我們最近開(kāi)始研究ESP8266開(kāi)發(fā)板，而今天的項(xiàng)目將基于此WiFi模塊制作一個(gè)有趣的項(xiàng)目。我們將搭建一個(gè)基于ESP8266的WiFi空調(diào)遙控器。雖然此項(xiàng)目可以適應(yīng)任何使用遙控器的設(shè)備，但我們將使用它來(lái)控制空調(diào)。

通常，每個(gè)人離開(kāi)家時(shí)都會(huì)關(guān)掉家里的所有電器，包括空調(diào)。當(dāng)您回到家中時(shí)，溫度將不會(huì)被調(diào)節(jié)，并且空調(diào)需要一些時(shí)間才能達(dá)到所需的溫度。但是，如果您離家只有幾個(gè)街區(qū)，可以通過(guò)手機(jī)自動(dòng)控制空調(diào)，會(huì)不會(huì)很酷？如果您無(wú)論身在何處都可以將其關(guān)閉，或者離開(kāi)屋子時(shí)仍將其打開(kāi)？如果可以與手機(jī)的位置同步并在家時(shí)總將其打開(kāi)？如果可以與手機(jī)的天氣信息同步？這些問(wèn)題啟發(fā)了今天的項(xiàng)目。

空調(diào)遙控器是怎么運(yùn)作的？

空調(diào)（AC）通常由遙控器控制，當(dāng)按下按鈕時(shí)，該遙控器會(huì)向其發(fā)送紅外信號(hào)。 空調(diào)解釋信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為指令，以提高其溫度或降低其強(qiáng)度，關(guān)閉或開(kāi)啟等。因此，為了能夠使用我們自己的設(shè)備進(jìn)行控制，該設(shè)備必須能夠模仿并發(fā)送遙控器發(fā)送到AC的信號(hào)相同，因此，通過(guò)按應(yīng)用程序上的“ ON”按鈕，我們的WiFi遙控器會(huì)發(fā)送遙控器發(fā)出的相同IR信號(hào)。

ESP8266將通過(guò)MQTT連接到家庭橋接器，通過(guò)它，Siri可用于提供控制AC的指令。一旦通過(guò)MQTT接收到指令（例如“打開(kāi)”指令），NodeMCU便將其與相應(yīng)的IR信號(hào)進(jìn)行匹配，然后信號(hào)通過(guò)IR指示燈發(fā)送至AC。 OLED顯示器用于向用戶提供有關(guān)當(dāng)前狀態(tài)的視覺(jué)反饋。對(duì)于非iPhone用戶，該設(shè)備還可以連接到Amazon Alexa。除了可以通過(guò)Siri或Apple的家用套件控制空調(diào)外，還配備了控制開(kāi)關(guān)。

為了將本項(xiàng)目做的比較完整，該項(xiàng)目添加了以下功能：

√ 待機(jī)時(shí)顯示NTP時(shí)鐘。

√ 簡(jiǎn)單的按鈕控制。電源、溫度升高/降低。

√ 可以使用HomeKit控制溫度、擺幅、風(fēng)扇速度和模式。

√ 根據(jù)環(huán)境光自動(dòng)亮度

√ OTA固件升級(jí)。

√ 使用HeaterCooler Service（iOS 11+）通過(guò)HomeKit進(jìn)行控制，

√ 使用風(fēng)扇服務(wù)與Amazon Alexa配合使用

在本文的最后，您將了解構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)解決方案和家庭自動(dòng)化的基礎(chǔ)知識(shí)。您還將學(xué)習(xí)如何攔截基于IR的遙控器發(fā)送的信號(hào)，創(chuàng)建一個(gè)IR發(fā)射器，該發(fā)射器可用于控制家庭或家庭中所有基于IR遙控器的設(shè)備，并構(gòu)建可以通過(guò)Apple的Home工具包控制的設(shè)備。

所需的組件

● ESP8266 NodeMCU

● 帶有WiFi加密狗的Raspberry Pi 4，Raspberry Pi 3或Raspberry Pi 2

● Raspberry Pi的鍵盤，顯示器和HDMI電纜或LAN電纜

● Raspberry Pi的2A電源

● SSD1332 OLED顯示屏（256×64）

● 按鈕

● 紅外燈

● 發(fā)光二極管

● 跳線

● 面包板

原理圖

如上面所述，項(xiàng)目本身的硬件部分由NodeMCU、IR LED、一些按鈕和OLED顯示器組成，如下圖所示連接組件。

當(dāng)您不攜帶手機(jī)時(shí)，這些按鈕提供了另一種控制設(shè)備的方式，OLED顯示屏提供了各種信息，包括當(dāng)前溫度。

準(zhǔn)備項(xiàng)目

在為項(xiàng)目編寫代碼之前，我們需要進(jìn)行一些準(zhǔn)備工作。

1.準(zhǔn)備針對(duì)每個(gè)命令將發(fā)送到AC的IR信號(hào)

2.設(shè)置與Homekit的通信

1.解碼IR信號(hào)

如上所述，該項(xiàng)目通過(guò)模仿IR遙控器，發(fā)送基于Homekit的命令生成的IR信號(hào)來(lái)工作。由于IR信號(hào)必須與遙控器發(fā)送的信號(hào)相同，因此我們需要先獲取每個(gè)按鈕的IR代碼。要獲取代碼，我們必須構(gòu)建一種設(shè)備，該設(shè)備從遙控器接收紅外信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行解碼并顯示編碼后的數(shù)據(jù)，以便我們可以將其復(fù)制以供以后使用。

要獲取IR代碼，我們將使用便宜的設(shè)備，連接到Nodemcu的高效且流行的TSOP1738紅外接收器，當(dāng)按下遙控器上的按鈕時(shí)，紅外接收器將對(duì)其進(jìn)行拾取，并通過(guò)在NodeMCU上運(yùn)行的解碼草圖，將信號(hào)內(nèi)容打印在串行監(jiān)視器。此內(nèi)容將在以后用于控制AC。

原理圖

如下圖所示，將IR接收器連接到NodeMCU：

為了確定何時(shí)接收到IR信號(hào)并幫助我們進(jìn)行調(diào)試，在原理圖中添加了一個(gè)LED，使其僅在接收到IR信號(hào)時(shí)亮起。

代碼

本篇文章主要基于IRremote ESP8266庫(kù)，可以從隨附的鏈接下載該庫(kù)。該庫(kù)基于標(biāo)準(zhǔn)的Arduino IRremote庫(kù)，并帶有解碼的數(shù)據(jù)（用于一些通用鍵），用于許多流行的遙控器，這意味著您很幸運(yùn)，并且遙控器的代碼將已經(jīng)可用。對(duì)于那些不太幸運(yùn)的人，我們將使用IRremote ESP8266庫(kù)隨附的示例草圖IRrecvDumpV2以及上面的示意圖來(lái)獲取編碼。

安裝庫(kù)后，啟動(dòng)Arduino IDE，轉(zhuǎn)到示例并選擇IRrecvDumpV2示例。將代碼上傳到NodeMcu，然后按遙控器上的按鈕。每次按下遙控器上的按鈕時(shí)，您應(yīng)該會(huì)在串行監(jiān)視器中看到一組數(shù)字。復(fù)制并保留每個(gè)鍵的陣列，因?yàn)樗鼈兇磉b控器發(fā)送的已解碼IR信號(hào)，我們將使用它們?yōu)榭照{(diào)復(fù)制IR信號(hào)。

2.與Homekit進(jìn)行連接

在編寫代碼之前，我們需要做的第二件事是建立與Homekit的連接。與Homekit的連接使我們能夠使用Siri和Homekit應(yīng)用程序控制設(shè)備。為此，我們將使用安裝在RaspberryPi上的Homebridge-MQTT作為服務(wù)器。 Homebridg-MQTT本質(zhì)上是Homebridge的插件，可讓您通過(guò)MQTT協(xié)議添加和控制設(shè)備。啟動(dòng)RaspberryPi并打開(kāi)終端。我們將從更新Pi開(kāi)始，以確保以后不會(huì)遇到任何兼容性問(wèn)題。

運(yùn)行以下指令：

Sudo apt-get update

完成此操作后，在pi上為MQTT安裝MOSQUITTO。運(yùn)行以下指令：

sudo apt-get install mosquitto

完成后，使用以下指令安裝Homebridge-MQTT插件；

sudo npm install -g homebridge-mqtt

接下來(lái)，我們需要編輯配置文件。配置文件位于homebridge文件夾（home / .homebridge /config.js）中。切換到目錄并運(yùn)行；

sudo nano config.js

將platform部分添加到配置文件中，使其現(xiàn)在看起來(lái)像這樣；

{

"bridge": {

"name": "Homebridge",

"username": "CC: 22: 3D: E3: CE: 30",

"port": 51826,

"pin": "031-45-154"

},

"description": "This file is a fake accessory and one fake platform.",

"accessories": [{

"accessory": "relay",

"name": "My relay light 1",

"pin": 7

}],

"platforms": [{

"platform": "mqtt",

"name": "mqtt",

"url": "mqtt: //127.0.0.1",

"port": "1883",

"topic_type": "multiple",

"topic_prefix": "homebridge",

"qos": 1

}]

}

保存配置文件并退出。

運(yùn)行HomeBridge，使用MQTT LENS并將Connection添加到我們的Raspberry Pi，創(chuàng)建一個(gè)使用加熱器冷卻器服務(wù)的附件，該附件受IOS11的任何版本的IoS支持。將發(fā)布設(shè)置為；

homebridge / to / add

并將有效載荷設(shè)置為；

{

"name": "Smart AC",

"service_name": "smart_ac",

"service": "HeaterCooler",

"manufacturer": "ESP8266",

"firmwarerevision": "1.0.0",

"SwingMode": 1,

"RotationSpeed": {"maxValue": 3, "minValue": 0, "minStep": 3},

"CoolingThresholdTemperature": {"maxValue": 28, "minValue": 18, "minStep": 1}

}

完成所有這些操作后，我們現(xiàn)在可以繼續(xù)為該項(xiàng)目編寫代碼。

代碼

今天的項(xiàng)目代碼將使用VScode和platform.io IDE插件進(jìn)行開(kāi)發(fā)。該代碼非常龐大，對(duì)于不習(xí)慣使用這些工具對(duì)微控制器進(jìn)行編程的任何人來(lái)說(shuō)可能很難理解，因此我們編寫了有關(guān)使用這些工具的簡(jiǎn)單教程。

本文主要基于IRremoteESP8266庫(kù)，但它也使用了Wifi管理器庫(kù)、Arduinojson庫(kù)、Arduino OTA庫(kù)和NTP庫(kù)。這些庫(kù)中的每一個(gè)都使實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的不同部分變得容易。 IRremoteESP8266庫(kù)用于將設(shè)備的IR信號(hào)發(fā)送到空調(diào)，Wifimanager庫(kù)用于輕松更改WiFi憑據(jù)，Arduinojson用于解析homekit中的數(shù)據(jù)，而Arduino OTA庫(kù)用于在設(shè)備上啟用無(wú)線固件更新。使用的其他庫(kù)還包括U8g2庫(kù)，該庫(kù)可輕松處理單色顯示器。它用于顯示構(gòu)成項(xiàng)目UI的圖形。該項(xiàng)目使用的所有庫(kù)都可以通過(guò)Arduino庫(kù)管理器下載和安裝。

該項(xiàng)目的代碼非常龐大，可能在這里無(wú)法解釋，但我們確保對(duì)其進(jìn)行了注釋并附加在zip文件下的zip文件中。zip文件包含一堆文件，包括用于GUI的圖形圖像、庫(kù)以及有關(guān)項(xiàng)目的所有內(nèi)容。該代碼位于“ src”文件夾中。 “ src”文件夾還包含不同的代碼，其中大多數(shù)是名為main.cpp的主代碼的頭文件。所有其他文件都很重要，并且必須與main.cpp放在同一項(xiàng)目文件夾中，因?yàn)樗鼈儼酥魑募璧乃行畔?。例如，main.h文件包含MQTT聲明，而UI.h文件包含用于UI的所有內(nèi)容的char值。

外殼

為了使項(xiàng)目看起來(lái)令人愉悅，對(duì)外殼進(jìn)行了3D打印。設(shè)計(jì)是使用Fusion 360完成的。

打印后，將外殼擦洗并上漆以使打印效果更好。最終外殼如下圖所示。

演示效果

確保如上面所示連接并打開(kāi)設(shè)備。它應(yīng)該如下圖所示。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容。如開(kāi)始所說(shuō)，該項(xiàng)目的應(yīng)用是無(wú)限的。它可以作為一個(gè)簡(jiǎn)單的盒子來(lái)控制房屋中的每個(gè)紅外遙控設(shè)備。
編輯：hfy