«Умная штора» своими руками

Привет всем!

Намедни я озаботился, а чтобы такого мне еще автоматизировать в своем доме? Поразмыслив, решил, что неплохо бы обзавестись "умными шторами" для окна в гостиной - телевизор находится прямо напротив окна, и дневной свет создает неприятный отблеск на экране. Тут, конечно, некоторые могут заметить, что "нефиг днем телевизор смотреть, пахать надо!", но мы отметём эти реплики, как неорганизованные😊

Сначала я решил установить высокотехнологичное решение - поляризующуюся "умную" плёнку, о которой читал много лет назад. Но, погуглив чуток, убедился, что "фиг вам, изба индейца" - плёнка такая есть в продаже, и даже от многих производителей, но вот стоимость на площадь моего окна будет выше $800 ☹ Даже крохотные engineering samples, размером с лист бумаги, они пытаются продать по ценам от $75 и выше...

"Ну, ладно", подумал я, поищу "штору с мотором" на Amazon-е. Поискал... Тут возмутилась моя "жаба": после "кастомизации", "умная" моторизированная штора обошлась бы мне минимум в $262 + налог на продажу! А "делов-то" там?!

Нечего делать, пришлось самому "наардуинить". Понятное дело, гуглением находится множество подобных проектов, но плох тот DIY-щик, который будет тупо следовать чьим-то рецептам (да, и я не понимаю, зачем я, зная это, пишу-таки эту статью 😊 )

Исходный код проекта находится вот тут; там же есть BOM (bill of materials) со ссылками на Amazon-овские продукты. Искренне надеюсь, что у русских читателей будет более широкий и дешевый выбор компонентов (самыми дорогими оказались, собственно, сама шторка, и geared stepper motor).

Схематика проекта весьма проста, поэтому я даже не стал "заморачиваться" рисованием. Достаточно обеспечить питание 12V через драйвер A4988 (также не забудьте запитать A4988 через 5V или 3.3V через ESP32), и подключить пины "direction" и "step". Хорошее руководство по этому мотору и драйверу находится вот тут.

Пара слов о драйверах A4988: да, они дешевы, но "горят", как спички (я "спалил" парочку в процессе экспериментов). Греются, кстати, тоже "будь здоров". Я таки заставил такой драйвер стабильно работать с моим решением, но есть и более надежные (хотя и более дорогие) варианты.

Да, Nema 17 geared stepper motor - вторая по дороговизне часть проекта. Изначально я пробовал с более дешевым степпером, без шестеренок, но у него не хватало "силёнок", чтобы смотать штору (48'' x 72''). Можно, конечно, попробовать удачи с более дешевыми DC high torque motors, но там возникнет другая проблема, обычно эти моторы высокооборотные.

Управление шторой я решил сделать многовариантным (моя жена очень не любит командовать гуглу, и предпочитает обычный IR remote). Поэтому я добавил к своему решению и IR receiver, запрограммировав неиспользуемые кнопки с IR пульта телевизора (ну, и еще с парочки тестовых пультов).

Помимо этого, через встроенный веб сервер, предлагается элегантная страничка для удаленного управления. Кстати, эта страничка может быть добавлена в вашем смартфоне, как апплет на экране. Мой друг, профессиональный промышленный дизайнер, заметил, что у него нет практически никаких претензий к дизайну - хоть прямо сейчас в производство 😊

Интеграцию с Google Home изначально я сделал через Adafruit IO + IFTTT, но shit happened, и в один "прекрасный" момент мои IFTTT апплеты отказались работать, притом поддержка IFTTT совершенно не смогла помочь (у них какие-то "непонятки" с гуглом, не принимают их всерьез и не пытаются разрешить давно существующую проблему). Пришлось искать замену, и, к счастью, такая быстро нашлась! Рекомендую вниманию всех DIY-щиков - Sinric Pro. Эти ребята предлагают бесплатную поддержку 3-х "умных гаджетов" (да и платная весьма недорога), отвечают моментально на гитхабе, приятны и отзывчивы в диалоге. Более того, интеграция через Sinric Pro куда более "правильная", чем, нежели, через Adafruit IO+IFTTT - вместо workaroundа пользовательских скриптов, Sinric Pro предлагают реальную интеграцию в виде "нативных смарт-устройств", поддерживаемых Google Home/Alexa etc. Настоятельно рекомендую!

Пара слов о "физической" реализации: в качестве вала был использован обточенный напильником (ну, куда уж без него!) стальной гвоздь, правда, пришлось докупить shaft coupler (так как токарным станком за $1.5K я пока не обзавелся, вот и приходится докупать мелочевку за $6 😊). Этот вал был укреплен во вращающемся "коннекторе" шторы с помощью эпоксидного клея - получилось вполне надёжно.

Вот так выглядит мотор; я подумывал закрыть его чехлом из разрезанной белой ПХВ трубы, но потом решил оставить как есть, потому, что он полностью скрыт шторой.

А вот так выглядит мой контроллер - "макетка" с напаянными ESP32, voltage converter и драйвером A4988. Кстати, с этим драйвером приключилась "история": припаянный к макетке, он отказывался работать, но "навесным" монтажом работал безукоризненно. После пары попыток, я просто подвесил его "в воздухе", укрепив термоклеем.

А вот, собственно, видео моей "smart blind" in action:

"Нативные" команды, понимаемые Google Home mini speaker: "close/open the blinds", "close/open the shades". К этим командам я добавил "close/open window", а также "let there be light/darkness", на что мой друг заметил: "Ты играешь с огнём" 😊

Да, забыл добавить еще несколько вещей:

• усилие, прилагаемое к "штанге" шторы креплениями, я экспериментально подобрал так, что штора остается без движения даже в полностью развернутом положении, когда питание снято с мотора, но самим мотором проворачивается достаточно легко.

• энергопотребление всей системы (мотор всегда запитан) составляет 0.04 KWH, что, хотя и не бесплатно, но достаточно дешево. Замерял вот таким прибором.

• шлейф от контроллера к мотору я "замаскировал" белой изолентой: получилось очень аккуратно, и практически незаметно на фоне белого пластика окна.

Вот, собственно, и все. Если будут какие-то вопросы, то я с удовольствием на них отвечу.

Enjoy!

P.S. Sorry за "смайлики" в тексте; я знаю, что на "хабре", по непонятной причине, почему-то ненавидят смайлики, но я не знаю, как можно иным путем добавить в текст эмоции (особенно, если ты - не писатель, а простой юзер). Так, что прошу прощения у публики!

Дата-центр ITSOFT — размещение и аренда серверов и стоек в двух дата-центрах в Москве. За последние годы UPTIME 100%. Размещение GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов, лицензии связи, SSL-сертификаты, администрирование серверов и поддержка сайтов.