LED-Lichter per Alexa mit Arduino Yún steuern – Smart-Home-Tutorial

Komponenten und Materialien

Arduino Yún	1
Amazon Alexa Echo	1
LED (generisch)	1
Micro-SD-Karte	1

Apps und Online-Dienste

• Amazon Web Services (AWS) IoT
• AWS Lambda
• Alexa Skills Kit

Projektüberblick

Dieses Projekt verbindet ein Arduino Yún Board mit einem Alexa Smart Home Skill (v3). Die Architektur besteht aus:

• Alexa Smart Home Skill (v3)
• AWS Lambda Funktion
• AWS IoT Thing (Thing Shadow)
• Arduino Yún, das die Thing-Shadow-Deltas abonniert

Das folgende Diagramm zeigt den Datenfluss beim Einschalten des Lichts:

Gehen Sie jeden Schritt einzeln an und testen Sie zwischendurch. Nichts ist übermäßig komplex, aber die vielen Verzweigungen können anfangs verwirren. Planen Sie pro Schritt ca. 1+ Stunden ein.

Schritt 1: Smart Home Skill & Lambda erstellen

Erstellen Sie einen Smart Home Skill und eine Lambda-Funktion und verknüpfen Sie beide. Folgen Sie dem offiziellen Tutorial – besonders den LWA-Schritten für Client-ID und Client-Secret. Nutzen Sie Python 2.7 (das Tutorial verwendet 3.6). Kopieren Sie nur den handle_discovery-Teil aus meiner Lambda-Funktion.

Erfolg: Im Alexa-Dashboard das neue Gerät erkennen („Discover“).

Schritt 2: AWS IoT Thing anlegen

Erstellen Sie ein IoT Thing gemäß AWS-Anleitung. Wir nutzen den Thing Shadow – eine Kopie des Gerätestatus plus gewünschte Änderungen. Der Arduino abonniert den Delta-Feed.

Laden Sie unter „Security“ öffentliche/private Keys, Zertifikat und Root-CA herunter und aktivieren Sie das Zertifikat. Im „Shadow“-Tab fügen Sie folgende Eigenschaft hinzu:

{ "reported": { "light": "on" } }

Schritt 3: Lambda mit Thing verbinden

Aktualisieren Sie den Lambda-Code so, dass er den Thing Shadow aktualisiert. Übernehmen Sie meinen vollständigen Lambda-Code, behalten Sie aber Ihre Discovery-Änderungen. Die IAM-Rolle der Lambda-Funktion benötigt AWSIoTFullAccess-Berechtigung.

Testen Sie in der Lambda-Konsole mit den Directives TurnOn und TurnOff (v3-JSON). Der Thing Shadow sollte den gewünschten Status widerspiegeln.

Schritt 4: Arduino Yún einrichten

Richten Sie die Yún-Hardware ein (offizieller Guide oder dieser Guide). Windows-Nutzer: SD-Karte als FAT32 formatieren (nicht exFAT). Ethernet-Verbindung erleichtert den ersten Zugriff auf die Upgrade-Seite; danach funktioniert WLAN.

Erfolgreich, wenn Sie per SSH auf die Yún zugreifen können (df -h zeigt die SD-Karte) und der Blink-Sketch läuft.

Schritt 5: Yún mit AWS IoT verbinden

Installieren Sie das AWS Arduino IoT SDK und führen Sie das ShadowThing-Beispiel aus (Datei → Beispiele → AWS-IoT-Arduino-Yun-Library). Bearbeiten Sie aws_iot_config.h mit Ihren Endpunkten und Zertifikatsnamen.

Serielle Ausgabe sollte erfolgreiche Verbindung anzeigen. Änderungen im IoT-Dashboard → Thing Shadow → Delta-Benachrichtigung im Serial Monitor.

Bei Problemen: Zertifikatspfade prüfen, Root-CA-Datei korrekt erstellt?

Schritt 6: Shadow-Änderungen auf Arduino verarbeiten

Kopieren Sie meinen Sketch (im Code-Bereich). Er basiert auf dem ThingShadow-Beispiel und reagiert speziell auf Änderungen des Keys light. Je nach Wert („on“/„off“) werden alle Pins im ledArray auf HIGH/LOW gesetzt. Pin 13 (Onboard-LED) ist enthalten – funktioniert also auch ohne externe LEDs.

Für einen LED-Würfel: Siehe dieses Projekt für Verdrahtung und Pin-Nummern im ledArray eintragen.

Schritt 7: Testen & Feiern

Fragen Sie Alexa, das benutzerdefinierte Gerät ein-/auszuschalten. Klappt es nicht, testen Sie über Lambda-Testfunktionen (mehr Debug-Info).

Geschafft! Arduinos können fast alles – jetzt per Sprachbefehl. Die IoT-Welt steht Ihnen offen.

Code

Lambda-Funktion (Python) und Arduino-Sketch (.ino/.h) sind als Gist verfügbar: