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【智能开关】手机控灯（改造家用开关，不搞破坏）

本帖最后由云天于 2022-1-5 21:47 编辑

【项目背景】
智能控制开关，是我很早就在考虑的一个项目。一直没有做主要是因为，我有以下几个要求：1、不破坏原有的器件（媳妇不让）。
2、不动220V（危险）
3、具有一定可调整性（开关大小不一致）。
我见过最简单的方法是，把舵机直接用热熔胶粘在开关边上（简单粗暴）。有的把设置粘在墙面上（有破坏性）。
我发现一个现象，就是一般的开关都是要突出于墙面，应该是方便拆卸（外面是一个壳，用力能抠下来，里面有螺丝）。而突出这部分正是我可以利用的，因为我没有3D打印和激光切割机，只能使用一些金属构件。
【项目设计】
主控使用，FireBeetle Board ESP32 E，主要原因是它有蓝牙、Wifi功能，可无线控制。驱动开关使用SG90舵机，小巧且不用单独供电。
方案1：使用蓝牙和WIfi热点，手机app控制。
方案2：使用通过STA 模式：ESP32模块通过路由器连接互联网,手机通过互联网实现对设备的远程控制。
方案3：通过红外模块，使用遥控器控制

方案1的优点是，手机是随身携带物品，且不用连接互联网。缺点是使用前需连接蓝牙或热点。
方案2的优点是，手机一般情况都是连着互联网的。缺点是，FireBeetle Board ESP32 E需要一直连接互联网，当然家里如果Wifi一直不关的话，也不是问题。
方案3的优点是，遥控器拿起来就用，不像手机还要解锁、开程序等，使用方便。缺点是，我们不会把遥控器一直带在身上，当然开关灯也不会频繁进行，遥控器放在床边或办公桌上就可以。还有一个缺点就是使用遥控器，显得不高大上。

下面将使用方案1进行测试，“WIfi热点”。
【编程环境】
Arduino IDE 编译环境配置，参考：https://wiki.dfrobot.com.cn/_SKU ... rd_ESP32_E#target_6
【硬件设备】

1、FireBeetle ESP32-E是一款基于ESP-WROOM-32E双核芯片的主控板，它专为IoT设计。

它支持WIFI和蓝牙双模通信并具有体积小巧、超低功耗、板载充电电路、接口易用等特性。FireBeetle ESP32-E深度支持ArduinoIDE编程。

2、扩展板

接口方式：Gravity标准接口
GDI显示接口，单线连接显示屏
支持数字输入输出：13
支持模拟输入：5
支持I2C*3
支持UART
支持SPI
支持SP
支持低功耗
支持外接电源

【控制舵机】
esp32 在arduino ide环境下控制180°舵机
180°的舵机在arduino 板子上控制是很方便的。当我们用esp32板子编写的时候，。这时候我们应该去IDE那边下载个esp32专用的舵机库（ServoESP32）。

以下为测试程序


#include <Servo.h>

Servo myservo;  // 创建舵机对象以控制舵机
                // 最多可以创建八个伺服对象
 
int pos = 0;    // 变量来存储伺服位置
 
void setup() 
{ 
  myservo.attach(2);  //舵机连接在引脚2（扩展板对应D9）
} 
 
 
void loop() 
{ 
  for(pos = 0; pos < 180; pos += 20)  
  {                                 
    myservo.write(pos);             
    delay(3000);                     
  } 
  for(pos = 180; pos>=1; pos-=20)  
  {                                
    myservo.write(pos);  
    delay(3000);           
  } 
} 

复制代码

【开热点】
ESP32具有WIFI功能，以下示例使用ESP32创建了一个wifi服务器，使用客户端连接到该服务器，遥控LED的亮灭。
/*  WiFiAccessPoint.ino 创建了一个wifi热点并提供了一个web服务
Steps:  1. 连接到这个wifi "yourAp"
2. 访问 http://192.168.4.1/H 来开灯或者访问http://192.168.4.1/L 来关灯
   OR    Run raw TCP "GET /H" and "GET /L" on PuTTY terminal with 192.168.4.1 as IP address and 80 as port
*/


#include <WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <WiFiAP.h>


// 热点设置你的wifi与密码
const char *ssid = "";
const char *password = "";

WiFiServer server(80);

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);//将LED引脚设置为输出模式
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.println("Configuring access point...");

  // 配置wifi以及获取IP地址.
  WiFi.softAP(ssid, password);
  IPAddress myIP = WiFi.softAPIP();
  Serial.print("AP IP address: ");
  Serial.println(myIP);
  server.begin();

  Serial.println("Server started");
}

void loop() {
  WiFiClient client = server.available();   // listen for incoming clients

  if (client) {                             // if you get a client,
    Serial.println("New Client.");           // print a message out the serial port
    String currentLine = "";                // make a String to hold incoming data from the client
    while (client.connected()) {            // loop while the client's connected
      if (client.available()) {             // if there's bytes to read from the client,
        char c = client.read();             // read a byte, then
        Serial.write(c);                    // print it out the serial monitor
        if (c == '\n') {                    // if the byte is a newline character

          // if the current line is blank, you got two newline characters in a row.
          // that's the end of the client HTTP request, so send a response:
          if (currentLine.length() == 0) {
            // HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
            // and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
            client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            client.println("Content-type:text/html");
            client.println();

            // the content of the HTTP response follows the header:
            client.print("Click <a href="/H">here</a> to turn ON the LED.<br>");
            client.print("Click <a href="/L">here</a> to turn OFF the LED.<br>");

            // The HTTP response ends with another blank line:
            client.println();
            // break out of the while loop:
            break;
          } else {    // if you got a newline, then clear currentLine:
            currentLine = "";
          }
        } else if (c != '\r') {  // if you got anything else but a carriage return character,
          currentLine += c;      // add it to the end of the currentLine
        }

        // Check to see if the client request was "GET /H" or "GET /L":
        if (currentLine.endsWith("GET /H")) {
          digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);               // GET /H turns the LED on
        }
        if (currentLine.endsWith("GET /L")) {
          digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);                // GET /L turns the LED off
        }
      }
    }
    // close the connection:
    client.stop();
    Serial.println("Client Disconnected.");
  }
}
复制代码

【手机控制】
将开热点程序与控制舵机程序相结合，并通过App Inventor2，编写手机端程序。
1、FireBeetle Board ESP32 E主板程序：


#include <WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <WiFiAP.h>
#include <Servo.h>
Servo myservo; 
// 热点设置你的wifi与密码
const char *ssid = "";
const char *password = "";

WiFiServer server(80);

void setup() {
  myservo.attach(2);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);//将LED引脚设置为输出模式
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.println("Configuring access point...");

  // 配置wifi以及获取IP地址.
  WiFi.softAP(ssid, password);
  IPAddress myIP = WiFi.softAPIP();
  Serial.print("AP IP address: ");
  Serial.println(myIP);
  server.begin();

  Serial.println("Server started");
}

void loop() {
  WiFiClient client = server.available();   // listen for incoming clients

  if (client) {                             // if you get a client,
    Serial.println("New Client.");           // print a message out the serial port
    String currentLine = "";                // make a String to hold incoming data from the client
    while (client.connected()) {            // loop while the client's connected
      if (client.available()) {             // if there's bytes to read from the client,
        char c = client.read();             // read a byte, then
        Serial.write(c);                    // print it out the serial monitor
        if (c == '\n') {                    // if the byte is a newline character

          // if the current line is blank, you got two newline characters in a row.
          // that's the end of the client HTTP request, so send a response:
          if (currentLine.length() == 0) {
            // HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
            // and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
            client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            client.println("Content-type:text/html");
            client.println();

            // the content of the HTTP response follows the header:
            client.print("Click <a href="/H">here</a> to turn ON the LED.<br>");
            client.print("Click <a href="/L">here</a> to turn OFF the LED.<br>");

            // The HTTP response ends with another blank line:
            client.println();
            // break out of the while loop:
            break;
          } else {    // if you got a newline, then clear currentLine:
            currentLine = "";
          }
        } else if (c != '\r') {  // if you got anything else but a carriage return character,
          currentLine += c;      // add it to the end of the currentLine
        }

        // Check to see if the client request was "GET /H" or "GET /L":
        if (currentLine.endsWith("GET /H")) {
          digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);               // GET /H turns the LED on
           myservo.write(100);
           delay(500);
           myservo.write(60);
        }
        if (currentLine.endsWith("GET /L")) {
          digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);                // GET /L turns the LED off
           myservo.write(30);
           delay(500);
           myservo.write(60);
        }
      }
    }
    // close the connection:
    client.stop();
    Serial.println("Client Disconnected.");
  }
}
复制代码