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.
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.
Управление:
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.
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!
Комментарии (57)
BalinTomsk
03.05.2018 17:41Лучше оформите страничку где я могу проплатить paypal-м, и заказать готовый комплект.
Мне кажется бизнес пойдет хороший. Потому что готовые решения на рынке стоят каких нечеловеческих денегPyhesty
03.05.2018 17:50так же очень много думал пока учился про умные шторы — это та ниша, которая почти не охвачена, а была бы востребована.
даю бесплатно иди — функцию:
1. прикрывать шторы, при повышении температуры (что бы днём, когда вас нет, не перегревать комнату, когда светит солнце в окно)
2. утром по таймеру приоткрывать шторы, что бы создать в нужный момент эффект рассвета =)
удачи!
ps: основная проблема почему не каждый может сделать сам (в том числе и я) — нет доступа к 3Д принтеру, что бы печатать шестерни ) и хочется для дома делать аккуратно)Mogwaika
03.05.2018 18:47По п. 2) нужна синхронизация с будильником, а то будильник поставил на попозже, а умный дом раз и устраивает рассвет по расписанию…
Pyhesty
03.05.2018 19:00по wifi =) есть очень простые микросхемы esp8266
Mogwaika
03.05.2018 19:05Я не очень понял, при чём тут есп, меня волнует, что мой будильник из оболочки от Сони не умеет ни с кем дружить…
Нужно же, чтобы кто-нибудь написал красивые часы под пару платформ, которые умеют отправлять свои состояния HomeAssistant-у.scr
03.05.2018 23:26+1Вот это простое Android приложение умеет отправлять alarm intent mqtt брокеру. https://community.home-assistant.io/t/wake-up-light-based-on-android-alarm-clock/27894
То же самое может tasker с плагином для отправки mqtt сообщений.
scr
03.05.2018 23:36И ещё Sleep as Android умеет IFTTT: https://sleep.urbandroid.org/documentation/integration/ifttt/
serafims
04.05.2018 14:42в более-менее крупных городах полно объявлений, присылаешь модель, тебе печатают, цены адекватные. Я так себе штуцер нестандартный для дренажа кофе-машины «сделал» за 4 часа, больше эскиз согласовывали)
PoliTeX
03.05.2018 17:45т.е. в ручном режиме, еще и редуктор проворачивать придется? Не очень хорошо.
SergeySavkin Автор
03.05.2018 17:53Смысл работы в том, чтобы при ручном управлении мотор всегда оставался на месте. Но при движении мотора, веревка тоже крутится
Zmiy666
03.05.2018 19:22+6хм… сразу вспомнил детство и когда мне пришла аналогичная идея) Я делал себе в комнате похожий агрегат, только у меня не было ни рулонных штор, ни фотоэлемента, ни знаний об электронике. Посему поделка выглядела как будто ее делали орки из вахи, но зато работала. Я использовал мотор от игрушки, шестеренки из распотрошенного будильника и систему тросов, которые прикрутил к самому карнизу (занавески были самые обычные) Чтоб это контролировать и запитывать я использовал выломанный блок батареек от останков детской машин, концевой датчик из длинного треугольника из жести от консервных банок и блок управления, собранный из катушек и кусков жести. А в качестве таймера взял обычный советский будильник заводной, снял переднее стекло и минутную стрелку а к часовой подсоединил разлохмаченный провод-щетку. Каждый день в 8 утра, когда надо было вставать в школу — система срабатывала и открывала мне штору. Занавеска ехала до концевого датчика и переключала электромагнитный выключатель, разрывая контакт. Еще через 12 часов стрелка снова касалась фольги на циферблате и мотор включал реверс. Когда занавеска достигала второго датчика — она вырубала мотор шло ожидание утра. Сложностей было весьма много — если кто помнит были такие желтые карнизы — с прорезью, в них ездили зажимы для штор. Пришлось вырезать деревянный блоки из старых детских кубиков и одеть их на карниз, а потом уже к ним крепить все элементы конструкции — по условиям родителей — конструкция не должна была необратимо затрагивать карниз, стены и прочие элементы интерьера. Чертовы зажимы в карнизе периодически застревали, пока я не смазал их солидолом, но даже так — нужно было неслабое усилие, чтоб открыть занавеску — пришлось использовать аж двойную червячную передачу, изготовленную из шестеренок от другого будильника и шурупов, отчего занавеска открывалась почти 10 минут. Еще много сложностей было с переключателем в том возрасте я понятия не имел как все это рассчитывать, поэтому делал как умел. Сам магнитный переключатель выглядел как Т-образная хреновина где в концах верхней перекладины были магнитные катушки а к нижней отходил обычный гвоздь. Все это было горизонтально, а по центру верхней перекладины был выступ, так что гвоздь занимал одно положение и чтоб его переключить, надо было подать сигнал на противоположный электромагнит, тогда он перескакивал через выступ и переключал питание мотора. Сам концевой датчик стоял не на карнизе — у меня просто не было столько провода, те что я повыдергивал из старого радиоприемника все были короткие. Поэтому просто вывел нитку с грузом, который опускался и поднимался вслед за движением занавесок, сам грузик и замыкал верхние или нижние контакты. Логику работы всей системы я сейчас и не вспомню, но тогда я точно помню что ломал над ней голову пару недель, но тогда я нифига не знал о логике вообще и всяких элементах И, ИЛИ и тд. Вся эта штука проработала исправно 2 недели, после чего батарейки умерли и я ее разобрал. Было мне тогда между 9 и 11 лет и было очень весело ковырятся в этой фигне пытаясь добиться нужного результата)
QDeathNick
04.05.2018 18:52А у меня детстве в комнате были три окна и шторки разъезжались в разные стороны, я соединил все шторки одной закольцованной верёвкой, соединив шторы так, чтобы при движении верёвки в одну сторону, всё шторки открывались. У меня было много роликов алюминиевых с помощью которых удалось опустить верёвку вниз для того чтобы внизу её тянуть и двигать сразу все шторы. После примерно года использования такого ручного механизма прикрутил электродвижок мощный на 220В и концевики и тумблером можно было быстро открывать шторки, проработала система лет десять, пока ремонт не сделали.
springimport
03.05.2018 19:49-4С виду очень ничего даже, хотя все равно есть подозрения. По моему, лучше покупать что-то типа Control Lutron Serena Shades and lights. Потому что есть уверенность что apple гарантирует хотя бы среднее качество продаваемых товаров.
dabar347
04.05.2018 00:35>apple гарантирует
с каких пор интересноspringimport
04.05.2018 16:12У apple нет косяков? Есть, конечно. Может быть не встречается брак? Встречается. Или может компания не замечена в намеренном устаревании своих устройств? Так что же тогда за гарантия?
Покупая в сторе любой продукт можно быть уверенным что блютуз в телефоне будет работать как положено, приложение для умного дома и через год, и через два будет обновлено.
Приведу пример: год назад я купил кондиционер от lg с wifi. Для него есть приложение thinq через которое им можно удаленно управлять. Приложение открывается около 20 секунд на iphone 8+. После следует загрузка продуктов (еще 5 секунд). Потом подключение к кондиционеру от 5 до 10 секунд. Все это при подключении и домашнему wifi, т.е. скорость интернета не влияет. Для кондиционера можно выставлять время включения. Догадались уже? Оно не работает. Все в приложении работает через загрузку после каждого действия. Сказать что кондиционер или приложение не работают я не могу. Другое дело как они работают. К сожалению, у apple нет аксессуаров-кондиционеров и сравнить не с чем, зато есть другие аксессуары.
Комнатный измеритель температуры и влажности.
Приложение для Eve Room Sensor
ebragim
04.05.2018 16:36Ага. С нереальной ценой фиг пойми за что, полным отсутствием интеграции куда-либо кроме их системы и почти наверняка не поставляется в Россию.
springimport
04.05.2018 16:40Цены завышены, это рынок. Вот пример создания камеры для home kit на основе Raspberry pi. Не знаю, поставляются ли в Россию продукты, но в мире много других стран.
xsash
03.05.2018 21:14К сожалению, без примера «тут я нажал кнопку, а тут я потянул за веревку» не понятно предназначение (а также донор) пружинок.
mazy
03.05.2018 21:19Как боретесь с перекосом полотна?
У меня после 4х лет шторы по краям уже бахромой пошли из за закусывания полотна под механизм веревки.
Постоянно приходится придерживать рукой создавая натяжение полотна и контроллируя равномерность намотки. ;(lonelymyp
04.05.2018 09:57Штора строго горизонтально висит?
Было такое у одной шторы, размотал на полу, отклеил полотно от трубы, приклеил полотно более ровно, полотно было на двухстороннем скотче и без проблем приклеилось обратно.
extempl
04.05.2018 10:39Есть же направляющие для рулонных штор? В виде натянутых тросов и кольца прикреплённого к шторе.
Affdey
03.05.2018 22:02Хорошо! с 3Д принтером творить легче, чем без него.
А управление по Wi-Fi — зачем так сложно? радиоканал-брелок не подходит или необходимо совсем удалённое управление, с улицы что ли?SergeySavkin Автор
04.05.2018 09:01Только для одних штор это было бы идеально, но у меня большая система и через центральный сервер можно реализовать разные сценарии.
vKreker
03.05.2018 22:19Три года назад задавался подобным вопросом. Сделать подобное не хватало времени, купить готовое решение — не хватало денег (40к на 6 штор). За 20ку бы без проблем купил.
AVX
03.05.2018 23:10Хм… а я делал похожую вещь, только управлял пультом с одной кнопкой, движок крутил жалюзи на балконе. Всё без микроконтроллеров, простая логика, датчики на оптоэлементах, и флажок на самих жалюзи в виде полоски жести. Пришлось купить только комплект для дистанционного управления — приемник на 433 МГц и передатчик с одной кнопкой. Остальное — из всякого хлама. В итоге обычная коробочка вышла, корпус от БП монитора, и провод питания в квартиру заходил с балкона. Движок — от какого-то принтера, не шаговый, но достаточно мощный. Конструкция жалюзи никак не менялась, вместо штатной ручки вставлялась трубка, второй конец которой насажен на ось движка.
Была мысль рулонные шторы купить — но вид с ними как-то не очень, нет уюта что ли…
Osmosis
04.05.2018 00:09Получилось, что кроме ручного управления теперь можно управлять жалюзи задавая программу в Home Assistant и со смартфона? Стало удобнее, но надо будет что-то настраивать на каждом смартфоне с которого захочется управлять жалюзи. И, возможно, не у всех членов семьи могут быть смартфоны. Было бы здорово добавить управление по радиоканалу используя известный протокол. Тогда можно было бы управлять при помощи радиопульта. Некоторые протоколы описаны и для управления можно использовать выпускаемые радиопульты. Как пример такого протокола: smarttone.ru/blog/reverse-engineering-remote-control-unit-ac316d-akko
Mogwaika
04.05.2018 00:19А если кто-то не хочет глубоко реверсинжинирить, можно взять гейт и кнопки от Xiaomi, они отлично с HomeAssistant дружат…
iMisanthrope
04.05.2018 11:22У Xiaomi есть готовый моторный блок для штор (обычных), который дружит с Home Assistant
Mogwaika
04.05.2018 12:19Там для другого типа штор и дороговато на каждую створку такую вешать. Хотя наверное можно запараллелить от одного такого мотора ещё несколько.
ABy
04.05.2018 00:43Может кто-нибудь подскажет насчет надежности шаговых двигателей 28BYJ-48, используемых в статье? Пластикове шестерни редуктора сабжа как-то не внушают доверия. Способны ли они, скажем, прорабоать год под теми нагрузками, которые подразумевает их использование в статье. У кого-нибудь есть опыть долговременнго испльзования этих движков в каких-то поделках?
SergeySavkin Автор
04.05.2018 09:09Изначально эти двигатели стоят в кондиционерах на движение лопаток для изменения направления воздуха. И ни разу не видел, что они ломались
xirahai
04.05.2018 01:05Помню в школьные годы сделал откр/закр штор при помощи моторчика с редуктором РД-09. Работало исправно много лет.
nitso
04.05.2018 12:17Поленился в свое время внедряться непосредственно в конструкцию привода шторы. Привод делал прямо на штатную «цепочку» через распечатанную по аналогии с оригинальной шестерню. Ощутимый минус такого решения — весь механизм находится на виду.
serafims
04.05.2018 14:47Получается, ось двигателя стала той ранее неподвижной осью, на которую был ранее насажен вал со шторой? И вокруг вала двигателя крутится вал со шторой и барабаном цепи?
Какая получилась поверхность пластика? какая была обработка после печати?
Немного останавливает в печати корпуса только унылая поверхность, а глянец от ацетона не особо хочется.
en1gma
04.05.2018 15:28совсем не раскрыта тема питания всей этой конструкции…
в сугубо моём случае всяческую автоматизацию дома на корню режет жена, когда видит хоть один лишний проводок. а при ремонте же невозможно предусмотреть всё (особо в части электропитания)…
BasiC2k
04.05.2018 16:16А зачем герконы на крайние положения, если используется шаговый двигатель? Можно же выставить — 20 оборотов по часовой — шторы закрыты, 20 против часовой — открыты.
SergeySavkin Автор
04.05.2018 16:17Мотор имеет свойство пропускать шаги. Даже если не пропускать, то при ручном управлении уже неизвестно что где
Urvdmih
04.05.2018 16:17Напишите ширину Ваших штор, пожалуйста. Мне кажется шторы полтора метра шириной такой движок не потянет… Какой ближайший по цене, но большей мощности, есть движок?
SergeySavkin Автор
04.05.2018 16:1860 см максимум. Думаю 1.5 метра этот двигатель потянет если его немного доработать
vadim031995
04.05.2018 16:18Я тоже как то начинал делать автоматизированные рулонные шторы, но не довёл проект до конца. Делал на сервоприводе, который в свою очередь пришлось модифицировать под работу на 360 градусов вместо 180. Весь проект состоял из ESP-07, фоторезистора, и пары датчиков Холла, и кнопки для ручного запуска.
AlexGopher
04.05.2018 16:18-1ну все таки… ведь столько мороки… аж зубы ломит.
может проще денёг заработать?
Vasilii_B2
04.05.2018 16:31+1А фотографию или видео конечного результата можно увидеть? А то получается текст есть, а конечный результат реализации на окне не показан! Интересует так-же реализация соединения плат драйверов шаговых двигателей и ESP32 и то место куда эта ESP32 была установлена.
Что значитЗадача программы простая:
?
…
Подписаться на топик
stdenis
04.05.2018 19:56Почему нельзя оставить ссылку именно на скачивание 3д моделей т.е. без регистрации и смс?
clawham
04.05.2018 21:19Вы меня конечно извините но есть такая чудесная микросхема как TPIC6595 — дает 8 ног с защитными диодами и током до 1 ампера и при этом их можно вешать паровозиком сколь угодно много при этом ног процессора она занимает всего 3. и никаких проблем. но если с этой микросхемой у вас проблемы — тогда есть ещё более дешевый вариант — 74HC595 — принцип аналогичен предыдущей только ножки слабее и push-pull а у предыдущей — открытый колектор(сток/drain)
FadeToBlack
05.05.2018 11:38+2На всякий случай оставлю здесь свои наработки по умным шторам:
github.com/Evil-Spirit/EvilShutter
Возможно, кому-то будет полезно. Отличительные особенности — механика без 3д печати (за копейки, если поискать) — детали покупаются в любом строительном супермаркете. Простая сборка. Контроллер на arduino pro mini с часами. Концевики — датчики холла. Привод — китайские дешевые моторы с редукторами.
Скриншоты искать здесь github.com/Evil-Spirit/EvilShutter/tree/master/imagesUrvdmih
05.05.2018 23:16Извиняюсь за нубский вопрос, но в чем схему открыть? В ней прописано какие детали использовались? Я просто не шарю в «железе», но есть желание поразбираться, а по картинкам мало что понятно…
wormball
Заходит как-то SEOшник в бар, ресторан, купить алкогольные напитки, клубы, лучшие бары в Москве, заказать банкет в ресторане…
SergeySavkin Автор
Согласен, немного удалил.