أتمتة المنزل باستخدام Android و Arduino: افتح البوابة عندما تصل إلى المنزل: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

يدور هذا Instructable حول إعداد نظام التشغيل الآلي للمنزل ليتم التحكم فيه عبر الهاتف الذكي ، باستخدام اتصال بالإنترنت ، بحيث يمكن الوصول إليه من أي مكان تريده. علاوة على ذلك ، سيتم تنفيذ إجراءات معينة كلما تم استيفاء أحد المعايير (مثل ، على سبيل المثال ، تشغيل الضوء عندما يتصل الهاتف الذكي بشبكة wifi منزلية ، أو فتح البوابة عند الدخول إلى منطقة محددة بواسطة GPS ، أو أي شيء آخر قد تريده).

سيتم استخدام تطبيق android موجود ، والذي يتطلب أقل قدر ممكن من الترميز: فقط قم بتحميل الكود وبذلك تكون قد انتهيت. سيكون الدماغ - المتحكم الدقيق - عبارة عن لوحة متوافقة مع Arduino أو Arduino ، مثل Aruino Uno مع درع Ethernet أو NodeMCU ESP8266.

لتشغيل النظام عند استيفاء شرط (موضع GPS ، الوقت ، إلخ …) سنستخدم Tasker سيئ السمعة ؛ المزيد عن ذلك لاحقًا.

لتحقيق النظام ، تم وضع النقاط الرئيسية التالية في الاعتبار:

• يجب أن تكون رخيصة.
• يجب أن يكون الوصول إليه متاحًا من خارج الشبكة المنزلية المحلية (أي شبكة wifi الخاصة بك).
• يجب أن يكون سهلًا وسريعًا حقًا في البناء والإعداد.
• يجب أن تكون موثوقة.

ومع ذلك ، سيكلف المشروع بأكمله حوالي 20 يورو (7.50 يورو لـ ESP8266 ، و 8 يورو للوحة الترحيل ، والباقي للأجهزة الإضافية) ، وسيأخذك حوالي 30 دقيقة لإعداده بالكامل - ليس سيئًا على الإطلاق.

لذا ، إذا كنت مهتمًا ، فاتبع هذا الدليل البسيط والسريع ، وقم بإعداد ما يناسبك!

الخطوة 1: إعداد الجهاز

بمجرد تجميع كل مكوناتك ، فإن أول شيء عليك فعله هو توصيلها بالكامل.

في هذا المثال ، سنقوم بتوصيل مصباح كهربائي بـ ESP8266 ؛ ضع في اعتبارك أنه يجب أن تكون حذرًا للغاية عند العمل مع الفولتية الرئيسية - تستخدم المنازل 220 فولت ، وهذا يمكن أن يقتلك! قم دائمًا بقطع التيار الكهربائي قبل العمل عليه ، وإذا لم تكن واثقًا فابحث عن مساعدة خبير!

ومع ذلك: للتعامل مع مثل هذه المستويات من التوتر والتيار (التي ستحرق ESPR8266 الصغير) ، نحتاج إلى استخدام مرحل مناسب (مثل هذا هو منطق 5V ، مناسب لـ Arduino القياسي ، أو هذا ، مرحل مستوى منطق 3.3V ، مناسبة لل pinout 3.3 فولت من ESP82666) ؛ الاتصالات سهلة للغاية ، اتبع الرسم البياني الذي قمنا بإرفاقه.

لاحظ أن بعض لوحات الترحيل (مثل تلك التي ربطناها) هي نشطة منخفضة ؛ هذا يعني أنه يجب عليك توصيل المرحل بالأرض لتشغيله والعكس صحيح. إذا كانت هذه هي حالتك ، فإن Homotica تقدم حلاً لطيفًا ؛ سنرى في الفقرة التالية.

الخطوة 2: تكوين ESP8266

الآن بعد أن قمنا بإعداد أجهزة نظام الأتمتة ، يتعين علينا برمجة وحدة التحكم الدقيقة.

للقيام بذلك ، سنحتاج إلى برنامج Arduino لتحميل المخطط المقدم إلى ESP8266 ؛ لذا انتقل إلى صفحة تنزيل Arduino واحصل على الإصدار الأنسب لك.

بمجرد التنزيل ، قم بتثبيته.

الآن بعد أن تم تثبيت IDE الخاص بنا ، نحتاج إلى المكتبة اللازمة لعمل المخطط ؛ لتثبيته ، افتح App Github Repo واختر Download من الزر الأخضر على الجانب الأيمن.

توجه إلى مجلد التنزيل على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، واستخدم برنامجًا مثل WinRar أو WinZip لفك ضغط الملف ؛ افتح المجلد الذي تم إنشاؤه حديثًا "homotica-master" وانسخ المجلد الداخلي المسمى "Homotica" إلى مجلد Arduino Editor Libraries (يمكنك عادةً العثور عليه ضمن C: / Users / your_user_name / Documents / Arduino / libraries). احذف الملفات المتبقية في "homotica-master" ، فلن نحتاج إليها

هناك خطوة واحدة مفقودة من تحميل الكود إلى ESP8266: نحتاج إلى الحصول على المكتبة حتى يتواصل Arduino IDE مع اللوحة ، لأنه غير مدعوم رسميًا.

للقيام بذلك ، اتبع الخطوات التالية (الاعتمادات: Github ES8266 Arduino Repo):

• ابدأ Arduino وافتح نافذة الملفات> التفضيلات.
• أدخل "https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json" (بدون علامات اقتباس) في حقل عناوين URL لمدير مجلس الإدارة الإضافي. يمكنك إضافة عدة عناوين URL ، مع الفصل بينها بفاصلات.
• افتح مدير اللوحات من أدوات> قائمة المجلس وقم بتثبيت النظام الأساسي esp8266 (ابحث عن "esp8266" وتنزيل "esp8266 by ESP8266 Community").

تم إعداد كل شيء. لنهتم برمز الرسم التخطيطي.

افتح ملف> مثال> Homotica> Homotica ESP8266 ، انسخ كل التعليمات البرمجية في رسم جديد وقم بتعديل المعلمات التالية:

• ssid: أدخل هنا اسم شبكتك اللاسلكية
• كلمة المرور: كلمة مرور wifi الخاصة بك
• ip ، gateway ، subnet: ربما لن تضطر إلى لمس هذه الإعدادات ؛ قم بتغيير عنوان IP إذا كنت تريد أن يكون لـ ESP8266 عنوان مختلف
• mUdpPort: المنفذ الذي سنفتحه في جهاز التوجيه لاحقًا ؛ إذا كنت لا تعرف ما هو ، فلا تلمسه
• الكود: رمز فريد من 8 أحرف سيتم استخدامه لمصادقة تطبيقك ؛ يمكنك اختيار ما تريد.

إذا كنت تستخدم إعدادًا نشطًا منخفضًا ، فلا تنس استدعاء homotica.setActiveLow () كما هو موضح في مثال الكود!

لإنهائها: أضف homotica.addUsedPin (5) (كما هو موضح في المثال) لإخبار ESP8266 أي GPIO يجب أن يتعامل معها ، بين حلقة while و homotica.set (mUdpPort ، code) ؛ احذف جميع أسطر homotica.simulateUdp (…).

هذا هو الكود الذي يجب أن تترك به:

#يشمل

#include # include const char * ssid = "mywifiname" ؛ const char * password = "wifipassword" ؛ IPAddress ip (192 ، 168 ، 1 ، 20) ؛ بوابة IPAddress (192 ، 168 ، 1 ، 1) ؛ الشبكة الفرعية IPAddress (255 ، 255 ، 255 ، 0) ؛ int mUdpPort غير موقعة = 5858 ؛ رمز سلسلة ثابت = "aBc159" ؛ Homotica homotica. إعداد باطل () {WiFi.config (ip، gateway، subnet) ؛ WiFi.begin (SSID ، كلمة المرور) ؛ while (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {delay (500) ؛ } homotica.addUsedPin (5) ، homotica.setActiveLow () ، // <- فقط إذا كنت في حاجة إليه homotica.set (mUdpPort ، كود) ؛ } حلقة فارغة () {homotica.refresh () ؛ }

عندما يتم إعداد كل شيء بشكل صحيح ، قم بتغيير إعدادات المترجم من قائمة الأدوات وفقًا للقطة الشاشة المرفقة ، وحدد المنفذ الذي يتصل به ESP8266 على جهاز الكمبيوتر الخاص بك في Tools> Port.

الآن ، انقر فوق تحميل. المتحكم الدقيق جاهز تمامًا وجاهز للتشغيل!

الخطوة 3: جهاز التوجيه و IP

للاتصال بـ ESP8266 من كل شبكة ، سنحتاج إلى إخبار جهاز التوجيه للسماح للأمر الذي نرسله إليه.

للقيام بذلك ، انتقل إلى صفحة تكوين جهاز التوجيه (عادة 192.168.1.1) وابحث عن شيء مثل "الخادم الافتراضي" أو "إعادة توجيه المنفذ" ؛ يمكنك تحديد الإعداد الدقيق لبحث طراز جهاز التوجيه الخاص بك في Google.

في إعادة توجيه المنفذ ، أنشئ قاعدة جديدة تسمح لجميع الاتصالات بـ ESP8266 (الذي تم تكوينه مسبقًا) من خلال منفذ ESP8266 (مرة أخرى ، الذي تم تكوينه مسبقًا). قم بتسميته Homotica ، وأدخل ESP8266 IP في حقل IP ، واحفظه.

إذا كان جهاز التوجيه الذي تستخدمه لا يسمح لك بالقيام بذلك ، فلا تقلق: لن تتمكن من استخدام التطبيق من شبكة الهاتف المحمول ، ولكنه سيعمل بشكل جيد تمامًا من داخل شبكة wifi المنزلية.

الآن ، للإشارة إلى جهاز التوجيه الخاص بنا من العالم الخارجي ، نحتاج إلى معرفة عنوان IP العام الخاص به ؛ الجانب السلبي هو أن غالبية موفر خدمة الإنترنت لا يمنحك عنوان IP ثابتًا ، ولكنه يمنحك عنوان IP ديناميكيًا بدلاً من ذلك ، والذي يتغير بمرور الوقت.

لكن انتظر ، يمكننا حل هذا!

توجه إلى NoIp ، وأنشئ حسابًا جديدًا ، ثم أنشئ اسم مضيف جديد (انظر الصورة المرفقة). قم بتدوين اسم المضيف الذي لديك (في المثال الخاص بي: https://yourhostname.ddns.net) ، وانتقل إلى الخطوة التالية.

(ملاحظة: قد ترغب في أن يقوم جهاز الكمبيوتر الخاص بك بمزامنة عنوان IP لجهاز التوجيه الخاص بك تلقائيًا مع اسم مضيف NoIp الخاص بك: قم بتنزيل التطبيق المجاني الخاص بهم للقيام بذلك)

الخطوة 4: تكوين التطبيق

دعونا نعتني بالتطبيق ، أليس كذلك؟

قم بتنزيل التطبيق من صفحة متجر Play وافتحه.

افتح القائمة اليسرى ، وحدد اللوحات ، وأنشئ واحدة جديدة. سنقوم بملء المعلمات التي حددناها مسبقًا في رمز الرسم ESP8266:

• اسم اردوينو: ماذا تريد (فليكن ESP8266)

• IP المضيف: يمكن أن يكون

  • عنوان IP الثابت لجهاز التوجيه المشار إليه عبر رابط NoIp
  • ESP8266 IP إذا كنت تريد استخدامه فقط من داخل شبكة wifi المنزلية 192.168.1.20
• منفذ المضيف: الذي أنشأناه وفتحناه سابقًا 5858
• كود المصادقة: كود 8-char الذي حددناه في الرسم aBc195

يحفظ. افتح القائمة مرة أخرى ، أنشئ جهازًا جديدًا ؛ سنقوم بإرفاق مصباح للشرح:

• الاسم: ضوء
• اسم الزر: سنستخدمه ، اختر ما تفضله
• الرقم السري: الدبوس الذي قمنا بتوصيل المصباح به. كن حذرا! في ESP8266 ، لا تتوافق ملصقات الدبوس (D1 ، D2 …) مع اسم GPIO Pin! ابحث في Google لتحديد أي دبوس هو أي GPIO (في مثالنا: الدبوس 5 هو المسمى D1)
• السلوك: يمكنك الاختيار بين تشغيل أو إيقاف تشغيل أو تغيير حالة "دفع" (تشغيل ثم إيقاف تشغيل) الجهاز.

يحفظ. إذا قمت بإعداد كل شيء بشكل صحيح حتى الآن ، فسيتم تشغيل الضغط على المصباح.

رائع ، أليس كذلك؟

الآن يمكنك الاستمتاع بإضافة المزيد من الأجهزة ، وحتى المزيد من اللوحات ، وترتيبها في المشاهد.

ولكن لاستخدام الطاقة الكاملة لما أنشأته للتو ، سيتعين علينا استخدام Tasker.

الخطوة 5: تكامل تاسكر

إذا كنت تملك تاسكر ، أو ترغب في شرائه ، فاستمر في القراءة! سنستخدمها لإخبار Homotica بما يجب القيام به ومتى نفعل ذلك.

في هذا المثال ، سنقوم بتشغيل الضوء عندما نتصل بشبكة wifi المنزلية الخاصة بنا ويكون الوقت بين 4 مساءً و 6 مساءً.

افتح تاسكر قم بإنشاء مهمة جديدة (دعنا نسميها Turn On Light) ، حدد Add> Plugin> Homotica ، اضغط على القلم لتكوين المكون الإضافي. حدد Light> On and Save. العودة إلى القائمة الرئيسية ، قم بإنشاء ملف تعريف جديد ، حدد الولاية> اتصال WiFi ، أدخل اسم Wifi للجولة في الحقل SSID ؛ اضغط على رجوع وحدد تشغيل الضوء عند دخول النشاط. الآن ، اضغط لفترة طويلة على الجزء الأيسر من ملف التعريف الذي تم إنشاؤه حديثًا ، وحدد إضافة> الوقت> من 4 مساءً إلى 6 مساءً ، ثم أغلق.

لقد إنتهينا. سيضيء ضوءنا عندما ندخل المنزل في الوقت الذي حددناه.

هذا مفيد!

الآن حان دورك: كن مبدعًا مع Homotica و Tasker ، ولا تنس أن ترينا ما قمت بإنشائه!