ხმის კონტროლირებადი გადამრთველი Alexa და Arduino– ს გამოყენებით: 10 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ამ პროექტის მთავარი მიზანია გამოიყენოს ტემპერატურის სენსორი მოწყობილობის ჩართვის ან გამორთვის გადამრთველის (სარელეო) გასაკონტროლებლად.

მასალების ჩამონათვალი

1. 12V სარელეო მოდული ==> $ 4.2
2. Arduino uno ==> $ 8
3. DHT11 ტემპერატურის სენსორი ==> 3 $
4. ESP8266 მოდული ==> $ 4.74
5. N26 optocoupler ==> $ 0.60
6. LM1117 ძაბვის რეგულატორი ==> $ 0.60
7. პურის დაფა ==> $ 2.2
8. მხტუნავების მავთულები ==> $ 2.5
9. დააჭირეთ ღილაკს ==> $ 2.5

პროექტის საერთო ღირებულება დაახლოებით 30 დოლარია. ეს პროექტი დაყოფილია სამ ნაწილად. პირველ რიგში, ჩვენ ვიყენებთ heroku პროგრამის შესაქმნელად. მეორე, ჩვენ ვაშენებთ Amazon Alexa უნარს ჩვენი სამუშაოს განსახორციელებლად (ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი). მესამე, ჩვენ ვაყენებთ ჩვენს ტექნიკას და ვაპროგრამებთ მას Arduino IDE გამოყენებით.

ნაბიჯი 1: ჰეროკუს დაკავშირება GitHub– თან

Heroku არის ღრუბლოვანი პლატფორმა, როგორც სერვისი (PaaS), რომელიც მხარს უჭერს რამდენიმე პროგრამირების ენას, რომელიც გამოიყენება როგორც ვებ აპლიკაციის განლაგების მოდელი. პირველი, გადადით heroku საიტზე შექმენით ახალი ანგარიში ან შედით იქ. ბმული მოცემულია ქვემოთ

ჰეროკუს საიტი

დავიწყოთ ახალი აპლიკაციის შექმნით. მე მიენიჭა ჩემი პროგრამის სახელი "iottempswitch", როდესაც აყენებ პროგრამას, იქმნება ბმული.

მას შემდეგ რაც აპლიკაცია მზადდება გადადით GitHub. GitHub/

შედით იქ ან დარეგისტრირდით, თუ არ გაქვთ ანგარიში. ერთხელ შესული შექმენით ახალი საცავი. მიეცით ნებისმიერი სახელი, რომლის არჩევა გსურთ და შემდეგ დააჭირეთ შექმნა საცავის. შემდეგ გვერდზე დააწკაპუნეთ README, ამ გვერდზე მიეცით აღწერა, რომლის გაზიარება გსურთ სხვებთან ერთად. ამის შემდეგ დააჭირეთ ახალი ფაილის ჩადებას. შემდეგი, დააჭირეთ ატვირთვის ღილაკს.

ორი ვარიანტია ან გადაათრიეთ საქაღალდე, ან აირჩიეთ ფაილი. ჩამოტვირთეთ საჭირო ფაილები ქვემოდან. ფაილების არჩევის შემდეგ დააჭირეთ ცვლილებების განხორციელებას. გახსენით პროგრამა, რომელიც შექმენით Heroku– ში, შემდეგ გადადით განყოფილების განლაგებაზე. ამის შემდეგ დააჭირეთ GitHub. მიეცით საცავის სახელი, რომელიც თქვენ შექმენით GitHub– ის მხარეს. ჩემს შემთხვევაში ეს არის სმარტ-სარელეო. დააკოპირეთ და ჩასვით აქ. მას შემდეგ რაც თქვენი ბმული ნაჩვენებია დააწკაპუნეთ დაკავშირებაზე. შემდეგი, დააწკაპუნეთ ფილიალის განლაგებაზე (ხელით). განლაგების შემდეგ თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ბმული მშენებლობის ჟურნალში ან შეგიძლიათ იხილოთ ბმული პარამეტრებში. ჩვენ გვჭირდება ეს ბმული მოგვიანებით, როდესაც ჩვენ ვქმნით ამაზონის უნარს.

ნაბიჯი 2: ამაზონი

Alexa უნარის უახლესი სურათები

Amazon დეველოპერის საიტზე ჩვენ ვიყენებთ ამაზონის უნარს ტემპერატურისა და ტენიანობის დაყენების მიზნით ტრიგერის გადამრთველის გასაკონტროლებლად.

გადადით Amazon დეველოპერის საიტზე. ბმული მოცემულია ქვემოთ.

ამაზონის დეველოპერის საიტი

• გადადით დეველოპერის კონსოლზე მარჯვნივ, როგორც ეს მოცემულია ფიგურაში i4
• გადადით Alexa– ში, შემდეგ შეარჩიეთ Alexa Skill Kit და შექმენით ახალი უნარი დაწკაპვით ახალი უნარის დამატებაზე.

როდესაც დაამატებთ ახალ უნარს, ნახავთ უნარების ინფორმაციის გვერდს.

1. ინფორმაციის უნარი (როგორც ნაჩვენებია სურათზე i7)

ჩვენ უნდა მივაწოდოთ უნარის ტიპი, ენა, სახელი, გამოძახების სახელი.

უნარის ტიპი ==> აირჩიეთ მორგებული

• სახელი ==> აირჩიეთ ნებისმიერი სახელი.
• გამოძახების სახელი ==> რომელსაც თქვენ იყენებთ Alexa– სთან ურთიერთობისას. მაგალითად;- Alexa, სთხოვეთ სენსორს ჩართოს ტრიგერი ან Alexa, სთხოვეთ შუქს აქ გამოძახების სახელები არის სენსორი და სინათლე.
• ენა ==> ინგლისური (ინდოეთი). შეარჩიეთ თქვენი ქვეყნის მიხედვით

დააჭირეთ შენახვას და შემდეგ შემდეგს

2. ურთიერთქმედების მოდელი

აქ ჩვენ გამოვიყენებთ უნარების შემქმნელს. ასე რომ, დააწკაპუნეთ Skill Builder– ის გაშვებაზე. თქვენ ნახავთ გვერდს, როგორც ნაჩვენებია სურათზე i8.

პირველი ჩვენ ვქმნით ახალ მიზნებს. დააწკაპუნეთ დამატებაზე (მარცხენა მხარეს) და დაასახელეთ თქვენთვის სასურველი სახელი მე გამოვიყენე "smartswitch"

• მიეცით სლოტის ტიპის სახელი "გაზომვის_ტიპი" და სლოტების მნიშვნელობები "ტემპერატურა" და "ტენიანობა", როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე i9.
• ამის შემდეგ დაამატეთ სლოტის ტიპის სახელი "შეკითხვა" და სლოტის მნიშვნელობები არის "რა" და "არის", როგორც ნაჩვენებია სურათში i10.
• ამის შემდეგ დაამატეთ სლოტის ტიპი "switchstate" და სლოტების მნიშვნელობები არის "ჩართული" და "გამორთული", როგორც ნაჩვენებია სურათში i11.
• დაამატეთ სხვა ტიპის სლოტი "tempscale" და სლოტის მნიშვნელობებია "ფარენჰაიტი" და "celcuis", როგორც ნაჩვენებია სურათზე i12.
• ამის შემდეგ დაამატეთ ახალი სლოტის ტიპი აქ ჩვენ ვიყენებთ არსებული სლოტის ტიპს, რომ ჩვენ უნდა დააწკაპუნოთ არსებული სლოტის გამოყენებაზე.ამ არსებულ სლოტში მოძებნეთ amazon.number და აირჩიეთ ეს და დაამატეთ იგი. მისი დამატების შემდეგ თქვენ ნახავთ მას სლოტების ტიპებში, როგორც ეს ნაჩვენებია i13 სურათზე.

ასე რომ, ჩვენ დავასრულეთ სლოტების ტიპები სულ სლოტის ტიპი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ არის 5. ახლა, გადადით შემდეგ საფეხურზე. დააწკაპუნეთ ჩვენს მიერ შექმნილ განზრახვაზე, ჩემს შემთხვევაში ეს არის ჭკვიანი გადამრთველი. მარჯვენა მხარეს ნახავთ განზრახვის სლოტს, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათში i14.

• შექმენით ახალი სლოტი, დაარქვით მას სახელი "Switch_State" და მიუთითეთ იგი "switchstate" ჩამოსაშლელი ღილაკის გამოყენებით, როგორც ნაჩვენებია სურათზე i15.
• შექმენით ახალი სლოტი, დაარქვით მას სახელი "Sensor_Values" და შეადგინეთ "გაზომვის_ტიპი", როგორც ეს ნაჩვენებია სურათში i16.
• შექმენით ახალი სლოტი, დაარქვით მას სახელი "query" და მიუთითეთ "query" - ში, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე i17.
• ამის შემდეგ შექმენით ახალი სლოტი "tmp_scale" და შეადგინეთ იგი "tempscale" - ზე, როგორც ეს მოცემულია სურათზე i18.
• შექმენით ახალი სლოტი "ნომრები" და განათავსეთ იგი "Amazon. Numbers" - ში, როგორც ეს მოცემულია სურათზე i19.

ახლა ჩვენ დავასრულეთ Intent slots. ჩვენ ვიყენებთ 5 განზრახვის სლოტს. ამის შემდეგ ჩვენ გადავდივართ Sample Utterances– ზე, როგორც ეს მოცემულია სურათზე i20.

დაამატეთ ამ ნიმუშის გამონათქვამები.

გადართვის ჩამრთველის დაყენება {ნომრები} პროცენტი {tmp_scale}

{query} არის გადართვის მდგომარეობა

{Switch_State} გადართვის ტრიგერი

გადამრთველის ჩამრთველის დაყენება {ნომრები} ხარისხი {tmp_scale}

ჩართეთ გადამრთველი {Switch_State}

{query} გადართვა {Switch_State}

{query} არის მიმდინარე {Sensor_Values}

ამის შემდეგ შეინახეთ მოდელი და ააშენეთ იგი. დაელოდეთ მოდელის აშენებას ამის შემდეგ დააწკაპუნეთ კონფიგურაციაზე. მშენებლობის შემდეგ თქვენ იხილავთ შეტყობინებას, როგორც ნაჩვენებია სურათზე i21 და i22.

3. კონფიგურაცია

შეარჩიეთ HTTPS და დაამატეთ ბმული, რომელიც შეიქმნა heroku აპის შექმნისას. ჩემს შემთხვევაში ეს არის https://iottempswitch.herokuapp.com/. ბმულის დამატების შემდეგ დააწკაპუნეთ შემდეგზე, როგორც ნაჩვენებია სურათში i23.

4. SSL სერთიფიკატი აირჩიეთ მეორე ვარიანტი და დააწკაპუნეთ შემდეგზე, როგორც ნაჩვენებია სურათში i24.

ჩვენ წარმატებით შევქმენით ჩვენი უნარი.

ნაბიჯი 3: არდუინო

გახსენით Arduino IDE. შემდეგ გადადით ფაილზე ==> უპირატესობა

დამატებითი დაფების მენეჯერში დააკოპირეთ და ჩასვით URL და დააწკაპუნეთ ok როგორც ნაჩვენებია სურათზე i26.

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

• გახსენით დაფის მენეჯერი Tools ==> Board ==> Board Manager– ით.
• გახსენით დაფების მენეჯერი და მოძებნეთ nodemcu როგორც ნაჩვენებია სურათზე i27.
• ამის შემდეგ ჩამოტვირთეთ ESP8266WiFi ბიბლიოთეკა. გახსენით ბიბლიოთეკის მენეჯერი: ესკიზი ==> ბიბლიოთეკის ჩართვა ==> ბიბლიოთეკების მართვა.
• მოძებნეთ ESP8266WiFi ბიბლიოთეკა და დააინსტალირეთ.
• აირჩიეთ დაფა ==> ზოგადი ESP8266 მოდული.
• კოდის ატვირთვამდე ჩვენ გვჭირდება სამი ბიბლიოთეკა.

საჭირო ბიბლიოთეკები

გადაიტანეთ ეს ბიბლიოთეკები არდუინოს ბიბლიოთეკების საქაღალდეში

თქვენ უნდა შეცვალოთ სამი რამ კოდი SSID, PWD და თქვენი heroku აპლიკაციის ბმული. ამის შემდეგ ატვირთეთ კოდი. ESP მოდულისთვის თქვენ უნდა დააჭიროთ ფლეშ ღილაკს კოდის ატვირთვისას და შემდეგ დააჭირეთ გადატვირთვის ღილაკს ერთხელ და შემდეგ გაათავისუფლეთ ფლეშ ღილაკი. კოდის ატვირთვის შემდეგ გახსენით ტერმინალი. თქვენ ნახავთ გამომავალს.

ნაბიჯი 4: კომპონენტის აღწერა

1. რა არის სარელეო

რელე არის ელექტრომაგნიტური მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება ორი სქემის ელექტრული იზოლაციისთვის და მაგნიტურად დასაკავშირებლად. ისინი ძალიან სასარგებლო მოწყობილობებია და საშუალებას აძლევს ერთ წრეს გადართოს მეორე, სანამ ისინი სრულიად განცალკევებულია. ისინი ხშირად გამოიყენება ელექტრონული მიკროსქემის (დაბალი ძაბვის დროს) ელექტრო ჩართვაზე, რომელიც მუშაობს ძალიან მაღალ ძაბვაზე. მაგალითად, სარელეო შეუძლია გააკეთოს 5V DC ბატარეის ჩართვა შეცვლის 230V AC ქსელის ჩართვა.

Როგორ მუშაობს

სარელეო გადამრთველი შეიძლება დაიყოს ორ ნაწილად: შემავალი და გამომავალი. შეყვანის მონაკვეთს აქვს კოჭა, რომელიც წარმოქმნის მაგნიტურ ველს, როდესაც მასზე გამოიყენება მცირე ძაბვა ელექტრონული წრიდან. ამ ძაბვას ოპერაციული ძაბვა ეწოდება. ჩვეულებრივ გამოყენებული რელეები ხელმისაწვდომია სხვადასხვა ძაბვის სხვადასხვა კონფიგურაციაში, როგორიცაა 6V, 9V, 12V, 24V და ა. შ. ძირითად სარელეოში არის სამი კონტაქტორი: ჩვეულებრივ ღია (NO), ჩვეულებრივ დახურული (NC) და საერთო (COM). შეყვანის მდგომარეობის გარეშე, COM უკავშირდება NC- ს. როდესაც საოპერაციო ძაბვა გამოიყენება სარელეო კოჭა იკვებება და COM ცვლის კონტაქტს NO. სარელეო სხვადასხვა კონფიგურაცია ხელმისაწვდომია, როგორიცაა SPST, SPDT, DPDT და ა. კონტაქტორების სათანადო კომბინაციის გამოყენებით, შესაძლებელია ელექტრული წრის ჩართვა და გამორთვა. მიიღეთ შიდა დეტალები სარელეო გადართვის სტრუქტურის შესახებ.

COM ტერმინალი არის საერთო ტერმინალი. თუ COIL ტერმინალები ენერგიულია ნომინალური ძაბვით, COM და NO ტერმინალებს აქვთ უწყვეტობა. თუ COIL ტერმინალები არ არის ენერგიული, მაშინ COM და NO ტერმინალებს არ აქვთ უწყვეტობა.

NC ტერმინალი არის ჩვეულებრივ დახურული ტერმინალი. ეს არის ტერმინალი, რომლის ჩართვაც შესაძლებელია იმ შემთხვევაშიც კი, როდესაც სარელეო არ იღებს რაიმე საკმარის ძაბვას სამუშაოდ.

NO ტერმინალი არის ჩვეულებრივ ღია ტერმინალი. ეს არის ტერმინალი, სადაც განათავსებთ იმ გამომავალს, რომელზეც გსურთ, როდესაც რელე მიიღებს მის ნომინალურ ძაბვას. თუ არ არის ძაბვა COIL ტერმინალებზე ან არასაკმარისი ძაბვა, გამომავალი ღიაა და არ იღებს ძაბვას. როდესაც COIL ტერმინალები იღებენ ნომინალურ ძაბვას ან ოდნავ დაბლა, NO ტერმინალი იღებს საკმარის ძაბვას და შეუძლია ჩართოს მოწყობილობა გამომავალზე.

2. DHT ტემპერატურის სენსორი

DHT11 არის ტენიანობისა და ტემპერატურის სენსორი, რომელიც ქმნის კალიბრირებულ ციფრულ გამომუშავებას. DHT11 შეიძლება იყოს ინტერფეისი ნებისმიერ მიკრო კონტროლერთან, როგორიცაა Arduino, Raspberry Pi და ა.შ. და მიიღოთ მყისიერი შედეგები. DHT11 არის დაბალი ღირებულების ტენიანობისა და ტემპერატურის სენსორი, რომელიც უზრუნველყოფს მაღალ საიმედოობას და გრძელვადიან სტაბილურობას.

3. ESP8266 სრული აღწერა

ESP8266 WiFi მოდული არის თვითკმარი SOC ინტეგრირებული TCP/IP პროტოკოლის დასტით, რომელსაც შეუძლია ნებისმიერი მიკროკონტროლის წვდომა თქვენს WiFi ქსელში. ESP8266– ს შეუძლია ან გაააქტიუროს პროგრამის ქსელის ფუნქციები სხვა აპლიკაციიდან თითოეული ESP8266 მოდული მოდის წინასწარ დაპროგრამებულ AT ბრძანებით.

ESP8266 მხარს უჭერს APSD VoIP პროგრამებსა და Bluetooth თანაარსებობის ინტერფეისებს, ის შეიცავს თვითკალიბრირებულ RF- ს, რომელიც საშუალებას აძლევს მას იმუშაოს ყველა საოპერაციო პირობებში და არ საჭიროებს გარე RF ნაწილებს.

მახასიათებლები

• 802.11 ბ/გ/ნ
• Wi-Fi Direct (P2P),
• რბილი API ინტეგრირებული TCP/IP პროტოკოლის დასტა
• ინტეგრირებული TR შეცვლა, ბალუნი, LNA, დენის გამაძლიერებელი და შესატყვისი ქსელი
• ინტეგრირებული PLL, მარეგულირებელი, DCXO და ენერგიის მართვის ერთეული
• +19.5dBm გამომავალი სიმძლავრე 802.11b რეჟიმში
• გამორთეთ გაჟონვის დენი <10uA
• 1 მბ ფლეშ მეხსიერება
• ინტეგრირებული დაბალი სიმძლავრის 32 ბიტიანი პროცესორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც პროგრამის პროცესორი
• SDIO 1.1 / 2.0, SPI, UART
• STBC, 1 × 1 MIMO, 2 × 1 MIMOA-MPDU & A-MSDU აგრეგაცია და 0.4 ms დაცვის ინტერვალი
• გაიღვიძეთ და გადაიტანეთ პაკეტები <2 ms
• ლოდინის ენერგომოხმარება <1.0mW (DTIM3)

ჩამაგრეთ აღწერილობა, როგორც ნაჩვენებია სურათზე i34.

ESP მოდულის Arduino UNO– ს დასაკავშირებლად ჩვენ გვჭირდება Lm1117 3.3 ძაბვის მარეგულირებელი ან ნებისმიერი მარეგულირებელი, რადგან Arduino– ს არ შეუძლია უზრუნველყოს 3.3 v ESP8266– ზე.

შენიშვნა:- კოდის ატვირთვისას დააჭირეთ Flash ღილაკს და შემდეგ დააჭირეთ ღილაკს გადატვირთვის ღილაკს ერთხელ და შემდეგ გაათავისუფლეთ ფლეშ ღილაკი როგორც ნაჩვენებია სურათზე i29.

DHT11 სენსორისა და სარელეოს დასაკავშირებლად ჩვენ ვიყენებთ ESP8266 მოდულის ორ GPIO პინს. კოდის ატვირთვის შემდეგ შეგიძლიათ გათიშოთ RX, TX, GPIO0 ქინძისთავები. მე გამოვიყენე GPIO0 DHT11 სენსორისთვის და GPIO2 სარელეოებისთვის. DHT11 სენსორი მშვენივრად მუშაობს ESP8266– ით, მაგრამ რელეებისთვის ჩვენ გვჭირდება ერთი დამატებითი რამ, ანუ ოპტო იზოლატორი ან ოპტო შესაწყვილებელი. იხილეთ სურათი i30, i31, i32 და i33.

ნაბიჯი 5: კავშირები

ESP8266 ===> DHT11GPIO0 ===> გამომავალი პინი

ESP8266 ===> სარელეო GPIO2 ===> შეყვანა

ARDUINO ===> ESP8266

Gnd ===> GndTX ===> TX

RX ===> RX

გადატვირთვის ღილაკი ===> RST

Flash ღილაკი ===> GPIO0

ნაბიჯი 6: ყველაფრის შემოწმება

ჩვენ წარმატებით შევქმენით ჩვენი აპლიკაცია, უნარი და ჩვენი აპარატურა მზად არის. ასე რომ, დროა შეამოწმოთ.

ამისათვის თქვენი ESP8266 ჩართულია, რადგან ჩვენი სერვერი მუშაობს ESP8266– ზე. აქ მე არ მაქვს დაკავშირებული რაიმე სენსორი ESP8266– თან, მე მხოლოდ ვამოწმებ მუშაობს თუ არა, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ დააკავშიროთ სენსორი, სარელეო ESP8266– თან. მას შემდეგ რაც ჰეროკუს დაუკავშირდება ნახავთ დაკავშირებულს. შესამოწმებლად გადადით თქვენს მიერ შექმნილ ამაზონის უნარზე, შემდეგ დააწკაპუნეთ ტესტის გვერდზე. მას შემდეგ რაც დადასტურდება მისი მუშაობა მე დავუკავშირებ ჩემს სენსორს ESP8266- თან. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ შედეგები, როგორც ნაჩვენებია სურათებში i35, i36, 37, 38, 39, 40.

თუ თქვენ იყენებთ ESP8266– ის დაკავშირების გარეშე, მიიღებთ ამ შეცდომას, როგორც ნაჩვენებია სურათში i41.

გამოთქმა, რომლის გამოყენებაც შეგიძლიათ

გადართვის ტრიგერის დაყენება {ნომრები} პროცენტი {tmp_scale}

მაგ:- გადამრთველის ჩამრთველის დაყენება 50 % ტენიანობაზე

{query} არის გადართვის მდგომარეობა

ex-on/off არის გადართვის მდგომარეობა

{Switch_State} გადართვის ტრიგერი

ყოფილი ჩართვის/გამორთვის ჩამრთველი

გადამრთველის ჩამრთველის დაყენება {ნომრები} ხარისხი {tmp_scale}

ექს -ჩამრთველი ჩამრთველი 76 გრადუსზე ფარენგეიტზე

ყოფილი გადამრთველის ჩართვა 24 გრადუს ცელსიუსზე

ჩართეთ გადამრთველი {Switch_State}

ყოფილი - ჩართვა/გამორთვა

შედეგებისათვის იხილეთ სურათი i41 to i46.

AlexaAlexa– სთან საუბრისას სთხოვეთ arduino– ს ჩართვა/გამორთვა

ალექსა, სთხოვე arduino- ს, დააყენოს გადამრთველი 24 გრადუს ცელსიუსზე.

ალექსა, სთხოვე arduino- ს, დააყენოს ჩამრთველი ტენიანობა 50 პროცენტზე

ალექსა, სთხოვე arduino- ს ჩართვა/გამორთვა

ნაბიჯი 7: VUI (ხმის მომხმარებლის ინტერფეისი) დიაგრამა

ნაბიჯი 8: დემო

1. დააყენეთ გამომწვევი ტემპერატურა და ტენიანობა.

2. დააყენეთ გამომწვევი 20 გრადუსი ცელსიუსამდე.

3. დააყენეთ ტრიგერი 80 % ტენიანობაზე.

ნაბიჯი 9: სქემატური