Умные шторы своими руками
Однажды, после тяжелого рабочего дня, я пришел домой и понял, что хочу отдохнуть, а не ходить и закрывать шторы. Хочется увидеть их закрытыми вечером и открытыми утром, при этом не выделывать танцы перед окном. Погуглив разные решения, было принято решение сделать все самому.
По многочисленным просьбам, выкладываю все свои наработки по переделке обычных рулонных штор в автоматизированные с удаленным управлением. Осторожно, много фотографий!
Для начала про рулонные шторы:
- Плюсы: рулонные шторы визуально расширяют пространство, красивые и недорогие. Очень простой монтаж. Можно каждым окном управлять отдельно. Высвобождается место на подоконнике.
- Сложности: вручную открывать 5 окон уже занимает долго времени. Открыть полностью угловое окно мешает сам механизм (пример: механизм вверху балконной двери упирается в стену и не дает открыть проход полностью). Из-за этого необходимо вешать шторы с наружной стороны окна. Цена даже на китайские моторизированные шторы начинаются от 2000 рублей, умножаем на 5 и уже сразу же думаем, как сделать все подручными средствами.
Необходимо добавить к обычным рулонным шторам из строительного магазина удаленное управление и подключить к умному дому на openSource платформе Home Assistant. И еще необходимо сохранить обычное управление за веревочку.
Если все автоматизировать, то скорость не играет роли, поэтому можно применять двигатели с редуктором. Коллекторные двигатели дешевые, но не самая надежная вещь для ежедневного применения. Сервомашинки тоже имеют коллекторные двигатели и плюс не стабильные при постоянном вращении. Отличным вариантом выглядят шаговые двигатели. Бесшумные, можно контролировать положение, стоят копейки. В итоге, комплект из 5 двигателей 28BYJ-48 с драйвером ULN2003 обошелся мне в 10$
Подробно о нем можно почитать здесь.
Были вопросы о мощности этого двигателя. Опасения что он будет слабым, не оправдались. Вернее так — если использовать полношаговый режим, то двигатель очень хилый, если использовать полушаговый, то вал уже голыми руками не остановить. Кому будет мало мощности, в интернете много статей как приподнять напряжение, превратить его в биполярный и прочие улучшения.
Так как у нас осталось ручное управление, и мы не хотим впустую гонять двигатель, то необходимы датчики положения штор. Минимум необходим один датчик на одном конце, но лучше два. Можно использовать любой концевой, оптический и т.д., но я лично выбрал герконовый, т.к. приклеить неодимовый магнитик с другой стороны очень просто и работать должен стабильно и долговечно. Сами герконы я выбрал для эстетики уже в корпусе. Плюс предусмотрел настройку по расстоянию от вала. По высоте можно регулировать проставками.
Про конструкцию крепления:
Задача была спроектировать корпус максимально простой для изготовления на 3д принтере с минимальными доработками. Моделировал в Fusion 360. Комплектное крепление цепляется за верх окна, но такую конструкцию на FDM принтере будет трудно сделать с нужными требованиями по прочности, поэтому была придумана конструкция с одним винтом для регулировки.
Итого получилось три детали для 3д-печати. Ссылка для скачивания 3д-моделей.
thingiverse
Основная часть для двигателя, платы управления на ULM2003, креплением герконов, двигателей, лески для стабилизации штор, и регулировочного винта.
Крышка для закрытия всего этого безобразия. Зажим или по-другому крюк.
Сама конструкция штор содержит несколько пружин, которые работают как тормоз если тянуть за шторы(пружина затягивается) или отпускает если крутить за веревку.
При сборке надо сделать одну доработочку: кусачками сломать ободок, который прикрывает веревку, т.к. теперь у нас есть свой неподвижный ободок, который не дает выпасть веревочке.
Управлять шаговым двигателем будет NodeMCU на ESP8266. Он выбран из-за дешевизны, наличия резервного канала wi-fi и на нем достаточно легко написать нужные скрипты. Если нужно больше чем две шторы или дополнительные датчики, то ножек микроконтроллера уже не хватит, можно посмотреть в сторону ESP32. (на фото esp32 не приведена, т.к. она в распределительной коробке)
Среда разработки может быть любая. ESP32 может программироваться через Arduino IDE. Но я для себя выбрал Visual Studio Code из-за скорости, модульности и бесплатности. В этой среде можно разрабатывать почти под любые платформы (не только железо). Можно даже подключить IAR ARM.(но это уже совсем другая тема)
Подключиться по Wi-fi
Подключиться к MQTT брокеру
Подписаться на топик
Управлять скоростью двух моторов
Следить за состоянием концевых датчиков
Отправлять брокеру текущие шаги
Исходники можно взять отсюда.(осторожно это самый первый быдлокод для пробы штор). В коде надо указать свой логин и пароль от wi-fi. А также параметры MQTT-брокера.
Заливаем программу и пробуем отправить первые данные через MQTTBox. Все работает! Как добавить шторы в систему home-assistant я напишу отдельную статью, если будет интересно всем.
Небольшое видео как это делалось:
Плюс выступление на какой стадии находится у меня умный дом.
Всем пожелаю расслабиться дома!
UPD: Ссылка на скачивание файлов для печати на 3д-принтере
Источник
Умный мотор для жалюзи и штор AM43 Tuya: электропривод для автоматизации
Мой обзор будет посвящен девайсу, который по расписанию или даже по восходу или заходу солнца сможет управлять практически любыми видами жалюзи. От горизонтальных и вертикальных, до конструкций зебра или день, ночь. Причем устройство может не только открывать жалюзи, но и полностью их открывать. И основной плюс этого устройства, это автономность и независимость от розетки. Ну и добавлю к этому простой монтаж и управление не только со смартфона, а и кнопками на устройстве.
Проверенный мною продавец — узнать цену
Содержание
Упаковка и комплектация
Мотор для жалюзи поставляется вот в такой упаковке, где в верхнем углу присутствует наклейка с выбранном типом протокола. В моем случае это Zigbee протокол, так же есть версии с WiFi и Bluetooth подключением.
За доставку переживать не стоит, каждая деталь из комплекта находится в своем лотке.
С инструкцией ознакомится крайне необходимо, ибо без нее мы банально даже не сможем сделать сопряжение и обучение крайним точкам нашего мотора.
Умный мотор предназначен для работы со шнурками от 0,3 до 4 миллиметров, а также для цепочек диаметром 3-9 миллиметра, в том числе и металлических. Для каждого вида есть своя шестерня. В комплекте их четыре штуки.
1 — Шестерня для цепочек с большими шариками или квадратиками, а также для работы с толстыми шнурами.
2 – Шестерня для металлических цепочек.
3-4 Шестерни для работы с тонкими и стандартными шнурами, а также цепочек с маленькими и средними шариками.
Перед монтажом рекомендую проверить, какой вид шестерни подойдёт именно вам. В моем случае это шестерёнка номер 4. Но и не стоит переживать, если с первого раза не угадали, шестерёнку всегда можно легко заменить, даже на смонтированном моторе.
Для подзарядки или первой зарядки встроенного в мотор Li-Pol аккумулятора емкостью 1000 mAh в комплекте находится блок питания, который выдает 8,4 Вольт и 0,5 Ампер. Если устанавливать мотор на северную сторону или на окно, на которое очень редко падает солнце, то лучше предусмотреть возможность питания мотора от этого сетевого блока питания. Длина шнура составляет 1 метр 40 сантиметров.
Я же брал умный мотор именно с расчетом на использование без розетки и лишних проводов, поэтому выбрал модель с аккумулятором и возможностью подзарядки от энергии солнца. Для этого в комплекте находится солнечная панель мощностью 0,77 Ватт.
Для крепления на окне уже предусмотрены две присоски, длина провода составляет 1 метр.
Но, как я и говорил, устройство может быть и автономным умным мотором, автоматически открывать/закрывать жалюзи в зависимости от интенсивности света, для этого в углу возле одной из присосок расположился датчик освещённости, который передает информацию в мозги мотора. Но как его активировать в ПО я, откровенно, так и не понял.
На задней части в характеристиках видим, что панель выдает рабочее напряжение 11 Вольт и выходной ток 70 мА. Размеры панели составляют 185 на 41 сантиметр.
Для простого монтажа, на гладкой поверхности (например, на плитке или раме окна) в комплекте находится двухсторонний скотч 3М.
А для крепления на других поверхностях 2 шурупа и 2 дюбеля.
Внешний вид
Наш герой обзора – универсальный умный электропривод для практических любых видов жалюзи или рулонных штор. Изготовлен из ударопрочного пластика.
В нижней части мотора расположились кнопки управления и светодиод индикации работы. Кроме этого, режимы работы кнопок можно изменить.
В верхней части под крышечкой, расположен сам шаговый двигатель, на металлический вал которого и необходимо установить выбранную шестерню.
На пластиковой крышке, которая закрывает этот узел, есть пластиковые ушки, которые необходимо будет отломить, в зависимости от установленной шестерни, и соответственного типа цепочки.
На правой грани забавная наклейка, в стиле «Хватит дергать, жми на кнопку» =)
В нижнем торце расположился порт подключения питания 8,4 Вольт, кнопка настроек и сопряжения, а также порт для подключения солнечной батареи с датчиком света.
На обратной стороне монтажная пластина, которую удерживает одна небольшая защелка.
К сожалению, производитель не продумал сделать несколько позиций для натяжения шнура. Было бы логично сделать 5-7 ответных язычков, чтобы при необходимости, можно было регулировать силу натяжения даже не снимая мотор с крепления.
Кроме этого, под монтажной крышкой обнаруживаем характеристики устройства. Питание 8,4 Вольт, крутящий момент 0,45 Нм, диапазон скорости от 20 до 40 оборотов в минуту, протокол сопряжения с системой умного дома – Zigbee.
Внутренности
Открутив четыре винта, снимаем заднюю крышку.
Аккумулятор съемный, и действительно Литий-Полимерный, емкостью 1000 mAh (7.5 Wh)
Вся схема построена на базе Zigbee модуля TYZS3, разработанного Hangzhou Tuya Information Technology, который содержит в себе 32-ух разрядный процессор ARM Cortex-M4, 64 КБ оперативной памяти, 512 КБ постоянной памяти, а также чип связи с максимальной мощностью 19dBm.
На узле редуктора обозначение S29Z370, Гугл ответа не знает, будем разбирать.
Часть шестеренок в редукторе пластиковые, а часть металлические. Чем обоснован такой выбор сказать затрудняюсь. Но смазка в наличии, и в достаточном количестве, это плюс.
Базовая настройка
Удерживая кнопку в нижней части более 10 секунд, включаем мотор. Светодиод индикации при включении моргнет два раза синим, при выключении моргнет медленно 3 раза.
Если нам необходимо чуть-чуть приоткрыть или закрыть жалюзи, до 1.5 секунды жмем на любую из кнопок. Если надо заставить мотор работать беспрерывно или до конечных точек, удерживаю кнопку более 1.5 секунд. Для остановки жмем на любую кнопку еще раз.
Направление движение двигателя, при нажатии на кнопку вверх или вниз можно изменить. Для этого нажимаем на кнопку настроек раз, пока светодиод не моргнет три раза синим цветом. После этого нажимаем и удерживаем одновременно две кнопку в течении 3 секунд, светодиод, опять моргнет три раза.
Теперь нам необходимо выставить верхнюю и нижнюю границу сработки. Что бы не порвать или не сломать наши жалюзи, роллеты или шторы.
Удерживаем кнопку настроек более 5 секунд, пока индикатор не загорится красным цветом. Один раз жмем кнопку вверх, индикатор начнет моргать, доводим до нужной нам высоты или угла поворота штор. Банально ищем нужную нам верхнюю крайнюю точку. После этого опять удерживаем кнопку настроек 5 секунд, светодиод моргнет три раза синим – настройки сохранены. Повторяем процедуру для нижней крайне точки, все тоже самое, но только жмем на кнопку вниз.
После того, как верхняя и нижняя границы заданы, даже одиночное нажатие на кнопку приводит к открытию или закрытию жалюзи, в зависимости от нажатой кнопки вверх или вниз.
Для перехода в режим сопряжения необходимо удерживать кнопку настроек и кнопку вниз, в течении 5 секунд, пока светодиод не моргнет 5 раз синим цветом.
Для сброса настроек, удерживаем кнопку настроек более 5 секунд, пока индикатор не загорится красным цветом. После этого удерживаем опять кнопку настроек более 10 секунд, пока светодиод не моргнет 3 раза синим цветом.
Мобильное приложение
Для подключения девайса к системе умного дома нам будет необходим ZigBee шлюз Tuya. Скачиваем и устанавливаем приложение TUYA Smart или Smart Life на свой смартфон.
Открываем приложение, переводим двигатель в режим сопряжения и жмем + в правой стороне экрана смартфона и выбираем пункт автоматически. Если автоматический поиск не дал результатов, добавим вручную. Для этого выбираем любой девайс с ZigBee протоколом. Указываем шлюз, в моем случае он называется Tuya_gateway. Ставим галочку, что устройство готово, жмем далее и ждем результатов поиска. После этого все что нам надо это переименовать устройство по своему усмотрению.
Переходим в главное окно приложения. Тут мы сразу видим наше окно и статус штор, закрыто или открыто. Виртуальными кнопками мы можем или открыть или закрыть жалюзи. А можем даже приоткрыть на определенный процент просто проведя пальцем сбоку окна.
Устройство опознает и нажатия кнопок на моторе, и так же передаёт статус закрыто или открыто в приложение. Это довольно удобно, так как вы 100% будете знать открыт или закрыт роллет даже если его открыли без автоматизации, вручную. В мобильном приложении так же можно «приоткрывать» или «призакрывать жалюзи на определенный процент от заданных вами конечных точек.
В дополнительных параметрах можно посмотреть информацию об устройстве, создать группу с другими устройствами (будет удобно если в комнате более одного окна с жалюзи, которыми надо управлять одновременно), а также предоставить управление другому члену семьи.
Основные настройки сделали, но перевести или нормально обозвать забыли. Указываем направления движения мотора. Неизвестный и не понятный параметр Jolcon можем изменить или на Jon или на Con. Можно сделать полный сброс, активировав параметр Reset. Функции Unlimetset и Limitset остались тоже не изведанными. Но, насколько я понял это активно, когда мы запрограммируем верхнюю и нижнюю точку. Так как после сброса устройства эти переключатели не активны, а после обучения, становятся активны.
В меню Speed можно выбрать скорость вращения от 20 до 40 оборотов в минуту.
Монтаж и автоматизация
Тут все просто, выбираем нужную нам шестеренку, как можно сильнее натягиваем цепочку и отмечаем места крепления.
Если поверхность ровная используем скотч из комплекта, предварительно обезжирив поверхность. Если скотч не крепиться, то сажаем монтажную планку на два самореза.
Далее защелкиваем мотор и проверяем работу с помощью кнопок управления. Тут же рекомендую более точно отстроить конечные точки режима открытия и закрытия.
Вращение начинается с малых оборотов и спустя пару секунд повышается до максимальных установленных.
Но лучше, как я думаю, использовать автоматизацию по солнцу, солнце встало – жалюзи зарылись, или открылись, также и когда солнце садиться. Но можно делать несколько автоматизаций, например поднимать штору или открывать жалюзи на определенный процент. В целом в автоматизации доступно даже управление скоростью и возможность сброса устройства. Я создал 2 автоматизации за 30 минут после восхода — открыть жалюзи, за 30 минут до захода закрыть. Простая рутинная операция, но пусть ее делает автоматика, мне так проще.
Кроме этого, можно сделать автоматизацию по движению, открытию двери и даже по температуре. Все зависит от необходимости, вашей фантазии и наличия датчиков. Так как мои вертикальные жалюзи находятся в ванной комнате, соответственно на ночь я бы хотел их закрывать, так как второй этаж, при открытых жалюзи очень неплохо просматривается. Зачем смущать соседей. Для этого я сделал простую автоматизацию. После 30 минут от восхода солнца, жалюзи открываются, а до 30 минут они закрываются. Кроме этого, в ванной, у меня уже есть датчик движения ZigBee, который работает в паре с реле на вытяжке, соответственно будем делать дополнительную автоматизацию. Датчик движения сработал – жалюзи закрылись, спустя 2 минуты без движения – открылись. Если временной диапазон попадает в период солнечного дня.
Видеообзор
Выводы
Умный мотор для жалюзи и роллет могу рекомендовать к покупке, полностью справляется со своими задачами. Наличие аккумулятора, солнечной панели делают его полностью автономным от электричества, что позволяет устанавливать его в практически любом месте. Наличие редуктора и довольно неплохого крутящего момента, позволяют закрыть даже очень тяжелые роллеты или жалюзи.
Источник
