होम ऑटोमेशन के लिए DIY IoT लैंप -- ESP8266 ट्यूटोरियल: 13 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

इस ट्यूटोरियल में हम एक इंटरनेट कनेक्टेड स्मार्ट लैंप बनाने जा रहे हैं। यह इंटरनेट ऑफ थिंग्स में गहराई तक जाएगा और होम ऑटोमेशन की दुनिया खोलेगा!

दीपक वाईफाई से जुड़ा है और एक खुले संदेश प्रोटोकॉल के लिए बनाया गया है। इसका मतलब है कि आप जो भी नियंत्रण मोड चाहते हैं उसे चुन सकते हैं! इसे वेब ब्राउज़र, होम ऑटोमेशन ऐप, एलेक्सा या गूगल असिस्टेंट जैसे स्मार्ट असिस्टेंट और बहुत कुछ के जरिए नियंत्रित किया जा सकता है!

एक बोनस के रूप में यह दीपक परियोजना को नियंत्रित करने के लिए एक ऐप के साथ जाता है। यहां आप विभिन्न रंग मोड का चयन कर सकते हैं, आरजीबी रंगों के बीच फीका और टाइमर सेट कर सकते हैं।

दीपक में एक एलईडी बोर्ड और एक नियंत्रण बोर्ड होता है। एलईडी बोर्ड कुल पांच एलईडी चैनलों के लिए तीन अलग-अलग प्रकार के एलईडी का उपयोग करता है! यह गर्म और ठंडे सफेद दोनों के साथ आरजीबी है। क्योंकि इन सभी चैनलों को अलग-अलग सेट किया जा सकता है, आपके पास कुल 112.3 पेटा संयोजन हैं!

आएँ शुरू करें!

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चरण 1: पुर्जे और उपकरण

पार्ट्स

• वेमोस डी१ मिनी
• 15 x गर्म सफेद 5050 एल ई डी
• 15 x कोल्ड व्हाइट 5050 LED
• 18 एक्स आरजीबी 5050 एल ई डी
• 6 x 300 ओम 1206 प्रतिरोधक
• 42 x 150 ओम 1206 प्रतिरोधक
• 5 x 1k ओम प्रतिरोधक

• 5 एक्स एनटीआर4501एनटी1जी

  MOSFETs

• रैखिक वोल्टेज नियामक, 5V

• पीसीबी

  अपना पीसीबी बनाने के लिए सर्किट चरण में gerber फ़ाइलें डाउनलोड करें

• पीएसयू 12वी 2ए

उपकरण

• सोल्डरिंग आयरन

  • सोल्डरिंग टिन
  • लिक्विड सोल्डरिंग फ्लक्स
• मास्किंग टेप
• दो तरफा टेप
• थ्री डी प्रिण्टर
• वायर स्ट्रिपर्स

चरण 2: योजना

पूरी परियोजना में चार मुख्य भाग होते हैं:

1. सर्किट

   सर्किट एक पीसीबी पर बना है। पूर्ण सर्किट में 100 से अधिक व्यक्तिगत घटक शामिल होंगे। यह एक बड़ी राहत है कि उन सभी को एक परफ़ॉर्मर पर हाथ से तार न करें

2. Arduino कोड

   मैं Wemos D1 Mini का उपयोग कर रहा हूं जो एक ESP8266 का उपयोग वाईफाई से जुड़े माइक्रोकंट्रोलर के रूप में करता है। कोड D1 पर एक सर्वर शुरू करेगा। जब आप इस सर्वर के पते पर जाते हैं तो D1 इसे विभिन्न कमांडों के रूप में व्याख्यायित करेगा। इसके बाद माइक्रोकंट्रोलर इस कमांड के अनुसार रोशनी को सेट करने के लिए कार्य करता है

3. रिमोट कंट्रोल

   • मैंने इस परियोजना के लिए सिर्फ एक ऐप बनाया है ताकि आपकी पसंद के अनुसार दीपक को नियंत्रित करना जितना संभव हो सके उतना आसान हो सके
   • http GET अनुरोध भेजने में सक्षम किसी भी चीज़ द्वारा स्मार्ट लैंप को वास्तव में नियंत्रित किया जा सकता है। इसका मतलब है कि लैंप लगभग असीमित उपकरणों से कमांड स्वीकार करता है

4. 3 डी प्रिंटिग

   यह स्मार्ट लैंप कूल लुकिंग केस का हकदार है। और कई परियोजनाओं की तरह आपको एक अच्छे मामले की आवश्यकता थी, 3 डी प्रिंटिंग बचाव के लिए आती है

चरण 3: सर्किट

मैंने jlcpcb.com से अपने PCB मंगवाए। पूर्ण प्रकटीकरण समय: उन्होंने इस परियोजना को प्रायोजित भी किया।

पीसीबी में दो भाग होते हैं। इसमें एलईडी बोर्ड और कंट्रोल बोर्ड है। बाद में लचीले तार द्वारा इन दो भागों को जोड़ने के लिए पीसीबी को अलग किया जा सकता है। 3डी प्रिंटेड लैम्प को पतला रखने और होल रूम में समान रूप से प्रकाश फैलाने के लिए एलईडी बोर्ड को एंगल करने के लिए यह आवश्यक है।

नियंत्रण बोर्ड में एलईडी को कम करने के लिए पांच MOSFETs के साथ D1 माइक्रोकंट्रोलर और माइक्रोकंट्रोलर को एक सुचारू 5V देने के लिए एक वोल्टेज नियामक है।

एलईडी बोर्ड में तीन अलग-अलग प्रकार के एलईडी में पांच एलईडी चैनल हैं। क्योंकि हम एक 12V शक्ति स्रोत का उपयोग करते हैं, एलईडी को एक रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में तीन एलईडी के रूप में कॉन्फ़िगर किया जाता है और फिर समानांतर में 16 बार दोहराया जाता है।

एक नियमित सफेद एलईडी आमतौर पर 3.3 V खींचती है। बोर्ड के एक खंड पर, इनमें से तीन एलईडी श्रृंखला में हैं, जिसका अर्थ है कि वोल्टेज ड्रॉप सर्किट में एकत्रित होता है। तीन एल ई डी जो 3.3 वी खींचते हैं प्रत्येक का मतलब है कि एल ई डी का एक खंड 9.9 वी खींचता है। सर्किट 12 वी द्वारा संचालित होता है जिससे 2.1 वी निकल जाता है।

यदि खंड में केवल तीन एल ई डी होते हैं, तो वे विलुप्त होने की तुलना में अधिक वोल्टेज प्राप्त करेंगे। यह एलईडी के लिए अच्छा नहीं है और जल्दी से उन्हें नुकसान पहुंचा सकता है। यही कारण है कि प्रत्येक खंड में तीनों एलईडी के साथ श्रृंखला में एक रोकनेवाला भी होता है। यह रोकनेवाला श्रृंखला जंक्शन में शेष 2.1 V को छोड़ने के लिए है।

इसलिए यदि प्रत्येक खंड में 12 V है, तो इसका मतलब है कि प्रत्येक खंड समानांतर में एक दूसरे से जुड़े हुए हैं। जब सर्किट समानांतर में जुड़े होते हैं तो वे सभी समान वोल्टेज प्राप्त करते हैं और वर्तमान को एकत्रित किया जाता है। एक श्रृंखला कनेक्शन में करंट हमेशा समान होता है।

एक नियमित एलईडी वर्तमान में 20 एमए खींचती है। इसका मतलब है कि एक खंड, जो तीन एल ई डी है और श्रृंखला में एक रोकनेवाला अभी भी 20 एमए खींचेगा। जब हम कई खंडों को समानांतर में जोड़ते हैं, तो हम करंट जोड़ते हैं। यदि आप पट्टी से छह एलईडी काटते हैं, तो आपके पास इनमें से दो खंड समानांतर में हैं। इसका मतलब है कि आपका कुल सर्किट अभी भी 12 वी खींचता है, लेकिन वे वर्तमान में 40 एमए खींचते हैं।

चरण 4: सोल्डरिंग एल ई डी

कुछ चीजों की कोशिश करने से मैंने पाया है कि पीसीबी को इधर-उधर जाने से रोकने के लिए साधारण मास्किंग टेप सबसे प्रभावी और लचीला है।

कई पिन वाले भागों के लिए, जैसे ५०५० एलईडी पर ६-पिन, मैं पीसीबी पैड में से एक पर मिलाप लगाकर शुरू करता हूं। फिर चिमटी की एक जोड़ी के साथ घटक को अपनी जगह पर खिसकाते हुए इस सोल्डर को सोल्डरिंग आयरन के साथ पिघलाने की बात है।

अब दूसरे पैड को किसी सोल्डर से आसानी से लगाया जा सकता है। हालाँकि, इस काम को गति देने के लिए मेरा सुझाव है कि कुछ तरल मिलाप प्रवाह उठाएँ। मैं वास्तव में इस सामान की पर्याप्त अनुशंसा नहीं कर सकता।

कुछ फ्लक्स को सोल्डर पैड पर लागू करें, फिर अपने सोल्डरिंग आयरन की नोक पर कुछ सोल्डर पिघलाएं। अब केवल पिघला हुआ मिलाप पैड पर लाने की बात है और सब कुछ ठीक हो जाता है। अच्छा और सरल।

जब प्रतिरोधों और अन्य दो-पैड घटकों की बात आती है तो वास्तव में किसी सोल्डर फ्लक्स की आवश्यकता नहीं होती है। किसी एक पैड पर सोल्डर लगाएँ और रेसिस्टर को उसकी जगह पर लाएँ। अब बस कुछ सोल्डर को पैड नंबर दो पर पिघलाएं। बहुत आसान।

इस चरण में पांचवीं तस्वीर देखें। एल ई डी के उन्मुखीकरण पर ध्यान दें। गर्म और ठंडे सफेद एल ई डी के ऊपरी दाएं कोने में उनके पायदान उन्मुख होते हैं। आरजीबी एलईडी के निचले बाएं कोने में उनका पायदान है। यह मेरी ओर से एक डिज़ाइन त्रुटि है, क्योंकि मुझे इस प्रोजेक्ट में प्रयुक्त RGB LED के लिए डेटाशीट नहीं मिली। ओह ठीक है, जियो और सीखो और वह सब!

चरण 5: सोल्डरिंग कंट्रोल बोर्ड

एलईडी बोर्ड की मैराथन खत्म करने के बाद, नियंत्रण बोर्ड मिलाप के लिए एक हवा है। वोल्टेज रेगुलेटर पर जाने से पहले मैंने पांच MOSFETs और मैचिंग गेट-सोर्स रेसिस्टर्स को नीचे रखा।

वोल्टेज नियामक में कैपेसिटर को चौरसाई करने के लिए वैकल्पिक स्थान हैं। जब मैंने उन्हें इस तस्वीर में मिलाप किया तो मैंने उन्हें हटा दिया क्योंकि वे वास्तव में आवश्यक नहीं थे।

स्लिम कंट्रोल बोर्ड प्राप्त करने की तरकीब यह है कि पिन हेडर को नीचे से ऊपर की ओर पोक करते हुए रखा जाए। पिन लगाने के बाद, अप्रयुक्त लंबाई को काले प्लास्टिक के साथ पीछे से हटाया जा सकता है। इससे निचला हिस्सा पूरी तरह चिकना हो जाता है।

सभी घटकों के साथ दो बोर्डों को एक साथ लाने का समय आ गया है। मैंने बस छह छोटे 2.5 इंच (7 सेमी) तारों को छीन लिया और दो पीसीबी को जोड़ा।

चरण 6: वाईफाई सेटअप

कोड में छह सरल रेखाएँ हैं जिन्हें आपको बदलने की आवश्यकता है।

1. एसएसआईडी, लाइन 3

   आपका राउटर नाम। सुनिश्चित करें कि आप इसे लिखते समय पत्र का मामला सही पाते हैं

2. वाईफाईपास, लाइन 4

   आपका राउटर पासवर्ड। फिर से, आवरण पर ध्यान दें

3. आईपी, लाइन 8

   आपके स्मार्ट लैंप का स्थिर आईपी पता। मैंने अपने नेटवर्क पर एक यादृच्छिक आईपी पता चुना और इसे कमांड विंडो में पिंग करने का प्रयास किया। यदि पते से कोई उत्तर नहीं मिलता है तो आप मान सकते हैं कि यह उपलब्ध है

4. गेटवे, लाइन 9

   यह आपके राउटर का गेटवे होगा। एक कमांड विंडो खोलें और "ipconfig" टाइप करें। चित्र में गेटवे और सबनेट लाल रंग में परिक्रमा कर रहे हैं

5. सबनेट, लाइन 10

   गेटवे की तरह, यह जानकारी इस चरण के लिए चित्र में परिचालित है

6. टाइमज़ोन, लाइन 15

   आप जिस समय क्षेत्र में हैं। इसे बदलें यदि आप विशिष्ट समय पर रोशनी चालू और बंद करने के लिए अंतर्निहित टाइमर फ़ंक्शन का उपयोग करना चाहते हैं। चर एक साधारण प्लस या माइनस GMT. है

चरण 7: माइक्रोकंट्रोलर कोड

पिछले चरण में सभी प्रासंगिक सेटिंग्स को बदलने के बाद, आखिरकार कोड को Wemos D1 Mini पर अपलोड करने का समय आ गया है!

Arduino कोड के लिए कुछ पुस्तकालयों और निर्भरताओं की आवश्यकता होती है। यदि आपने कभी भी arduino IDE से ESP8266 पर कोड अपलोड नहीं किया है, तो स्पार्कफुन से इस गाइड का पालन करें।

अब टाइम लाइब्रेरी और टाइम अलार्म लाइब्रेरी डाउनलोड करें। इन्हें अनज़िप करें और अपने कंप्यूटर पर arduino लाइब्रेरी फ़ोल्डर में कॉपी करें। ठीक वैसे ही जैसे कोई अन्य arduino लाइब्रेरी स्थापित करना।

इस स्टेप पर पिक्चर में अपलोड सेटिंग्स पर ध्यान दें। कॉम पोर्ट को छोड़कर, समान कॉन्फ़िगरेशन का चयन करें। यह आपके कंप्यूटर पर आपके माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा कोई भी कॉम पोर्ट होगा।

जब कोड अपलोड किया जाता है तो सीरियल टर्मिनल को एक संदेश के लिए खोलें, उम्मीद है, सफल कनेक्शन! अब आप अपना ब्राउज़र खोल सकते हैं और माइक्रोकंट्रोलर में सहेजे गए स्थिर आईपी पते पर जा सकते हैं। बधाई हो, आपने अभी-अभी अपना सर्वर बनाया है और उस पर एक वेब पेज होस्ट कर रहे हैं!

चरण 8: संदेश प्रोटोकॉल खोलें

जब आप ऐप के साथ स्मार्ट लैंप को नियंत्रित करते हैं तो आपके लिए सभी संदेशों को स्वचालित रूप से नियंत्रित किया जाएगा। यदि आप अपना रिमोट कंट्रोल बनाना चाहते हैं, तो दीपक द्वारा स्वीकार किए जाने वाले संदेशों की एक सूची यहां दी गई है। मैंने कमांड का उपयोग करने का तरीका बताने के लिए एक उदाहरण आईपी पते का उपयोग किया है।

• 192.168.0.200/&&R=1023G=0512B=0034C=0500W=0500

  • लाल बत्ती को अधिकतम मान पर, हरी बत्ती को आधे मान पर और नीली बत्ती को 34 पर सेट करता है। ठंडी और गर्म सफेद बमुश्किल चालू होती हैं
  • मान दर्ज करते समय, आप 0 और 1023 के बीच चयन कर सकते हैं। URL में हमेशा हल्के मानों को चार अंकों के रूप में लिखें

• 192.168.0.200/&&B=0800

  अन्य सभी लाइटों को बंद करते हुए नीली बत्ती को 800 मान पर सेट करता है

• १९२.१६८.०.२००/एलईडी = बंद

  सभी लाइटें पूरी तरह से बंद कर देता है

• 192.168.0.200/LED=FADE

  सभी संभावित RGB रंगों के बीच धीरे-धीरे लुप्त होने लगता है। माहौल के लिए बिल्कुल सही

• 192.168.0.200/NOTIFYR=1023-जी=0512-बी=0000

  आने वाली अधिसूचना को इंगित करने के लिए दिए गए रंग को दो बार फ्लैश करता है। जब भी आप कोई नया ईमेल प्राप्त करते हैं, तो आप अपने कंप्यूटर पर लैंप को लाल फ्लैश करने के लिए एक प्रोग्राम बनाना चाहते हैं, तो बिल्कुल सही

• 192.168.0.200/डीएसटी=1

  • घड़ी को दिन के उजाले बचत समय में समायोजित करता है। घड़ी में एक घंटा जोड़ता है
  • /DST=0 DST से वापस जाने के लिए इसका उपयोग करें, DST सक्रिय होने पर घड़ी से एक घंटा निकाल दें

• 192.168.0.200/TIMER1H=06M=30R=1023G=0512B=0034C=0000W=0000

  राज्य को टाइमर 1 के लिए बचाता है। यह टाइमर सुबह 06:30 बजे दिए गए RGB मानों को चालू करेगा

• 192.168.0.200/TIMER1H=99

  टाइमर को निष्क्रिय करने के लिए टाइमर घंटे को 99 पर सेट करें। RGB मान अभी भी संग्रहीत हैं, लेकिन समय 99. पर सेट होने पर टाइमर रोशनी चालू नहीं करेगा

• दीपक में चार अलग-अलग टाइमर हैं। "TIMER1" को "TIMER2", "TIMER3", या "TIMER4" के लिए बदलें ताकि अन्य निर्मित टाइमर में से एक को समायोजित किया जा सके।

ये वर्तमान में निर्मित कमांड हैं। एक टिप्पणी छोड़ें यदि आपके पास नए आदेशों के लिए arduino कोड या रिमोट ऐप में निर्माण करने के लिए कोई अच्छा विचार है!

चरण 9: रिमोट कंट्रोल

ऐप डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें। सेटअप को बहुत आसान बना दिया गया है, बस अपने स्मार्ट लैंप का आईपी पता दर्ज करें और चुनें कि क्या आप केवल आरजीबी एलईडी या आरजीबी + गर्म और ठंडे सफेद एलईडी को नियंत्रित करना चाहते हैं।

जैसा कि पिछले चरण में बताया गया है, अब आप जानते हैं कि ऐप किस संदेश प्रोटोकॉल का उपयोग कर रहा है। यह यूआरएल के साथ एक http GET अनुरोध भेज रहा है। इसका मतलब है कि आप अपना खुद का माइक्रोकंट्रोलर सर्किट भी बना सकते हैं, और फिर भी इस ऐप का उपयोग अपने द्वारा विकसित किए जाने वाले कार्यों को नियंत्रित करने के लिए कर सकते हैं।

चूंकि हमने वास्तव में संदेश प्रोटोकॉल में गहराई से देखा है, इसलिए आप http GET अनुरोध भेजने में सक्षम किसी भी चीज़ से स्मार्ट लैंप को नियंत्रित कर सकते हैं। इसका मतलब है कि फोन या कंप्यूटर पर कोई भी ब्राउज़र, या स्मार्ट होम डिवाइस या एलेक्सा या गूगल असिस्टेंट जैसे असिस्टेंट।

टास्कर एक ऐसा ऐप है जो मूल रूप से आपको किसी भी चीज़ को नियंत्रित करने के लिए स्थितियां बनाने देता है। जब मैं इसे अपने फोन पर प्राप्त करता हूं तो मैंने अधिसूचना के रंग के साथ स्मार्ट लैंप को फ्लैश करने के लिए इसका इस्तेमाल किया। मैंने टास्कर को पूरी सफेद रोशनी में चालू करने के लिए भी सेट किया, जब फोन एक सप्ताह के दिन 16:00 के बाद मेरे घर के वाईफाई से जुड़ता है। इसका मतलब है कि स्कूल से घर आने पर लाइट अपने आप चालू हो जाती है। स्वचालित रूप से रोशनी के साथ घर आना वाकई अच्छा है!

चरण 10: 3डी प्रिंटिंग

लैंप केस को बिना सपोर्ट के लगभग पूरी तरह से प्रिंट किया जा सकता है। केवल उन हिस्सों को जिन्हें वास्तव में समर्थन की आवश्यकता होती है, वे हैं पीसीबी के साथ संभोग के लिए बने खूंटे। इसलिए मैंने एसटीएल को केवल इन खूंटे के लिए एक छोटे से समर्थन संरचना के साथ और बिना उपलब्ध कराया। इस कस्टम समर्थन का उपयोग करने का लाभ यह है कि प्रिंट बहुत तेज़ है! और हमें केवल उन्हीं हिस्सों पर प्रिंटिंग सपोर्ट मिलता है जिनकी वास्तव में जरूरत होती है।

आप यहाँ.stl फ़ाइलें डाउनलोड कर सकते हैं

चरण 11: यह सब एक साथ लाओ

3डी प्रिंटिंग के बाद प्रिंटिंग सपोर्ट को हटाकर शुरू करें। बिजली के तार अलग-अलग चैनलों में जाते हैं और एक साथ बंधे होते हैं। यह गाँठ केबलों को पीसीबी से फटने से रोकने के लिए तनाव से राहत देगी। पीसीबी के पीछे बिजली के तारों को मिलाएं और सुनिश्चित करें कि आपको ध्रुवीयता सही मिले!

फिर नियंत्रण पीसीबी को मामले के अंदर फ्लश रखने के लिए टेप के एक टुकड़े के साथ बांधा जाता है। एलईडी पीसीबी को बस उसके स्थान पर रखा जा सकता है जहां वह अपने आप ही मामले के खिलाफ फ्लैट रखता है।

चरण 12: दीपक लटकाना

इस लैंप को दीवार पर टांगने के लिए बहुत सारे विकल्प हैं। क्योंकि मैं दीपक को बेहतर बनाने के लिए कोड को लगातार अपडेट कर सकता हूं, मैं समय-समय पर दीपक को नीचे ले जाने का एक तरीका चाहता था। आप गर्म गोंद का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन मैं कुछ दो तरफा टेप की सलाह देता हूं। मोटे और झागदार दो तरफा टेप का उपयोग करना सबसे अच्छा है क्योंकि यह एक बनावट वाली दीवार के खिलाफ दीपक को सबसे अच्छा रखता है।

चरण 13: समाप्त

दीवार पर दीपक के साथ और आज्ञाओं को स्वीकार करने के लिए तैयार होने का मतलब है कि आपका काम हो गया!

एलईडी पैनल को इस तरह से एंगल्ड किया गया है जो कमरे में समान रूप से प्रकाश फैलाता है। यह किसी भी कार्य स्थान के लिए एक अच्छा अतिरिक्त है और होम ऑटोमेशन के साथ एकीकरण की क्षमता एक बढ़िया प्लस है। मुझे वास्तव में आरजीबी रंग सेट करने की क्षमता के साथ-साथ ठंड और गर्म रोशनी के बीच सफेद संतुलन को समायोजित करने की क्षमता पसंद है। यह स्टाइलिश दिखता है और इस समय मेरे पास जो भी प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता है, उसके अनुरूप परिवेश या कार्य रोशनी स्थापित करने में एक बड़ी मदद है।

बधाई हो, आपने अब IoT और होम ऑटोमेशन की दुनिया में एक बड़ी छलांग लगा ली है!