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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>電子資料>Arduino物聯(lián)網(wǎng)云智能家居與Alexa使用NodeMCU

Arduino物聯(lián)網(wǎng)云智能家居與Alexa使用NodeMCU

2023-06-25 | zip | 1.32 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

描述

在這個物聯(lián)網(wǎng)項目中,我展示了如何使用 ESP8266 Arduino 使用Arduino IoT CloudAlexa制作基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居,以通過語音命令、紅外遙控器和手動開關(guān)控制 4 臺家用電器。

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如果互聯(lián)網(wǎng)不可用,您可以通過紅外遙控和手動開關(guān)控制家電。

  • 使用Alexa控制設(shè)備。
  • 使用 Arduino EEPROM來記住以前的狀態(tài)
  • 用紅外遙控器控制電器。
  • 使用開關(guān)或按鈕手動控制設(shè)備
  • 在 Amazon Alexa 應(yīng)用程序中監(jiān)控實時反饋室溫。
  • 無需互聯(lián)網(wǎng)即可手動控制家電。
  • 用于該項目的所有資源都是免費(fèi)的。

因此,如果您按照所有步驟操作,只需使用 Arduino UNO、NodeMCU 和繼電器模塊即可輕松制作此物聯(lián)網(wǎng)項目。

雖然 PCB 不是強(qiáng)制性的,但我使用 PCB 使電路緊湊并使項目具有專業(yè)外觀。

這個 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云項目如何運(yùn)作?

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此 Arduino ESP8266 家庭自動化按以下步驟工作。

  • 當(dāng)您要求Alexa控制電器時,它會將信號發(fā)送到 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器。
  • NodeMCU通過互聯(lián)網(wǎng)接收來自Arduino IoT Cloud的信號。
  • NodeMCU通過串行終端向 Arduino 發(fā)送相同的信號。
  • Arduino UNO將處理該信號并打開或關(guān)閉繼電器。
  • Arduino通過串行通信反饋發(fā)送到 NodeMCU 。
  • NodeMCU 通過互聯(lián)網(wǎng)向Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器發(fā)送反饋。
  • 可以在Amazon Alexa應(yīng)用程序中監(jiān)控實時反饋
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此物聯(lián)網(wǎng)項目所需的組件(無 PCB)

  • 阿杜諾UNO
  • NodeMCU ESP8266
  • 1838紅外線接收器(帶金屬外殼)
  • DHT11傳感器
  • 4 通道 5V SPDT 繼電器模塊
  • 開關(guān)或按鈕
  • 5V 直流電源。
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Arduino 控制繼電器 PCB 所需的組件:

  • Atmega328P微控制器
  • ESP8266 ESP01
  • PC817 光耦合器(4 個)
  • 510 歐姆 0.25 瓦電阻器(4 個)(R1 -- R4)
  • 1k 0.25 瓦電阻器(6 個)(R5 -- R10)
  • 2k 0.25瓦電阻
  • 4.7k 0.25瓦電阻
  • 10k 0.25 瓦電阻器(2 個)
  • 22pF陶瓷電容
  • 104陶瓷電容
  • 220uF 25V 電容 (2no)
  • 1uF 箱形電容 (1no)
  • 16MHz晶振
  • LED 5 毫米(6 個)
  • 1N4007 二極管(4 個)(D1 -- D4)
  • 按鈕(8 個)
  • BC547 三極管(4顆)
  • 繼電器 5v (SPDT)(4 個)
  • 終端連接器
  • 跳線 (5no)
  • 開關(guān) (1no)
  • 海凌交直流220v-5v

ESP8266 Arduino 控制繼電器的電路圖

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電路非常簡單,我使用數(shù)字引腳D4、D5、D6 和 D7來控制 4 個繼電器。

數(shù)字引腳D10、D11、D12 和 D13與開關(guān)連接以手動控制 4 個繼電器。

紅外接收器的輸出腳接A0 ,DHT11傳感器接A1 。

我在 Arduino IDE 中使用了INPUT_PULLUP函數(shù),而不是使用上拉電阻。

我使用D2 作為 RX ,使用D3 作為 TX與 NodeMCU 模塊進(jìn)行串行通信。

如果您使用鎖存開關(guān),則只需將按鈕連接到數(shù)字引腳和 GND,而不是按鈕。

我用5V手機(jī)充電器給智能繼電器模塊供電。

高壓下工作時,請采取適當(dāng)?shù)陌踩A(yù)防措施。

使用 ESP8266 NodeMCU 的 Alexa 控制繼電器

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如果 NodeMCU 連接到 WiFi,您可以通過Amazon Alexa App控制家電。

您還可以要求Alexa從世界任何地方打開和關(guān)閉設(shè)備。

對于這個家庭自動化項目,您不需要任何 Echo DOT 或其他 Alexa 設(shè)備。

如果 NodeMCU 與 WiFi 連接,您還可以通過Arduino IoT Cloud 網(wǎng)絡(luò)儀表板Arduino IoT Cloud Remote 移動應(yīng)用程序控制家電。

帶紅外遙控和手動開關(guān)的控制繼電器

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您始終可以使用紅外遙控和手動開關(guān)控制繼電器。

我將在以下步驟中解釋如何從任何遙控器獲取紅外代碼(十六進(jìn)制代碼)。

如果 NodeMCU 連接到 Wi-Fi,您可以在Amazon Alexa AppArduino 云儀表板中監(jiān)控實時反饋。

如果 WiFi 不可用,您仍然可以使用紅外遙控和手動開關(guān)控制繼電器。

當(dāng) WiFi 可用時,NodeMCU 將自動重新連接 WiFi。

為這個智能家居系統(tǒng)設(shè)計 PCB

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為了使電路緊湊并具有專業(yè)的外觀,我在測試了智能繼電器模塊的所有功能后設(shè)計了 PCB。

您可以從以下鏈接下載此家庭自動化項目的 PCB Gerber 文件:

用于下載 PCB Gerber 文件的 GitHub 鏈接

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1. 訪問https://jlcpcb.com登錄/注冊。

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2. 單擊立即報價按鈕。

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3. 單擊“添加您的 Gerber 文件”按鈕。然后瀏覽并選擇您下載的 Gerber 文件。

4. 設(shè)置所需參數(shù),如數(shù)量、PCB 遮蔽顏色等。

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5. 選擇組裝面和 SMT 數(shù)量。

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6. 現(xiàn)在上傳BOMPickAndPlace文件。

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7. 現(xiàn)在確認(rèn)您要通過 SMT 服務(wù)焊接的所有組件。

8. 單擊“保存到購物車”按鈕。

選擇送貨地址和付款方式

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6. 鍵入送貨地址。

7. 選擇適合您的運(yùn)輸方式。

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您還可以從JLCPCB跟蹤您的訂單

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我的 PCB 需要 3 天時間才能制造出來,并使用 DHL 交付選項在一周內(nèi)送達(dá)。

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PCB 包裝完好,質(zhì)量非常好,價格實惠。

創(chuàng)建 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云免費(fèi)帳戶

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對于這個智能家居項目,我使用了 Arduino Cloud Free 計劃。

單擊以下鏈接創(chuàng)建一個Arduino IoT Cloud帳戶。

https://store.arduino.cc/digital/create

  • 單擊“創(chuàng)建一個”。
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  • 輸入您的生日,然后單擊“下一步”。
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  • 輸入電子郵件 ID、用戶名、設(shè)置密碼。然后點擊“注冊”。
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  • 現(xiàn)在點擊“物聯(lián)網(wǎng)云”。

在 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云中添加 NodeMCU ESP8266 設(shè)備

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  • 單擊右側(cè)的選擇設(shè)備。
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  • 選擇“Set up a third Party device” ,然后選擇設(shè)備類型為ESP8266 ,設(shè)備型號為NodeMCU 1.0。
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  • 您將獲得代碼中需要的設(shè)備 ID密鑰
  • 點擊“繼續(xù)”,您會發(fā)現(xiàn)設(shè)備已添加。
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可以看到,設(shè)備已添加。

在 Arduino IoT Cloud 中添加變量

現(xiàn)在要控制 4 個繼電器,您必須添加 4 個變量。

單擊“添加變量”按鈕。

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輸入名稱,然后選擇Alexa 兼容開關(guān)類型。變量權(quán)限將是“讀寫”,變量更新策略將是“更改時”。

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以類似的方式,您必須添加接下來的 3 個變量。

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對于室溫讀數(shù),請選擇Alexa compatible Temperature Sensor 。變量更新策略將是“定期”,并提及間隔時間。

設(shè)置 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云儀表板

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  • 現(xiàn)在單擊頂部的儀表板以設(shè)置 Arduino 云儀表板。
  • 然后單擊構(gòu)建儀表板。
  • 之后單擊“編輯”圖標(biāo)。然后單擊“添加”并選擇“切換”。
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  • 為這個 Switch 命名,然后將一個變量鏈接到這個 switch 小部件。
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  • 然后點擊完成。
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以類似的方式,您必須添加總共 4 個開關(guān)小部件來控制 4 個繼電器。

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對于溫度,選擇Gauge widgets 并鏈接 Temperature 變量。您還可以設(shè)置MINMAX 限制。

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從遠(yuǎn)程獲取 IR 代碼(十六進(jìn)制代碼)

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現(xiàn)在,要從遙控器獲取十六進(jìn)制代碼,首先,我們必須將紅外接收器輸出引腳連接到 Arduino UNO的A0 引腳。并在 VCC 和 GND 之間提供 5V。IR 接收器必須有金屬外殼,否則,您可能會遇到問題。

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然后按照以下步驟獲取十六進(jìn)制代碼:

  • 在Arduino IDE 中安裝IRremote庫。
  • 下載附件代碼,并上傳到Arduino UNO。
  • 打開串行監(jiān)視器,波特率為9600。
  • 現(xiàn)在,按下紅外遙控按鈕。
  • 相應(yīng)的十六進(jìn)制代碼將填充在串行監(jiān)視器中。
  • 將所有十六進(jìn)制代碼保存在文本文件中。您必須在主草圖中更新這些十六進(jìn)制代碼。

使用 Arduino IDE 對 ESP8266 NodeMCU 進(jìn)行編程

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為了對 NodeMCU 進(jìn)行編程,我使用了 Arduino IDE。

下載附件代碼。

首先,您必須安裝ArduinoIoTCloud 庫。在安裝過程中,它可能會要求安裝其他依賴項。然后點擊全部安裝。

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在代碼中,輸入以下詳細(xì)信息。完成所有這些更改后,您可以將代碼上傳到 NodeMCU。

使用 Arduino IDE 對 Arduino UNO 或 ATmega328P 進(jìn)行編程

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。

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但是,如果您不使用 PCB,則可以直接將 Arduino UNO 與筆記本電腦連接。

對于主草圖,您需要安裝以下庫

然后你必須更新紅外遙控器草圖中的十六進(jìn)制代碼。

對于瞬時開關(guān),使用代碼:Code_ArduinoUNO_EEPROM_WiFi_IR_Button_4Relay.ino

對于鎖存開關(guān),使用代碼:Code_ArduinoUNO_EEPROM_WiFi_IR_Switch_4Relay.ino

為 Arduino 物聯(lián)網(wǎng)云配置 Alexa 應(yīng)用程序

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從 Google Play 商店或 App Store下載并安裝Amazon Alexa App 。

  • 點擊“更多”。
  • 然后選擇“技能和游戲”。
  • 搜索 Arduino 并點擊“ Arduino ”。
  • 點擊“啟用使用”。

將 Arduino 云設(shè)備與 Alexa 連接

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使用 Arduino Cloud 憑據(jù)登錄。

  • 點擊關(guān)閉。
  • 點擊“發(fā)現(xiàn)設(shè)備”。添加設(shè)備需要一分鐘時間。在此期間,NodeMCU 應(yīng)連接到 WiFi。
  • 點擊“設(shè)備”,然后點擊“開關(guān)”以查看所有設(shè)備。

因此,所有來自 Arduino IoT Cloud 的設(shè)備都將添加到 Amazon Alexa App。

連接家電

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按照電路圖用繼電器模塊連接4臺家電。

在高壓下工作時,請采取適當(dāng)?shù)陌踩A(yù)防措施。

將 110V/230V 電源連接到 PCB。

最后??!Arduino 云智能家居系統(tǒng)已準(zhǔn)備就緒

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現(xiàn)在您可以智能地控制您的家電。

我希望您喜歡這個 Arduino IoT 和 Alexa 控制家庭自動化項目。我已經(jīng)分享了這個項目的所有必需信息。

如果您能分享寶貴的反饋意見,我將不勝感激。另外,如果您有任何疑問,請寫在評論部分。

謝謝你,快樂學(xué)習(xí)。


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