Специально для mozgochiny.ru

Приветствую всех МозгоЧинов. Лень двигатель прогресса. Как же не хочется вставать с мягкой кровати, после тяжёлого рабочего дня, чтобы выключить свет в комнате или коридоре.

Именно из-за этого и появилась мысль заключить союз с «техническим прогрессом» и окончательно утвердить господство лени над вечерней физической нагрузкой. В итоге получилась поделка, которая позволит удаленно управлять освещением по Wi-Fi с помощью смартфона.

Шаг 1: Несколько слов о конструкции

Принцип работы «Ленивого выключателя» следующий: самоделка крепится (любым способом) на выключатель и используя ползунок, что перемещается с помощью сервопривода, физически изменяет положение кнопки. Также имеется встроенный тумблер, чтобы вкл./выкл. освещение «по старинке»

Шаг 2: Необходимые детали

Детали:

• Корпус;
• Arduino Nano;
• Плата-зарядка для аккумуляторов 18650;
• Wifi модуль ESP8266;
• Аккумулятор 18650;
• Повышающий преобразователь;
• Сервопривод 9G;
• Резисторы (10k, 2k, 1k);
• Провода;
• Тумблер;
• Регулятор напряжения 3.3В.

Инструменты:

• 3D-принтер;
• Паяльник;
• Инструмент для зачистки проводов;
• Отвёртка.

Шаг 3: 3D модель

Для моделирования элементов корпуса автор использовал программу Solid Works.

Корпус спроектирован таким образом, чтобы минимизировать количество винтиков/клея, что будет использоваться для соединения деталей корпуса воедино.

Имеется отсек для аккумулятора. Корпус имеет небольшие выступы для крепления сервопривода и плат-модулей. По направляющим, которые расположены в центральной части корпуса, будет скользит ползунок. Задняя крышка крепится с помощью четырех винтов.

wifi_выключатель

Шаг 4: 3D печать

Для распечатки деталей корпуса автор использовал Makerbot Replicator 2. Печать заняла около 3 часов.
После того, как корпус был готов, наружные поверхности обрабатываются наждачной бумагой (начиная со 120 и заканчивая 220 единицами). Финальная доводка осуществлялась влажной абразивной губкой.

Просверлил четыре отверстия под винты.

Шаг 5: Принципиальная схема

Схема довольно простая. Аккумулятор подключен к «зарядке» и ко входу повышающего преобразователя. Для включения/выключения самоделки имеется отдельный тумблер. Плюсовая клемма от аккумулятора подключается к выводу A0 на плате Ардуино (для измерения напряжения). Выход повышающего преобразователя подключается к выводу питания Ардуино, сервоприводу, тумблеру, отвечающего за вкл./выкл. освещения, и регулятору 3.3В. Выход регулятора подключен к wifi модулю ESP8266. Шина данных ESP8266 подключены к выводам Ардуино (D10 и D11). На вывод D11 сигнал поступает, пройдя делитель напряжения. Тумблер подключается к выводу D2 и заземляется с помощью резистора. Шина данных сервопривода подключена к выводу D9.
Модуль ESP8266 работает от 3.3В стабильного напряжения, следовательно, нужен отдельный регулятор. Для снижения уровня логики данных от 5 до 3,3 В необходим делитель напряжения.

Шаг 6: Собираем схему

Начнём с того, что припаиваем все провода питания. После этого проверяем работоспособность используемых модулей. Важно: перед подключением питания, воспользуемся мультиметр, чтобы проверить выходное напряжение повышающего преобразователя и отрегулировать его до 5,5 В. Затем припаяем провода к сервоприводу, wifi модулю ESP8266 и тумблеру. Чтобы убедиться в том, что модули подключены правильно воспользуемся встроенными примерами, представленными в Arduino IDE.

Шаг 7: Собираем поделку

Обмотаем аккумулятор изолентой, чтобы он не гремел в корпусу (куда же без изоленты :-) ) Затем, «посадим» зарядку, повышающий преобразователь, регулятор и arduino на термоклей. Установим модуль wifi ESP8266 в слот.
У сервопривода придётся укоротить рычаг, чтобы он не упирался в заднюю стенку. Затем сточим его, чтобы он мог поворачиваться под большим углом внутри прорези ползунка. Установим сервопривод в центральное положение, а затем приклеим его. Установливаем тумблер.

Шаг 8: Тестирование сервопривода

Прежде, чем переходить к написанию кода, нужно определить угол, под которым рычаг сервопривода будет переводит ползунок в положении «включено» или «выключено».  В моём случае - 140 и 60.

wifi_выключатель

Шаг 9: Написание кода

Для подключения к телефону будем использовать платформу Blynk - приложение, которое упрощает управление Arduino, Raspberry Pi, ESP8266 и т.д.

Использовал библиотеку Blynk в качестве основной. Сервопривод использует библиотеку pwmservo. В коде использовано прерывание. Также учтён дребезг тумблера.

wifi_выключатель

Шаг 10:

• Загружаем и устанавливаем Blynk на смартфон;
• Создаём учетную запись и входим в систему;
• Создаём новый проект и выбираем Arduino Nano;
• Копируем метку в свой код;
• Добавляем виджет;
• Подключаем устройство.

Шаг 11: Работа

Когда всё будет сделано, подключаем плату к локальной сети Wi-Fi. После подключения, включаем Blynk на смартфоне. Можете контролировать напряжение аккумулятора и заряжать его, когда напряжение опустится ниже 3,2 вольта, хотя схема рассчитана на работу, даже при напряжении до 2,5 вольт.

Шаг 12: Работа над ошибками

Если поделка не заработала, сделайте следующее:

1. Дважды проверьте все соединения и провода на схеме.
2. Убедитесь, что Ардуино, ESP8266 и сервопривод получают питание и величина напряжения допустимая.
3. Проверьте, правильно ли вы подключили TX/RX ESP8266.
4. Воспользуйтесь тестовым кодом, чтобы узнать, общается ли модуль ESP8266 с внешним миром.

wifi_выключатель

Шаг 13: Наклейки

Распечатаем логотип и несколько надписей и приклеим их на корпус.

А какие вы самоделки, используете у себя дома для управления освещением? :-)

Printable Stickers

wifi_выключатель

( Специально для МозгоЧинов #Switchifi-a-Wifi-Enabled-Light-Switch-for-20/" target="_blank" rel="noopener noreferrer">)