ESP32智能家居集线器的制作

第1步：功能

此板的主要特点是ESP32 FireBeetle开发板处理所有通信，传感器读数和输出。有两个步进电机驱动器，可控制两个双极步进电机。

I2C总线也已断开，可用于APDS9960或LCD等组件。为了读取温度，需要断开连接到DHT22传感器的引脚以及用于读取环境光水平的光敏电阻。

板上有一个模拟灯带，该模拟灯带具有三个MOSFET。

步骤2：PCB

我首先通过在Eagle中创建原理图开始了PCB设计过程。由于找不到ESP32 FireBeetle库，我只用了两个pin 1x18 pin接针。然后，我创建了一个电源管理威廉希尔官方网站 ，该威廉希尔官方网站 可以通过DC桶式插座接受12v电压，并将其转换为5v，为传感器和ESP32供电。

原理图完成后，我着手设计PCB本身。

我知道DC桶形插头必须位于威廉希尔官方网站 板的前端附近，并且100uF电源平滑电容器必须靠近步进电动机驱动器的电源输入。一切布置好后，我开始布线。

虽然Oshpark生产高质量的PCB，但价格却很高。值得庆幸的是，PCBGOGO.com还以合理的价格生产出了优质的PCB。我能够以5美元的价格购买10块PCB，而不是从Oshpark.com只需花52美元购买3块板。

步骤3：组装

总体来说，组装威廉希尔官方网站 板非常容易。首先，我焊接了表面安装的组件，然后连接了桶形插孔连接器和调节器。接下来，我焊接了电机驱动器和FireBeetle等组件的排针。

焊接完成后，我通过将万用表置于电阻测量模式并观察了威廉希尔官方网站 板是否短路来进行测试。如果电阻超过一定量。该板通过了，因此我可以插入每个组件。

步骤4：编程概述

我希望该板的代码为模块化且易于使用。这意味着有几个处理特定功能的类，以及一个将较小的类组合在一起的较大的包装器类。

步骤5：输入

为处理输入，我创建了一个名为“ Hub_Inputs”的类，该类可让家用集线器与APDS9960进行通信，以及创建和管理按钮以及电容式触摸界面。它包含以下功能：

创建按钮

获取按钮是否按下

获取按钮按下次数

获取最新手势

获取电容式触摸值

按钮以结构形式存储，具有三个属性：is_pressed，numberPresses和pin。每个按钮在创建后都会附加到中断中。触发该中断时，将向该按钮的指针（作为按钮在数组中的内存地址）传递给中断服务例程（ISR），并增加按钮的按下次数，并更新is_pressed布尔值。

电容式触摸值要简单得多。通过将touch引脚传递给touchRead（）函数来检索它们。

通过轮询APDS9960并检查是否检测到任何新手势来更新最新手势，如果已检测到新手势，则将专用手势变量设置为该手势。

第6步：输出

智能家居中心具有几种输出信息和更换灯的方式。有一些引脚可以断开I2C总线，使用户可以连接LCD。到目前为止，仅支持一种LCD尺寸：20 x4。通过使用“ hub.display_message（）”功能，用户可以通过传递字符串对象在LCD上显示消息。

有也是用于连接一串模拟LED的引脚接头。调用函数“ hub.set_led_strip（r，g，b）”，设置条带的颜色。

两个步进电机使用一对DRV8825驱动器板驱动。我决定使用BasicStepper库来处理电机控制。板子启动时，将创建两个步进对象，并且两个电动机都将启用。要步进每个电动机，请使用“ hub.step_motor（motor_id，steps）”功能，其中电动机id为0或1。

第7步：记录

由于开发板上有多个传感器，我希望能够在本地收集和记录数据。

开始记录，将使用“ hub.create_log（filename，header）”创建一个新文件，其中header用于制作表示列的CSV文件行。第一列始终是“年月日小时：分钟：秒”格式的时间戳。为了获取时间，hub.log_to_file（）函数通过basic_functions.get_time（）函数获取时间。然后，通过引用将tm时间结构以及数据和文件名传递给日志记录函数。

步骤8：蜂鸣器

如果您不能播放音乐，IoT板有什么用？这就是为什么我包括一个具有声音播放功能的蜂鸣器的原因。调用“ hub.play_sounds（旋律，持续时间，长度）”开始播放一首歌曲，旋律是音符频率的数组，持续时间是音符持续时间的数组，长度是音符数量。

步骤9：外部IoT集成

该中心目前支持IFTTT Webhooks。可以通过调用Hub_IoT.publish_webhook（URL，数据，事件，键）或Hub_IoT.publish_webhook（URL，数据）函数来触发它们。这会将带有该数据的POST请求发送到给定URL，并在必要时发送事件名称。要设置示例IFTTT集成，请首先创建一个新的applet。然后选择在收到请求时触发的webhook服务。

下一步，将事件称为“ high_temp”并保存。然后，为“该”部分选择Gmail服务，然后选择“向自己发送电子邮件”选项。在该服务的设置中，将主题的温度设置为“高温！”，然后在“ {{OccurredAt}}”处输入“ {{Value1}}的实测温度”，其中显示了实测温度和触发事件。

设置后，只需粘贴IFTTT生成的webhook URL，并将“ high_temp”放入事件部分。

步骤10 ：用法

要使用Smart Home Hub，只需在setup（）或loop（）中调用任何需要的函数。我已经放置了示例函数调用，例如打印当前时间和调用IFTTT事件。

步骤11：未来计划

智能家居中心该系统非常适合简单的家庭自动化和数据收集任务。它几乎可以用于任何事情，例如设置LED灯带的颜色，监视房间的温度，检查灯是否亮着以及其他许多潜在项目。将来，我想进一步扩展功能。这可能包括添加更强大的Web服务器，本地文件托管，甚至是蓝牙或mqtt。