快速便宜的HomeKit RGB控制器制作

描述

Arduino 怀旧之情

我十一岁的时候开始玩 Arduino，我的第一个项目在这里发布（它现在突然消失了吗？）是在我十三岁的时候——但现在我十八岁了。时间过去了，但几天前我决定重新打开“Arduino 盒子”，在烧焦的组件和死昆虫之间，我拿起了我的 Arduino UNO 和一个在 Aliexpress 上购买的 Ethernet Shield 仿制品。我不得不说，这是一个“怀旧项目”，我决定不为这个项目买任何东西，只使用那个盒子里的东西——而且，以太网电缆是免费的，因为我在学校偷了它。

我决定做一个 HomeKit 相关的项目，主要有两个原因：

• 我最近买了一个带 HomeKit 兼容控制器的 LED 灯条，它以一种奇怪的方式让我感到惊讶，我不想解释

• 因为我所有的数字设备（电脑、手机、手表）都是苹果制造的，它们都有 HomeKit 原生支持

开始之前：安装 HomeBridge

由于 Ethernet Shield 不是连接家庭自动化配件的最可能方式（在大多数情况下首选 Wi-Fi），因此没有一种“官方且经过测试”的方式可以直接连接到 HomeKit 而无需中间设置。相反，对于 ESP 系列，有一个库可以让 HomeKit 直接访问开发板，当然配置和设置起来相当复杂。

在这个项目中，Arduino 开发板和 HomeKit 之间的通信由 HomeBridge 管理。HomeBridge 是一个服务器，可以托管在 LAN 上的计算机上，并充当本地网络设备和互联网之间的“桥梁”（顾名思义）。这可能是一个缺点，因为需要一台托管服务器的计算机，但它对于像我们将要制作的简单编码设备来说更实用。

就我而言，这不是我实际会使用的设备，它更像是一个演示。所以我在我的 iMac 上托管了 HomeBridge。在本教程中，我不会向您展示如何安装它，而是为您提供一个有用的链接，向您展示正确的安装方法，请查看此链接以在 macOS 上安装 HomeBridge 。

在那之后，你可能会看到类似这样的东西

将 HomeBridge 添加到您的家庭应用

安装 HomeBridge 后，您必须将所谓的“HomeBridge Hub”添加到 iPhone 上的家庭应用程序。为此，请按照下列步骤操作：

• 打开家庭应用

• 单击屏幕右上角的“+”图标，然后单击“添加附件”

• 扫描 HomeBridge 仪表板上显示的二维码

• 点击“添加到主页”

• 该应用程序会说该桥未经过认证，无论如何都要添加它

• 选择桥梁在您家中的位置

• 为桥选择一个名字

完成后，桥将添加到您的 Home 应用程序中

安装 HomeBridge 插件

整个项目依赖于两个插件，homebridge-http-rgb-push和homebridge-http-notification-server 。对我们来说幸运的是，按照以下步骤安装这些插件非常容易：

• 转到 HomeBridge 的“插件”部分

• 在搜索栏中输入两个库的名称

• 通过单击“安装”按钮安装库

通常这个过程很快，应该不会出错，如果你运气好，我们就可以进行下一步了。

HomeBridge 配置文件

HomeBridge 配置和定制的核心是一个 JSON 文件。HomeBridge 通过将其加载到浏览器内的编辑器中，可以轻松访问和修改它，该编辑器可以在“配置”面板中轻松访问。

在这里，您必须做出第一个重要决定，即要为 Arduino 设置的 IP 地址。如果需要，您以后可以随时更改它。您最有可能希望用于该附件的配置如下。

将其粘贴到“附件”括号内

{
     "accessory": "HttpPushRgb",
     "name": "Arduino RGB",
     "service": "Light",
     "timeout": 3000,
     "switch": {
         "notificationID": "47110815",
         "status": "http://192.168.1.177/statuspower",
         "powerOn": "http://192.168.1.177/on",
         "powerOff": "http://192.168.1.177/off"
      },
     "brightness": {
         "status": "http://192.168.1.177/statusbrightness",
         "url": "http://192.168.1.177/brightness/%s"
     },
     "color": {
         "status": "http://192.168.1.177/statuscolor",
         "url": "http://192.168.1.177/set/%s"
     }
 }

要设置附件名称，请编辑“名称”字段。如果你想保留我使用的 IP 地址，那没问题。最后，您应该会看到这样的屏幕。

要应用这些更改，您必须通过单击橙色保存按钮来保存文件，然后通过单击右上角的关闭图标重新启动 HomeBridge（保存文件后它将开始闪烁）

通过打开 Home 应用程序，您现在应该会看到自动添加的配件。

阿杜诺，终于

是的，我们终于回来了。同样对于 LED 设置，我使用了我已经拥有的，这就是我使用的：

• 便宜且通用的 12V LED 灯条

• 一些MOSFET

• 一些1k欧姆的电阻

• 一个 12V 电源适配器（以前用于为损坏的路由器供电）

如果你愿意，你可以附加一个简单的按钮并将其用作“手动开关”，这也会通过向服务器发送通知来更改 HomeKit 上的状态。附加一个按钮不应该那么难，但是有一个关于如何做的很好的教程:)

说到代码，它并没有那么复杂。如果您迫不及待地想对此进行测试，则可以直接将其上传到您的板上，而无需花时间观看它。但是停下！首先，您应该检查为 RGB 通道和按钮定义的引脚分配，然后设置正确的 HomeBridge 服务器 IP 地址和为您的电路板选择的地址。

// connections of the three LED outputs and the button input
#define outRed 3
#define outGreen 5
#define outBlue 6
#define switchButton 7
// network properties
char homebridgeServer[] = "xxx.xxx.xxx.xxx"; // your HomeBridge server IP address
int homebridgePort = 8581;
IPAddress ip(192, 168, 1, 177); // IP address of Arduino (must be equal to the one set on homebridge!)

您要重点更改的主要地址是 HomeBridge 服务器地址，如果您托管 HomeBridge 的机器具有静态 IP 地址（例如 Pi），则可以立即设置。就我而言，我的电脑在局域网内没有静态 IP 地址，我不想只为这个项目设置静态地址。如果你的情况和我一样，你可以使用大多数路由器提供给每个主机的.local mDNS地址（在我的例子中，我设置的地址是“myMacExample.local”，你的路由器的mDNS服务器将自动解析此地址并提示请求到正确的 IP 地址）。

您始终可以在 HomeBridge 仪表板中查看您的 HomeBridge 服务器地址，就在二维码图像下方。如果你打算每天使用 HomeBridge，我真的建议你为托管它的机器分配一个静态 IP 地址。

最后但同样重要的是，检查草图中设置的 Arduino 的 IP 地址是否等于 HomeBridge 配置文件中设置的 IP 地址。

完成所有这些后，您现在可以将以太网扩展板粘贴到 Arduino 上，插入以太网电缆并加载草图。

解释代码

为了确保正确处理以太网设置，我从官方 WebServer 和 WebClient 示例开始构建我的草图。使用 Arduino 以太网库发出请求很粗糙，但很容易。

这是在 Home 应用程序中进行更改时系统执行的流程：

• HomeKit 向 HomeBridge 服务器发送一个事件

• HomeBridge 服务器然后将其发送到 Arduino

• Arduino 让这一切成为现实

• 为了确认请求已得到满足，需要一个确认响应，因此 Arduino 在执行操作后向 HomeBridge 发送确认

• 然后 HomeBridge 确认该操作发生在 HomeKit 上

• 最后 HomeKit 在 Home 应用程序上显示更改

处理动作的 GET/SET 的代码如下。本例为“on”动作的接收-执行-确认流程。

if (firstLine.indexOf("on") != -1) { // action is received
           Serial.println("Turning ON");
           // action is executed
           powerStatus = 1;
           analogWrite(outRed, colorR);
           analogWrite(outGreen, colorG);
           analogWrite(outBlue, colorB);
           // action in confirmed back to the server
           client.println("HTTP/1.1 200 OK");
           client.println("Content-Type: text/html");
           client.println("Connection: close");
           client.println();
           client.println(powerStatus);
} 

为了通知服务器状态的变化，例如通过改变开关状态的按钮，实现了以下流程

• Arduino 向 HomeBridge 发送 POST 请求

• HomeBridge 验证设备的状态，验证是否与 Arduino 发送的相匹配

• HomeBridge 通知 HomeKit 状态改变

• HomeKit 在 Home 应用程序上显示更改

这是 Arduino 构建和发送的通知请求，其余由 HomeBridge 完成

   Serial.println("==========");
   Serial.println("Button changed the state, sending a notification to HomeBridge");
   if (notificationClient.connect(homebridgeServer, homebridgePort)) {
     if (powerStatus == 0) {
       powerStatus = 1;
     } else {
       powerStatus = 0;
     }
     Serial.print("Successfully connected to: ");
     Serial.println(notificationClient.remoteIP());
     notificationClient.println("POST /47110815 HTTP/1.1");
     notificationClient.print("Host: ");
     notificationClient.print(homebridgeServer);
     notificationClient.print(":");
     notificationClient.println(homebridgePort);
     notificationClient.println("User-Agent: Arduino/1.0");
     if (powerStatus == 0) {
       notificationClient.println("Content-Length: 41");
     } else {
       notificationClient.println("Content-Length: 40");
     }
     notificationClient.println("Content-Type: application/json");
     notificationClient.println();
     if (powerStatus == 0) {
       notificationClient.println("{"characteristic": "On","value": "false"}");
     } else {
       notificationClient.println("{"characteristic": "On","value": "true"}");
     }
     delay(1);
     notificationClient.stop();
     Serial.println("Notification sent");
     Serial.println("==========");
   } else {
     Serial.println("Connection failed");
     Serial.println("==========");
   }

理解了这些流程概念后，代码就很容易理解了。它由基本的 HTTP 请求组成，如果你问我，它不是那么安全，但 HomeBridge 将确保互联网连接的安全性。

……有效果吗？

我真的希望如此！为了确保这一点，请始终注意串行监视器，因为那里会记录非常有用的调试信息

Arduino 收到一个请求

 

在串行监视器上，您将看到收到的每个请求、完成的请求操作和处理的信息。您还将看到，当按钮被触发时，通知请求被发送到服务器

发送到服务器的通知

 

此外，始终检查 HomeBridge 上的日志，显示服务器发送或接收的每个请求

HomeBridge 日志面板

 

嘿 Siri，就这样（几乎）

是的，仅此而已。我希望这对你来说很容易设置，因为我很难让它工作。我遇到了一些问题，例如家庭应用程序上的附件“丢失”，可能是由于 HomeBridge 对 Arduino 的非连续轮询造成的。要重新获得对配件的控制，只需在 Home 应用程序上点击它，这将唤醒 HomeBridge 并将配件重新连接到网络。

我已经很长时间没有测试过这个项目了，因此我不建议依赖这种设置作为 DIY 家庭自动化的永久解决方案，肯定有更好的。但是，嘿，这是一个学习的机会，无论是对我还是（我希望！）对你来说，了解这个复杂的东西 - 如 HomeKit - 是如何工作的。

对于任何问题，请不要犹豫写评论。在这里，我将在 Apple 生态系统内的 Home 应用程序中留下一些最终外观的屏幕截图。

 

 

 

 

1 / 4 •要求 Siri 打开灯

 

macOS 上的“家庭”应用