打造Homekit 车库卷帘门控制器

一次出差回家没带钥匙被锁在大门外蹲了几小时，蹲着的时候想到要是手机直接遥控车库进入该多好。本来考虑在某宝上直接买一个，结果大部分都是传统的遥控器控制或者是价格动辄3位数的控制器套件，并没有直接针对车库的产品。而且不得不说homekit的配件实在是太贵了。于是萌生了DIY一个控制器方案的想法。

最终效果如下视频展示：

画质不好请大家见谅。刚开始在选择方案时获得信息太少，现在对比张大妈上大佬的设计，再回看自己的设计有些过于简单粗暴。 整个方案物料模块的成本约在60块左右(不算前期投入的钱)，改装成本比较小，插到原有遥控器控制盒边上的上下停插口就好。实现的内容也仅仅是车库遥控器按一下的事情 。不过好歹以后出门不用带钥匙了，贵在实用 。这个项目所有代码和软硬设计都放到了Github上了。

这篇打造文章也是我第一次在张大妈上发稿，可能有很多疏忽之处，也请各位客官老爷见谅 。

操作

0.前提条件

设备前提要求：局域网有一个NAS，确保你对NAS有绝对的访问权限。这个会拿来充当homebridge服务器。当然如果有树莓派、废旧老电脑服务器等等之类的都可以，只要能跑nodejs就好了。

1.方案设计

整个设计从顶端到设备的软件整体链路 Siri<---->Homekit<---->Homebridge<---->控制器

整个网络的拓补图如下

对于终端的车库卷帘门执行硬件设计如下

2.操作

整个制作要分为几个部分，大纲如下

1. （服务器）安装nodejs，大致了解nodejs语法
   

2. （服务器）了解homebridge及安装homebridge

3. （服务器）编写homebridge插件
   

4. （硬件）器件选型

5. （硬件）绘制电路(或者硬肛搭线)

6. (硬件) 编程

   
   

2.1 安装 Nodejs

关于Nodejs安装可以直接看Nodejs安装教程。

Node.js 安装配置 | 菜鸟教程Node.js 安装配置 本章节我们将向大家介绍在window和Linux上安装Node.js的方法。 本安装教程以Node.js v4.4.3 LTS(长期支持版本)版本为例。 Node.js安装包及源码下载地址为：https://nodejs.org/en/download/。 你可以根据www.runoob.com直达链接

2.2 了解Homebridge及安装homebridge

如果还不知道homebridge是啥，可以看一下官方Github页面对homebridge的说明。基本上homebridge是一个轻量化的Nodejs服务器，它能模拟IOS Homekit API，他通过插件来支持第三方设备。

https://github.com/nfarina/homebridge

homebridge项目中没有提供多少关于编写插件的文档。这是作者自己说的

We don’t have a lot of documentation right now for creating plugins, but there are many existing plugins you can study.

要不是这个项目，我估计也不会碰js代码 。homebridge基本就是插件+框架的结构。如果多了一个设备，可以通过编写对应的插件。我们可以在npm中看到各式各样的插件，包括开关空调车库等。了解了这些后我们就可以进行插件的编写。我们的目标是增加车库的控制器，当然需要仔细啃一下这部分代码。整个车库的开关都是由一个叫GarageDoorOpener实现的，这个类是在HAP中实现，提供给各个插件相关接口。有大量的作者编写了类似的车库控制器插件在npm上。大家可以作为参考。

https://www.npmjs.com/search?q=homebridge-garage&page=1&ranking=optimal

当然本项目中做法简单粗暴，在了解基本语法后，编写了一个很简单的插件。它的作用只有一个，将收到的homekit对车库操作通过TCP协议转发给车库门控制器。

查看代码

https://github.com/xifengzui/homebridge-garage2Arduino/tree/master/homebridge%20plugins/homebridge-garage2arduino

2.4 器件选型

这里罗列了用到的所有模块，整个器件选型过程基本就是淘宝 ，积木模块搭起来就可以实现作品。

ESP8266串口WIFI无线模块WIF收发无线模块 价格 9.4

Arduino Nano V3 ATMega328P 价格 9.2

4路带继电器光耦模块 价格 6.59

220V转5V电源模块 价格 10.5

电源3脚插座 价格 5

电源3脚插母 价格 4.5

触摸按钮 价格 2.6

旋转编码器 价格 5

5V转3.3V DCDC电源模块 价格 4

6pin排线 价格 0.6

中景园0.96寸OLED显示屏 价格 14.5

其实我在前几天才发现，用Arduino不是最好的方案，现在很多厂家推出了集成8266的模块诸如NodeMcu，做起来应该更加方便，但自己选的型，含泪也要做完 。

2.5 绘制电路板

为了让这些模块好好呆着,且看起来美观点，花了一点儿时间画了一块小板子，软件使用Altium Designer 14 AD14是一款常用的制版软件。 如果想点一下制版技能点，不妨去学习一下相关教程，大佬请无视。

Altium Designer视频教程-我要自学网我要自学网-Altium Designer 教学视频www.51zxw.net直达链接

电路的软硬件及BOM信息都已经放到了

https://github.com/xifengzui/homebridge-garage2Arduino/tree/master/PCB%20Layout

打样时间约为3天，之后需要做一些焊接工作。需要电烙铁及焊锡丝装备。烙铁推荐日本白光烙铁，热插拔不是梦。丝印都已经画清楚所有的位置，肯定不会插错。

如果你想要可以直接给我消息我这里打样板子还有的多，到付。

你可以自行选择制作加工，现在打样厂商非常多,了解一下就可以知道，制作5块左右的裸露电路板价格大约在50块左右。

2.6 硬件编程

如果你还不知道arduino可以参考下

https://zh.wikipedia.org/wiki/Arduino

整个硬件编程主要实现三个部分。如果你对这块不感兴趣，可以直接跳过，拿到代码使用Arduino 1.8+ IDE直接烧写就好了。

打开工程

选择正确的型号

选择正确的端口，烧写。

如果你第一次使用Arduino，那则仍然需要一个正确的入门姿势。入门教程:

https://www.arduino.cn/thread-3451-1-1.html

整个设计分为

1. 软件层次设计
   

2. 菜单设计

3. 协议设计

   
   

2.6.1 软件层次设计

整个软件设计层次为

其中因为按钮和屏幕与菜单关系密切，所以它们直接与菜单在合在一起。剩下的wifi e2prom及继电器只与逻辑有关。

这里用到的代码github地址为

https://github.com/xifengzui/homebridge-garage2Arduino/tree/master/Arduino%20Code/GC_main

做了比较详细的注释说明。

2.6.2 菜单设计

在菜单设计时，分别为车库的上下时间设置和wifi参数设置。wifi参数包括SSID 密码 服务器IP等参数。具体可以查看视频

菜单的生成逻辑在代码中有详细说明。

2.6.3 协议设计

协议设计的非常简单，设备请求服务器状态-->服务器响应状态(开-关-停)--->设备执行状态

如果与服务器断开连接，设备会尝试重连。走的TCP协议。

3.总结

整个DIY过程大致如上所述。做到一半的时候一个小伙伴买了一个 3d打印机，搞得我心痒痒，也败了一个3D打印机。

打印时候失败了几次，不过总体效果可以接受。delta打印机速度比xyz会快一些。不过尺寸偏差会难调一些。模型文件已经放到Github上,使用sketchup设计。

https://github.com/xifengzui/homebridge-garage2Arduino/tree/master/3D%20Model