本文介绍一位大神DIY的智能家居产品——一个原生支持HomeKit的空调红外遥控器。看来,各大厂商不断发力的同时又有各路大神全力DIY的最好时代即将到临了,我们的智能家居产品必将迎来一波井喷!

一、材料准备

所需物料仅为一块NodeMCU(或D1 mini)开发板与一枚3mm/5mm的红外发射管,且无需焊接,总成本含邮费仅15元。NodeMCU和D1 mini都是基于ESP8266的开发板,二者通用。

自制空调遥控器的教程(大神教你一步步DIY智能空调遥控器)(1)

自制空调遥控器的教程(大神教你一步步DIY智能空调遥控器)(2)

二、功能展示

添加到家庭App后,配件将显示为AC和AC-Light两个设备。空调,Air Conditioner,简写为AC。

自制空调遥控器的教程(大神教你一步步DIY智能空调遥控器)(3)

支持控制空调的开关、模式、温度、风速、扫风、灯光,与普通的HomeKit配件无异,可以使用Siri来语音控制,也可以接入HomeKit自动化。由于HomeKit协议定义的空调设备没有灯光属性,这里额外增加一个“开关”设备当作空调的灯光控制。

HomeKit为局域网下的端到端加密物联网协议,Apple已经在几年前公开了其具体的协议接口与规范。如果家里配备了iPad、Home Pod或Apple TV,可将其设置为家居中枢,同iCloud ID的iOS设备可以在任何地点任何网络下控制家里的HomeKit配件。

三、硬件制作

本着最低DIY难度的原则,最少仅需一块NodeMCU(或D1 mini)开发板与一枚3mm/5mm的红外发射管。NodeMCU和D1 mini功能等价,引脚功能相同。

自制空调遥控器的教程(大神教你一步步DIY智能空调遥控器)(4)

如图第一项是最简电路,D1 mini 红外发射管。中间的图是我做的一个实物图,买到的D1 mini的引脚默认没有排针,可以直接将红外发射管直插到对应引脚。红外发射管一般长脚为正极,灯体圆形有缺口侧为负极,将正极连接D5脚,负极连接GND即可,连焊接都省了。

D1 mini/NodeMCU都是基于ESP8266芯片的,其引脚最大可输出12mA的电流,可以直接驱动红外发射管,实际测试遥控距离约1.5米左右。想要更远的遥控距离,增加驱动电流即可,如图的第三项所示,增加一个三极管或MOS管用于放大电流,可大大提升遥控距离。另外可以在D6脚接一个红外接收管,可用于识别空调型号。

四、固件烧写与配置

1、固件烧写

github中提供的.bin文件为完整固件,烧写至地址0即可。可在网上下载“Flash 下载工具(ESP8266 & ESP32 & ESP32-S2)”,运行时选择Developer Mode。下载参数可以参考图片,点击“START”即可开始烧写。这里建议在“START”之前点击一下“ERASE”格式化一下Flash内容以免部分旧配置影响HomeKit空调固件的运行。

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2、 Wi-Fi配网

采用AP模式配网,ESP8266在未联网/断网时会生成ESP_CONFIG_XXX的热点,手机连接该热点会自动弹出配网页面,如果未自动弹出可手动访问192.168.4.1;扫描Wi-Fi,填写Wi-Fi名称和密码点击发送配置,连接成功后会自动退出配网模式并关闭AP热点。

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Wi-Fi状态指示灯IO2(D2),为模块上靠近天线处的蓝色LED,未联网为闪烁,已联网为熄灭。特别注意:ESP8266仅支持2.4G Wi-Fi网络。

3、空调参数配置

提供的Web网页来设置空调参数,访问http://<esp_ip>,<esp_ip>为你的ESP8266联网后的IP地址,可以在路由器后台管理页面查到。Web网页支持Web App形式全屏运行,体验与App无异,在Safari中将该网页添加至主屏幕即可。

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设置空调协议Protocol、子型号Model,需设置与实体遥控器匹配的空调协议和子型号。控制空调的开关Power、模式Mode、温度Temperature、风速Fan Speed、扫风Swing(垂直V/水平H)、灯光Light

注意:必须正确选择空调的协议Protocol、子型号Model,因存在代工等原因,协议和空调品牌不一定完全对应,如格力空调可能为18. KELVINATOR协议。另外,子型号Model(1~6)仅对部分协议有效,(5)Fujitsu/Panasonic意为当协议选为Fujitsu或Panasonic时选用其下属的第(5)个子型号,其他协议不具有第(5)个子型号。

4、家庭APP添加配件

手机与已联网的ESP8266处于相同路由器下,家庭APP中可以自动发现该设备,按图所示配对。如果想在外出时控制HomeKit配件,需要在家庭App中设置家居中枢。

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五、自制PCB与外壳

米家和天猫精灵都出过成品的红外万能遥控器,其拆解图如下:

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根据其PCB可以看出,均采用了6枚或7枚5mm红外发射管,可实现全向红外遥控。动动手画个PCB吧,左侧为预览图,右侧为焊接好的实物图。采用USB-C接口,板载USB-TTL芯片,可以直接下载固件。6枚透明的是发射管,1枚黑色的是两脚的接收管,同时也预留了三脚的接收管焊盘,接收管焊一个即可,主要看你买到的接收管是两脚的还是三脚的。中心的那枚发射管焊与不焊对遥控效果没啥影响。发射管电流约为90mA,实测可以实现全屋无死角遥控,甚至发射管逆向对着空调也可以正常遥控,主要靠白墙的反射作用。PCB也附带了SHTC3温湿度传感器和BH1750光照传感器,相关数据也可接入HomeKit。

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六、总结

DIY本质上属于一种兴趣和爱好,或者叫瞎折腾。苹果HomeKit是成熟的智能家居协议之一,接入HomeKit即可享受苹果带来的全家桶式体验,不管是支持Siri语音控制,还是基于iCloud的外网控制,还有强大的自动化功能,都具有良好的使用体验。

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