Smart Power Strip založený na Beaglebone Black a OpenHAB: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

!!!!! Hra so sieťovým napájaním (110/220V) je nebezpečná, buďte veľmi VEĽMI opatrní !!!!

Existuje niekoľko existujúcich návrhov inteligentných rozvodiek založených na „Raspberry Pi“a dvoch Arduinoch, ktoré sú znázornené na obrázku „Starý dizajn“.

Tento nový dizajn sa líši od týchto starých v dvoch ohľadoch:

1. Pretože Raspberry Pi môže ovládať nRF24 pomocou vlastného SPI, nie je efektívne medzi to dávať Arduino. Tiež uprednostňujem dosku Beaglebone Black, pretože je lacná a výkonná, a hlavne má viac dostupných periférií (ako GPIO, SPI) ako Raspberry Pi.
2. V starých prevedeniach je jediný spôsob, ako ovládať rozvodku, prostredníctvom webového rozhrania (tj. OpenHAB). Je však veľmi nepohodlné to urobiť, ak je po ruke rozvodka. V tomto prevedení má teda rozvodka individuálny vypínač pre každú zásuvku a ľudia môžu zapínať/vypínať každú zásuvku s OpenHAB alebo bez neho (ak s OpenHAB bude stav na OpenHAB aktualizovaný vždy, keď sa prepne fyzický prepínač).

Krok 1: Demo

Krok 2: Prehľad

Môj inteligentný rozvodka sa skladá z dvoch častí: brány a rozvodky (zobrazené na obrázku „Môj dizajn“).

Brána obsahuje:

1. Tabuľa Beaglebone Black
2. Modul nRF24L01+
3. OpenHAB + MQTT (zbernica správ)

Strana rozvodky obsahuje:

1. Tri štandardné spínače+komba zásuviek (s 3-gang boxom)
2. Mini doska Arduino pro
3. Modul nRF24L01+
4. Tri reléové moduly

Podrobnosti budú popísané v nasledujúcich krokoch.

Krok 3: Brána - hardvér

Materiály:

Tabuľa Beaglebone Black

Modul nRF24L01+

Kondenzátor 10uF (RadioShack, ebay atď.) Na zvýšenie spoľahlivosti príjmu.

Tu ukazujem spojenie medzi Beaglebone Black a rádiovým modulom. Ukazujem za to aj svoj obvod, ale prácu urobí aj doska na pečenie.

Na použitie modulu SPI a nRF24 v Bealebone Black sú potrebné dva kroky.

1. Povoliť SPI na zariadení Beaglebone Black
2. ZÍSKAJTE NRF24L01+ RÁDIOVÉ PRÁCE NA BEAGLEBONE BLACK

Krok 4: Brána - softvér

Pokiaľ ide o softvér na zariadení Beaglebone Black, celková štruktúra je znázornená na obrázku 1.

Pretože na ňom beží Debian, je veľmi jednoduché nainštalovať softvér pomocou príkazu apt-get.

OpenHAB je založený na jazyku Java, takže je potrebné nainštalovať Java VM. Podrobnosti nájdete v inštalácii OpenHAB (platí pre Raspberry Pi, ale apt-get funguje pre obe dosky). Na povolenie MQTT pre OpenHAB je potrebné vložiť súbor „org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar“do priečinka „addons“v zdrojovom priečinku OpenHAB. Potrebné sú tri konfiguračné súbory (priložené nižšie), kde by priečinky „openhab.cfg“, „test.sitemap“a „test.items“mali byť vložené do priečinka „configurations“, „configurations/sitemaps“a „configurations/items“, resp. Potom môžete OpenHAB spustiť zadaním „./start.sh“.

Na zbernicu MQTT používam Mosquitto, ktorý je open source maklérom MQTT. Verzia Mosquito na apt-get je dosť stará, takže si stiahnem zdrojový kód na kompiláciu a inštaláciu.

1. Získajte zdrojový kód z oficiálnych stránok vyššie.
2. V priečinku zdrojového kódu vytvorte nový priečinok s názvom „build“.
3. Prejdite na „zostavenie“a zadajte „cmake..“
4. Potom sa vráťte do horného priečinka, zadajte „make“a „make install“

Program brány je nakoniec mostom medzi zbernicou MQTT a modulom nRF24 a architektúra je znázornená na obrázku 2. Existujú dve fronty, každá pre jeden smer (tj. Jedna pre riadiaci CMD z OpenHAB do rozvodky, jedna pre v opačnom smere). V zásade ide o jednoduchú implementáciu logiky výrobcu/spotrebiteľa. Zdrojový kód brány nájdete tu, používa niektoré funkcie C ++ 11 (inštalácia novších GCC na Beaglebone Black, pozrite si tento článok) a predpokladá, že je nainštalovaný nRF24 lib (pozri predchádzajúci krok).

Krok 5: Power Strip - hardvér

Materiály:

Mini doska Arduino pro.

Modul nRF24L01+.

Kondenzátor 10uF (RadioShack, ebay atď.) Na zvýšenie spoľahlivosti príjmu.

Tri 10K odpory (RadioShack, ebay atď.) Pre prepínač.

Tri reléové moduly.

Tri štandardné kombo vypínača a zásuvky a krabica, kúpil som ich od Lowe's.

Modul 110 V až 5 V DC na napájanie Arduina a relé.

Krok 5 V DC až 3 V DC, na napájanie nRF24.

Pripojenie je znázornené na obrázku 1.

!!!!! Ak chcete použiť rovnakú kombináciu spínačov/zásuviek ako ja, uistite sa, že ste na nej prerušili „rozpojenie“(pozri obrázok 2) !!!!! To je mimoriadne dôležité, inak môžete zničiť celý svoj okruh !!!!!

Obrázok 3 zobrazuje hotový predlžovací kábel, ako vidíte, v krabici je dosť neporiadok (pretože nemôžem nájsť dostatočne veľký mimo regálového predlžovača s individuálnym prepínačom na použitie), ale funguje ^_ ^!

Krok 6: Power Strip - softvér

Pre Arduino používam rovnakú knižnicu nRF24 ako pre Beaglebone Black (tu je priečinok librf24-bbb pre Beaglebone Black, zatiaľ čo priečinok v koreňovom priečinku je pre Arduino), ale pre Arduion môžete použiť aj robustnejšiu/výkonnejšiu verziu v tu.

Tu je pripojený môj zdrojový kód pre stranu rozvodky, na inštaláciu do Arduino pro mini použite Arduino IDE (alebo akékoľvek iné alternatívy) a správny programátor.

Krok 7: Záver

Užite si to!!!