צג חשמל מבוסס פטל ביתי של מכשיר ביתי: 14 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

זה היה פרויקט קטן שעשיתי כדי לעקוב אחר צריכת החשמל של מכשירים בודדים ברחבי הבית ולהציג גרפים של צריכת החשמל שלהם לאורך זמן. זהו למעשה אחד הפרויקטים הקלים יותר המבוססים על פטל PI שעשיתי, ואין צורך בהלחמה או פריצה של מוצרים פתוחים. זה לא חייב להיות פרויקט Raspberry PI, זה יכול להיעשות בקלות על קופסת לינוקס או אולי על Windows.

העלות היא $ 50 AUD עבור סט של 4 של צג החשמל/תקעים חכמים ועלות ה- PI של פטל. זה יכול לפעול ב- Pi Zero או ב- PI המקורי למרות שמצאתי שזה היה קצת איטי. ה- PI השני היחיד שיש לי הוא PI 3 ומצאתי אותו מאוד זריז, אז זה מה שהייתי ממליץ עליו. שים לב שאם אתה רוצה להריץ אותו ב- PI ישן יותר תוכל להפחית את תדירות איסוף הנתונים (השתמשתי 10 שניות).

לפרויקט זה יש גם את היתרון הנוסף או שחרור התקע החכם מהקושחה של היצרנים, כך שלא תצטרך להשתמש ביישומים ובשירותי הענן הספציפיים שלהם. כך שניתן להשתמש בהם עם Home Assist או רק עם סקריפטים של פייתון משלך.

שים לב שאני מניח שאתה יודע להתקין את מערכת ההפעלה ב- PI, להתחבר אליה ולהריץ כמה פקודות לינוקס בסיסיות. אני גם מניח שאתה יודע כיצד למצוא את כתובת ה- IP של התקע החכם שלך ברגע שהוא מתחבר ל- WiFi שלך.

אספקה

2 חבילות או 4 חבילות תקעים חכמים מכאן:

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

1 פטל PI

כישורים:

יכולת התקנת PI פטל

שורת פקודה בסיסית של לינוקס

עורך טקסט כמו vi או nano (ננו ידידותי יותר למשתמש, vi מהיר יותר ברגע שאתה מכיר אותו)

היכולת למצוא IP של מכשירים ברשת שלך.

שלב 1: קנה כמה תקעים חכמים

התקע החכם בו השתמשתי היה מכאן:

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

שים לב שיש מגוון שלם של תקעים חכמים התואמים, רוב (כולם?) התקנים מבוססי ESP8266 (WEMOS) וקלים מאוד להבהב. הקפד לקבל משהו שיש לו ניטור כוח כפי שרבים לא. דף זה מציג רשימה גדולה של מכשירים תואמים:

templates.blakadder.com/plug.html

שלב 2: מהבהב המכשיר

החלק הזה היה קל להפתיע. אתה בעצם פשוט מוריד את התוכנה, מפעיל אותה וזה מלווה אותך.

לשם כך תזדקק לתיבת פטל PI או לינוקס עם WiFi. יהיה עליך שהחיבור הראשי שלך למכשיר זה לא יהיה ה- WiFi. עבור ה- PI3 שלי זה היה קל מכיוון שהייתי מחובר באמצעות אתרנט. אם יש לך PI Zero אז תצטרך לחבר את הדרך המיושנת, עם מקלדת וצג.

אני מניח שאתה יודע להתקין PI ולהתחבר אליו באמצעות SSH או מקלדת כדי שלא אעבור על זה. אם אתה לא בטוח שיש הרבה הדרכות באינטרנט.

לפני שנתחיל, רק קצת רקע על המכשירים. יש חברה בסין בשם Tuya ששואבת תקעים חכמים ללקוחות שונים. הם מבצעים התאמה אישית ללקוחות שונים ומספקים קושחת ברירת מחדל ומאפשרים לחברות לבצע שינויים משלהן. הבעיה עם זה היא שאם יש לך חבורה של מוצרים מספקים שונים, בסופו של דבר תצטרך להריץ חבורה של אפליקציות שחלקן פועלות טוב יותר מאחרות. על ידי הברקה של קושחת קוד פתוח אתה משתחרר מכל זה. אז זה טוב לאוטומציה ביתית כללית.

לכן …. בלי להתבטא יותר, להלן ההנחיות:

1) הפעל פקודות אלה ב- PI, פעולה זו תתקין את התוכנה הנדרשת.

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

2) חבר את התקע החכם לחשמל

3) הפעל אותו באמצעות הכפתור

4) החזק את לחצן ההפעלה פנימה עד שהנורית הכחולה מתחילה להבהב

5) המתן 10 שניות. זה לא חיוני אבל גיליתי שזה עבד טוב יותר אם עשית זאת.

6) הפעל פקודה זו

./start_flash.sh

מכאן אתה פשוט בצע את ההנחיות למעט בסוף בחר "2. Tasmota". יש אפשרות לקושחה אחרת אבל לא ניסיתי את זה אז אני לא בטוח מה זה.

שימו לב שהייתי צריך לעשות את זה יותר מפעם אחת, בהתחלה חשבתי שבניתי את המכשיר, לא היו לי אורות, לא קליק ממסר, שום סימני חיים. אבל הפעלתי אותו והפעלתי את הפקודה האחרונה שוב וזה עבד. הייתי צריך לעשות את זה עם 3 מתוך 4 המכשירים שהבזקתי, רק אחד עבר ישר, אני חושב שבשל שלב 5.

הוראות מלאות כאן:

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

שלב 3: התחברות לקושחה בפעם הראשונה

ברגע שהבזקת טסמוטה למכשיר זה לא יראה הרבה סימני חיים. הסיבה לכך היא שצריך להגדיר אותו. זה די קל לעשות את זה, מצאתי שהכי טוב לעשות את זה עם הטלפון שלי. השלבים הם:

1) חפש נקודות גישה ל- WiFi

2) התחבר לאחד שכותרתו tasmota_xxxx (כאשר x הוא מספרים)

3) הטלפון צריך להפנות אותך לדף ברירת המחדל, אם לא עבור אל 192.168.4.1

שים לב שבטלפונים מסוימים זה עשוי לתת לך הודעה שאומרת "אין גישה לאינטרנט, האם אתה רוצה להישאר מחובר", בחר כן.

4) בדף זה מופיע הזן את שם רשת ה- WiFi שלך ואת הסיסמה ב -2 התיבות הראשונות. לחץ על האפשרות להצגת סיסמה ובדיקה משולשת שהזנת את הסיסמה הנכונה. אם הזנת את הסיסמה הלא נכונה אני מאמין שיכול להיות קשה לחזור למסך התצורה הזה. שים לב שאתה יכול גם לסרוק רשתות WiFi, למרות שברור שאתה עדיין צריך להזין את הסיסמה.

5) התקע אמור היה להתחבר כעת לרשת ה- WiFi שלך. יהיה עליך לעבור לדף התצורה של הנתב שלך ולמצוא את ה- IP של המכשיר שלך.

6) פתח דפדפן אינטרנט במחשב שלך ועבור אל https:// [device_ip] אתה אמור לראות את מסך התצורה מ- Tasmota.

מזל טוב, הצלחת להבהב את התקע.

שלב 4: הגדרת התקע

החברה שמייצרת מכשירים אלה עושה ככל הנראה 10, 000 מכשירים עם קונפיג'ים רבים ושונים. כרגע הבזקנו קושחה חדשה והקושחה לא יודעת לאילו התקנים הוברקה. אז לפני שמשהו יעבוד נצטרך להגדיר את זה. לשם כך עלינו למצוא את פרטי המכשיר שלנו באינטרנט ולטעון את התצורה הספציפית הזו.

לשם כך, מצא את המכשיר שלך בדף זה:

templates.blakadder.com/plug.html

עבור המכשיר שבו השתמשתי, התצורה נמצאת כאן:

templates.blakadder.com/kogan-KASPEMHUSBA….

כדי להגדיר את התצורה פשוט העתק את הטקסט תחת תבנית. במקרה זה הוא:

לאחר מכן

1) עבור לדף התצורה של המכשיר שלך https:// [IP של תקע חכם]

2) לחץ על הגדר, הגדר אחר

3) הדבק בתוכך מחרוזת תבניות

4) סמן את האפשרות "אפשר MQTT"

5) לחץ על הפעל ושמור.

כדי לבדוק שזה עבד, לחץ על "תפריט ראשי" כדי לחזור לדף הבית וכעת תראה נתוני צריכת חשמל. כולם יהיו אפס, אפילו המתח אבל זה סימן טוב. לחץ על לחצן ההחלפה וכדאי שתשמע את לחיצת הממסר ותראה את המתח עולה.

שלב 5: כיול מתח

גיליתי שקריאת המתח מופיעה די גבוהה. אם יש לך מקור קריאת מתח אחר בבית (למשל מד חכם אולי ??) אז תוכל לכייל את התקע בקלות רבה. כדי לעשות זאת

1) קבל את קריאת המתח הנכונה

2) הפעל את הממסר בתקע החכם

3) לחץ על מסוף בדף הבית של המכשיר

4) הזן את הפקודה "VoltageSet 228" ולחץ על enter (החלף 228 במתח שלך)

כעת המתח אמור להראות נכון.

שלב 6: התקנת תוכנה ב- PI

יש להתקין כמה חבילות על ה- PI. אלה קלים להתקנה וניתן לבצע אותם בהתאם להוראות החבילות השונות. אני אתן את ההוראות כאן אך שים לב שהן יכולות להשתנות עם הזמן כך שההוראות שלי יתארו. החבילות הן:

Grafana (להצגת גרפים)

Influxdb (מסד נתונים של סדרות זמן שיאחסן את הנתונים שלנו)

טלגרף (נהג לדחוף נתונים ל- Influxdb)

יתוש (אוטובוס הודעות המשמש להעברת נתונים, התקע החכם דוחף את הנתונים לכאן)

שרשרת זרימת הנתונים היא כדלקמן:

תקע חכם -> יתוש -> טלגרף -> InfluxDB -> גרפנה

אם אתה שואל מדוע איננו יכולים לדלג על Mosquitto ו- Telegraf, זו שאלה טובה. בתיאוריה התקע החכם יכול לדחוף לאינפלקס. הבעיה עם זה היא שאז היא צריכה להיות ניתנת להגדרה עבור 100s של נקודות קצה שונות והיא תמנע אותנו מכמה אפשרויות. רוב הדברים באוטומציה הביתית משתמשים ב- Mosquitto כדי להעביר מסרים. כדוגמה, אנו יכולים להפעיל ולכבות את התקע על ידי שליחת הודעות ל- Mosquitto והתקע החכם יקבל אותן ויגיב.

שלב 7: התקנת Grafana

מ:

grafana.com/grafana/download?platform=arm

או הרבה אפשרויות אחרות כאן:

grafana.com/grafana/download

עבור Pi 1 ו- Pi Zero (ARMv6)

sudo apt-get install -y adduser libfontconfig1#מצא את הגירסה העדכנית ביותר מהדף ב- topwget 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 אפשר grafana-serversudo /bin /systemctl הפעל גרפנה-שרת

עבור PIs חדשים יותר (ARMv7)

sudo apt -get install -y adduser libfontconfig1#מצא את הגירסה העדכנית ביותר מהדף ב- topwget 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 אפשר grafana-serversudo/bin/systemctl הפעל grafana-server

לבחון:

עבור אל https:// [IP of PI]: 3000

שם משתמש/סיסמה הוא admin/admin, הוא יבקש ממך לשנות אותו, תוכל לדלג בינתיים

אם אתה מקבל GUI אז הכל טוב, עבור לשלב הבא

שלב 8: התקנת InfluxDB

הפעל פקודות אלה ב- PI:

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 updates sudo apt-get install influxdbsudo systemctl אפשר influxdbsudo systemctl התחל influxdb

בדוק על ידי הקלדת "זרם". זה אמור להכניס אותך לשורת הפקודה של influxdb. הקלד "הצג מאגרי מידע", עדיין לא יהיו מסדי נתונים אך אם תקבל רשימה ריקה ללא שגיאות אז הכל טוב.

שלב 9: התקנת טלגרף

זה ממש קל, כי הוספנו את המאגרים של influxdb שאנחנו יכולים פשוט להקליד:

sudo apt-get install telegrafsudo systemctl אפשר telegrafsudo systemctl התחל טלגרף

בשלב זה טלגרף כבר תתחבר למדדי מערכת ל- influxdb. אתה יכול לראות אותם על ידי הקלדת פקודות אלה:

מסדי נתונים של זרם משתמשים בסדרות טלגרף הצג * מתוך מעבד LIMIT 10;

שלב 10: התקן את Mosquitto

חלק זה קל מכיוון שאנו מתקינים את גרסת ברירת המחדל הארוזה ב- raspian:

sudo apt -get -y install mosquittosudo apt -get -y להתקין יתושים -clientssudo systemctl לאפשר יתוש systemctl start mosquitto# צור סיסמה ל mosquittosudo mosquitto_passwd -c/etc/mosquitto/tasmota tasmota# הזן סיסמה. כתוב את הסיסמה הזו מכיוון שנצטרך למסור אותה לתקע חכם

לבחון:

הפעל זאת בפגישת SSH אחת:

בדיקת mosquitto_sub -t

הפעל זאת באחר

mosquitto_pub -t test -m הודעה שלי

אתה אמור לראות את ההודעה שלך בפגישת SSH הראשונה

שלב 11: שליחת נתונים מהתקע החכם ליתוש

עכשיו יש לנו ריצת יתושים, עלינו להגדיר את התקע החכם כדי לשלוח נתונים ליתוש. זה די קל לביצוע. נצטרך את הסיסמה שהוזנה עבור היתוש מהשלב הקודם.

1) היכנס לדף האינטרנט של הפלאגים החכמים שלך

2) לחץ על תצורה ולאחר מכן על הגדר את רישום

3) הגדר את תקופת הטלמטריה ל -10 ולחץ על שמור.

4) לחץ על הגדר MQTT

5) עבור מארח הזן את כתובת ה- IP של ה- PI שלך

6) עבור שם משתמש הזן Tasmota

7) לסיסמה הזן את הסיסמה מהשלב הקודם

8) לנושא הזן tasmota1

9) לחץ על שמור

לבחון:

ב- PI, הקלד את הפקודה שלהלן. תוך 10 שניות אתה אמור לראות נתונים מגיעים.

mosquitto_sub -t tele/tasmota1/SENSOR

הנתונים אמורים להיראות כך:

שלב 12: השתמש בטלגרף כדי לדחוף נתונים מיתוש לזרימה

כעת אנו הולכים להגדיר את טלגרף כדי לקרוא את הנתונים מהיתוש ולדחוף ל- influxdb. על ה- PI:

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

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

הערה vi אינה ידידותית במיוחד למשתמשים חדשים, אם אתה מעדיף עורך טקסט מבוסס תפריט השתמש במקום זאת ב- nano:

sudo nano /etc/telegraf/telegraf.conf

3) הדבק את התצורה מהקובץ המצורף

4) sudo systemctl הפעל מחדש את הטלגרף

כדי לבדוק הקלד זאת ב- PI:

זֶרֶם

הצגת מאגרי מידע

אתה אמור לראות את מאגר הבדיקות. אם אתה לא אוהב את מבחן השמות אתה יכול לשנות dest_db בקובץ telegraf.conf.

שלב 13: לבסוף, צור גרפים בגרפנה

סוף סוף נזכה לראות כמה נתונים:-):-)

ראשית עלינו ליצור חיבור למסד הנתונים. עבור לדף האינטרנט של גרפנה http: [ip of PI]: 3000

1) התחבר עם admin/admin

2) בעמודה השמאלית לחץ על סמל גלגל השיניים ומקורות הנתונים

3) לחץ על הוסף מקור נתונים

4) לחץ על influxdb

5) עבור כתובת אתר הזן https:// localhost: 8086

6) עבור מסד הנתונים הזן בדיקה

7) עבור HTTP הזן GET

8) עבור מרווח זמן דקות הזן 10 שניות

9) לחץ על שמור ובדוק, כתוב עליו "מקור הנתונים פועל"

אוקיי, עכשיו יש לנו חיבור למאגר הנתונים שנוכל ליצור גרף … לבסוף.

1) בעמודה השמאלית לחץ על + ואז לוח מחוונים והוסף לוח חדש

2) למסד הנתונים לחץ על InfluxDB

3) לחץ על מדידה ובחר Kogan

4) עבור שדה בחר Energy_Power.

5) לשם כינוי, תן שם לסדרה שלך (למשל מדיח כלים)

6) בצד ימין עבור לוח הכותרת תן לזה שם, למשל כוח.

7) זהו, אתה אמור לראות נתונים. לחץ על לחצן החץ השמאלי כדי לצאת מהעריכה ולאחר מכן לחץ על שמור, תן שם ללוח המחוונים שלך.

אם הגעת עד כאן, עבודה מצוינת, ברצינות.

שלב 14: עוד כמה טיפים

ברירת המחדל של תצורת הטלגרף שסיפקתי הייתה מעט אינטנסיבית לתחזוקה בכך שצריך להוסיף קטע חדש לכל מכשיר ולבצע הפעלה מחדש של טלגרף. עם השינויים שלהלן זה הופך את העניינים להרבה יותר דינאמיים בכך שניתן להוסיף מכשירים או לשנות את שמם בתצורת Tasmota ללא צורך בשינוי Telegraf.

השינוי הראשון הוא לשים את + בשם הנושא, זהו בעצם תו כללי. זה בכבודו ובעצמו יספיק למעט כאשר אתה יוצר גרפים בגרפנה המכשירים מופיעים בשם דברים כמו "טל/WashingMachine/SENSOR". החלק השני של תצורת הטלגרף להלן הוא מעבד regex. הוא מוציא את הטקסט "WashingMachine" מהמרכז והופך אותו לתג חדש שנדחק ל- InfluxDB.

הערה: הקפד להגדיר שם נושא אחר בתצורת Tasmota עבור כל התקן

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

ברגע שזה נעשה קל מאוד להגדיר את הגרפנה להצגת מספר מכשירים בגרף האחד. התמונה המצורפת לשלב זה מראה מה צריך לעשות. פשוט לחץ על סימן + בקבוצה לפי שורה ובחר תג (מכשיר). למטה בתחתית Alias By הזן $ tag_device. כעת אתה אמור לראות מספר סדרות על הגרף האחד. אתה יכול ללחוץ על הטקסט של כל פריט כדי להפעיל ולכבות אותו (לחיצה ctrl פועלת לבחירת כפלים)