🏴󠁧󠁢󠁳󠁣󠁴󠁿 👩🏿‍🍳 🙇🏾 高さ調節可能なデスクをIoTデスクに変えた方法 🤯 🖕🏼 🚱

この記事では、手動の高さのデスクを自動化されたIoTデスクに変えた方法を紹介します。モーターのサイズ設定と実行方法、およびHerokuをパブリックインターフェイスとして使用してIoTデバイスをGoogleに接続する方法について説明します。

つまり、このプロジェクトには2つの機能があります。 1つ目：テーブルは音声コマンドを使用してGoogle Smart HomeからHerokuに接続され、2つ目：Herokuとテーブル自体はMQTT Internet ofThingsプロトコルを使用して通信します。 MQTTは、Internet of Thingsにとって、また私たちが直面しなければならない他のいくつかの障害を克服するための優れたソリューションです。

まず第一に、私はただ楽しみのためにこのプロジェクトをしたと言います。この記事がおもしろくて、時間をかけて自分のことをやる気にさせてくれることを願っています。

同じテーブル

ハードウェア部分

仕事の最初の、そしておそらく最も難しい部分は、テーブルの再設計です。過去の人生では、テーブルには取り外し可能なハンドルがあり、テーブルトップの端にありました。最初は、テーブルのデザインを邪魔することなく、ハンドルの穴に何かを取り付けることを考えました。モーターをテーブルに取り付ける方法を理解するためにいくつかのドライブを購入しましたが、役に立ちませんでした。それからアイデアが浮かびました。テーブル全体の長さに沿って走るロッドで、脚を接続して同時に上下するようにします。ロッドに合うドライブを取り付けると、ベルトを使ってロッドをモーターに接続できます。設計にあまり干渉することなく、テーブルにモーターを装備することも可能です。

トルクの重要性

適切なドライブとベルトを注文した後、私はアマゾンで高トルクモーターを探し始めました。そして-ああ、奇跡！ -私は多くの適切なエンジンを見つけました！というか…小さなモーターを買って、中国からの到着を約1ヶ月待ちました。モーターがついに到着したとき、私はとても興奮しました！週末がようやくすべてをまとめて、電動デスクを手に入れるのが待ちきれませんでした。

物事は計画通りに進まなかった。私はテーブルの金属パネルにロッド用の穴を開けるのに一日を費やしました。当時はハンドツールしか持っていなかったので、思ったより時間がかかりました。一日の終わりに、私はテーブルの組み立てを終え、それを試す準備ができました。

モーターをオンにし、デスクトップ電源の電圧をオンにしましたが...何も起こりませんでした。数分後、モーターが回転し始め、取得したベルトの歯がガタガタ鳴りました。これから2つの教訓を学びました。ベルトが明らかに機能していないことと、「高トルクのモーター」という言葉は「何でも持ち上げることができる」という意味ではありません。2番目のレッスンは、モーターが指と比べてどれだけ大きいかを確認することです。私のは小さいことが判明しました！

写真の左側はモーターとベルトです。右上はテーブルに取り付けられたモーターです（これについては後で詳しく説明します）。右下では、モーターはテーブルの所定の位置にあります。

適切なモーター

適切なモーターを選択するには、卓上を持ち上げるのに必要なトルクを計算する必要がありました。これがいかに簡単かということに驚きました。

T = F * r

$T = F * r$

トルクは、力にレバーアームの長さを掛けたものです。

さて、私はレバーアーム（これはテーブルハンドルです）を持っていました、レバーアームを簡単に回す力を計算することだけが必要でした。ミルクジャグをハンドルに結び付けてテーブルにロードし、レバーが回転し始めるまでジャグに徐々に水を追加しました。水差しがいっぱいになった状態でハンドルを上に回すことで、おもりがハンドルを回しやすいようにしました。レバーアームの長さは11cmで、必要な力は4ポンドであることがわかりました。これらの数値を式に代入すると、モーターは少なくとも19.95 kg / cmのトルクを生成する必要があることがわかりました。そして私は彼を探し始めました。

私はテーブルを不可逆的に作り直すことにしました。テーブルの真ん中を通るロッドが中空であることを私は知っていました。ツインシャフトモーターを探した後、ロッドをカットして、モーターを真ん中に置いて組み立て直すことができました。 20 kg / cmのトルクで2つのモーターを購入することで、テーブルを持ち上げるのに十分なトルクがあることを確認しました。

別の美しい土曜日に、私はテーブルを4つに分解し、ロッドを組み立てるときに使用できるようにモーターシャフトを切断しました。モーターに合うように金属にさらに穴を開けました。今回はベルトがありませんでした。モーターはロッドに直接接続されていて、穴はかなり大きかったです。夕方になると、机を組み立て直して事務用品を積み込みました。

上の2つの写真は、テーブルに完全に取り付けられたモーターです。下の2つの写真は、モーターの助けを借りてテーブルの長さに沿って走る一体型のロッドです。

モーターを接続して電源に接続しました。電源を入れると、テーブルが動くのが見えました！今回はモーターのサイズを正しく設定したので、自信がつきました。確かにエンジンのパワーを2倍にしましたが、エンジンが動くのを見るのは素晴らしかったです！

ただし、テーブルが遅いことを明確にしておきます。私は友人にテーブルの仕組みを示すためにビデオを撮影しましたが、テーブルがテーブルの上の位置を変えるので5分間見ないように、彼はビデオの時間加速をオンにする必要がありました。

売上高は重要です。最終版

ついに私はそれがすべてトルクと回転の2つに帰着することに気づきました。既知のトルクで十分な回転数のモーターを見つける必要がありました。

それほど難しくはありませんでした。ツインシャフトモーターは見つかりませんでしたが、シングルシャフトモーターをツインシャフトモーターに変える長方形のギアボックスを見つけました。

要するに、翌月は中国からのギアボックスを待つ月であり、待った後の次の土曜日は、適切な速度でテーブルを動かしていました。

最後のモーター自体が左側にあり、取り付けられているモーターが右側にあります。小さなハードウェアとたくさんのソフトウェア。

卓上の高さを制御するためだけに横たわっている、机の上の巨大な電源に満足していませんでした。また、テーブルの位置を前後に変えるために、ワイヤーを交換しました。小さな問題ですが、プロジェクトは理想的にはボタンを押すだけで、複数の高さのプリセットを持つように行われました。

ブルートゥース

最初の解決策は、Bluetoothをテーブルに追加することでした。結局のところ、家の中のほぼすべてのデバイスにNluetoothが搭載されているように見え、電話は私の机のようなものにとって便利な制御インターフェースのようです。

だから今、私はモーターコントローラーボード、北欧のNRF52ブルートゥースボード、距離センサーを手に入れ、コントローラーのファームウェアをいじり始めました。

記事の終わりに、私がプロジェクトのために書いたソフトウェアとファームウェアへのリンクを残します。コードについてお気軽にコメントしてください。私はプロのファームウェア開発者ではないので、ガイダンスを受け取りたいと思います。

簡単な紹介として：ESP32は、Arduinoライブラリを使用してC ++で記述され、電話のBLEターミナルアプリと対話します。 BLEのインストールと構成は非常に複雑です。まず、BLEを介して制御したい値のすべての特性を作成する必要があります。特性をコード内の変数と考えてください。 BLEは、変数を複数のハンドラーでラップして、その変数の値を取得および設定します。

次に、特性は独自のUUIDを持つサービスにパッケージ化されます。これにより、サービスが一意になり、アプリケーションから識別できるようになります。最後に、このサービスを広告ペイロードに追加して、デバイスがサービスを検出できるようにする必要があります。リモートデバイスがサービスに接続し、仕様を介してデータを送信すると、テーブルは、ユーザーが高さを別のプリセットに調整することを望んでいることを認識し、移動を開始します。

高さ調整のために、ワークトップには現在の高さを検出するTFMini-SLiDARセンサーがあります。これは楽しいセンサーです。実際にはレーザーである場合、LiDARと呼ばれます。光学系とLEDを使用して、赤外線の飛行時間を決定します。何らかの方法で、センサーはテーブルの高さを決定します。次に、制御盤は現在の高度と要求された高度の差を検出し、モーターを始動します。モーターは目的の方向に回転します。コードの主要部分の一部を以下に示しますが、ファイル全体をここで確認できます。

void setup()
{
   Serial.begin(115200);
   Serial2.begin(TFMINIS_BAUDRATE);
   EEPROM.begin(3); // used for saving the height presets between reboots

   tfminis.begin(&Serial2);
   tfminis.setFrameRate(0);

   ledcSetup(UP_PWM_CHANNEL, PWM_FREQUENCY, PWM_RESOLUTION);
   ledcAttachPin(UP_PWM_PIN, UP_PWM_CHANNEL);

   ledcSetup(DOWN_PWM_CHANNEL, PWM_FREQUENCY, PWM_RESOLUTION);
   ledcAttachPin(DOWN_PWM_PIN, DOWN_PWM_CHANNEL);

   state_machine = new StateMachine();
   state_machine->begin(*t_desk_height, UP_PWM_CHANNEL, DOWN_PWM_CHANNEL);

   BLEDevice::init("ESP32_Desk");
  ...

   BLEServer *p_server = BLEDevice::createServer();
   BLEService *p_service = p_server->createService(BLEUUID(SERVICE_UUID), 20);

   /* ------------------- SET HEIGHT TO PRESET CHARACTERISTIC -------------------------------------- */
   BLECharacteristic *p_set_height_to_preset_characteristic = p_service->createCharacteristic(...);
   p_set_height_to_preset_characteristic->setCallbacks(new SetHeightToPresetCallbacks());
   /* ------------------- MOVE DESK UP CHARACTERISTIC ---------------------------------------------- */
   BLECharacteristic *p_move_desk_up_characteristic = p_service->createCharacteristic(...);
   p_move_desk_up_characteristic->setCallbacks(new MoveDeskUpCallbacks());
   /* ------------------- MOVE DESK UP CHARACTERISTIC ---------------------------------------------- */
   BLECharacteristic *p_move_desk_down_characteristic = p_service->createCharacteristic(...);
   p_move_desk_down_characteristic->setCallbacks(new MoveDeskDownCallbacks());
   /* ------------------- GET/SET HEIGHT 1 CHARACTERISTIC ------------------------------------------ */
   BLECharacteristic *p_get_height_1_characteristic = p_service->createCharacteristic(...);
   p_get_height_1_characteristic->setValue(state_machine->getHeightPreset1(), 1);
   BLECharacteristic *p_save_current_height_as_height_1_characteristic = p_service->createCharacteristic(...);
   p_save_current_height_as_height_1_characteristic->setCallbacks(new SaveCurrentHeightAsHeight1Callbacks());
   /* ------------------- GET/SET HEIGHT 2 CHARACTERISTIC ------------------------------------------ */
  ...
   /* ------------------- GET/SET HEIGHT 3 CHARACTERISTIC ------------------------------------------ */
  ...
   /* ------------------- END CHARACTERISTIC DEFINITIONS ------------------------------------------ */
   p_service->start();

   BLEAdvertising *p_advertising = p_server->getAdvertising();
   p_advertising->start();

   xTaskCreate(
       updateDeskHeight,     // Function that should be called
       "Update Desk Height", // Name of the task (for debugging)
       1024,                 // Stack size
       NULL,                 // Parameter to pass
       5,                    // Task priority
       NULL                  // Task handle
   );
}

ファイルにはさらに多くのことが起こっていますが、このコードには何が起こっているのかを理解するのに十分なコンテキストがあります。手動での移動、プリセット値の設定と取得、そして最も重要なこととして、テーブルをプリセットに合わせるなど、すべての特性に対してすべてのBLEコールバックを作成および構成することに注意してください。

下の画像は、テーブルの高さを調整するための特性との相互作用を示しています。パズルの最後のピースは、現在のテーブルの高さ、ユーザーの希望する高さを認識し、これら2つの値を処理するステートマシンです。

だからついに私は自分がやりたいことを何でもするテーブルを手に入れました。高さをプリセットに保存し、メモリから高さを抽出して、テーブルをお気に入りの位置に設定することができました。BLEターミナルを使用しました電話とコンピューターで生のメッセージをデスクに送信し、その位置を監視できるようにしました。うまくいきましたが、BLEとの戦いが始まったばかりだと思いました。

裸のBluetoothインターフェイス...現時点で残っているのは、iOS用のアプリケーションの作成方法を学ぶことだけでした...

この後、妻はプロジェクト全体を変える何かを言いました。

かっこよくてGoogleアシスタントリストに新しいデバイスを追加することに加えて、テーブルを制御するためにiOSアプリケーションを作成する必要はありませんでした。そして、あなたはもはやあなたの電話が高さを調整するために手を伸ばす必要はありませんでした。別の小さな勝利！

モノのインターネットを追加する

それでは、Google Smart Homeを介してデスクを音声制御にアップグレードする方法と、Wi-Fi対応にする方法について説明しましょう。

Wi-Fiの追加は簡単でした。 NordicNRF52マイクロシステムをWiFi内蔵のESP32に交換しました。ほとんどのソフトウェアはC ++で記述されているため移植可能であり、現在のテーブルの高さを測定するために作成したtfmini-sを含め、両方のデバイスをPlatform.IOとArduinoライブラリでプログラムできました。テーブルとGoogleスマートホームの相互作用システムのアーキテクチャを以下に示します。私とGoogleのやりとりについて話しましょう。

そのため、Bluetoothがオンになっています。 Google SmartHomeを操作する方法を理解するときが来ました。このテクノロジーは、スマートホームアクションを使用して家を制御しました。彼女の行動で興味深いのは、サービスがクライアントではなくOAuth2サーバーとして機能することです。サーバーで行われた作業のほとんどは、Herokuに到達し、Googleと私のデスクの間でプロキシのように通信するOAuth2 Node.jsExpressアプリケーションを実装することでした。

私は幸運でした。2つのライブラリを使用した適切なサーバー実装がありました。最初のライブラリであるnode-oauth2-serverがここにあります。 Express接続用の2番目のexpress-oauth-serverライブラリがここにあります。

const { Pool } = require("pg");
const crypto = require("crypto");
const pool = new Pool({
   connectionString: process.env.DATABASE_URL
});

module.exports.pool = pool;
module.exports.getAccessToken = (bearerToken) => {...};
module.exports.getClient = (clientId, clientSecret) => {...};
module.exports.getRefreshToken = (bearerToken) => {...};
module.exports.getUser = (email, password) => {...};
module.exports.getUserFromAccessToken = (token) => {...};
module.exports.getDevicesFromUserId = (userId) => {...};
module.exports.getDevicesByUserIdAndIds = (userId, deviceIds) => {...};
module.exports.setDeviceHeight = (userId, deviceId, newCurrentHeight) => {...};
module.exports.createUser = (email, password) => {...};
module.exports.saveToken = (token, client, user) => {...};
module.exports.saveAuthorizationCode = (code, client, user) => {...};
module.exports.getAuthorizationCode = (code) => {...};
module.exports.revokeAuthorizationCode = (code) => {...};
module.exports.revokeToken = (code) => {...};

次は、Expressアプリケーション自体の構成です。以下はOAuthサーバーに必要なエンドポイントですが、ここでファイル全体を読むことができます。

const express = require("express");
const OAuth2Server = require("express-oauth-server");
const bodyParser = require("body-parser");
const cookieParser = require("cookie-parser");
const flash = require("express-flash-2");
const session = require("express-session");
const pgSession = require("connect-pg-simple")(session);
const morgan = require("morgan");

const { google_actions_app } = require("./google_actions");
const model = require("./model");
const { getVariablesForAuthorization, getQueryStringForLogin } = require("./util");
const port = process.env.PORT || 3000;

// Create an Express application.
const app = express();
app.set("view engine", "pug");
app.use(morgan("dev"));

// Add OAuth server.
app.oauth = new OAuth2Server({
   model,
   debug: true,
});

// Add body parser.
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }));
app.use(bodyParser.json());
app.use(express.static("public"));

// initialize cookie-parser to allow us access the cookies stored in the browser.
app.use(cookieParser(process.env.APP_KEY));

// initialize express-session to allow us track the logged-in user across sessions.
app.use(session({...}));

app.use(flash());

// This middleware will check if user's cookie is still saved in browser and user is not set, then automatically log the user out.
// This usually happens when you stop your express server after login, your cookie still remains saved in the browser.
app.use((req, res, next) => {...});

// Post token.
app.post("/oauth/token", app.oauth.token());

// Get authorization.
app.get("/oauth/authorize", (req, res, next) => {...}, app.oauth.authorize({...}));

// Post authorization.
app.post("/oauth/authorize", function (req, res) {...});
app.get("/log-in", (req, res) => {...});
app.post("/log-in", async (req, res) => {...});
app.get("/log-out", (req, res) => {...});
app.get("/sign-up", async (req, res) => {...});
app.post("/sign-up", async (req, res) => {...});
app.post("/gaction/fulfillment", app.oauth.authenticate(), google_actions_app);
app.get('/healthz', ((req, res) => {...}));
app.listen(port, () => {
   console.log(`Example app listening at port ${port}`);
});

コードはかなりたくさんありますが、要点を説明します。サーバーに使用される2つのOAuth2ルートは、/ oauth / tokenと/ oauth / authorizeです。これらは、新しいトークンを受信したり、期限切れのトークンを更新したりするために使用されます。次に、サーバーがGoogleのアクションに応答するようにする必要があります。 / gaction / fulfillmentエンドポイントがオブジェクトを指していることに気付くでしょう google_actions_app

。

Googleは特定の形式でサーバーにリクエストを送信し、それらのリクエストの処理に役立つライブラリを提供します。以下はGoogleとの通信に必要な機能であり、ファイル全体はここにあります。最後に、/ healthzエンドポイントがあります。これについては、記事の最後で説明します。

/ gaction / fulfillmentエンドポイントはapp.oauth.authenticate（）と呼ばれるミドルウェアを使用します。OAuth2サーバーを起動して実行するための大変な作業は、このミドルウェアを機能させることでした。 Googleから提供されたベアラトークンが既存のユーザーを参照しており、有効期限が切れていないことを確認します。次に、ルートは要求と応答をオブジェクトに送信します google_actions_app

。

Googleは特定の形式でサーバーにリクエストを送信し、それらのリクエストの分析と処理に役立つライブラリを提供します。以下はGoogleに連絡するために必要な機能ですが、ここでファイル全体を表示できます。

const { smarthome } = require('actions-on-google');
const mqtt = require('mqtt');
const mqtt_client = mqtt.connect(process.env.CLOUDMQTT_URL);

const model = require('./model');
const { getTokenFromHeader } = require('./util');

mqtt_client.on('connect', () => {
   console.log('Connected to mqtt');
});

const updateHeight = {
   "preset one": (deviceId) => {
       mqtt_client.publish(`/esp32_iot_desk/${deviceId}/command`, "1");
   },
   "preset two": (deviceId) => {
       mqtt_client.publish(`/esp32_iot_desk/${deviceId}/command`, "2");
   },
   "preset three": (deviceId) => {
       mqtt_client.publish(`/esp32_iot_desk/${deviceId}/command`, "3");
   },
};

const google_actions_app = smarthome({...});
google_actions_app.onSync(async (body, headers) => {...});
google_actions_app.onQuery(async (body, headers) => {...});
google_actions_app.onExecute(async (body, headers) => {...});
module.exports = { google_actions_app };

スマートアクションをGoogleアカウントに追加すると、Googleは同期リクエストを発行します。このリクエストにより、アカウントから利用できるデバイスを知ることができます。次はポーリングクエリです。Googleはデバイスにクエリを実行して、現在の状態を判断します。

スマートホームアカウントに最初にGoogleアクションを追加すると、Googleが最初に同期リクエストを送信し、次にポーリングリクエストを送信して、デバイスの全体像を取得します。最後のリクエストは、Googleがデバイスに何かをするように指示することを実行するためのリクエストです。

Googleスマートホームデバイスの「機能」（特性）

Googleは、デバイス固有の機能を使用して、デバイスを制御するためのUI要素をGoogleに提供し、音声制御通信テンプレートを作成します。一部の機能には、ColorSetting、Modes、OnOff、およびStartStopの設定が含まれます。アプリケーションでどの機能が最適かを判断するのに少し時間がかかりましたが、後でモードを選択しました。

モードは、N個の事前定義された値の1つ、または私の場合は高さのプリセットが選択されているドロップダウンリストと考えることができます。モードに「高さ」という名前を付けました。可能な値は「プリセット1」、「プリセット2」、「プリセット3」です。これにより、「ねえ、Googleさん、デスクの高さをプリセットに設定してください」と言ってデスクを制御できます。Googleは、対応する実行リクエストをシステムに送信します。Googleデバイスの機能について詳しくは、こちらをご覧ください。

実行中のプロジェクト

最後に、Google SmartHomeと私のコンピューターが通信を開始しました。その前は、ngrokを使用してExpressサーバーをローカルで実行していました。サーバーがようやく十分に機能するようになったので、いつでもGoogleで利用できるようにします。そのため、Herokuでアプリケーションをホストする必要がありました。これは、アプリケーションの展開と管理を容易にするPaaSプロバイダーです。

Herokuの主な利点の1つは、アドオンモードです。アドオンを使用すると、CloudMQTTとPostgresサーバーをアプリケーションに簡単に追加できます。 Herokuを使用するもう1つの利点は、組み立てと展開が簡単なことです。 Herokuは、使用しているコードを自動的に検出し、それをビルド/デプロイします。これについての詳細は、HerokuBuildpacksについて読むことで見つけることができます。私の場合、コードをgit remote Herokuにプッシュするたびに、すべてのパッケージがインストールされ、すべての開発依存関係が削除され、アプリケーションがデプロイされます。これらはすべて、単純な「git pushherokumain」コマンドで実行されます。

数回クリックするだけで、CloudMQTTとPostgresをアプリケーションで使用でき、これらのサービスをアプリケーションと統合するために必要な環境変数はわずかでした。ヘロクはお金を要求しなかった。ただし、CloudMQTTは、月額5ドルのサードパーティのアドオンです。

Postgresの必要性は自明だと思いますが、CloudMQTTはもっと注目に値します。

インターネットからプライベートネットワークへ。難しい方法

アプリケーション、または私の場合はIoTデバイスへのアクセスを提供する方法はいくつかあります。 1つ目は、ホームネットワークのポートを開いて、デバイスをインターネットに接続することです。この場合、Heroku Expressアプリは、パブリックIPアドレスを使用してデバイスにリクエストを送信します。これには、ESP32の静的IPだけでなくパブリック静的IPも必要になります。 ESP32はHTTPサーバーとしても機能し、Herokuからの指示を常にリッスンする必要があります。これは、1日に数回命令を受信するデバイスにとって大きなオーバーヘッドです。

2番目の方法は「ホールパンチ」と呼ばれます。これを使用すると、サードパーティの外部サーバーを使用して、ポート転送を必要とせずにデバイスをインターネットにアクセスできます。デバイスは基本的に、開いているポートを設定するサーバーに接続します。次に、外部サーバーから開いているポートを取得することにより、別のサービスがバックエンドに直接接続できます。最後に、この開いているポートを使用してデバイスに直接接続します。アプローチは完全に正しい場合とそうでない場合があります。私はそれに関する記事の一部しか読んでいません。

ホールパンチの内部では多くのことが起こっており、何が起こっているのか完全には理解していません。ただし、興味がある場合は、詳細を説明する興味深い記事がいくつかあります。ホールパンチをよりよく理解するために私が読んだ2つの記事があります：ウィキペディアそしてブライアン・フォードらによるMITからの記事。

インターネットからIoT経由のプライベートネットワークへ

私はこれらの解決策にあまり満足していませんでした。たくさんのスマートデバイスを自宅に接続しましたが、ルーターでポートを開く必要がなかったため、ポート転送はありませんでした。また、穴を開けるのは私が探しているものよりはるかに難しいようで、P2Pネットワークに適しています。さらなる調査の結果、MQTTを発見し、それがIoTのプロトコルであることを知りました。低消費電力、構成可能な障害耐性などのいくつかの利点があり、ポート転送を必要としません。MQTTはパブリッシャー/サブスクライバープロトコルです。つまり、テーブルは特定のトピックのサブスクライバーであり、Herokuアプリケーションはこのトピックのパブリッシャーです。

そのため、GoogleはHerokuに連絡し、このリクエストを分析して、リクエストされたデバイスとその新しい状態またはモードを判別します。次に、Herokuアプリは、HerokuへのアドオンとしてデプロイされたCloudMQTTサーバーにメッセージを公開し、テーブルに新しいプリセットに移動するように指示します。最後に、テーブルはトピックをサブスクライブし、Herokuアプリによって投稿されたメッセージを受信します。最後に、テーブルは要求に応じて高さを調整します。 googleactionsappファイルには、特定のデバイスIDに対して1つのMQTT番号を公開するupdateHeight関数があることがわかります。これは、Herokuアプリケーションがテーブル移動要求をMQTTに公開する方法です。

最後のステップは、ESP32でメッセージを受信し、テーブルを移動することです。以下のテーブルコードのハイライトのいくつかを紹介します。すべてのソースコードはここにあります。

void setup()
{
 Serial.begin(115200);
...
 tfminis.begin(&Serial2);
 tfminis.setFrameRate(0);

...

 state_machine = new StateMachine();
 state_machine->begin(*t_desk_height, UP_PWM_CHANNEL, DOWN_PWM_CHANNEL);

 setup_wifi();

 client.setServer(MQTT_SERVER_DOMAIN, MQTT_SERVER_PORT);
 client.setCallback(callback);
...
}

テーブルがロードされると、最初にTFMini-S（距離センサー）間の通信を開始して、現在のテーブルの高さを取得します。次に、テーブル移動用のステートマシンをセットアップします。ステートマシンはMQTTを介してコマンドを受信し、ユーザーの要求を距離センサーによって読み取られた実際のテーブルの高さに一致させる役割を果たします。最後に、Wi-Fiネットワークに接続し、MQTTサーバーに接続して、サブスクライブしているMQTTトピックで受信したデータのコールバックを設定します。以下に、コールバック関数を示します。

void callback(char *topic, byte *message, unsigned int length)
{
 ...

 String messageTemp;

 for (int i = 0; i < length; i++)
 {
   messageTemp += (char)message[i];
 }

 if (messageTemp == "1") {
   state_machine->requestStateChange(ADJUST_TO_PRESET_1_HEIGHT_STATE);
 }

 if (messageTemp == "2") {
   state_machine->requestStateChange(ADJUST_TO_PRESET_2_HEIGHT_STATE);
 }

 if (messageTemp == "3") {
   state_machine->requestStateChange(ADJUST_TO_PRESET_3_HEIGHT_STATE);
 }
...
}

ステートマシンは、MQTTトピックで受信した状態変更を登録します。次に、メインループで新しい状態を処理します。

void loop()
{
 if (!client.connected())
 {
   reconnect();
 }
 client.loop();
 state_machine->processCurrentState();
}

メインループはいくつかのことを行います。最初に、まだ接続されていない場合はMQTTサーバーに再接続します。次に、MQTTトピックを通じて受信したすべてのデータを処理します。最後に、コードは、テーブルトップをMQTTトピックで要求された目的の場所に移動することによって機能します。

それで全部です！テーブルは完全に音声制御されており、コマンドを受信するためにGoogleと通信します。

次は何ですか？

カウンタートップの高さは、せいぜい信頼性の低い方法で測定されるようになりました。私は一般的に動作する赤外線距離センサーTFMini-Sを使用しています。部屋の周囲の照明が変化する日中、テーブルの高さがわずかに変化することに気づきました。テーブルを通るロッドの回転数をカウントする回転角度センサーを注文しました。これにより、1日中いつでもより正確な動きが得られるはずです。地下でホストしているサーバーにもアクセスできます。その上で、自分で何かをホストしたい場合は、自分のMosquitto MQTTサーバー、 Node-RED、およびExpressOAuth2アプリケーションを探索できます。最後に、すべての電子機器が私の机の上にあります。すべてがきれいになるようにデバイスを整理する予定です！

記事を読んでくれてありがとう！便宜上、すべてのリンクを示します。

C ++開発者

高さ調節可能なデスクをIoTデスクに変えた方法