百葉窗控制開源分享

描述

介紹

剛買了一棟新房子，想把所有東西都自動(dòng)化，從百葉窗開始。看似簡(jiǎn)單的項(xiàng)目卻變成了一場(chǎng)噩夢(mèng)：相對(duì)高功率的電機(jī)（150W）正在摧毀我的繼電器和三端雙向可控硅開關(guān)，使用什么無線通信和控制器以及如何使其工作并不明顯，噪音在線路中導(dǎo)致百葉窗的隨機(jī)激活（在半夜非常可怕）......最后我設(shè)法用非常便宜的組件解決了所有這些問題，希望我可以幫助其他人避免這些頭痛和很多時(shí)間。

不喜歡編程，但喜歡焊接？無論如何閱讀教程，最后你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)分立電路，它的作用相同，但沒有智能。

解釋

在控制電機(jī)時(shí)，一個(gè)重要的問題是它們的電感，這會(huì)導(dǎo)致在嘗試打開電路時(shí)，電流會(huì)持續(xù)流過您的分?jǐn)嘌b置，從而產(chǎn)生非常高的電壓。如果您嘗試使用小型繼電器在不采取任何預(yù)防措施的情況下斷開電路，它們的觸點(diǎn)會(huì)粘在一起，如果您使用三端雙向可控硅開關(guān)（固態(tài)繼電器），過電壓（在我的情況下，我測(cè)量的峰值超過 1600V）會(huì)破壞半導(dǎo)體。

我通過谷歌搜索意識(shí)到，其他人對(duì)此有疑問，但他們采取了簡(jiǎn)單、昂貴和龐大的方式，他們只是獲得更大的繼電器，仍然需要廉價(jià)的繼電器來激活更大的繼電器，而觸點(diǎn)仍然會(huì)受到影響并且可能最終失敗。作為一名工程師，我不能讓自己得不到最有效的解決方案。:) 在下面的示意圖中，您可以通過添加一個(gè)電阻器、一個(gè)電容器和一個(gè)變阻器來節(jié)省這個(gè)大繼電器。

壓敏電阻保護(hù)三端雙向可控硅開關(guān)免受過壓。電阻加電容形成一個(gè) RC 緩沖電路，在斷路換向期間吸收能量。

[ PS：由于我在制作項(xiàng)目后很長(zhǎng)時(shí)間直接從腦海中寫出教程，前幾天仔細(xì)查看我的電路板我意識(shí)到，在實(shí)際電路中，我將電阻器和電容器放置在棕色和灰色線之間（根據(jù)原理圖顏色）每個(gè)電機(jī)而不是三端雙向可控硅觸點(diǎn)。這兩種解決方案都適用于這種情況，但第二種選擇的優(yōu)點(diǎn)是緩沖器不會(huì)永久連接到電源上。]

[ PS2：SebDominguez還用實(shí)際配置做了一個(gè)很好的架構(gòu)：

?

實(shí)際執(zhí)行

?

]

開關(guān)不是為每個(gè)百葉窗使用一個(gè)引腳用于向上命令，另一個(gè)用于向下命令，而是共享一條公共線，指示百葉窗是否必須向上或向下。所以我們使用 5 個(gè)輸入而不是 8 個(gè)。不需要過濾器，輸入是軟件去抖動(dòng)的。

首先，Arduino 激活繼電器模塊以選擇電機(jī)方向，經(jīng)過一小段延遲后，繼電器觸點(diǎn)已經(jīng)到位，它激活三端雙向可控硅開關(guān)，通過廉價(jià)的繼電器和三端雙向可控硅開關(guān)模塊為電機(jī)供電 230 VAC，沒有問題。斷開電路的過程是相反的，首先是三端雙向可控硅開關(guān)，然后是繼電器，因此繼電器永遠(yuǎn)不會(huì)受到帶電換向的影響。

您可以使用一到四個(gè)電機(jī)，無需修改代碼，如果您不使用其他電機(jī)，擁有其他電機(jī)的邏輯不會(huì)有害，除非您需要其他用途的引腳，顯然。

在家里，我們有兩個(gè)故事，因此有兩個(gè)電路。由于遠(yuǎn)程命令必須是唯一的，因此我通過在上傳時(shí)注釋一行使代碼對(duì)其中任何一個(gè)都有效。如果您只安裝一個(gè)電路，則無需更改任何內(nèi)容，但如果您要構(gòu)建兩個(gè)電路，那么您已經(jīng)免費(fèi)獲得了解決方案。事實(shí)上我只是騙你的，我們有三個(gè)電路，但總共有 8 個(gè)百葉窗，在一個(gè)電路中，我們占用了所有四個(gè)電機(jī)，但是其他四個(gè)百葉窗通過使用一個(gè) Arduino 中的前三個(gè)輸入并且只輸入數(shù)字而分成兩部分四個(gè)在第二。復(fù)制的電路對(duì)遠(yuǎn)程命令的反應(yīng)完全相同，但在沒有任何連接的情況下，沒有任何東西可以激活。:) 如果您使用的是代碼的 MySensors 版本，

抱歉，它不是很花哨和清晰，但它是真實(shí)的安裝，是很久以前制作的，不僅僅是為本教程準(zhǔn)備的電路，我無法在桌子上展示給你看。如您所見，它適合 22 x 15 x 5,2 厘米的壁箱，但非常緊湊。我的做法是用熱膠槍把所有東西都放進(jìn)一個(gè)打開的木箱里：實(shí)用、快捷、簡(jiǎn)單。

如果您將 Web IDE 用于 Arduino 草圖，它應(yīng)該會(huì)自動(dòng)找到所有需要的庫(kù)。

遙控器（可選）

本教程的目的是解決電感問題，但另外還有遠(yuǎn)程控制功能。

提供的代碼包括通過無線電模塊 nrf24l01+ 進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的兩種方式：使用 MySensors（推薦），或通過發(fā)送帶有盲數(shù)和命令 0 或 1 的整數(shù)來向上或向下。

在這兩種情況下，我都使用 RPi 作為主機(jī)，直接連接一個(gè) nRF24L01+ 模塊，并安裝了一個(gè)控制器 (Domoticz)。

對(duì)于第一個(gè)選項(xiàng)，使用 MySensors，需要安裝 MySensors MQTT 網(wǎng)關(guān)。。在我的實(shí)現(xiàn)中，將其配置為本地主機(jī)中的以太網(wǎng)。按照鏈接中的步驟操作，這里有我的配置參數(shù)可以幫助你（檢查你是否需要相同的參數(shù)）：

sudo ./configure --my-gateway=mqtt --my-controller-ip-address=127.0.0.1 --my-mqtt-publish-topic-prefix=domoticz/in/MyMQTT --my-mqtt-subscribe-topic -prefix=domoticz/out/MyMQTT --my-mqtt-client-id=mygateway1 --my-transport=rf24 --my-port=1883 --my-rf24-irq-pin=15

完成后，它在 Domoticz 中的集成非常簡(jiǎn)單：添加 HW MySensors MQTT 網(wǎng)關(guān)，為節(jié)點(diǎn)供電，然后在設(shè)置新硬件時(shí)直接找到它。

對(duì)于第二個(gè)選項(xiàng)，直接使用自定義應(yīng)用程序，而不是 MySensors，虛擬交換機(jī)執(zhí)行控制臺(tái)命令：

 ./remote -m XY 

（X：盲#，Y：動(dòng)作）。

在 Arduino 腳本的標(biāo)題中，您可以找到更多詳細(xì)信息。

這個(gè)遠(yuǎn)程命令的代碼在http://hack.lenotta.com/arduino-raspberry-pi-switching-light-with-nrf24l01/中描述了Node.js部分和 Arduino 草圖，我們不需要他們和那個(gè)草圖實(shí)際上有一個(gè)錯(cuò)誤。我們需要的只是“燈開關(guān)應(yīng)用程序”部分。硬件部分也可用于無線電連接。順便說一句，始終將 10 uF 電容器放在無線電模塊電源引腳上。如果有空間，還可以考慮購(gòu)買帶有外部天線的無線電模塊。在室內(nèi)，PCB 天線的范圍可能非常有限（小于 10 m），特別是如果模塊像這個(gè)項(xiàng)目一樣被封閉在墻壁中。

請(qǐng)記住，此代碼必須稍作修改，將無線電參數(shù)與 Arduino 匹配，并且使代碼僅發(fā)送一次命令，而不是在未收到響應(yīng)時(shí)重試最多 5 次，否則在丟失的情況下Arduino 反饋，您將看到您的百葉窗在作用-停止-作用-停止-作用。

Raspberry 的最終代碼如下所示：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
//RF24 radio("/dev/spidev0.0",8000000 , 25);  
//RF24 radio(RPI_V2_GPIO_P1_15, RPI_V2_GPIO_P1_24, BCM2835_SPI_SPEED_8MHZ);
RF24 radio(RPI_V2_GPIO_P1_22, RPI_V2_GPIO_P1_24, BCM2835_SPI_SPEED_8MHZ);
//const int role_pin = 7;
const uint64_t pipes[2] = { 0xF0F0F0F0E1LL, 0xF0F0F0F0D2LL };
//const uint8_t pipes[][6] = {"1Node","2Node"};
// hack to avoid SEG FAULT, issue #46 on RF24 github https://github.com/TMRh20/RF24.git
unsigned long  got_message;
void setup(void){
	//Prepare the radio module
	printf("\nPreparing interface\n");
	radio.begin();
	radio.setRetries( 15, 15);
	radio.setChannel(0x70);
	radio.setDataRate(RF24_250KBPS);
	radio.setPALevel(RF24_PA_MAX);
	radio.printDetails();
	radio.openWritingPipe(pipes[0]);
	radio.openReadingPipe(1,pipes[1]);
	//	radio.startListening();
}
bool sendMessage(int action){
	//This function send a message, the 'action', to the arduino and wait for answer
	//Returns true if ACK package is received
	//Stop listening
	radio.stopListening();
	unsigned long message = action;
	printf("Now sending  %lu...", message);
	//Send the message
	bool ok = radio.write( &message, sizeof(unsigned long) );
	if (!ok){
		printf("failed...\n\r");
	}else{
		printf("ok!\n\r");
	}	
	//Listen for ACK
	radio.startListening();
	//Let's take the time while we listen
	unsigned long started_waiting_at = millis();
	bool timeout = false;
	while ( ! radio.available() && ! timeout ) {
		//printf("%d", !radio.available());
		if (millis() - started_waiting_at > 1000 ){
			timeout = true;
		}
	}
	if( timeout ){
		//If we waited too long the transmission failed
		printf("Puta mierda, no me responde nadie...\n\r");
		return false;
	}else{
		//If we received the message in time, let's read it and print it
		radio.read( &got_message, sizeof(unsigned long) );
		printf("Yeah, me han respondido > %lu.\n\r",got_message);
		return true;
	}
}  
int main( int argc, char ** argv){
	char choice;
	setup();
	bool switched = false;
	int counter = 0;
	//Define the options
	while(( choice = getopt( argc, argv, "m:")) != -1){
		if (choice == 'm'){
			printf("\n Talking with my NRF24l01+ friends out there....\n");
			while(switched == false && counter < 1){   //Number of attemps to send the message
				switched = sendMessage(atoi(optarg));
				counter ++;
				sleep(1);
			}
		}else{
			// A little help:
			printf("\n\rIt's time to make some choices...\n");
			printf("\n\rTIP: Use -m idAction for the message to send. ");
			printf("\n\rExample (id number 12, action number 1): ");
			printf("\nsudo ./remote -m 121\n");
		}
		//return 0 if everything went good, 2 otherwise
		if (counter < 5)
			return 0;
		else
			return 2;
	}
} 

由于需要編譯等，我為您提供了簡(jiǎn)單的操作，并將您需要的所有內(nèi)容（僅適用于 Raspberry 端，Arduino 草圖如下）放在一個(gè) zip 文件中，其中包含修改后的源代碼、庫(kù)和編譯代碼樹莓派 3：

https://goo.gl/ocCwk3

如果你把它解壓到你的 RPi 中，你應(yīng)該可以運(yùn)行遠(yuǎn)程命令。

結(jié)果

在這里你可以看到我是如何實(shí)現(xiàn)一切的。

墻上的三對(duì)開關(guān)控制三個(gè)百葉窗。墻上的平板電腦顯示了帶有虛擬開關(guān)的 Domoticz 界面。平板電腦后面是 Raspberry，其中安裝了控制器等。Arduino 不在這里，它靠近上圖中的百葉窗；RPi 和 Arduino 通過無線電模塊無線連接。

在這里，您還可以看到 Google Home，它通過使用帶有 Webhooks 服務(wù)的 IFTTT 和 Domoticz 幫助我實(shí)現(xiàn)任何語(yǔ)音命令，例如“Hey Google，盲目”。如果您已經(jīng)達(dá)到了這一點(diǎn)，那么您肯定可以毫無問題地使用語(yǔ)音命令。

在這里，您有一個(gè)非?？焖俚?a target='_blank' class='arckwlink_none'>視頻顯示結(jié)果。

讓我知道本教程是否對(duì)您有所幫助！

此致，

戈美星

PS 作為好奇心的補(bǔ)充，或者因?yàn)槟阏娴挠憛捰?jì)算機(jī)、編程或其他什么，我首先嘗試在沒有任何智能的情況下離散地制作解決方案。這是結(jié)果：

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我什至搭建了它，電路完成了這項(xiàng)工作，但我在熟悉 Arduino 平臺(tái)之前就完成了，它更靈活且完全可靠，因此我不打算解釋它。如果它對(duì)您有任何用處，那就太好了，但這不是本教程的范圍，我不鼓勵(lì)使用它。