Моторчик для жалюзи на окна своими руками
Обновлено: 05.05.2024
В этом обзоре я поведаю о том, как изготовил электроприводы для обычных рулонных штор. В конструкции использовалось Sonoff RF реле и двигатели с Алиэкспресс. Если интересно — прошу под кат.
Опережая события, покажу, что получилось.
С чего все начиналось.
Еще с детства я мечтал об электрических шторах. Как было бы хорошо плавно и естественно просыпаться под утренние лучи солнца! Тогда еще у меня были обычные шторы. Электропривод для них был вполне реализуем, об этом я узнал в Сети. Интернет тогда только начал проникать в наши дома. Но единственной преградой были карнизы для штор. Они были металлическими и крючки в них немного застревали. Требовалась замена карнизов, а на это я тогда не был готов.
Прошло много времени…
Я переехал и начал снимать бюджетную квартиру. Там на окнах были горизонтальные жалюзи. На них-то я впервые и установил электроприводы. Это было замечательно! Утром ко времени подъема жалюзи открывались, комната освещалась утренними лучами солнца и мы просыпались легко и непринужденно.
Реализованы приводы были довольно своеобразно: из DVD плееров с разборки я достал моторы с редукторами, удалил лишнее и установил в два небольших пластиковых корпуса. Эти моторы были установлены на нижних частях двух окон и вращали трости жалюзи. Требовалось четыре оборота трости для открытия или закрытия. Для управления я собрал небольшой контроллер. Он представлял собой ATmega8 с дисплеем. Имелось два «будильника» на открытие и закрытие, а количество оборотов трости задавались задержкой «delay_ms». В добавок можно было вручную открыть или закрыть жалюзи, имелись автоматический и ручной режимы.
Единственным минусом как раз было управление при помощи задержки, а не счетом количества оборотов. Была разная нагрузка на двигатели при закрытии и открытии, т.е. жалюзи быстрее закрывались, чем открывались и через неделю-две систему приходилось подстраивать.
Планирование.
Прошло еще несколько лет.
Я снова переехал, в этот раз уже в свою квартиру. Познав все прелести электро окон я не хотел от них отказываться и еще на этапе ремонта проложил гофру под кабель. Какие приводы будут установлены, я еще не знал.
На Алиэкспресс есть моторы для рулонных штор. Для моей комнаты понадобилось бы три мотора и пульт. Да и шторы просто так не купить — нужно собирать самому. Все это выливалось в кругленькую сумму. Позвонил в фирму, которая продает моторы для штор и сами шторы с электроприводом — цена огорчила еще больше.
Выход остался один — снова сделать все собственными руками.
Без штор жить не комфортно и были куплены рулонные шторы оффлайн. Жизнь продолжалась, а тем временем в голове жужжали мысли и формировался план действий…
В итоге было принято решение к имеющимся рулонным шторам добавить моторы с редукторами, установить концевики, чтобы все было красиво и автоматично, и организовать управление при помощи Sonoff реле. Используя такое реле удалось получить такие функции как удаленное управление по WiFi и при помощи пультов на 433МГц, гибкие настройки дня и времени открытия/закрытия и др. К тому же это все стоит недорого, не нужно писать и отлаживать программу, травить плату. Берем на вооружение!
Во время написания статьи я обнаружил, что на Али есть и приводы цепи штор — и тут китайцы нас спасают. Можно было просто купить…
Подготовка и доработка комплектующих.
Итак, приступим. Для начала, перед покупкой двигателей, я попытался измерить требуемое усилие на открытие. Радиус колеса шторы примерно 1 см и измерив какая масса, приложенная к цепи, будет поднимать штору, получим приблизительное значение требуемого крутящего момента двигателя. Я использовал пластиковую бутылку, наполненную водой. Оказалось, что требовалось около 1,5-2 кг*см для смещения шторы, а это довольно много. Разобрав механизм фиксации я обнаружил, что штора фиксируется и не падает благодаря пружине.
В моем случае их было две. Одну я удалил, и вал смазал маслом. После сборки «измерения» показали, что уже с одним литром воды (1кг*см) штора приходила в движение и сама не падала. Отлично…
Дальше нужен двигатель.
Результатом поисков по Алиэкспресс стали двигатели с редуктором. Можно выбрать требуемый крутящий момент, напряжение и скорость вращения. Я остановился на двигателе 12В, 30 об/мин, 4кг*см. Забегая вперед скажу, что с этим двигателем при напряжении 10В окна открываются за 37 секунд.
Для двигателей нужны корпуса. Самыми компактными подходящими нашлись корпуса Gainta. У них большой выбор пластиковых и алюминиевых корпусов.
После примерки двигателя оказалось, что корпус нужно дорабатывать. Бормашиной и фрезерным станком корпуса были немного доработаны.
И самое интересное — как это все прикрутить к шариковой цепи? Для решения этой задачи я приобрел рем. комплект для таких же штор.
Из этого комплекта нам понадобится деталь, отмеченная стрелкой. Её нужно будет превратить в колесо с резьбой М6. На этой детали удаляем все лишнее, вклеиваем две гайки М6 на эпоксидную смолу, все накручиваем на резьбу и клеим на эпоксидку. Сразу скажу, что гайки не обычные, а резьбовые вставки М6-М8*1,5. Таких в продаже нет, они были честно спионерены позаимствованы на работе. Поэтому придется импровизировать, если осмелитесь повторить сие безумие. К сожалению, фотографий процесса переделки не сохранилось. Тут прошу меня извинить.
Имеем двигатели с редукторами и колесами для шариковой цепи в корпусах.
Берем эту штуку. Разбираем с торца, сжав защелки. Получается две детали. Обрезаем по красной линии. Обе половинки одеваем на ось двигателя, мажем все эпоксидкой и зажимаем с двух сторон гайками. :)
Собираем все в систему.
Пришло время паять. Ниже приведена упрощенная схема подключения.
Двигатель управляется драйвером для коллекторных моторов A4950 (PDF) от Allegro.
(Будьте осторожны! Микросхема драйвера чувствительна к статическому электричеству. Во время сборки умерло несколько микросхем.)
Управление на плату драйвера приходит от Sonoff реле через концевые выключатели в виде герконов, установленных внутри штапиков окон. В самом Sonoff реле нужно заменить реле :) на другое с напряжением 5В и группой переключающих контактов. Напряжение 5В для управления берем с источника питания Sonoff реле (электролитический конденсатор с низким напряжением).
Двигатели питаются от отдельного импульсного блока питания.
На самом деле я реализовал все немного сложнее: для питания двигателей я дополнительно использовал понижающие преобразователи, т.к. в зависимости от длины провода скорость вращения двигателей может быть разной, да и скорость вращения можно регулировать. Но это не столь важно.
Корпуса двигателей оказались довольно компактными, что вызвало небольшие трудности с установкой понижающих преобразователей и драйверов. Но все благополучно уместилось.
Так выглядит двигатель с питанием и управлением.
Чтобы ограничить движение шторы, внутрь штапиков были установлены герконы, а на шторы — магниты. Вся проводка уложена в кабель каналы.
На очереди блок управления. Внутри пластикового корпуса уместились блок питания, Sonoff реле и плата задержки, о которой я расскажу чуть позже.
Так блок управления подключается к окнам. Он аккурат расположился под тумбочкой и такая конструкция никак не мешает.
В стене проложена гофра, протянут кабель по которому идет питание и управление. На каждое из трех окон приходит питание 19В, и два управления через герконы.
Запуск и наладка.
Во время сборки я по отдельности проверял работу каждого узла и постепенно собирал все воедино.
Напряжение было снижено до 10В с целью уменьшения шума. Как оказалось, китайские моторы, втроем, неплохо так жужжат, плюс ко всему рамы окон резонируют.
Так же важно, чтобы герконы надежно срабатывали, иначе штора упрется и цепь будет проскальзывать на колесе двигателя. Вся надежность системы упирается в герконы.
Все заработало, вроде как ничего сложного… Если бы не одно «но»! Если ветерок колышет штору, может возникнуть ситуация, когда магнит отодвинется от геркона и т.к. управление подается постоянно, штора начнет двигаться куда не нужно. Таких случаев было достаточно и я решил добавить в систему задержку на отключение управления. Таким образом, через 40 секунд после появления управляющего сигнала контроллер отключает управление на драйверы двигателей. И даже, если штора не остановилась по концевику — остановится по таймеру. К слову, остановки в любом положении не предусмотрено — только открыто или закрыто. Это меня устраивает.
Опыт эксплуатации и резюме.
Результатом моих домомучений стала возможность открывать/закрывать шторы простым нажатием на кнопку настенного пульта ДУ или через приложение eWeLink со смартфона, автоматически открывать и закрывать шторы по времени и по дню недели, удаленно управлять через Интернет. И это, я вам скажу, очень удобно.
К плюсам еще стоит отнести возможность ручного управления. Если система отказала или отключили электричество, можно снять цепи с двигателей и крутить все вручную. Да и сами шторы поменять — не проблема. При использовании шаговых двигателей на оси вала, зачастую, механизм необратимо переделывается и возможность ручного управления ставится под вопрос.
Шум двигателей немного раздражает, но я его слышу только утром, и зачастую сквозь сон. Вечером шторы закрываются, когда меня еще нет дома или я нахожусь в другой комнате.
Так же интересен сам опыт использования Sonoff реле не как устройства коммутации нагрузки, а в качестве управляющего устройства. Можно использовать таймеры, расписание, удаленное управление труднодоступными механизмами и пр.
Интересно, как бы получилось реализовать такое управление при помощи реле от Xiaomi. Гибкие настройки сценариев, интеграция в систему умного дома выглядят многообещающе.
А какие нестандартные варианты использования Sonoff реле знаете вы?
Благодарен, что дочитали до конца. Я не писатель, больше технарь. Старался…
Update.
Немного раздражал шум двигателей. Решил добавить резиновые прокладки между двигателями и рамами окон. Под саморезы подложил резиновые шайбы. Шум уменьшился, рамы больше не излучают звук. Жужжат только моторы.
Поменял магниты на узкие и длинные. Их приклеил горизонтально, немного с выступом за пределы шторы. Концевики стали срабатывать надежнее.
Кореш как то подогнал мне кучу моторов от принтеров, моторы были шаговые, и я решил купить распространенный драйвер для шаговиков, который умные люди подружили с ардуино
По приезду драйвера я пофиксил его косяк
сопля между ног
Далее думал, куда этот модуль пустить, чтоб пользу приносил, и радость. Додумался до дистанционного управления жалюзи на окне. У вертикальных жалюзи есть шнурок, при протягивании которого они смещаются в крайние положения, а у меня имеется китайский кондиционер, на котором одна кнопка пульта не задействована. Эту кнопку я и использовал для управления.
Лень — двигатель прогресса, как известно. Вооружившись электролобзиком, напильником, такой-то матерью, я принялся пилить свое поделие. Использовал родную монтажную пластину от двигателя, шестерню от него же. В шестерню прекрасно вошла после доработки напильником пластиковая водопроводная труба, получился отличный барабан для шнура.
Схема на макетке отрабатывала исправно, с механикой же пришлось попотеть.
Сначала я хотел, чтобы шнур жалюзи обвивал барабан тремя витками, и он, вращаясь, открывал-закрывал жалюзи. Шнур не хотел вести себя так, как я того желал, а собирался в кучу у краев барабана в крайних положениях, и захлестывался, не давая остаткам размотаться, и клиня механизм.
Потом я сделал разделенный барабан, и дело пошло лучше. Намного. Вот тест изготовленной платы, и новой механики
Затем прикрепил на стену деревяшку, и к ней на саморезах приделал механизм и электронику, и намотал шнур жалюзи. Корпус делать не стал, во первых лишняя морока, а во вторых я бы его не видел все равно, так как жалюзи постоянно закрыты, я не использую поворот ламелей (или лент?) вообще, просто отодвигаю их, когда надо.
При подаче сигнала на закрытие или открытие одна часть катушки наматывает шнур, а со второй он разматывается, жалюзи при этом движется в нужном направлении. Чтобы ограничить ход жалюзи я использовал концевик от старого дисковода
Концевик сдвоенный, с двумя нажимными штырьками двумя парами контактов. При надавливании на штырьки соединяются соответствующие пары контактов.
На шнур нацепил ограничители, которые при подходе к крайнему положению давят на механизм концевика, ардуино при этом выключает модуль мотора, и он останавливается. Мотор выключается убиранием +5 В от модуля L298, так как при простой остановке обмотки мотора находятся под напряжением, и он жрет около ампера, греется. Для выключения пустил +5 к модулю через транзистор, которым управляет нога ардуино. Полную схему можно посмотреть здесь. Основной управляющий орган — пульт от кондиционера, на котором, как сказано выше, не задействована одна кнопка, по видимому в некоторых моделях она включает подсветку, на дисплейчике пульта появляется символ лампочки, повторное нажатие кнопки убирает ее. Пульт поочередно выдает две разные команды, Их принимает управляющая схема с помощью ик-приемника, и открывает/закрывает жалюзи. Так же решил добавить управление кнопками. Были мысли реализовать управление от степени освещения, но я не нашел причин делать это, мне это не было нужно.
Пробный запуск, и сразу фейл.
Кнопки и ик-приемник решил сунуть в отдельный аккуратный корпус и приляпать на стену/ Для этого была куплена розетка rj45, которую я немного доработал
розетка до вмешательства
Плата с ик-приемником и кнопками
готово
Соединяется этот блок с основным устройством через витую пару, я использовал штатный разъем в розетке для его подключения, обжал с одной стороны кабеля коннектор rj45
Клей высох, всё собрано, и прекрасно работает. Доволен собой, но все таки легче было купить жалюзи с заводским электроприводом.
Все исходники, если кому интересно, тут.
В этой статье я расскажу о конструкции автоматического привода штор, установленного у меня на балконе. Там у нас растут цветы, которым вреден прямой солнечный свет. Кроме того, летом, если окна балкона закрыты, при прямом солнечном свете воздух на балконе быстро перегревается. Однако когда прямого света нет, шторы желательно открыть — тень тоже не способствует росту цветов. Поэтому, для поддержания на балконе приемлемой освещенности, я автоматизировал работу штор.
Механика
Шторы изначально уже были на балконе. Их две, обе подвешены на металлическом тросике, протянутом под потолком от одной стены балкона до другой. Понятно, что передвигать нужно сразу обе шторы, при этом из-за трения штор об тросик (он достаточно шершавый) требуемая сила должна быть достаточно велика. Кроме того, иногда на пути шторы могут встречаться препятствия, например, приоткрытое окно балкона, что еще больше увеличивает требования к силе.
Таким образом, привод должен быть достаточно мощным и надежным — на балконе часто бывает повышенная влажность, возможна достаточно большая разница температур зимой и летом. Поэтому основой привода я сделал автомобильный привод стеклоподъемника. Он обладает достаточной мощностью, способен выдавать большой крутящий момент (в него встроен червячный редуктор) и очень надежен.
Схема механической части привода показана ниже:
Подробнее о конструкции. На вале привода стеклоподъемника (слева на схеме) закрепляется пластиковый ролик с проточкой, на который намотан виток веревки. Привод закрепляется на одной из стен балкона. На противоположной стене крепится такой же ролик, через который также пробрасывается веревка.
После этого веревка натягивается, так что трения веревки на ролике привода хватает для перемещения штор. Противоположные концы каждой шторы крепятся к веревке так, чтобы при вращении мотора штора раздвигалась или сдвигалась.
Для проверки работы привода я сделал его уменьшенную модель. Привод стеклоподъемника и независимый ролик закрепил на доске, натянул между ними веревку, после чего можно было проверять работу электроники и измерять силу, развиваемую приводом.
Фотография самого привода на макете:
Как видно из фотографии, к приводу стеклоподъемника прикреплена достаточно крупная тонкая пластина (я использовал текстолит). К ней крепится металлический уголок с двумя отверстиями, через которые пропущена веревка. Он нужен для того, чтобы виток веревки на ролике не путался, для этого отверстия в уголке сделаны на разной высоте относительно пластины.
Правее уголка — концевые выключатели, нужные для остановки штор к крайних положениях. Для того, чтобы обозначить эти положения, на веревку надеваются две пластиковые трубочки (на фотографии рядом с нижним выключателем видна только одна из них). Трубочки располагаются так, что при достижении шторой крайнего положения одна их них нажимает на выключатель, при этом для надежного нажатия рядом с каждым из выключателей крепится металлическая пластинка, которая прижимает трубочку к выключателю.
Три металлические стойки, прикрепленные к пластине, нужны для крепления крышки привода.
Оба ролика для веревки сделаны из колес для мебели. Используя дрель и напильник, в каждом из них нужно проточить канавку, в канавке ролика привода должны укладываться два витка веревки. Ролик привода крепится на валу за счет натяжения, при этом отверстие в нем пришлось расточить до квадратного, так как вал привода квадратный.
Привод крепится к стене балкона при помощи подходящих мебельных уголков (один из них виден на фотографии слева). В приводе стеклоподъемника достаточно крепежных отверстий, так что проблем с креплением не возникает.
Вид привода, уже прикрепленного к стене и закрытого крышкой:
Для того, чтобы натягивать веревку, используется специальный винт с гайкой, к которому крепятся концы веревки:
Также к нему прикреплен конец одной из штор.
Электроника
Вся электроника у меня разбита на две части — силовую и управляющую. Главная задача силовой части — обеспечение питания двигателя привода. Привод стеклоподъемника может потреблять очень большой ток. Для уменьшения этого тока я уменьшил напряжение питания привода до 5 вольт, но даже при этом максимальный ток, потребляемый двигателем, может доходить до 3А. Чтобы обеспечить такой ток, я использовал блок питания от принтера, способный выдавать напряжение около 30В и ток до 0.7А, а так же DC-DC преобразователь до 5В. За счет понижения напряжения DC-DC вполне способен выдать нужный ток.
Управление питанием двигателя производится при помощи мощного реле, предназначенного для изменения полярности сигнала, и MOSFET, управляющего подачей напряжения на двигатель. Благодаря использованию MOSFET можно регулировать скорость вращения двигателя, но в данный момент эта возможность не используется.
Также на силовой части установлены стабилизаторы, предназначенные для питания управляющей электроники и цепь контроля питания двигателя. Стабилизаторы питаются от более низковольтной цепи блока питания, напряжение там не превышает 12В.
Управляющая электроника представлена микроконтроллером STM8S. Контроллер выполняет достаточно много функций — измерение освещенности, принятие решения о запуске привода, контроль за положением штор по концевым выключателем, управление питанием привода, управление приводом в ручном режиме — по командам пульта ДУ. Кроме того, к контроллеру подключен радиомодуль на NRF24L01 и шина 1-Wire, по которой подключены три датчика температуры. При помощи радиомодуля можно управлять приводом и считывать значения температуры в разных точках балкона и на улице, однако в данный момент второй радиомодуль подключен только к макетной плате, так что далее этот функционал я рассматривать не буду.
Используемый блок питания от принтера имеет вход для перевода его в состояние Stand-by. Его я тоже использую, благодаря чему уменьшается потребление энергии конструкцией. В программе учитывается, что блок питания переходит в рабочий режим с определенной задержкой, а после 30 секунд бездействия привода блок питания опять переходит в режим Stand-by.
Индикация работы привода — при помощи трехцветного светодиода (используются только синий и красный диоды). Синий загорается при подаче напряжения на двигатель, красный начинает периодически мигать при наличии ошибок в работе привода. Число вспышек позволяет определить номер ошибки.
Для звуковой сигнализации некоторых событий (например, при подаче команды на закрытие уже закрытых штор) используется сам двигатель привода. На него подается ШИМ сигнал с маленьким коэффициентом заполнения, в результате чего двигатель достаточно громко пищит.
В качестве датчика освещенности используется фоторезистор, прикрепленный присоской к окну. Так как присоска может отпасть от окна, рядом с фоторезистором расположена маленькая кнопка. Пока присоска держится на окне, кнопка прижата к окну. Если присоска отпадет, автоматическая работа привода прекращается и начинает мигать красный диод. Если датчик не подключен к разъему, то это тоже обнаруживается контроллером.
Вид датчика освещенности:
Так как освещенность датчика может резко изменяться — из-за различных вспышек на улице, переменной облачности, то данные от датчика приходится фильтровать. У меня реализован следующий алгоритм обработки: данные от датчика оцифровываются с частотой 10Гц, и записываются в массив. Раз в секунду значение этого массива усредняется (в первую очередь это нужно для фильтрации шумов и вспышек). Далее полученные значения добавляются в другой массив размерностью 600 элементов, после достижения конца массива запись начинается с его начала. Также каждую секунду производится анализ этого массива — контроллер подсчитывает, какой процент элементов массива меньше определенного порога (с ростом освещенности напряжение на выходе фотодатчика падает). Если значения более 66% элементов меньше заданного порога — то считается, что освещенность достаточно велика, и шторы можно закрывать. Таким образом проводится фильтрация периодических изменений освещенности. При этом на частоту работы привода тоже наложено ограничение — в автоматическом режиме мотор включается не чаще раза в десять минут.
Как я упоминал выше, имеется возможность управлять шторами с пульта ДУ. При помощи пульта можно полностью открыть и закрыть шторы, частично открыть их, запустить привод по мгновенному значению освещенности.При управлении с пульта ограничений на частоту работы привода нет.
Также есть возможность программно перезагрузить контроллер.
При передвижении штор контроллер следит за состоянием концевых выключателей. Если после начала движения соответствующий выключатель не сработает в течении 20 секунд, работа мотора прекращается. Чтобы продолжить работу привода после устранения неисправности, как раз и нужно перезагрузить контроллер.
Вся электроника установлена в стандартный пластмассовый корпус:
Один из выключателей нужен для перевода электроники в автоматический режим работы, второй позволяет полностью отключить питание мотора.
При помощи гнезд Jack 3.5мм к устройству подключаются датчик освещенности, TSOP для приема данных от пульта, и внешние термодатчики.
Белым колпачком закрыт светодиод — так его видно под любым углом.
Вид собранного и установленного на свое место блока электроники:
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.
Немного про задачи:
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.
Выбор моторов:
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$
Про двигатель 28BYJ-48:
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.
Про датчики:
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)
Программная часть:
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)
Задача программы простая:
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.
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
Еще летом, когда светит яркое солнце мне надоело крутить ручку закрытия/открытия жалюзи в офисе как на этой гифке и пришла идея их автоматизировать.
До покупки жалюзи из Леруа Мерлен у меня была идея поставить шторы с электроприводом, но цена на них несколько лет назад, когда делал выбор, была довольно кусачая. К тому же, из-за высоты и ширины окна размер штор получался нестандартный, что тоже увеличило стоимость.
Результат работы моего проекта по автоматизации жалюзи из Leroy Merlin
После этого прошло пару лет и после того, как количество “умных” вещей в офисе на базе Home Assistant начало разрастаться я вернулся к идее автоматизации жалюзи.
Мониторинг вариантов особенно ничего не дал. Все проекты автоматизации жалюзи которые я видел были для двухдюймовых жалюзи, в то время как практически все жалюзи которые продаются в РФ шириной в один дюйм.
Автоматизированные жалюзи на окне офиса
1. Выбор двигателя и управляющего микроконтроллера
Сначала непонятно было с чего вообще начинать. Для автоматизации, в других проектах часто использовали шаговый двигатель 28BYJ-48 за примерно 130 руб за штуку (в Китае). С управляющим контроллером у меня вопрос не стоял, поскольку практически везде использую LOLIN (WEMOS) D1 mini.
Переделанные и стандартные жалюзи: вид сверху
2. Прошивка для микроконтроллера ESP8266 китайского производителя Espressif Systems
На следующем шаге — прошивке мне не хотелось заморачиваться со сложным кодингом, а привычная Tasmota не выдавала готовых вариантов. Тогда я познакомился с ESPHome — прошивкой которая нативно и без MQTT поддерживается Home Assistant.
Переделанные и стандартные жалюзи: вид сбоку
Приятным бонусом ESPHome было, что она имеет компонент работы с шаговыми двигателями, который в свою очередь поддерживает работу с микросхемой ULN2003, которая может быть применена для управления нагрузкой значительной мощности, включая электромагнитные реле, двигатели постоянного тока, электромагнитные клапаны, в схемах управления различными шаговыми двигателями.
Переделанные жалюзи: вид сбоку
Поскольку я использую Hass.io, то для компиляции прошивок использовал самый простой для этого вариант — ESPHome Hass.io Add-On.
На окне три жалюзи и получилось три микроконтроллера. Вот получившиеся прошивки:
После тестов обнаружил что, для корректного открытия/закрытия жалюзи необходимо задавать разное число шагов для каждой жалюзи.
Читайте также: