快速便宜的HomeKit RGB控制器制作

描述

Arduino 懷舊之情

我十一歲的時候開始玩 Arduino，我的第一個項目在這里發(fā)布（它現(xiàn)在突然消失了嗎？）是在我十三歲的時候——但現(xiàn)在我十八歲了。時間過去了，但幾天前我決定重新打開“Arduino 盒子”，在燒焦的組件和死昆蟲之間，我拿起了我的 Arduino UNO 和一個在 Aliexpress 上購買的 Ethernet Shield 仿制品。我不得不說，這是一個“懷舊項目”，我決定不為這個項目買任何東西，只使用那個盒子里的東西——而且，以太網(wǎng)電纜是免費的，因為我在學(xué)校偷了它。

我決定做一個 HomeKit 相關(guān)的項目，主要有兩個原因：

• 我最近買了一個帶 HomeKit 兼容控制器的 LED 燈條，它以一種奇怪的方式讓我感到驚訝，我不想解釋

• 因為我所有的數(shù)字設(shè)備（電腦、手機、手表）都是蘋果制造的，它們都有 HomeKit 原生支持

開始之前：安裝 HomeBridge

由于 Ethernet Shield 不是連接家庭自動化配件的最可能方式（在大多數(shù)情況下首選 Wi-Fi），因此沒有一種“官方且經(jīng)過測試”的方式可以直接連接到 HomeKit 而無需中間設(shè)置。相反，對于 ESP 系列，有一個庫可以讓 HomeKit 直接訪問開發(fā)板，當然配置和設(shè)置起來相當復(fù)雜。

在這個項目中，Arduino 開發(fā)板和 HomeKit 之間的通信由 HomeBridge 管理。HomeBridge 是一個服務(wù)器，可以托管在 LAN 上的計算機上，并充當本地網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)之間的“橋梁”（顧名思義）。這可能是一個缺點，因為需要一臺托管服務(wù)器的計算機，但它對于像我們將要制作的簡單編碼設(shè)備來說更實用。

就我而言，這不是我實際會使用的設(shè)備，它更像是一個演示。所以我在我的 iMac 上托管了 HomeBridge。在本教程中，我不會向您展示如何安裝它，而是為您提供一個有用的鏈接，向您展示正確的安裝方法，請查看此鏈接以在 macOS 上安裝 HomeBridge 。

在那之后，你可能會看到類似這樣的東西

將 HomeBridge 添加到您的家庭應(yīng)用

安裝 HomeBridge 后，您必須將所謂的“HomeBridge Hub”添加到 iPhone 上的家庭應(yīng)用程序。為此，請按照下列步驟操作：

• 打開家庭應(yīng)用

• 單擊屏幕右上角的“+”圖標，然后單擊“添加附件”

• 掃描 HomeBridge 儀表板上顯示的二維碼

• 點擊“添加到主頁”

• 該應(yīng)用程序會說該橋未經(jīng)過認證，無論如何都要添加它

• 選擇橋梁在您家中的位置

• 為橋選擇一個名字

完成后，橋?qū)⑻砑拥侥?Home 應(yīng)用程序中

安裝 HomeBridge 插件

整個項目依賴于兩個插件，homebridge-http-rgb-push和homebridge-http-notification-server 。對我們來說幸運的是，按照以下步驟安裝這些插件非常容易：

• 轉(zhuǎn)到 HomeBridge 的“插件”部分

• 在搜索欄中輸入兩個庫的名稱

• 通過單擊“安裝”按鈕安裝庫

通常這個過程很快，應(yīng)該不會出錯，如果你運氣好，我們就可以進行下一步了。

HomeBridge 配置文件

HomeBridge 配置和定制的核心是一個 JSON 文件。HomeBridge 通過將其加載到瀏覽器內(nèi)的編輯器中，可以輕松訪問和修改它，該編輯器可以在“配置”面板中輕松訪問。

在這里，您必須做出第一個重要決定，即要為 Arduino 設(shè)置的 IP 地址。如果需要，您以后可以隨時更改它。您最有可能希望用于該附件的配置如下。

將其粘貼到“附件”括號內(nèi)

{
     "accessory": "HttpPushRgb",
     "name": "Arduino RGB",
     "service": "Light",
     "timeout": 3000,
     "switch": {
         "notificationID": "47110815",
         "status": "http://192.168.1.177/statuspower",
         "powerOn": "http://192.168.1.177/on",
         "powerOff": "http://192.168.1.177/off"
      },
     "brightness": {
         "status": "http://192.168.1.177/statusbrightness",
         "url": "http://192.168.1.177/brightness/%s"
     },
     "color": {
         "status": "http://192.168.1.177/statuscolor",
         "url": "http://192.168.1.177/set/%s"
     }
 }

要設(shè)置附件名稱，請編輯“名稱”字段。如果你想保留我使用的 IP 地址，那沒問題。最后，您應(yīng)該會看到這樣的屏幕。

要應(yīng)用這些更改，您必須通過單擊橙色保存按鈕來保存文件，然后通過單擊右上角的關(guān)閉圖標重新啟動 HomeBridge（保存文件后它將開始閃爍）

通過打開 Home 應(yīng)用程序，您現(xiàn)在應(yīng)該會看到自動添加的配件。

阿杜諾，終于

是的，我們終于回來了。同樣對于 LED 設(shè)置，我使用了我已經(jīng)擁有的，這就是我使用的：

• 便宜且通用的 12V LED 燈條

• 一些MOSFET

• 一些1k歐姆的電阻

• 一個 12V 電源適配器（以前用于為損壞的路由器供電）

如果你愿意，你可以附加一個簡單的按鈕并將其用作“手動開關(guān)”，這也會通過向服務(wù)器發(fā)送通知來更改 HomeKit 上的狀態(tài)。附加一個按鈕不應(yīng)該那么難，但是有一個關(guān)于如何做的很好的教程:)

說到代碼，它并沒有那么復(fù)雜。如果您迫不及待地想對此進行測試，則可以直接將其上傳到您的板上，而無需花時間觀看它。但是停下！首先，您應(yīng)該檢查為 RGB 通道和按鈕定義的引腳分配，然后設(shè)置正確的 HomeBridge 服務(wù)器 IP 地址和為您的電路板選擇的地址。

// connections of the three LED outputs and the button input
#define outRed 3
#define outGreen 5
#define outBlue 6
#define switchButton 7
// network properties
char homebridgeServer[] = "xxx.xxx.xxx.xxx"; // your HomeBridge server IP address
int homebridgePort = 8581;
IPAddress ip(192, 168, 1, 177); // IP address of Arduino (must be equal to the one set on homebridge!)

您要重點更改的主要地址是 HomeBridge 服務(wù)器地址，如果您托管 HomeBridge 的機器具有靜態(tài) IP 地址（例如 Pi），則可以立即設(shè)置。就我而言，我的電腦在局域網(wǎng)內(nèi)沒有靜態(tài) IP 地址，我不想只為這個項目設(shè)置靜態(tài)地址。如果你的情況和我一樣，你可以使用大多數(shù)路由器提供給每個主機的.local mDNS地址（在我的例子中，我設(shè)置的地址是“myMacExample.local”，你的路由器的mDNS服務(wù)器將自動解析此地址并提示請求到正確的 IP 地址）。

您始終可以在 HomeBridge 儀表板中查看您的 HomeBridge 服務(wù)器地址，就在二維碼圖像下方。如果你打算每天使用 HomeBridge，我真的建議你為托管它的機器分配一個靜態(tài) IP 地址。

最后但同樣重要的是，檢查草圖中設(shè)置的 Arduino 的 IP 地址是否等于 HomeBridge 配置文件中設(shè)置的 IP 地址。

完成所有這些后，您現(xiàn)在可以將以太網(wǎng)擴展板粘貼到 Arduino 上，插入以太網(wǎng)電纜并加載草圖。

解釋代碼

為了確保正確處理以太網(wǎng)設(shè)置，我從官方 WebServer 和 WebClient 示例開始構(gòu)建我的草圖。使用 Arduino 以太網(wǎng)庫發(fā)出請求很粗糙，但很容易。

這是在 Home 應(yīng)用程序中進行更改時系統(tǒng)執(zhí)行的流程：

• HomeKit 向 HomeBridge 服務(wù)器發(fā)送一個事件

• HomeBridge 服務(wù)器然后將其發(fā)送到 Arduino

• Arduino 讓這一切成為現(xiàn)實

• 為了確認請求已得到滿足，需要一個確認響應(yīng)，因此 Arduino 在執(zhí)行操作后向 HomeBridge 發(fā)送確認

• 然后 HomeBridge 確認該操作發(fā)生在 HomeKit 上

• 最后 HomeKit 在 Home 應(yīng)用程序上顯示更改

處理動作的 GET/SET 的代碼如下。本例為“on”動作的接收-執(zhí)行-確認流程。

if (firstLine.indexOf("on") != -1) { // action is received
           Serial.println("Turning ON");
           // action is executed
           powerStatus = 1;
           analogWrite(outRed, colorR);
           analogWrite(outGreen, colorG);
           analogWrite(outBlue, colorB);
           // action in confirmed back to the server
           client.println("HTTP/1.1 200 OK");
           client.println("Content-Type: text/html");
           client.println("Connection: close");
           client.println();
           client.println(powerStatus);
} 

為了通知服務(wù)器狀態(tài)的變化，例如通過改變開關(guān)狀態(tài)的按鈕，實現(xiàn)了以下流程

• Arduino 向 HomeBridge 發(fā)送 POST 請求

• HomeBridge 驗證設(shè)備的狀態(tài)，驗證是否與 Arduino 發(fā)送的相匹配

• HomeBridge 通知 HomeKit 狀態(tài)改變

• HomeKit 在 Home 應(yīng)用程序上顯示更改

這是 Arduino 構(gòu)建和發(fā)送的通知請求，其余由 HomeBridge 完成

   Serial.println("==========");
   Serial.println("Button changed the state, sending a notification to HomeBridge");
   if (notificationClient.connect(homebridgeServer, homebridgePort)) {
     if (powerStatus == 0) {
       powerStatus = 1;
     } else {
       powerStatus = 0;
     }
     Serial.print("Successfully connected to: ");
     Serial.println(notificationClient.remoteIP());
     notificationClient.println("POST /47110815 HTTP/1.1");
     notificationClient.print("Host: ");
     notificationClient.print(homebridgeServer);
     notificationClient.print(":");
     notificationClient.println(homebridgePort);
     notificationClient.println("User-Agent: Arduino/1.0");
     if (powerStatus == 0) {
       notificationClient.println("Content-Length: 41");
     } else {
       notificationClient.println("Content-Length: 40");
     }
     notificationClient.println("Content-Type: application/json");
     notificationClient.println();
     if (powerStatus == 0) {
       notificationClient.println("{"characteristic": "On","value": "false"}");
     } else {
       notificationClient.println("{"characteristic": "On","value": "true"}");
     }
     delay(1);
     notificationClient.stop();
     Serial.println("Notification sent");
     Serial.println("==========");
   } else {
     Serial.println("Connection failed");
     Serial.println("==========");
   }

理解了這些流程概念后，代碼就很容易理解了。它由基本的 HTTP 請求組成，如果你問我，它不是那么安全，但 HomeBridge 將確保互聯(lián)網(wǎng)連接的安全性。

……有效果嗎？

我真的希望如此！為了確保這一點，請始終注意串行監(jiān)視器，因為那里會記錄非常有用的調(diào)試信息

Arduino 收到一個請求

?

在串行監(jiān)視器上，您將看到收到的每個請求、完成的請求操作和處理的信息。您還將看到，當按鈕被觸發(fā)時，通知請求被發(fā)送到服務(wù)器

發(fā)送到服務(wù)器的通知

?

此外，始終檢查 HomeBridge 上的日志，顯示服務(wù)器發(fā)送或接收的每個請求

HomeBridge 日志面板

?

嘿 Siri，就這樣（幾乎）

是的，僅此而已。我希望這對你來說很容易設(shè)置，因為我很難讓它工作。我遇到了一些問題，例如家庭應(yīng)用程序上的附件“丟失”，可能是由于 HomeBridge 對 Arduino 的非連續(xù)輪詢造成的。要重新獲得對配件的控制，只需在 Home 應(yīng)用程序上點擊它，這將喚醒 HomeBridge 并將配件重新連接到網(wǎng)絡(luò)。

我已經(jīng)很長時間沒有測試過這個項目了，因此我不建議依賴這種設(shè)置作為 DIY 家庭自動化的永久解決方案，肯定有更好的。但是，嘿，這是一個學(xué)習的機會，無論是對我還是（我希望?。δ銇碚f，了解這個復(fù)雜的東西 - 如 HomeKit - 是如何工作的。

對于任何問題，請不要猶豫寫評論。在這里，我將在 Apple 生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的 Home 應(yīng)用程序中留下一些最終外觀的屏幕截圖。

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1 / 4 ?要求 Siri 打開燈

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macOS 上的“家庭”應(yīng)用

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