Domáce zariadenie Malinový monitor napájania založený na maline PI: 14 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Toto bol malý projekt, ktorý som monitoroval spotrebu energie jednotlivých spotrebičov v okolí domu a zobrazoval grafy ich spotreby energie v priebehu času. Je to vlastne jeden z jednoduchších projektov založených na Raspberry PI, ktoré som vykonal, bez spájkovania alebo hackovania otvorených produktov. Nemusí to byť projekt Raspberry PI, mohol by byť ľahko vykonaný na linuxovom boxe alebo možno Windows.

Cena je 50 AUD za sadu 4 monitorov napájania/inteligentných zástrčiek a cena za Raspberry PI. To môže bežať na Pi Zero alebo pôvodnom PI, aj keď som zistil, že je to trochu pomalé. Jediné ďalšie PI, ktoré mám, je PI 3 a považoval som ho za veľmi elegantný, takže by som to odporučil. Ak to chcete spustiť na staršom PI, môžete znížiť frekvenciu zberu údajov (používal som 10 sekúnd).

Tento projekt má tiež ďalšiu výhodu alebo uvoľňuje inteligentnú zástrčku z firmvéru výrobcov, takže nemusíte používať ich konkrétne aplikácie a cloudové služby. Môžu byť teda použité s Home Assist alebo len s vašimi vlastnými python skriptmi.

Upozorňujeme, že predpokladám, že viete, ako nainštalovať operačný systém na PI, pripojiť sa k nemu a spustiť niekoľko základných príkazov Linux. Tiež predpokladám, že viete, ako nájsť IP adresu vášho inteligentného konektora, keď sa pripojí k vášmu WiFi.

Zásoby

2 alebo 4 balenia inteligentných zástrčiek odtiaľto:

www.kogan.com/au/buy/kogan-smarterhome-sma…

1 malina PI

Zručnosti:

Možnosť nastavenia malinového PI

Základný príkazový riadok Linuxu

Textový editor ako vi alebo nano (nano je užívateľsky príjemnejšie, vi je rýchlejšie, keď sa s ním zoznámite)

Schopnosť nájsť IP zariadení vo vašej sieti.

Krok 1: Kúpte si niekoľko inteligentných zásuviek

Inteligentná zástrčka, ktorú som použil, bola odtiaľto:

www.kogan.com/au/buy/kogan-smarterhome-sma…

Všimnite si toho, že existuje celá škála kompatibilných inteligentných zástrčiek, väčšina (všetky?) Sú zariadenia založené na ESP8266 (WEMOS) a veľmi ľahko sa blikajú. Uistite sa, že si zaobstaráte niečo, čo má monitorovanie napájania, ako ho mnohí nemajú. Táto stránka zobrazuje veľký zoznam kompatibilných zariadení:

templates.blakadder.com/plug.html

Krok 2: Blikanie zariadenia

Táto časť bola prekvapivo jednoduchá. V zásade stačí stiahnuť softvér, spustiť ho a krok za krokom vás prevedie.

Na to budete potrebovať Raspberry PI alebo Linux box s WiFi. Budete musieť mať primárne pripojenie k tomuto zariadeniu, NIE JE to WiFi. Pre môj PI3 to bolo jednoduché, pretože som bol pripojený cez ethernet. Ak máte PI Zero, budete musieť prepojiť starodávny spôsob s klávesnicou a monitorom.

Predpokladám, že viete, ako nastaviť PI a pripojiť sa k nemu pomocou SSH alebo klávesnice, takže tým nebudem prechádzať. Ak si nie ste istí, existuje na webe množstvo návodov.

Skôr než začneme, trochu pozadia na zariadeniach. V Číne existuje spoločnosť s názvom Tuya, ktorá pumpuje inteligentné zástrčky pre rôznych zákazníkov. Prispôsobujú sa rôznym zákazníkom a poskytujú predvolený firmvér a umožňujú spoločnostiam vykonávať vlastné úpravy. Problém je v tom, že ak máte veľa produktov od rôznych dodávateľov, budete musieť spustiť mnoho aplikácií, z ktorých niektoré fungujú lepšie ako ostatné. Blikaním firmvéru s otvoreným zdrojovým kódom sa od toho všetkého oslobodíte. To je teda dobré pre všeobecnú domácu automatizáciu.

Takže…. bez ďalších okolkov uvádzame tieto pokyny:

1) Spustite tieto príkazy na PI, čím sa nainštaluje požadovaný softvér.

# git clone https://github.com/ct-Open-Source/tuya-convert# cd tuya-convert#./install_prereq.sh

2) Zapojte inteligentnú zástrčku do napájania

3) Zapnite ho tlačidlom

4) Podržte vypínač, kým nezačne blikať modré svetlo

5) Počkajte 10 sekúnd. Nie je to podstatné, ale zistil som, že to funguje lepšie, ak áno.

6) Spustite tento príkaz

./start_flash.sh

Odtiaľto už len postupujte podľa pokynov, až na koniec zvoľte „2. Tasmota“. Existuje možnosť iného firmvéru, ale neskúšal som to, takže si nie som istý, ako to je.

Všimnite si toho, že som to musel urobiť viackrát, najskôr som si myslel, že som zariadenie zamuroval, nemal som žiadne svetlá, žiadne cvakanie relé, žiadne známky života. Ale vypol som to a znova spustil posledný príkaz a fungovalo to. Musel som to urobiť s 3 zo 4 zariadení, ktoré som flashoval, iba jedno prešlo priamo, myslím, že kvôli kroku 5.

Kompletný návod tu:

github.com/ct-Open-Source/tuya-convert

Krok 3: Prvé pripojenie k firmvéru

Akonáhle nasadíte tasmotu na zariadenie, nebude to prejavovať veľa známok života. Dôvodom je to, že je potrebné ho nakonfigurovať. Je to celkom jednoduché, zistil som, že je najlepšie to urobiť pomocou telefónu. Kroky sú:

1) Vyhľadajte prístupové body WiFi

2) Pripojte sa k označenému tasmota_xxxx (kde x sú čísla)

3) Telefón by vás mal nasmerovať na predvolenú stránku, ak nie prejdite na adresu 192.168.4.1

Na niektorých telefónoch vám môže byť zobrazená správa „žiadny prístup na internet, chcete zostať v spojení“, vyberte možnosť Áno.

4) Na stránke, ktorá sa otvorí, zadajte do prvých 2 políčok názov vašej siete WiFi a heslo. Kliknutím na možnosť zobrazíte heslo a trikrát skontrolujete, či ste zadali správne heslo. Ak ste zadali nesprávne heslo, verím, že vrátiť sa na túto konfiguračnú obrazovku môže byť náročné. Môžete tiež vyhľadávať siete WiFi, aj keď zrejme stále musíte zadať heslo.

5) Konektor by sa teraz mal pripojiť k vašej sieti WiFi. Budete musieť prejsť na konfiguračnú stránku smerovača a nájsť IP svojho zariadenia.

6) Otvorte na počítači webový prehliadač a prejdite na stránku https:// [device_ip] Mali by ste vidieť konfiguračnú obrazovku z Tasmota.

Gratulujeme, úspešne ste zapojili zástrčku.

Krok 4: Konfigurácia zásuvky

Spoločnosť, ktorá tieto zariadenia vyrába, zrejme vyrába 10 000 zariadení s mnohými rôznymi konfiguráciami. Práve sme aktualizovali nový firmvér a firmvér nevie, na aké zariadenia bol flashovaný. Takže kým niečo bude fungovať, budeme to musieť nakonfigurovať. Aby sme to urobili, musíme nájsť podrobnosti o našom zariadení na webe a načítať konkrétnu konfiguráciu.

Za týmto účelom nájdite svoje zariadenie na tejto stránke:

templates.blakadder.com/plug.html

Konfigurácia pre zariadenie, ktoré som použil, je tu:

templates.blakadder.com/kogan-KASPEMHUSBA….

Aby sme nastavili konfiguráciu, skopírujeme text pod Šablóna. V tomto prípade je to:

Potom

1) Prejdite na stránku konfigurácie zariadenia https:// [IP inteligentného konektora]

2) Kliknite na položku Konfigurovať, nakonfigurovať ďalšie

3) Vložte reťazec šablóny

4) Začiarknite políčko „Povoliť MQTT“

5) Kliknite na aktivovať a uložiť.

Ak chcete otestovať, či to funguje, kliknite na „Hlavná ponuka“a vráťte sa na domovskú stránku. Teraz by ste mali vidieť údaje o spotrebe energie. Všetky budú nulové, dokonca aj napätie, ale je to dobré znamenie. Kliknite na prepínač a mali by ste počuť cvaknutie relé a uvidíte, ako napätie stúpa.

Krok 5: Kalibrácia napätia

Zistil som, že čítanie napätia ukazuje pomerne vysoké hodnoty. Ak máte v dome iný zdroj napätia (napr. Inteligentný merač ??), môžete zástrčku veľmi jednoducho kalibrovať. Robiť to

1) Získajte správne hodnoty napätia

2) Zapnite relé v inteligentnej zástrčke

3) Na domovskej stránke zariadenia kliknite na položku Konzola

4) Zadajte príkaz „VoltageSet 228“a stlačte kláves Enter (nahraďte 228 svojim napätím)

Teraz by sa napätie malo zobrazovať správne.

Krok 6: Inštalácia softvéru na PI

Na PI je potrebné nainštalovať niekoľko balíkov. Ich inštalácia je jednoduchá a je ich možné vykonať podľa pokynov z rôznych balíkov. Tu uvediem pokyny, ale uvedomte si, že sa môžu časom meniť, takže moje pokyny budú platné. Balíčky sú:

Grafana (na zobrazenie grafov)

Influxdb (databáza časových radov, ktorá bude ukladať naše údaje)

Telegraf (používa sa na vkladanie údajov do Influxdb)

Mosquitto (zbernica správ slúžiaca na prenos údajov, inteligentná zásuvka sem tlačí údaje)

Reťazec toku údajov je nasledujúci:

Inteligentná zásuvka -> Mosquitto -> Telegraf -> InfluxDB -> Grafana

Ak sa pýtate, prečo nemôžeme vynechať Mosquitto a Telegraf, je to dobrá otázka. Smart Plug by teoreticky mohol tlačiť na Influx. Problém je v tom, že by to potom muselo byť konfigurovateľné pre 100 s rôznych koncových bodov a to by nás zablokovalo z niektorých možností. Väčšina vecí v domácej automatizácii používa Mosquitto na prenos správ. Ako príklad môžeme zásuvku zapnúť a vypnúť odoslaním správ na Mosquitto a inteligentná zásuvka ich prijme a odpovie.

Krok 7: Inštalácia Grafany

Od:

grafana.com/grafana/download?platform=arm

Alebo veľa ďalších možností tu:

grafana.com/grafana/download

Pre Pi 1 a Pi Zero (ARMv6)

sudo apt-get install -y adduser libfontconfig1#vyhľadajte najnovšiu verziu na stránke v topwgete https://dl.grafana.com/oss/release/grafana-rpi_7….sudo dpkg -i grafana-rpi_7.0.1_armhf. debsudo /bin /systemctl daemon-reloadsudo /bin /systemctl povoliť grafana-serversudo /bin /systemctl spustiť grafana-server

Pre novšie PI (ARMv7)

sudo apt -get install -y adduser libfontconfig1#vyhľadajte najnovšiu verziu na stránke v topwgete https://dl.grafana.com/oss/release/grafana_7.0.1_…sudo dpkg -i grafana_7.0.1_armhf.debsudo/ bin/systemctl daemon-reloadsudo/bin/systemctl povoliť grafana-serveryudo/bin/systemctl spustiť grafana-server

Testovať:

Choďte na https:// [IP PI]: 3000

používateľské meno/heslo je admin/admin, požiada vás o jeho zmenu, zatiaľ môžete preskočiť

Ak získate GUI, potom je všetko v poriadku, prejdite na ďalší krok

Krok 8: Inštalácia InfluxDB

Na PI spustite tieto príkazy:

curl -sL https://repos.influxdata.com/influxdb.key | sudo apt-key add -source/etc/os-releasetest $ VERSION_ID = "7" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian wheezy stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listtest $ VERSION_ID = "8" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian jessie stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listtest $ VERSION_ID = "9" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian stretch stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listtest $ VERSION_ID = "10" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian buster stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listsudo apt-get updatesudo apt-get install influxdbsudo systemctl povoliť influxdbsudo systemctl start

Otestujte zadaním „prílivu“. Tým by ste sa mali dostať do príkazového riadka influxdb. Zadajte „zobraziť databázy“, zatiaľ nebudú k dispozícii žiadne databázy, ale ak získate prázdny zoznam bez chýb, potom je všetko v poriadku.

Krok 9: Inštalácia Telegrafu

Toto je skutočne jednoduché, pretože sme pridali úložiská influxdb, ktoré môžeme jednoducho napísať:

sudo apt-get install telegrafsudo systemctl povoliť telegrafsudo systemctl start telegraf

V tomto mieste už Telegraf bude zaznamenávať systémové metriky do influxdb. Môžete ich vidieť zadaním týchto príkazov:

databazy vplyvnejshow pouzivajte serie telegrafnych showVYBRAT * z cpu LIMIT 10;

Krok 10: Nainštalujte Mosquitto

Táto časť je jednoduchá, pretože inštalujeme predvolenú verziu, ktorá je súčasťou balíka raspian:

sudo apt -get -y install mosquittosudo apt -get -y install mosquitto -clientssudo systemctl enable mosquittosudo systemctl start mosquitto# create a password for mosquittosudo mosquitto_passwd -c/etc/mosquitto/tasmota tasmota# zadajte heslo. Toto heslo si zapíšte, pretože ho budeme musieť poskytnúť inteligentnému konektoru

Testovať:

spustite to v jednej relácii SSH:

mosquitto_sub -t test

Spustite to v inom

mosquitto_pub -t test -m moja správa

V prvej relácii SSH by ste mali vidieť svoju správu

Krok 11: Odosielanie údajov z inteligentnej zásuvky do Mosquitto

Teraz máme spustený komár, musíme nakonfigurovať inteligentnú zásuvku na odosielanie údajov do komára. To je pomerne jednoduché. Budeme potrebovať heslo zadané pre komára z predchádzajúceho kroku.

1) Prihláste sa na webovú stránku inteligentných zásuviek

2) Kliknite na položku Konfigurácia a potom na položku Konfigurovať protokolovanie

3) Nastavte periódu telemetrie na 10 a kliknite na tlačidlo Uložiť.

4) Kliknite na položku Konfigurovať MQTT

5) Pre hostiteľa zadajte IP adresu vášho PI

6) Ako používateľské meno zadajte tasmota

7) Ako heslo zadajte heslo z predchádzajúceho kroku

8) Do témy zadajte tasmota1

9) Kliknite na tlačidlo Uložiť

Testovať:

Na PI zadajte nasledujúci príkaz. Do 10 sekúnd by ste mali vidieť prichádzajúce údaje.

mosquitto_sub -t tele/tasmota1/SENZOR

Údaje by mali vyzerať takto:

Krok 12: Použite Telegraf na presun údajov z Mosquitto do Influxu

Teraz ideme nakonfigurovať Telegraf tak, aby čítal údaje z komárov a tlačil na influxdb. Na PI:

1) sudo mv /etc/telegraf/telegraf.conf /etc/telegraf/telegraf.conf.bak

2) sudo vi /etc/telegraf/telegraf.conf

Poznámka vi nie je pre nových používateľov veľmi priateľská. Ak dávate prednosť textovému editoru založenému na ponuke, použite namiesto neho nano:

sudo nano /etc/telegraf/telegraf.conf

3) Vložte konfiguráciu z priloženého súboru

4) sudo systemctl restart telegraf

Na otestovanie napíšte toto na PI:

príliv

zobraziť databázy

mali by ste vidieť testovaciu databázu. Ak sa vám nepáči test názvu, môžete zmeniť súbor dest_db v súbore telegraf.conf.

Krok 13: Nakoniec vytvorte grafy v Grafane

Konečne vidíme niektoré údaje:-):-)

Najprv musíme vytvoriť pripojenie k databáze. Prejdite na webovú stránku grafana http: [ip of PI]: 3000

1) Prihláste sa pomocou admin/admin

2) V ľavom stĺpci kliknite na ikonu ozubeného kolieska a zdroje údajov

3) Kliknite na položku Pridať zdroj údajov

4) Kliknite na influxdb

5) Ako URL zadajte https:// localhost: 8086

6) Pre databázu zadajte test

7) Pre HTTP zadajte GET

8) Pre minimálny časový interval zadajte 10 s

9) Kliknite na položku Uložiť a otestovať, malo by tam byť napísané „Zdroj údajov funguje“

Dobre, teraz máme pripojenie k databáze, môžeme vytvoriť graf … konečne.

1) V ľavom stĺpci kliknite na položku + a potom na položku Panel a Pridať nový panel

2) Pre databázu kliknite na InfluxDB

3) Kliknite na meranie a zvoľte Kogan

4) V poli vyberte Energy_Power.

5) Ako alias pomenujte svoju sériu (napr. Umývačka riadu)

6) Na pravej strane názvu panela zadajte názov, napr. Napájanie.

7) To je všetko, mali by ste vidieť údaje. Kliknutím na tlačidlo so šípkou doľava prejdete z úprav a potom kliknite na tlačidlo uložiť, pomenujte informačný panel.

Ak ste sa dostali až sem, skvelá práca, vážne.

Krok 14: Niekoľko ďalších tipov

Predvolená konfigurácia Telegrafu, ktorú som poskytol, bola náročná na údržbu, pretože pre každé zariadenie je potrebné pridať novú sekciu a vykonať reštart zariadenia Telegraf. Vďaka nižšie uvedeným zmenám je situácia oveľa dynamickejšia v tom, že zariadenia je možné pridať alebo premenovať v konfigurácii Tasmota bez toho, aby ste museli meniť Telegraf.

Prvá zmena je vložiť do názvu témy +, toto je v zásade zástupný znak. To by samo o sebe stačilo, okrem prípadov, keď v Grafane robíte grafy, zariadenia sa označujú ako veci ako „tele/WashingMachine/SENSOR“. Druhá časť nižšie uvedenej konfigurácie Telegrafu je regexový procesor. Vytiahne text „WashingMachine“zo stredu a zmení ho na nový tag, ktorý bude odoslaný do InfluxDB.

Poznámka: v konfigurácii Tasmota pre každé zariadenie určite nastavte iný názov témy

[inputs.mqtt_consumer.tags] dest_db = "test"

Keď je to hotové, je veľmi jednoduché nakonfigurovať Grafanu tak, aby zobrazovala viac zariadení na jednom grafe. Obrázok priložený k tomuto kroku ukazuje, čo je potrebné urobiť. Stačí kliknúť na znak + v skupine po riadkoch a vybrať značku (zariadenie). V spodnej časti aliasu zadajte $ tag_device. Teraz by ste na jednom grafe mali vidieť viac sérií. Kliknutím na text jednotlivých položiek ich môžete zapnúť a vypnúť (kliknutím na klávesy Ctrl vyberiete viacero položiek)