yīng)地選擇延遲。

void allrockets(uint8_t 亮度)
{
  如果（亮度 == 255）
  {
    數(shù)字寫入（ROCKET_1_PIN，高）；
    數(shù)字寫入（ROCKET_2_PIN，高）；
    數(shù)字寫入（ROCKET_3_PIN，高）；
    延遲（800）；
    數(shù)字寫入（ROCKET_1_PIN，低）；
    數(shù)字寫入（ROCKET_2_PIN，低）；
    數(shù)字寫入（ROCKET_3_PIN，低）；
    Serial.println("所有火箭發(fā)射");
  }
}

接下來，我們有我們的第一個 rocket()，當(dāng)我們調(diào)用 Alexa 并說 tie 命令發(fā)射第一顆火箭時，它會被調(diào)用。過程很相似，我們開啟繼電器800ms再關(guān)閉。

void firstrocket（uint8_t 亮度）{
   如果（亮度 == 255）
  {
    數(shù)字寫入（ROCKET_1_PIN，高）；
    延遲（800）；
    數(shù)字寫入（ROCKET_1_PIN，低）；
    Serial.println("第一枚火箭發(fā)射");
  }
}

最后，我們有了connectToWiFi()函數(shù)。這個函數(shù)非常通用且不言自明，所以我不會詳細(xì)介紹這個函數(shù)。該函數(shù)將 ESP 連接到 Wi-Fi 并返回連接狀態(tài)。

布爾連接到WiFi（）
{
  布爾狀態(tài) = 真；
  詮釋 i = 0;
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, 密碼);
  序列號.println("");
  Serial.println("連接到 WiFi");
  // 等待連接
  Serial.print("正在連接...");
  而（WiFi.status（）！= WL_CONNECTED）{
    延遲（500）；
    Serial.print(".");
    如果 (i > 15) {
      狀態(tài)=假；休息;
    }
    我++；
  }
  序列號.println("");
  如果（狀態(tài)）{
    Serial.print("連接到");
    序列號.println(ssid);
    Serial.print("IP地址：");
    Serial.println(WiFi.localIP());
  }
  別的 {
    Serial.println("連接失敗。");
  }
  返回狀態(tài)；
}

定義的這個函數(shù)標(biāo)志著編碼部分的結(jié)束。

使用 Alexa Android 應(yīng)用程序配置 Alexa

當(dāng)且僅當(dāng) Alexa 識別 esp8866 設(shè)備時，它才會接受命令。為此，我們需要借助 Android 上的 Alexa 應(yīng)用程序來配置 Alexa。在我們繼續(xù)之前要做的一件重要的事情是，我們需要確保 Alexa 配置了我們的 android 應(yīng)用程序。

為此，請轉(zhuǎn)到 Alexa 應(yīng)用程序的更多部分，然后單擊“添加設(shè)備”選項(xiàng)，單擊“燈光”， 然后在頁面底部向下滾動并單擊“其他” 。

接下來，單擊DISCOVER DEVICE并 等待片刻，然后 Alexa 將找到新設(shè)備。一旦 Alexa 找到設(shè)備，您需要單擊它們并將它們添加到各自的位置/類別中，然后您就完成了。

Alexa 控制的火箭發(fā)射器 - 測試

在測試過程中，我去了我的花園，把火箭上的所有保險絲都拔了出來，放在各自的地方，然后我喊著 Alexa……！打開所有的火箭，我的手指交叉。所有的火箭都將我的努力標(biāo)記為巨大的成功。它看起來像這樣。

最后，我再次說 Alexa……！打開所有火箭，以獲得您可以在下面看到的細(xì)絲的史詩般的圖片。

/************************************************* ************************************
TITLE: Alexa control 3 通道 Rocket Launcher 可以很容易地升級到 7 通道
作者：Debashis Das（技術(shù)研究單元）
下載 Espalexa 庫：
https://github.com/Aircoookie/Espalexa
****************************************************** ************************************/
#include
#include
//定義與Relays連接的GPIO
#define ROCKET_1_PIN 4
#define ROCKET_2_PIN 13
#define ROCKET_3_PIN 15
// WiFi 憑證
const char* ssid = "deba_2.4";
const char* 密碼 = "il2ww*ee";
// 原型
布爾連接到WiFi（）；
//回調(diào)函數(shù)
void allrockets(uint8_t 亮度);
void firstrocket（uint8_t 亮度）；
void secondrocket（uint8_t 亮度）；
無效第三火箭（uint8_t亮度）；
// 設(shè)備名稱
String First_Device_Name = "所有火箭";
String Second_Device_Name = "火箭一號";
String Third_Device_Name = "火箭二號";
String Forth_Device_Name = "三號火箭";
// wifi狀態(tài)檢查
布爾 wifiStatus = 假；
// Espalexa 對象
埃斯帕萊克斯帕萊克斯;
無效設(shè)置（）
{
// 啟用串行調(diào)試消息
序列號.開始（115200）；
//設(shè)置ESP引腳作為輸出
pinMode（ROCKET_1_PIN，輸出）；
pinMode（ROCKET_2_PIN，輸出）；
pinMode（ROCKET_3_PIN，輸出）；
// 連接到本地 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)
wifiStatus = connectToWiFi();
// 如果 Wi-Fi 連接設(shè)置所有 espalexa 設(shè)備
如果（wifi狀態(tài)）
{
// 在此處定義您的設(shè)備。
espalexa.addDevice(First_Device_Name, allrockets); //最簡單的定義，默認(rèn)狀態(tài)關(guān)閉
espalexa.addDevice(Secound_Device_Name, firstrocket);
espalexa.addDevice(Third_Device_Name, secondrocket);
espalexa.addDevice(Forth_Device_Name, thirdrocket);
espalexa.begin();
}
別的
{
而 (1)
{
Serial.println("無法連接WiFi。請檢查數(shù)據(jù)并重置ESP。");
延遲（2500）；
}
}
}
無效循環(huán)（）
{
espalexa.loop();
延遲（1）；
}
//回調(diào)函數(shù)
void allrockets(uint8_t 亮度)
{
如果（亮度 == 255）
{
數(shù)字寫入（ROCKET_1_PIN，高）；
數(shù)字寫入（ROCKET_2_PIN，高）；
數(shù)字寫入（ROCKET_3_PIN，高）；
延遲（800）；
數(shù)字寫入（ROCKET_1_PIN，低）；
數(shù)字寫入（ROCKET_2_PIN，低）；
數(shù)字寫入（ROCKET_3_PIN，低）；
Serial.println("所有火箭發(fā)射");
}
}
void firstrocket（uint8_t 亮度）
{
如果（亮度 == 255）
{
數(shù)字寫入（ROCKET_1_PIN，高）；
延遲（800）；
數(shù)字寫入（ROCKET_1_PIN，低）；
Serial.println("第一枚火箭發(fā)射");
}
}
void secondrocket（uint8_t 亮度）
{
如果（亮度 == 255）
{
數(shù)字寫入（ROCKET_2_PIN，高）；
延遲（800）；
數(shù)字寫入（ROCKET_2_PIN，低）；
Serial.println("第二枚火箭發(fā)射");
}
}
無效第三火箭（uint8_t 亮度）
{
如果（亮度 == 255）
{
數(shù)字寫入（ROCKET_3_PIN，高）；
延遲（800）；
數(shù)字寫入（ROCKET_3_PIN，低）；
Serial.println("第三枚火箭發(fā)射");
}
}
// 連接本地 Wi-Fi - 如果成功則返回 true，否則返回 false
布爾連接到WiFi（）
{
布爾狀態(tài) = 真；
詮釋 i = 0;
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(ssid, 密碼);
序列號.println("");
Serial.println("連接到 WiFi");
// 等待連接
Serial.print("正在連接...");
而（WiFi.status（）！= WL_CONNECTED）{
延遲（500）；
Serial.print(".");
如果（我> 20）{
狀態(tài)=假；休息;
}
我++；
}
序列號.println("");
如果（狀態(tài)）{
Serial.print("連接到");
序列號.println(ssid);
Serial.print("IP地址：");
Serial.println(WiFi.localIP());
}
別的 {
Serial.println("連接失敗。");
}
返回狀態(tài)；
}