QE007 IOT Smart Home Starter Kit per ESP32

Il kit proposto da ACEBOTT permette di costruire una piccola Smart Home a tema STEM (dall’inglese Science, Technology, Engineering and Mathematics).
Il nome del kit è QE007 IOT Smart Home Starter Kit per ESP32 ed è indicato per giovani studenti , ma può essere utile agli appassionati di tecnologia o a quelli che hanno appena iniziato ad avvicinarsi alla domotica intelligente.
Questo kit combina la potenza della scheda ESP32 con una gamma di moduli sensore e funzionalità di programmazione, che permetteranno di sviluppare preziose competenze STEM.

Qualche notizia sulla ACEBOTT

L’azienda ACEBOTT STEM Education Tech Co., Ltd, che ha realizzato il Kit è stata fondata nella Silicon Valley cinese nel 2013, ACEBOTT è un leader di soluzioni educative STEM. Vi lavora un team di 150 persone, inclusi membri di ricerca e sviluppo, vendite e logistica.
Il loro obiettivo è fornire prodotti e servizi educativi STEM di alta qualità ai clienti. Collaborano con esperti di formazione STEM e con loro partner commerciali per produrre insieme prodotti STEM.

Caratteristiche della piccola Smart Home di ACEBOTT

In sintesi, il kit di apprendimento Smart Home di ACEBOTT è specificamente progettato per introdurre i principianti al mondo dello sviluppo di un Smart Home basata sulla scheda ESP32.
Con questo kit gli utenti potranno comprendere a fondo il funzionamento della scheda controller e dei sensori nel contesto di una casa intelligente. Seguendo i tutorial forniti, le persone di tutte le età potranno acquisire preziose conoscenze sulla tecnologia della casa intelligente e realizzare con successo i propri progetti.
Sotto un breve video (in lingua inglese) per la presentazione delle caratteristiche del Kit QE007 IOT Smart Home ESP32.

Attraverso questo kit sarà possibile:

Imparare a utilizzare in modo efficace la scheda ESP32, incluso il caricamento del codice, la comprensione delle sue caratteristiche e la codifica con l’IDE ARDUINO.
Ottenere solide basi del linguaggio C, poiché ESP32 utilizza un linguaggio di programmazione C/C++ semplificato per il controllo di circuiti e sensori.
Esplorare vari componenti elettronici come LED, sensori e motori e comprendere come lavorano insieme nei progetti di casa intelligente nel mondo reale.
Migliorare le capacità di maker costruendo la tua casa intelligente utilizzando il kit ACEBOTT, seguendo il suo tutorial passo passo.
Implementare le funzioni essenziali come la risposta automatica, il controllo della APP e il controllo vocale nel tuo progetto di casa intelligente.
Sviluppare una comprensione completa della tecnologia della casa intelligente, in preparazione di un apprendimento più avanzato in futuro.

Modalità di controllo della Smart Home di ACEBOTT

Sono disponibili 3 modalità di controllo della Smart Home QE007 IOT con ESP32: modalità automatica, modalità di controllo vocale e tramite un speciale applicazione APP sul proprio smartphone.

Modalità automatica: Comando automatico luce tramite sensore PIR, chiusura automatica della finestra in caso di pioggia, accensione tramite pulsante del laser e apertura della porta tramite scheda RFID.
Modalità di controllo vocale: è possibile comandare tramite il comando vocale Hi Lumi e poi chiedere di aprire/chiudere la porta, la luce, la luce colorata, il laser e la finestra.
Utilizzo Applicazione: è possibile utilizzare l’app ACEBOTT per aprire/chiudere la porta, la luce, la luce colorata, il laser e la finestra. Nel frattempo, è possibile accedere ai dati ambientali dopo aver attivato il monitoraggio dei sensori sull’applicazione (ricorda che quando questi sensori sono attivi, la modalità automatica potrebbe non essere disponibile), è possibile regolare il valore RGB per cambiare il colore della luce colorata . L’APP è disponibile sia per smartphone APPLE sia per smartphone ANDROID

A chi è rivolto il progetto

Il progetto è stato pensato per ragazzi con un’età superiore agli 8 anni, per cui potrebbero aver bisogno di aiuto dei genitori o degli insegnanti.
Saranno inoltre necessarie competenze per la programmazione della scheda ESP32, abilità pratiche nel montaggio dei circuiti elettronici e dei diversi sensori.

Tempo necessario per la costruzione

Per la sua costruzione, Per una persona adulta potrebbero essere necessarie circa 3-4 ore, mentre per i bambini potrebbero giocarci per almeno 2 settimane.

Dove acquistare i KIT

Il kit QE007 IOT Smart Home ESP32 può essere acquistato sul sito AliExpress

Video dell’unboxing del kit

Alcune informazioni sui moduli presenti

Seguono alcune informazioni sui moduli presenti nel kit QE007 IOT Smart Home per ESP32

ESP32 Max V1.0 Controller Board

Si tratta di una scheda controller WIFI + Bluetooth generale basata su ESP32, modulo ESP32-Room-32 integrato e compatibile con Arduino.
Dispone di SDIO/SPI, UART, I2S e I2C ad alta velocità. Inoltre, è dotato del sistema operativo freeRTOS, che è particolarmente adatto per l’Internet delle cose e la casa intelligente.

Specifiche

Connettività: WI-FI | Bluetooth LE
Chip: ESP-WROOM-32
Clock: 240 MHz
RAM: 448KB
FLASH: 4MB
Interfacce: UART | I2C | SPI | CAN
Tensioni in ingresso: 7,2-15 V
Pin: 25(DIGITALI) | 15(ANALOGICI)| 25(PWM) | 2(DAC) | 2(UART) | 2(SPI) | 1 (I2C）

Sensore gocce di pioggia

Il sensore gocce di pioggia è un dispositivo utilizzato per rilevarne la caduta, spesso utilizzato nel settore automobilistico, della casa intelligente e meteorologico. È in grado di percepire la presenza di precipitazioni e attivare l’azione o il feedback corrispondente.
Il principio di funzionamento del sensore delle gocce di pioggia è quello di rilevare l’atterraggio delle gocce di pioggia attraverso la resistenza tra due elettrodi. Quando le gocce di pioggia cadono tra gli elettrodi per formare un percorso conduttivo, il valore di resistenza cambierà di conseguenza e il sensore determina se c’è una goccia di pioggia misurando la variazione di resistenza.

Modulo Pulsante

Il modulo pulsante è un componente elettronico comune utilizzato per implementare il funzionamento dell’interruttore a pulsante nei dispositivi elettronici.
Il modulo pulsante è composto da due elettrodi e un pulsante a molla, il pulsante si trova tra i due elettrodi.
Quando il pulsante non viene premuto, i due elettrodi del pulsante sono scollegati e il circuito è nello stato disconnesso; quando si preme il pulsante, i due elettrodi si toccano, formando un circuito chiuso.
Vedere anche l’articolo KY-004 Key switch module

Modulo di riconoscimento vocale

Il modulo di riconoscimento vocale è un prodotto offline AI, simile per esempio ad Alexa.
Il modulo può comprendere le nostre parole e convertirle in parole o comandi.
Per prima cosa è necessario registrare le parole che intendiamo far riconoscere attraverso un microfono. Sono poi elaborate e convertite in una serie di segnali digitali.
Successivamente, il modello addestrato, riconoscendo le parole, eseguirà le azioni che avremo associato.
Va notato che l’accuratezza della voce e il riconoscimento può essere influenzato da molti fattori, tra cui l’accento di chi parla, la velocità di pronuncia e il rumore circostante.
In realtà nel modulo di riconoscimento vocale fornito nel Kit i comandi riconoscibili sono già state incorporate in anticipo
I comandi presenti sono: open/ close the door, open/close the window, open/close the light, open/close the laser,open/close the color light

Modulo LED

Il modulo LED è un componente dal LED e del circuito di pilotaggio. Può fornire funzioni di illuminazione, indicazione o visualizzazione.
A seconda dei requisiti applicativi specifici, il modulo LED può avere un’ampia varietà di forme, dimensioni e colori e il suo colore dipende dal materiale e dal principio di emissione della luce.
Un’uscita di livello alto al modulo LED significa accendere la luce LED, mentre un’uscita di livello basso al modulo LED significa spegnere la luce LED.
Il modulo LED può anche essere controllato da segnali analogici. Maggiore è il valore del segnale di ingresso, più luminosa sarà la luce LED.

Modulo laser

Il modulo laser è composto da un diodo laser che emette una luce rossa con una lunghezza d’onda di rosso di 650 nm, un circuito di pilotaggio e tre pin maschi. Il ruolo è quello di produrre un raggio laser a punto rosso. La scheda di controllo può illuminare il laser se viene pilotato con un un livello alto, mentre se il livello è basso il laser rimarrà spento.

DHT11 Sensore di temperatura e umidità

Il sensore di temperatura e umidità è un sensore basato sul sensore digitale DHT11, converte la temperatura fisica e l’umidità attraverso il sensore di temperatura, umidità. Il circuito trasnette una quantità digitale che può essere letta direttamente dall’apparecchiatura di acquisizione dati.
L’intervallo di temperatura misurabile è tra 0°C ~ 50°C con una precisione di±2,0°C.
L’intervallo di umidità misurabile è tra il 20% ~ 80% con una precisione del 5%.
Vedere anche l’articolo DHT11 Sensore Temperatura-Umidità per Arduino

Modulo RFID I2C RC522

L’identificazione a radiofrequenza (RFID) è una tecnologia per l’identificazione e il tracciamento wireless di oggetti. Si basa sul principio della comunicazione wireless utilizzando tag RFID e lettori RFID per comunicare.
Tag RFID: un tag RFID è un piccolo chip che contiene un identificatore univoco UID (solitamente un codice numerico) e una memoria per archiviare informazioni aggiuntive. Questi tag sono solitamente composti da chip RFID e un’antenna.
Lettore RFID: un lettore RFID è un dispositivo elettronico che genera segnali in radiofrequenza e li invia ai tag RFID vicini. Il lettore è anche responsabile della ricezione del segnale di risposta dal tag e della decodifica delle informazioni del tag.
Comunicazione RF: quando un lettore RFID invia un segnale RF, attiva i tag RFID vicini. Il tag RFID passivo ottiene energia dal segnale del lettore e dal comando operativo e la utilizza per inviare il proprio segnale di risposta.
I tag RFID attivi hanno la propria alimentazione, quindi possono inviare segnali attivamente.
Vedere anche l’articolo Utilizzare il lettore del card RFID RC-522

Sensore PIR

Il sensore a infrarossi umano è un dispositivo che rileva il movimento umano in base alla radiazione infrarossa. Quando qualcuno o un altro oggetto caldo entra nel campo di rilevamento del sensore, l’oggetto causerà cambiamenti nella radiazione infrarossa, in modo da essere rilevato dal sensore.
La caratteristica del sensore è che solo quando la radiazione esterna provoca la variazione di temperatura del sensore stesso, verrà emesso il corrispondente segnale elettrico. Quando il cambiamento di temperatura diventa stabile, il segnale in uscita non verrà più generato, quindi è sensibile solo al corpo umano in movimento.
Inoltre, quando viene rilevato il corpo umano, il sensore emette un segnale ad alta tensione con un tempo di ritardo. Se il corpo umano è ancora presente nel raggio d’azione del sensore, il sensore manterrà continuamente un segnale ad alta tensione. Solo quando il corpo umano se ne va, il ritardo termina e il segnale del sensore passerà a bassa tensione.
Vedere anche l’articolo Sensore infrarosso PIR compatto AM312

Sensore di luce

Un sensore di luce è un sensore utilizzato per rilevare l’intensità della luce ambientale, che viene utilizzato per misurare le caratteristiche della luce in varie scene.
Il sensore di luce utilizza il valore di resistenza del sensore di luce per cambiare con il cambiamento dell’intensità della luce. Quando la luce colpisce la fotoresistenza, il valore della resistenza diminuisce. In ambienti scarsamente illuminati o bui, il valore di resistenza aumenta. Misurando la variazione del valore di resistenza è possibile determinare l’intensità della luce.

Modulo I2C LCD 1602

Modulo I2C LCD 1602, proprio come suggerisce il nome, questo modulo è composto da un modulo display LCD da 16 caratteri x 2 righe (può visualizzare 32 caratteri ASCII) e un modulo con interfaccia di comunicazione I2C, l’ indirizzo I2C predefinito è 0x27.
Vedere anche l’articolo KS0061 Display LCD I2C 16×2

Striscia RGB

La striscia luminosa RGB è solitamente costituita da più luci RGB tipo WS2812B disposte a una determinata distanza e collegate al circuito. All’interno dell struttura del led RGB sono presenti tre diversi led di colore rosso, verde e blu.

Accendendo con luminosità diverse i tre led si possono ottenere colori diversi.
Vedere anche l’articolo WS2812B LED RGB a controllo digitale

Micro servomotore

La struttura principale del servo è mostrata nella figura seguente, che comprende principalmente diverse parti: contenitore, treno di ingranaggi a velocità variabile, motore, potenziometro regolabile, scheda di controllo e albero di uscita.

Il suo principio di funzionamento è che la scheda di controllo riceve il segnale di controllo dalla sorgente del segnale e fa ruotare il motore. Il gruppo di ingranaggi riduce la velocità del motore di molte volte e amplifica la coppia di uscita del motore.
Il potenziometro e l’ultimo stadio del gruppo ingranaggi, ruotano insieme per misurare l’angolo di rotazione del servo albero. Il circuito rileva e valuta l’angolo di rotazione dell’albero in base al potenziometro, quindi controlla che ruoti fino all’angolo impostato o rimanga fisso in quella posizione.

Montaggio del kit

In questo articolo abbiamo visto la presentazione del Kit QE007 IOT Smart Home con ESP32, è visibile nel video l’unboxing della scatola. Nei prossimo articoli analizzeremo meglio i vari modulo e vedremo le fasi montaggio e test della casa domotica.