Pametni razvodnik temeljen na Beaglebone Black i OpenHAB: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

!!!!! Igranje sa mrežom (110/220V) je opasno, budite VEOMA VEOMA oprezni !!!

Postoje neki postojeći pametni dizajni razvodnika zasnovani na "Raspberry Pi" i dva Arduina, što je prikazano na slici "Stari dizajn".

Ovaj novi dizajn razlikuje se od ovih starih na dva načina:

1. Budući da Raspberry Pi može kontrolirati nRF24 koristeći svoj vlastiti SPI, nije efikasno stavljati Arduino između. Također preferiram Beaglebone Black ploču jer je jeftina i moćna, a posebno ima više dostupnih perifernih uređaja (poput GPIO, SPI) od Raspberry Pi.
2. U starim modelima jedini način kontrole razvodnika je putem web sučelja (tj. OpenHAB). Međutim, vrlo je nezgodno to učiniti ako je razvodnik pri ruci. Stoga u ovom dizajnu razvodnik ima zasebni prekidač za svaku utičnicu, a ljudi mogu uključiti/isključiti svaku utičnicu sa ili bez OpenHAB -a (ako je s OpenHAB -om, status na OpenHAB -u će se ažurirati kad god se prebaci fizički prekidač).

Korak 1: Demo

Korak 2: Pregled

Moj pametni razvodnik sastoji se od dva dijela: pristupnika i razvodnika (prikazano na slici "Moj dizajn").

Strana pristupnika uključuje:

1. Crna ploča Beaglebone
2. Modul nRF24L01+
3. OpenHAB + MQTT (sabirnica poruka)

Strana razvodnika uključuje:

1. Tri standardne kombinacije prekidača i utičnica (sa kutijom od 3 člana)
2. Arduino pro mini ploča
3. Modul nRF24L01+
4. Tri relejna modula

Detalji će biti obrađeni u sljedećim koracima.

Korak 3: Gateway - hardver

Materijali:

Crna ploča Beaglebone

Modul nRF24L01+

Kondenzator od 10uF (RadioShack, ebay itd.), Za poboljšanje pouzdanosti prijema.

Ovdje pokazujem vezu između Beaglebone Black i radio modula. Prikazujem i svoj krug za to, ali će i matična ploča odraditi posao.

Za korištenje SPI i nRF24 modula u Bealebone crnoj boji potrebna su dva koraka.

1. Omogućite SPI na Beaglebone Black
2. NARUČITE NRF24L01+ RADIOS KOJI RADE NA BEAGLEBONE CRNOM

Korak 4: Gateway - softver

Što se tiče softvera za Beaglebone Black, ukupna struktura prikazana je na slici 1.

Budući da na njemu radi Debian, vrlo je jednostavno instalirati softver pomoću naredbe apt-get.

OpenHAB je zasnovan na Javi, pa je potrebno instalirati Java VM. Za detalje pogledajte instalaciju OpenHAB-a (to je za Raspberry Pi, ali apt-get radi za obje ploče). Da biste omogućili MQTT za OpenHAB, datoteku "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" potrebno je staviti u mapu "addons" u izvornoj mapi OpenHAB. Potrebne su tri konfiguracijske datoteke (u prilogu ispod), gdje "openhab.cfg", "test.sitemap" i "test.items" treba staviti u mapu "konfiguracije", "konfiguracije/karte web stranice" i "konfiguracije/stavke", respektivno. Zatim se OpenHAB može pokrenuti upisivanjem "./start.sh".

Za MQTT sabirnicu koristim Mosquitto koji je MQTT posrednik otvorenog koda. Mosquito verzija na apt-get prilično je stara, pa preuzimam izvorni kod za kompajliranje i instaliranje.

1. Preuzmite izvorni kod sa službene web stranice iznad.
2. U mapi izvornog koda stvorite novu mapu pod nazivom "build".
3. Idite na "build", upišite "cmake.."
4. Zatim se vratite u gornju mapu, upišite "make" i "make install"

Konačno, program gateway je most između MQTT sabirnice i nRF24 modula, a arhitektura je prikazana na slici 2. Postoje dva reda, svaki za jedan smjer (tj. Jedan za kontrolni CMD od OpenHAB -a do razvodnika, jedan za obrnuti smjer). U osnovi to je jednostavna implementacija logike proizvođača/potrošača. Izvorni kod gatewaya možete pronaći ovdje, on koristi neke C ++ 11 funkcije (za instaliranje novijeg GCC -a na Beaglebone Black, pogledajte ovaj članak) i pretpostavlja da je instaliran nRF24 lib (pogledajte prethodni korak).

Korak 5: Razvodnik - hardver

Materijali:

Arduino pro mini ploča.

Modul nRF24L01+.

Kondenzator od 10uF (RadioShack, ebay itd.) Za poboljšanje pouzdanosti prijema.

Tri 10K otpornika (RadioShack, ebay itd.), Za prebacivanje.

Tri relejna modula.

Tri standardne kombinacije prekidač/utičnica i kutija, kupio sam ih od Lowea.

Modul 110vac do 5vdc, za napajanje Arduina i releja.

Pad od 5Vdc do 3Vdc, za napajanje nRF24.

Veza je prikazana na slici 1.

!!!!! Ako želite koristiti istu kombinaciju prekidača/utičnica kao ja, pazite da prekinete "prekid" na njoj (vidi sliku 2) !!!!! Ovo je izuzetno važno ili možete uništiti cijeli svoj krug !!!!

Slika 3 prikazuje gotov razvodnik, kao što vidite, prilično je neuredan u kutiji (budući da ne mogu pronaći dovoljno veliki vanjski razvodnik s pojedinačnim prekidačem za upotrebu), ali radi ^_ ^!

Korak 6: Power Strip - softver

Koristim istu biblioteku nRF24 za Arduino kao i za Beaglebone Black (ovdje je mapa librf24-bbb za Beaglebone Black, dok je ona u korijenskoj mapi za Arduino), ali možete koristiti i snažniju/moćniju verziju za Arduion u ovdje.

Moj izvorni kod za stranu razvodnika je ovdje priložen, molimo vas da upotrijebite Arduino IDE (ili bilo koju drugu alternativu) i ispravnog programera da ga instalirate na Arduino pro mini.

Korak 7: Zaključak

Uživajte !!!