Умные шторы своими руками с интеграцией в Apple HomeKit UPDATE от 30.10.2018

Умные шторы своими руками с интеграцией в Apple HomeKit UPDATE от 30.10.2018

Приветствую друзья!

Уже на протяжении полугода думаю об автоматизации своих штор и все никак не доходили руки до этого. В последние 3 недели уже работаю над этим проектом. 

Ну начнём по порядку. 

Идея у меня появилась очень давно и хотелось автоматизировать все в комнате.  Уже дошла автоматизация до обсурда, но проблема со шторами стояла на одном месте, а точнее вообще ни как не начинала решаться. Понабравшись опыта немного в разработке DIY решений, набил кучу шишек спалил не один контролер и понял, пора двигать тему со шторами.

Поиск решений в интернете не дал нужных вариантов, но общую картину я понял. Решения либо сильно сложное технически или просто тупо не будет работать.

Требования к будущей системе :

  1. Простой в реализации
  2. Мог повторить каждый желающий
  3. Управление по протоколу MQTT
  4. Простая интеграция в Apple HomeKit
  5. Недорогое в реализации
  6. Красивый дизайн (это на будущее)
  7. Возможность интеграции в другие системы

Анализ готовых решений в интернете

  1. Soma дорогой двигатель который прокидуется в apple homekit через homebridge 
  2. Трубы с Китая с двигателем на пример + Фибаро контроллер выходит давольно дорого 

Все решения очень дорогие и переваливают за 5-10 тыс и более.

Для меня как студента эти решения очень дорогие да и среднего населения это все дорого.

Идея проекта

Нужно разработать механизм за минимальные вложения и чтобы все работало не хуже дорогих аналогов. Планируемые затраты не более 3 тысяч, но если брать все на китайском рынке то выйдет ещё дешевле.

Аппаратная часть (предполагаемая)

  1. ESP8266 
  2. Шаговый двигатель
  3. Драйвер двигателя  
  4. Блок питания (зависит все от двигателя) 
  5. Повышающий или понижающий преобразователь 

Программная часть

Требования к программной части

Требования к программной части простые:

  1. Наличие протокола MQTT и поддержка управления через него.
  2. Удобный web-интерфейс в котором можно как управлять шторами так и производить калибровку
  3. Web-интерфейс должен поддерживать мобильные устройства, интерфейс не должен плыть интерфейс при настройке
  4. Полная Русская локализация 

Подбор комплектующих для проекта

При подборе компонентов был изучен рынок для понимания,  что сейчас есть и что есть в магазине наших друзей Amperkot.ru так как они находятся рядом со мной и у них низкие цены на товар, дороже чем в Китае, но все есть в наличии.

  1. Шаговый двигатель был выбран 28YBJ-48 28BYJ48 с модулем драйвера ULN2003 на синим текстолите 
  2. NodeMCU ESP8266 
  3. Повышающий модуль DC-DC преобразователь повышающий с microUSB 

На этом с аппаратной частью покончено, как мне казалось.

Схема сборки

Схема в ходе разработки может меняться.

Вот так выглядит в живую

Для переделки шторы мне понадобилось:

  • разобрать штору
  • паяльником выпаять шестерню которая вращает штору (не ругайте за вандальный метод, позже эта шестерня была напечатана на 3D принтере)

Выглядит это примерно так

После долгих экспериментов и поиском подрядчиков которые напечатают мне на 3D принтере детали для моего проекта, нашёлся человек который за 300 р готов был это сделать. После 2х дней детали попали ко мне в руки и выглядело это решение просто ужасно. Корпус был взят с интернета, ну и ладно главное двигатель залез.



Не обращайте внимание на разные цвета, это один и тот же корпус.

Корпус конечно ужасно маленький но другого выбора у нас не было и пока сделано такое решение.

Программная часть: Интерфейс

Сам код написан в среде Arduino IDE.

Код находится на стадии доработки и переработке.

Покажу только WEB-интерфейс и расскажу примерно как работает.

Это главная страница

Здесь после калибровки мы можем спокойно из браузера управлять положение штор. Открывать и закрывать наши шторы.





Настройки и калибровка

Этот раздел где мы проводим калибровку нашей шторы. Этим разделом мы воспользуемся только после прошивки.


О проекте

Страница о нашем проекте где будет ссылка на статью как настроить данную прошивку и как использовать.

Информация об обновлениях.


Подводные камни и проблемы

При разработке проекта было и есть очень много проблем.

Главная проблема которая сейчас встала это очень слабый двигатель. В ходе экспериментов понял, что не возможно таким двигателем работать. Калибровка слетает и система начинает работать очень странно. На открытии система начинает тупить и наооборот закрываться вместо открытия.

Нужна ваша помощь

В ходе разработки потратил все свои сбережения на данный проект, но останавливаться не хочется и хочу доделать данный проект и отдать Вам всем пользователям портала готовое решение бесплатно, так как в интернете нет решений простых.

Так же готов выслушать все предложения и помощь  как подключать и работать с шаговыми двигателями Nema 17 и какие драйвера можно использовать с данным двигателем.

Все кому интересен проект поддержите меня материально, все обновления будут в статье и будут добавляться в эту статью с пометкой UPDATE и дата обновления

Как только проект будет закончен все будет работать или все остановиться, я обязательно всех оповещу. Если все заработает из статьи пометка ПЕСОЧНИЦА пропадет и статья преобразится.

Ни одного не забуду кто поможет мне Советом, материально или просто кинет идею, каждый будет отмечен.

Как все это работает на данный момент

Разработку я ввиду не один по этому выложу видео как работает у меня и как работает у @red_ik.

Данное видео принадлежит мне и как работает у меня


Как все это работает на данный момент

Данное видео принадлежит @red_ik и как работает у него.


Как помочь материально?

Помочь можете:

  1. Нажать на кнопку поблагодарить автора и я буду очень рад вашей помощи.


Update от 30.10.2018г. 

За 4 дня с момента написания статьи и открытия проекта произошло у меня очень много. Об этом я по порядку расскажу в этом обновлении.

1. Было закуплено новое железо: драйвер шагового двигателя L298N на красном текстолите, новый двигатель Nema 17 и держатель двигателя скоба (на ней я подробно не буду останавливаться).

2. Была переписана прошивка под новый драйвер, но функционал остался на прежнем уровне, будем дорабатывать ее.

3. Все прокинуто в Apple HomeKit (В видео будет это видно).

4. Ну и как же без приключений: Я нечаянно умудрился порезать сильно руку. 

P.S. Но уже иду на поправку, одной рукой справляюсь пока что)

5. Так как все делал одной рукой работал спалил 2 контроллера ESP8266 NodeMCU, это не специально было сделано, но, что сделано то сделано.

Ну и проблемы которые появились:

1. Двигатель очень мощный и я его прикрепил на двусторонний скотч к раме своей и от вибрации издается неприятный звук очень громкий. Если есть идеи как это можно  исправить пишите в комментарии, сверлить раму нельзя!

2. Деталь которая крутит штору пришла в негодность после всех моих экспериментов и нужно будет печатать заново, кто умеет переделывать детали для 3Д печати, напишите в Телеграмм мне очень нужна будет помощь.

3. Ну и все таки прийдется ставить концевик, калибровка немного нарушается, но это все впереди.

Огромное спасибо Хочу высказать Читателю Алексей Новосельцев (@alxnovo)  и читателю (netRunner) которые помогли материально эти деньги помогли приобрести железки. Спасибо Вас за веру в проект. 

Продолжение следует........

  1. Олег Челбаев (sprut)
    Олег Челбаев (sprut) 11 месяцев назад

    Первая статья из серии - общего мозгового штурма над историей, поддержим ? 

    ПС скоро на портале отдельный раздел под такие истории откроется ;)

    • Дмитрий Макаров (cartooner)
      Дмитрий Макаров (cartooner) 11 месяцев назад

      Да, думаю много у кого есть недоделки, которые можно было бы общими усилиями протолкнуть вперед. Я лично с 10 таких точно имею))

      • Олег Челбаев (sprut)
        Олег Челбаев (sprut) 11 месяцев назад

        присоединяйся ;) к начинанию - я думаю у нас много единомышленников ;)  и недоделки станут - доделками )))

      • Вячеслав Фетисов (Ziracul)
        Вячеслав Фетисов (Ziracul) 11 месяцев назад

        Одна голова хорошо, а 1000 идеально, каждый по одной идее и вот уже готовое решение.

  2. Дмитрий Макаров (cartooner)
    Дмитрий Макаров (cartooner) 11 месяцев назад

    А почему ты решил именно шаговик использовать? Не дешевле тупой двигатель и например концовки придумать для остановки двигателя?

    • Вячеслав Фетисов (Ziracul)
      Вячеслав Фетисов (Ziracul) 11 месяцев назад

      Шаговый двигатель удобен тем, что:

      1. Можно управлять через драйвер в какую сторону крутиться
      2. Можно сделать на определенные проценты открыть
      3. Я хочу добиться именно без концевиков и другой штуки, сделать более приближенные к настоящим, с обычным двигателем он не может просчитать шаги и отрывать на определенные проценты, а для нас это важно.
      4. Чтобы тупо открыть закрыть можно использовать обычный, но хочется именно приближено к нативной системе.
      • Никита Герасимов  (Rapidshe)
        Никита Герасимов (Rapidshe) 11 месяцев назад

        даже если не хочешь концеыики, можешь просто заменить на мотор с редуктором и энкодером. ИМХО 1 концевик всё же сделать. Шаговый мотор полюбому иногда будет терять шаги (штора зацепилась за кошку/ручку/ребенка еще что) и придется перекалибровывать.

  3. Maxmudjon Payziyev (Maxmudjon)
    Maxmudjon Payziyev (Maxmudjon) отредактировано 11 месяцев назад

    Вот это тема интересная 👏

  4. Никита Герасимов  (Rapidshe)
    Никита Герасимов (Rapidshe) отредактировано 11 месяцев назад

    В идеале один концевик надо даже для Шаговика.  Что бы автоматически калибровался(каждое закрывайте до концевика(можно даже магнитный, но точность точки отсчете немного будет плавать), каждое касание концевика обнуляет переменную положения). Я бы использовал вот такой мотор со встроенным энкодером https://s.click.aliexpress.com.... Или поискать аналогичный с нужным передаточным отношением редуктора.  У меня подобный мотор уже год трудится на открывание окна с редуктором на 6 об/мин

    (код обработки энкодера могу подкинуть) 

  5. Владимир Левченко (Laz)
    Владимир Левченко (Laz) 11 месяцев назад

    Сразу вопрос -

    цитата-"разобрал штору". Какую штору?? Вообще ведь двигатель это еще не штора. Дальше идет труба, ткань, крепление мотора к трубе, всей конструкции к окну и в итоге все это должно быть эстетично. То что сойдет в общаге или времянка на сьемной квартире-не подойдет большинству обычных семейных людей с строгим ОТК !!)

    • Вячеслав Фетисов (Ziracul)
      Вячеслав Фетисов (Ziracul) отредактировано 11 месяцев назад

      Спасибо огромное за комментарий, учту. Что сейчас есть это не готовый продукт, сейчас нужно сделать чтобы это все работало без сбоев, дальше будет эстетика и красота. На данном этапе главное работа без сбоев, потом только эстетика и разработка дизайна. Если в продукт заложить ставки только на дизайн, то этот продукт будет провальным изначально. Я в своём случае сейчас делаю упор изначально на качество работы, а после того уже на дизайн. И я дизайну уделю не меньше времени.

  6. Семён Белоковский (igrampe)
    Семён Белоковский (igrampe) отредактировано 11 месяцев назад

    Тоже работаю над автоматизацией рулонной шторы. Пока что делаю умной шторку из леруа мерлен (бренд inspire). С товарищем удалось движок спрятать в такой корпус.
    На верхней и нижней точках стоят герконовые датчики для автоматической калибровки при включении.
    Спроектировал и изготовил платку, на которой esp8266 и всякая обвязка. Питается от micro usb. Размеры платки 70x45мм.
    Вариант от Soma лучше, тк питается от аккума и совместим почти с любой рулонкой. Есть идея как это реализовать на esp32 (там BLE), но познания и опыт в радиоэлектронике небольшой, пока стоит вопрос с питанием от аккума и его зарядкой. Параллельно пишу прошивку, чтобы сделать устройство user-friendly. Но свободного времени совсем мало =(

    2000x2000x_image.jpeg?1540898872
    • Вячеслав Фетисов (Ziracul)
      Вячеслав Фетисов (Ziracul) 11 месяцев назад

      Круто, напишите пожалуйста мне в телеграмм, очень интересно посмотреть от и до ваше решение, может я занимаюсь ерундой и ваше решение намного удобнее, но нужно понимать, что данное решение должно быть очень простое в сборке, должно быть решение подключение по MQTT и все должно прикидываться в apple home kit. Я очень жду от вас сообщения. 

    • Антон Власов (freenetwork)
      Антон Власов (freenetwork) 10 месяцев назад

      А Вы на гит не выложите проект? Корпус допустим. Такие же шторы.

  7. Андрей Попов (andreypopov)
    Андрей Попов (andreypopov) отредактировано 11 месяцев назад

    у меня очень похожее на таких же шаговиках, работает уже почти 3 года

    концевики не нужны, я от них полностью отказался, пропусков шагов не бывает, если крутящего момента хватает (а его должно быть с запасом) + плавный разгон и торможение двигателя просто необходимо

  8. (Kentanton)
    (Kentanton) 8 месяцев назад

    Наткнулся тут на вот такой девайс, кто нибудь знает данного зверя?

    Уневерсальный электропривод для рулонных штор


  9. (kgerman)
    (kgerman) отредактировано 7 месяцев назад

    Посмотрите вот в эту сторону: https://www.teptron.com/page/r...

    и вот в эту: https://brunt.co/us/main/html....


  10. . . (Bonefolder)
    . . (Bonefolder) 6 месяцев назад

    Проект заглох?