Puheohjattu kytkin Alexan ja Arduinon avulla: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämän projektin päätavoite on käyttää lämpötila -anturia ohjaamaan kytkintä (relettä) laitteen käynnistämiseksi tai sammuttamiseksi.

Luettelo materiaaleista

1. 12 V: n relemoduuli ==> 4,2 dollaria
2. Arduino uno ==> 8 dollaria
3. DHT11 -lämpötila -anturi ==> 3 dollaria
4. ESP8266 -moduuli ==> 4,74 dollaria
5. N26 -optoerotin ==> 0,60 dollaria
6. LM1117 jännitesäädin ==> $ 0.60
7. Breadboard ==> 2,2 dollaria
8. Hyppyjohdot ==> 2,5 dollaria
9. Painike ==> 2,5 dollaria

Hankkeen kokonaiskustannukset ovat noin 30 dollaria. Tämä projekti on jaettu kolmeen osaan. Ensinnäkin käytämme herokua sovelluksen luomiseen. Toiseksi rakennamme Amazon Alexa -taidon työmme toteuttamiseksi (tärkein osa). Kolmanneksi asennamme laitteistomme ja ohjelmoimme sen Arduino IDE: n avulla.

Vaihe 1: Herokun linkittäminen GitHubiin

Heroku on pilvialusta palveluna (PaaS), joka tukee useita ohjelmointikieliä ja jota käytetään verkkosovellusten käyttöönottomallina. Siirry ensin heroku -sivustoon, luo uusi tili tai kirjaudu sisään. Linkki on alla

Heroku -sivusto

Aloitetaan uuden sovelluksen luomisesta. Olen antanut sovellukseni nimen "iottempswitch", kun otat sovelluksen käyttöön, linkki luodaan.

Kun sovellus on tehty, siirry GitHubiin.

Kirjaudu sisään tai rekisteröidy, jos sinulla ei ole tiliä. Kun olet kirjautunut sisään, luo uusi arkisto, anna haluamasi nimi ja paina sitten Luo arkisto. Napsauta seuraavalla sivulla README, tällä sivulla anna kuvaus, jonka haluat jakaa muiden kanssa. Napsauta sen jälkeen vahvista uusi tiedosto. Napsauta seuraavaksi latauspainiketta.

On kaksi vaihtoehtoa joko vetämällä ja pudottamalla kansio tai valitsemalla tiedosto. Lataa tarvittavat tiedostot alta. Kun olet valinnut tiedostot, paina Hyväksy muutokset. Avaa Herokussa luomasi sovellus ja siirry sitten käyttöönotto -osioon. Napsauta sen jälkeen GitHub. Give arkiston nimi, jonka loit GitHub -puolella. Minun tapauksessani se on Smart-Relay. Kopioi se ja liitä se tänne. Kun linkki näkyy, napsauta Yhdistä. Napsauta seuraavaksi käyttöönottoa haara (manuaalinen). Käyttöönoton jälkeen voit nähdä linkin rakennuslokissa tai linkin asetuksissa. Tarvitsemme tämän linkin myöhemmin, kun teemme Amazon -taitoa.

Vaihe 2: Amazon

Uusimmat kuvat Alexa -taidoista

Amazon -kehittäjäsivustolla käytämme Amazon -taitoa hallita kytkimen laukaisua asettamalla lämpötila ja kosteus.

Siirry Amazon -kehittäjäsivustolle. Linkki on alla.

Amazon -kehittäjien verkkosivusto

• Siirry oikeassa yläkulmassa olevaan kehittäjäkonsoliin kuvan i4 mukaisesti
• Siirry Alexaan, valitse Alexa Skill Kit ja luo sitten uusi taito napsauttamalla Lisää uusi taito.

Kun lisäät uusia taitoja, näet taitotietosivun.

1. Taitotiedot (kuten kuvassa i7)

meidän on annettava taitotyyppi, kieli, nimi, kutsumanimi.

Taitotyyppi ==> valitse mukautettu

• Nimi ==> valitse mikä tahansa nimi.
• Kutsun nimi ==> jota käytät kommunikoidessasi Alexan kanssa. Esimerkiksi:- Alexa, pyydä anturia kääntämään kytkimen liipaisin päälle tai Alexa, kysy valoa tässä kutsunimet ovat anturi ja valo.
• Kieli ==> englanti (Intia). Valitse maasi mukaan

napsauta Tallenna ja sitten seuraava

2. Vuorovaikutusmalli

Tässä käytämme taitojen rakentajaa. Napsauta siis Launch Skill Builder. näet sivun kuvan i8 mukaisesti.

Ensin luomme uusia aikomuksia. Napsauta Lisää (vasemmalla puolella) ja anna haluamasi nimi "smartswitch"

• Anna raon tyypin nimi "mittaustyyppi" ja rakoarvot "lämpötila" ja "kosteus", kuten kuvassa i9 näkyy.
• Lisää sen jälkeen paikan tyypin nimi "kysely" ja paikka -arvot ovat "mitä" ja "on" kuten kuvassa i10.
• Tämän jälkeen lisää korttipaikan tyyppi "switchstate" ja korttipaikkojen arvot ovat "on" ja "off", kuten kuvassa i11.
• Lisää toinen aikaväli "tempscale" ja paikka -arvot ovat "fahrenheit" ja "celcuis", kuten kuvassa i12.
• Lisää sen jälkeen uusi korttipaikka tähän, käytämme olemassa olevaa korttipaikkaa, jota varten meidän on napsautettava Käytä olemassa olevaa paikkaa. Etsi olemassa olevasta korttipaikasta amazon.number ja valitse tämä ja lisää se. Kun olet lisännyt sen, näet sen korttipaikkatyypeissä, kuten kuvassa i13.

Joten olemme lopettaneet korttipaikkatyyppien käyttämämme korttipaikkojen kokonaismäärä on 5. Siirry seuraavaan vaiheeseen. Napsauta luomamme aikomusta, minun tapauksessani se on smartswitch. Oikealla puolella näet tarkoitukseen tarkoitetun paikan, kuten kuvassa i14.

• Luo uusi paikka, anna sille nimi "Switch_State" ja liitä se "switchstate" -tilaan avattavalla painikkeella, kuten kuvassa i15.
• Luo uusi paikka, anna sille nimi "Sensor_Values" ja määritä se "mittaustyypiksi" kuvan i16 mukaisesti.
• Luo uusi paikka, anna sille nimi "query" ja yhdistä se "kyselyyn" kuvan i17 mukaisesti.
• Luo sen jälkeen uusi paikka "tmp_scale" ja määritä se "tempscale" -tilaan, kuten kuvassa i18.
• Luo uusi paikka "Numbers" ja yhdistä se "Amazon. Numbers" -kohtaan kuvan i19 mukaisesti.

Nyt olemme valmiit Intent -kolikkopelien kanssa. Käytämme 5 tarkoitusperää. Tämän jälkeen siirrytään näyteilmoituksiin kuvan i20 mukaisesti.

Lisää tämä esimerkki lauseista.

aseta kytkimen laukaisin arvoon {Numbers} prosenttia {tmp_scale}

{query} on kytkimen tila

{Switch_State} -kytkimen liipaisin

aseta kytkimen liipaisin {Numbers} asteeseen {tmp_scale}

käännä kytkin {Switch_State}

{query} kytkin {Switch_State}

{query} on nykyinen {Sensor_Values}

Tämän jälkeen tallenna malli ja rakenna se. Odota, että malli rakennetaan sen jälkeen napsauttamalla kokoonpanoa. Rakentamisen jälkeen näet viestin kuvien i21 ja i22 mukaisesti.

3. Kokoonpano

Valitse HTTPS ja lisää linkki, joka luotiin luodessasi heroku -sovellusta. Minun tapauksessani se on https://iottempswitch.herokuapp.com/. Kun olet lisännyt linkin, napsauta seuraavaksi, kuten kuvassa i23.

4. SSL -varmenne Valitse toinen vaihtoehto ja napsauta seuraavaa kuvan i24 mukaisesti.

olemme onnistuneesti luoneet taitomme.

Vaihe 3: Arduino

Avaa Arduino IDE ja siirry sitten kohtaan File ==> Preference

Kopioi ja liitä URL -osoite Lisätaulujen hallintatyökalussa ja napsauta ok kuvan i26 mukaisesti.

arduino.esp8266.com/versions/2.4.0/package_…

• Avaa Hallintapäällikkö siirtymällä kohtaan Työkalut ==> Hallitus ==> Hallintopäällikkö.
• Avaa Boards Manager ja etsi nodemcu kuvan i27 mukaisesti.
• Lataa sen jälkeen ESP8266WiFi -kirjasto. Avaa kirjastonhoitaja: Sketch ==> Sisällytä kirjasto ==> Hallitse kirjastoja.
• Etsi ESP8266WiFi -kirjasto ja asenna se.
• Valitse levy ==> Yleinen ESP8266 -moduuli.
• Ennen koodin lataamista tarvitsemme kolme kirjastoa.

Pakolliset kirjastot

Siirrä nämä kirjastot Arduinon kirjastojen kansioon

Sinun on muutettava kolme asiaa koodissa SSID, PWD ja heroku -sovelluksen linkissä, jonka jälkeen lähetä koodi. ESP -moduulissa sinun on painettava salamapainiketta koodin lataamisen aikana ja sitten nollauspainiketta kerran ja vapautettava salamapainike. Kun olet ladannut koodin, avaa pääte. näet ulostulon.

Vaihe 4: Osan kuvaus

1. Mikä on rele

Rele on sähkömagneettinen laite, jota käytetään eristämään kaksi piiriä sähköisesti ja liittämään ne magneettisesti. Ne ovat erittäin hyödyllisiä laitteita ja sallivat yhden piirin vaihtaa toista, kun ne ovat täysin erillisiä. Niitä käytetään usein liittämään elektroninen piiri (joka toimii pienjännitteellä) sähköpiiriin, joka toimii erittäin korkealla jännitteellä. Esimerkiksi rele voi muodostaa 5 V: n tasavirtaparistopiirin 230 V: n verkkovirtapiirin kytkemiseksi.

Kuinka se toimii

Relekytkin voidaan jakaa kahteen osaan: tulo ja lähtö. Tulo -osassa on kela, joka tuottaa magneettikentän, kun siihen syötetään pieni jännite elektronisesta piiristä. Tätä jännitettä kutsutaan käyttöjännitteeksi. Yleisesti käytettyjä releitä on saatavana erilaisilla käyttöjännitteillä, kuten 6V, 9V, 12V, 24V jne. Lähtöosa koostuu kontaktorista, jotka kytketään tai katkaistaan mekaanisesti. Perusreleessä on kolme kontaktoria: normaalisti auki (NO), normaalisti kiinni (NC) ja yhteinen (COM). Ilman tulotilaa COM on kytketty NC: hen. Kun käyttöjännitettä käytetään, relekela saa jännitteen ja COM vaihtaa koskettimen NO: ksi. Käytettävissä on erilaisia relekokoonpanoja, kuten SPST, SPDT, DPDT jne., Joissa on eri määrä vaihtokoskettimia. Käyttämällä oikeaa kontaktorien yhdistelmää sähköpiiri voidaan kytkeä päälle ja pois. Saat sisäisiä tietoja relekytkimen rakenteesta.

COM -päätelaite on yhteinen päätelaite. Jos COIL -liittimiin syötetään nimellisjännite, COM- ja NO -liittimillä on jatkuvuus. Jos COIL -liittimissä ei ole jännitettä, COM- ja NO -liittimillä ei ole jatkuvuutta.

NC -terminaali on normaalisti suljettu pääte. Pääte voidaan kytkeä päälle, vaikka rele ei saa lainkaan tai riittävästi jännitettä toimiakseen.

NO -terminaali on normaalisti auki. Se on terminaali, johon asetat haluamasi lähdön, kun rele saa nimellisjännitteen. Jos COIL -liittimiin ei tule jännitettä tai jännite on riittämätön, lähtö on auki eikä saa jännitettä. Kun COIL -liittimet saavat nimellisjännitteen tai hieman alle, NO -liitin saa riittävästi jännitettä ja voi kytkeä laitteen päälle.

2. DHT -lämpötila -anturi

DHT11 on kosteus- ja lämpötila -anturi, joka tuottaa kalibroitua digitaalista lähtöä. DHT11 voidaan liittää mihin tahansa mikro -ohjaimeen, kuten Arduino, Raspberry Pi jne., Ja saada välittömiä tuloksia. DHT11 on edullinen kosteus- ja lämpötila -anturi, joka tarjoaa korkean luotettavuuden ja pitkän aikavälin vakauden.

3. ESP8266 Täydellinen kuvaus

ESP8266 WiFi -moduuli on itsenäinen SOC, jossa on integroitu TCP/IP -protokollapino, joka voi antaa kaikille mikro -ohjaimille pääsyn WiFi -verkkoon. ESP8266 pystyy isännöimään sovellusten verkkotoimintoja toisesta sovelluksesta. Jokainen ESP8266-moduuli on esiohjelmoitu AT-komennolla.

ESP8266 tukee APSD: tä VoIP-sovelluksissa ja Bluetooth-rinnakkaiseloliitäntöjä, se sisältää itsekalibroidun radiotaajuuden, joka mahdollistaa sen toimimisen kaikissa olosuhteissa, eikä vaadi ulkoisia RF-osia.

ominaisuudet

• 802.11 b/g/n
• Wi-Fi Direct (P2P),
• soft-API-integroitu TCP/IP-protokollapino
• Integroitu TR -kytkin, balun, LNA, tehovahvistin ja vastaava verkko
• Integroitu PLL, säätimet, DCXO ja virranhallintayksiköt
• +19,5 dBm lähtöteho 802.11b -tilassa
• Katkaise vuotovirta <10uA
• 1 Mt Flash -muisti
• Integroitua pienitehoista 32-bittistä prosessoria voidaan käyttää sovellusprosessorina
• SDIO 1.1 / 2.0, SPI, UART
• STBC, 1 × 1 MIMO, 2 × 1 MIMOA-MPDU & A-MSDU-aggregaatio ja 0,4 ms: n suojaväli
• Herää ja lähetä paketit <2 ms
• Virrankulutus valmiustilassa <1,0 mW (DTIM3)

Nasta Kuvaus, kuten kuvassa i34.

ESP -moduulin liittämiseksi Arduino UNO -laitteeseen tarvitsemme Lm1117 3.3 -jännitesäätimen tai minkä tahansa säätimen, koska Arduino ei pysty tarjoamaan 3.3 V: tä ESP8266: lle.

Huomautus:- Kun lataat koodia, paina salamapainiketta ja paina sitten nollauspainiketta kerran ja vapauta sitten salamapainike kuvan i29 mukaisesti.

DHT11 -anturin ja releen liittämiseen käytämme kahta ESP8266 -moduulin GPIO -nastaa. Koodin lataamisen jälkeen voit irrottaa RX-, TX-, GPIO0 -nastat. Olen käyttänyt GPIO0: ta DHT11 -anturille ja GPIO2: ta releille. DHT11 -anturi toimii hyvin ESP8266: n kanssa, mutta releille tarvitsemme yhden ylimääräisen asian, eli optoeristimen tai optokytkimen. Katso kuva i30, i31, i32 ja i33.

Vaihe 5: Liitännät

ESP8266 ===> DHT11GPIO0 ===> Lähtötappi

ESP8266 ===> RelayGPIO2 ===> Tulo

ARDUINO ===> ESP8266

Gnd ===> GndTX ===> TX

RX ===> RX

Palautuspainike ===> RST

Salamapainike ===> GPIO0

Vaihe 6: Tarkista kaikki asiat

Olemme onnistuneesti luoneet sovelluksemme, taitomme ja laitteistomme on valmis. Joten on aika tarkistaa.

Tätä varten ESP8266 on kytketty päälle, koska palvelimemme käyttää ESP8266 -laitetta. Tässä en ole yhdistänyt mitään anturia ESP8266: een. Tarkistan vain, toimiiko se vai ei, mutta voit liittää anturin, releen ESP8266: een. Kun se on yhdistetty Herokuun, näet yhteyden. Testaa siirtymällä luomallesi Amazon -taitolle ja napsauta sitten testisivua. Kun sen toimivuus on varmistettu, kytken anturin ESP8266 -laitteeseen. Tulokset näkyvät kuvissa i35, i36, 37, 38, 39, 40.

Jos käytät sitä ilman ESP8266 -liitäntää, saat tämän virheen kuvan i41 mukaisesti.

Utterance, jota voit käyttää

aseta kytkimen laukaisin arvoon {Numbers} prosenttia {tmp_scale}

esim.- aseta kytkimen liipaisin 50 prosentin kosteuteen

{query} on kytkimen tila

ex- on/off on kytkimen tila

{Switch_State} -kytkimen liipaisin

ex -on/off -kytkimen liipaisin

aseta kytkimen liipaisin {Numbers} asteeseen {tmp_scale}

aseta kytkimen liipaisin 76 fahrenheit -asteeseen

aseta kytkimen liipaisin 24 asteen lämpötilaan

käännä kytkin {Switch_State}

ex - kytke virta päälle/pois

Katso tulokset kuvista i41 - i46.

Kun puhut AlexaAlexan kanssa, pyydä arduinoa kääntämään kytkimen liipaisin päälle/pois

Alexa, pyydä arduinoa asettamaan kytkimen liipaisin 24 celsiusasteeseen.

Alexa, pyydä arduinoa asettamaan kytkimen liipaisin 50 prosentin kosteuteen

Alexa, pyydä arduinoa kytkemään virta päälle/pois päältä

Vaihe 7: VUI (Voice User Interface) -kaavio

Vaihe 8: Esittely

1. Aseta liipaisin lämpötilalle ja kosteudelle.

2. Aseta liipaisin 20 celsiusasteeseen.

3. Aseta liipaisin 80 prosentin kosteuteen.

Vaihe 9: Kaavio