描述

輔助手指的用例：

您家中是否有一個(gè)按鈕或開關(guān)總是令人討厭（取消）激活？那么，Helping Finger 項(xiàng)目可能正是您問題的完美解決方案。

無論是您想從床上關(guān)掉的電燈開關(guān)、您想添加到早晨例程中的咖啡機(jī)、天花板上難以觸及的投影儀，還是您想在回家前幾分鐘啟動(dòng)的電腦。無論是什么開關(guān)或按鈕，Helping Finger 都可以隨時(shí)隨地關(guān)閉和打開您的設(shè)備。Helping Finger 可以通過 Android 應(yīng)用程序、亞馬遜 Alexa、Google Home、IFTTT、iOS 應(yīng)用程序和三星的 Smart Things 進(jìn)行控制。

預(yù)先信息：

為此，我們需要在“事物”類別中列出一些事物。ESP8266 板將作為項(xiàng)目的核心，一切都將由它來控制。事實(shí)證明，選擇的 WeMos D1 Mini 非常小，但在此過程中提供了足夠的連接。這款 WeMos D1 Mini 有一個(gè) WLAN 芯片，可以設(shè)置本地網(wǎng)絡(luò)，也可以連接到 WLAN 路由器并連接到萬維網(wǎng)。

ESP8266 描述了一種廉價(jià)的 WLAN 模塊，可以控制輸入和輸出。ESP8266 模塊有多種版本，該項(xiàng)目使用 ESP8266-12E NodeMCU Kit 版本和 WeMos D1 Mini 版本成功實(shí)現(xiàn)。以下說明重點(diǎn)介紹使用WeMos D1 Mini 的實(shí)現(xiàn)，以下簡稱D1 Mini。有關(guān) ESP8266 的更多信息，請參見此處。

D1 Mini 的引腳用于操作伺服電機(jī)，該電機(jī)將在項(xiàng)目完成后啟動(dòng)您的開關(guān)或按鈕。

重要的是要記住，持續(xù)供電的伺服電機(jī)具有很高的功耗并且不能移動(dòng)。

因此，根據(jù)應(yīng)用，可能值得包括一個(gè)繼電器，這會在不使用時(shí)斷開伺服電機(jī)的電源，使伺服電機(jī)可以移動(dòng)。這尤其推薦用于電燈開關(guān)，否則可能無法再進(jìn)行手動(dòng)操作。

如何建立一個(gè)幫助手指：

要構(gòu)建 Helping Finger，必須執(zhí)行以下步驟：1。讓 D1 Mini 運(yùn)行 2。代碼3。連接伺服電機(jī)4。打印外殼5。組裝所有零件

1. 讓 D1 Mini 運(yùn)行起來

該項(xiàng)目的第一部分是 ESP8266 板的編程。如果尚未安裝，可能需要安裝開發(fā)板的驅(qū)動(dòng)程序。如果使用 D1 Mini 開發(fā)板，可在此處找到適用于 Windows 和 Mac 的驅(qū)動(dòng)程序。

之后，您可以通過 micro-USB 數(shù)據(jù)線將 D1 Mini 連接到計(jì)算機(jī)。

然后您需要為 D1 Mini 準(zhǔn)備 Arduino IDE。可以在這個(gè)鏈接下找到一個(gè)關(guān)于如何做到這一點(diǎn)的很好的教程。將 ESP8266-Kit 添加到 File>Preferences 中的 board-manager 很重要，之后您需要在 Tools>Board>Board Manager 中安裝 ESP8266 包。

要將代碼上傳到您的開發(fā)板，您需要在工具>開發(fā)板>LOLIN(Wemos) D1 R2 & Mini 中選擇 D1 Mini。您還需要在“工具”>“端口”中選擇正確的端口。如果您不確定 D1 Mini 連接到哪個(gè)端口，請打開設(shè)備管理器并在端口類別中找到它。

在此之后，您可以將示例代碼上傳到您的 D1 Mini。為了進(jìn)行測試，您可以嘗試以下代碼：

/*********
  Jannis Kartenberg
  Complete project details at: 
  https://www.hackster.io/jannis-kartenberg/helping-finger-b5047f 
*********/

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  delay(1000);                      
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  
  delay(1000);
}

此代碼應(yīng)使電路板上的內(nèi)置 LED 以 0、5Hz 的頻率閃爍。如果發(fā)生這種情況，您就可以進(jìn)行構(gòu)建過程的第 2 步了。

2.代碼

通過智能家居控制電路板的代碼可以在這里下載。根據(jù)您要使用的智能家居設(shè)備，有不同版本的代碼，Android App、Alexa、Google Home、IFTTT、iOS App 和 Samsung Smart Things 有一個(gè)代碼版本，Apple Homekit 有一個(gè)代碼版本執(zhí)行。還有一個(gè)用于 Amazon Alexa 本地實(shí)現(xiàn)的代碼版本，但在測試過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，使得實(shí)現(xiàn)有點(diǎn)困難。未來的目標(biāo)是將兩種代碼變體合二為一。

Android App 、Alexa、Google Home、IFTTT、iOS App、Smart Things：

為了實(shí)現(xiàn)上面列出的控制您的設(shè)備的不同方式，使用服務(wù)“ Sinric Pro ”。

首先您需要通過http://portal.sinric.pro/register 創(chuàng)建一個(gè) Sinric Pro 賬戶。然后您需要在 Sinric Pro 中創(chuàng)建您的設(shè)備。為此，您需要執(zhí)行以下步驟：

1.登錄您的 Sinric 帳戶 2. 轉(zhuǎn)到左側(cè)的設(shè)備菜單 3. 單擊左上角的添加設(shè)備按鈕4。輸入設(shè)備名稱，您選擇的描述 5。選擇設(shè)備類型作為開關(guān)6. 選擇設(shè)備所在的房間7。選擇設(shè)備訪問密鑰。這將在后面的code.8中添加。點(diǎn)擊保存

下一步，您可以連接要使用的應(yīng)用程序。

• 適用于 Android 和 iOS 的應(yīng)用程序可以在名為“Sinric Pro”的專用應(yīng)用程序商店中找到
• 對于您的 Alexa，您需要添加 Alexa 智能家居技能“Sinric Pro”
• 對于 Samsung Smart Things，可以在此處找到很好的說明
• 對于 Google Home，Samsung Smart Things 連接是必需的，因?yàn)?Google 不允許本地實(shí)現(xiàn)智能家居設(shè)備。有關(guān)如何在 Google Home 中實(shí)施您的設(shè)備的說明，請參見此處
• 有關(guān)如何通過 IFTTT 實(shí)施設(shè)備的說明，請參見此處

將 Sinric Pro 加入您的智能家居后，我們需要將開發(fā)板連接到 Sinric Pro。對于此步驟，您需要從 Github 存儲庫下載“Sinric and Servo”文件夾。

下載后解壓文件夾，即可打開“Sinric_und_Servo.ino”文件。在頂部，您會找到項(xiàng)目所需的庫。在此下方，您將找到定義區(qū)域，您需要在其中包含由 Sinric Pro 提供的信息。要查找此信息，請執(zhí)行以下步驟：

1.登錄您的 Sinric 賬戶 2. 進(jìn)入左側(cè)的Credentials菜單 3. 將App Key和App Secret復(fù)制到 code4 中。轉(zhuǎn)到左側(cè)的“設(shè)備”菜單5。將設(shè)備 ID復(fù)制到代碼中

現(xiàn)在通過工具>串行監(jiān)視器在 Arduino IDE 中打開串行監(jiān)視器并將代碼上傳到您的電路板。如果您的上傳成功，您可以嘗試通過您選擇的連接方法將其關(guān)閉和打開。一個(gè)成功的連接應(yīng)該是這樣的：

連接成功

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蘋果家庭套件

不幸的是，Sinric Pro 還不支持 Apple Homekit，但還有另一種連接方式。由于我不擁有 Apple 產(chǎn)品，因此我的經(jīng)驗(yàn)依賴于使用朋友手機(jī)測試以下代碼的片刻。必要的代碼可以在Github 存儲庫的“mein_schalter”文件夾中找到。可以在此處找到原始代碼，包括有關(guān)如何將 D1 Mini 與 Apple Homekit 連接的說明。

3.連接伺服電機(jī)

使用標(biāo)準(zhǔn) SG90 電機(jī)作為伺服電機(jī)。對我們來說重要的是電線顏色，可以在數(shù)據(jù)表中找到。

資料來源：http://www.ee.ic.ac.uk/pcheung/teaching/DE1_EE/stores/sg90_datasheet.pdf

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要將伺服電機(jī)與電路板連接，需要 D1 Mini 的引出線。

資料來源：https://randomnerdtutorials.com/getting-started-with-esp8266-wifi-transceiver-review/

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如果您想單獨(dú)使用 Helping Finger 或按鈕來控制開關(guān)，您可以將伺服電機(jī)直接連接到 D1 Mini。因此，您將橙色電纜連接到代碼中給出的 Pin。在 D1 Mini 上，所有引腳都能夠發(fā)出 PWM 信號。棕色電纜將連接到 D1 Mini 的 GND 引腳，紅色電纜將連接到 D1 Mini 的 5V 引腳。如果您仍然想要為了能夠手動(dòng)控制您的開關(guān)，您需要在不需要時(shí)及時(shí)關(guān)閉伺服電機(jī)。在這種情況下，您必須在伺服電機(jī)的電源電路中添加一個(gè)繼電器，因此可以在 5v 或 GND 連接中。

要測試連接，您可以使用鏈接的 github 中的“Servo”文件夾。

4.打印外殼

現(xiàn)在所有的東西都需要裝箱。作為外殼，我決定使用 3D 打印的外殼，可以在本頁的“定制部件和外殼”部分找到。根據(jù)您的位置，您可以根據(jù)自己的意愿修改 .stl 文件。

外殼和轉(zhuǎn)子延伸

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在 .stl 文件中還包括對伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子的擴(kuò)展。

為了稍后安裝外殼，我推薦使用雙面膠帶。但是，在正確調(diào)整所有內(nèi)容之前，您不應(yīng)該修復(fù)此問題。

5.所有零件的組裝

現(xiàn)在所有零件都準(zhǔn)備好了，我們可以組裝所有東西了。

首先，您應(yīng)該將伺服電機(jī)和可選繼電器的電線焊接到 D1 Mini 板上。之后您可以將 D1 Mini 放在外殼底部。然后將電路板與整個(gè) USB 電纜對齊。之后，您可以使用第二種膠水或熱膠將電路板連接到外殼上。然后將繼電器定位在套管中大孔的對面。最后一步，使用隨附的螺釘將伺服電機(jī)安裝到外殼上，并將帶或不帶延伸件的轉(zhuǎn)子擰到伺服電機(jī)上。

它看起來像這樣：

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測試時(shí)出現(xiàn)閃退問題。

費(fèi)用

該項(xiàng)目的成本如下：

• D1 Mini ~6€ 每人
• SG90 伺服電機(jī) ~3€ pp
• 繼電器（如有必要）~1, 3€ pp
• USB 數(shù)據(jù)線 ~2€ pp
• USB 充電器 ~5 歐元每人
• 腸衣（19 克 à ~18€ 每公斤 = 30ct）

總計(jì)：~15-20€