Điều khiển góc nghiêng mành sáo bằng Servo qua Home Assistant

Mình muốn điều khiển góc nghiêng của bộ mành sáo 2 inch thông qua Home Assistant bằng ESPHome. Ban đầu mình dùng động cơ bước 28BYJ-48, dù chạy được nhưng lực kéo khá yếu, phải dùng thêm bộ giảm tốc mới đủ sức kéo bộ mành lớn. Động cơ Nema 17 sẽ cho mô-men xoắn tốt hơn nhưng lại khó lắp vừa vào thanh ray phía trên. Trong tương lai, mình sẽ thiết kế phiên bản dùng Nema 17. Thanh ray mành nhà mình rộng khoảng 47mm và cao 50mm, sử dụng trục vuông 6.4mm để xoay lá mành.

Mình đã đính kèm mã nguồn ESPHome dùng để tạo thanh trượt (slider) trên Home Assistant nhằm điều khiển mành, mặc dù đa phần mình sẽ tự động hóa hoàn toàn.

Phần giá đỡ servo này vừa với hầu hết các loại servo mô-men xoắn cao trên Amazon với kích thước cơ bản 40mm x 20mm. Đây là loại servo mình đã dùng: https://www.amazon.com/dp/B076CNKQX4

Có hai phiên bản của phần giá đỡ servo, một loại có khe đi dây và một loại không. Mình chọn cách cắt một khe ở đáy vỏ servo để luồn dây ra phía dưới, giúp dây không bị cấn ngược lên trên mà hướng ra phía sau. Bạn có thể tùy chọn cách lắp phù hợp.

Bạn sẽ cần cắt bớt một nửa giá đỡ trên servo (khoảng 3mm) ở một bên để nó vừa với thanh ray. Đừng dùng các bộ phận chuyển đổi (splines) in 3D gắn vào servo vì lực tác động rất lớn sẽ làm gãy nhựa ngay. Mình đã tận dụng tay đòn kim loại đi kèm servo, nhưng phải cắt bớt khoảng 6mm để nó không va chạm bên trong thanh ray. Bộ chuyển đổi "Blind Shaft to Servo Adapter" sẽ khớp với lỗ vít của tay đòn servo. Bạn cần hai ốc vít máy 3mm x 0.5mm x 8-10mm để cố định bộ chuyển đổi vào tay đòn.

Mã nguồn của mình chạy trên ESP8266, nhưng bạn có thể chỉnh lại cho ESP32 bằng cách thay đổi giá trị platform trong cấu hình.

Mình chạy servo trực tiếp từ nguồn 5V trên ESP8266 bằng củ sạc USB 2A. Nếu dùng chân D0 cho servo, bạn có thể hàn chân cắm 3 chấu vào ESP8266 ở các chân 5V, GND và D0, sau đó đổi cực âm dương trên đầu cắm servo là cắm thẳng vào mạch được. Không cần thêm chân nào khác, chỉ cần cấp nguồn cho ESP và servo qua cổng USB.

Mình dùng loại ESP này: https://www.amazon.com/gp/product/B096S314RY

Mình luồn dây servo qua lỗ vuông có sẵn của cơ chế xoay cũ trên thanh ray. Sau đó, mình dùng băng dính hai mặt dán ESP bên ngoài thanh ray ngay vị trí lỗ vuông, rồi dùng keo nến dán nắp che lên mạch. Dây USB thì chạy dọc theo khung cửa sổ. Mình không để ESP bên trong thanh ray vì sợ cản sóng WiFi, nhưng nếu nhà bạn bắt sóng tốt thì cứ để bên trong cho gọn cũng không vấn đề gì.

Lưu ý nhỏ: Bạn cần cắt bớt một đầu của trục xoay vuông để mọi thứ khớp với nhau. Tất nhiên là bạn cũng phải tháo hết các cơ chế xoay cũ ra trước khi lắp.