רצועת חשמל חכמה המבוססת על Beaglebone Black ו- OpenHAB: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

!!!!! משחק עם רשת חשמל (110/220V) הוא מסוכן, אנא היזהר מאוד מאוד !!!

ישנם כמה עיצובים קיימים של רצועות חשמל מבוססות "פטל פטל" ושני ארדואינים, המוצגים בתמונה "עיצוב ישן".

עיצוב חדש זה שונה מזה הישן בשתי דרכים:

1. מכיוון ש- Raspberry Pi יכול לשלוט ב- nRF24 באמצעות SPI משלו, לא יעיל לשים Arduino בין לבין. כמו כן, אני מעדיף לוח Beaglebone Black מכיוון שהוא זול ועוצמתי, ובמיוחד יש לו ציוד היקפי זמין יותר (כמו GPIO, SPI) מאשר Raspberry Pi.
2. בעיצובים ישנים, הדרך היחידה לשלוט ברצועת החשמל היא באמצעות ממשק האינטרנט (כלומר OpenHAB). עם זאת, זה מאוד לא נוח לעשות זאת אם רצועת החשמל בהישג יד. לכן בעיצוב זה, לרצועת החשמל יש מתג אישי לכל שקע, ואנשים יכולים להפעיל/לכבות כל שקע עם או בלי OpenHAB (אם עם OpenHAB, הסטטוס ב- OpenHAB יתעדכן בכל פעם שהמתג הפיזי יוחלף).

שלב 1: הדגמה

שלב 2: סקירה כללית

רצועת החשמל החכמה שלי מורכבת משני חלקים: שער ורצועת חשמל (מוצג בתמונה "העיצוב שלי").

צד השער כולל:

1. לוח שחור של Beaglebone
2. מודול nRF24L01+
3. OpenHAB + MQTT (אוטובוס הודעות)

הצד של רצועת החשמל כולל:

1. שלושה מתגים סטנדרטיים+שילובי יציאה (עם קופסה בת 3 חבילות)
2. לוח מיני Arduino pro
3. מודול nRF24L01+
4. שלושה מודולי ממסר

הפרטים יכוסו בשלבים הבאים.

שלב 3: שער - חומרה

חומרים:

לוח שחור של Beaglebone

מודול nRF24L01+

קבל 10uF (RadioShack, ebay וכו '), לשיפור אמינות הקליטה.

כאן אני מראה את הקשר בין ה- Beaglebone Black לבין מודול הרדיו. אני גם מראה את המעגל שלי בשביל זה, אבל לוח לחם יעשה את העבודה גם כן.

כדי להשתמש במודול SPI ו- nRF24 ב- Bealebone Black, יש צורך בשני שלבים.

1. הפעל SPI על Beaglebone Black
2. קבל NRF24L01+ רדיוס שעובד על חרטום שחור

שלב 4: שער - תוכנה

מבחינת התוכנה ב- Beaglebone Black, המבנה הכולל מוצג בתמונה 1.

מכיוון שדביאן פועל עליו, קל מאוד להתקין תוכנה באמצעות הפקודה apt-get.

OpenHAB מבוסס על Java, ולכן יש צורך להתקין את Java VM. אנא עיין בהתקנת OpenHAB לפרטים (היא מיועדת ל- Raspberry Pi, אך מתאימה לשני הלוחות). כדי לאפשר MQTT עבור OpenHAB, יש להכניס את הקובץ "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" לתיקיית "addons" בתיקיית המקור של OpenHAB. יש צורך בשלושה קבצי תצורה (המצורפים להלן), כאשר יש להכניס לתיקייה "תצורות", "תצורות/מפות אתר" ו"תצורות/פריטים ", בתיקיות" תצורות "," תצורות/פריטים ", בהתאמה. לאחר מכן, ניתן להפעיל את OpenHAB על ידי הקלדת "./start.sh".

עבור אוטובוס MQTT, אני משתמש ב- Mosquitto שהוא מתווך MQTT בקוד פתוח. גרסת היתוש ב- apt-get די ישנה, אז אני מוריד את קוד המקור לעריכה והתקנה.

1. קבל את קוד המקור מהאתר הרשמי למעלה.
2. בתיקיית קוד המקור, צור תיקייה חדשה בשם "build".
3. היכנס ל"בנייה ", הקלד" cmake.."
4. לאחר מכן חזור לתיקיה העליונה, הקלד "צור" ו"עשה התקנה"

לבסוף, תוכנית השער היא הגשר בין אוטובוס MQTT לבין מודול nRF24, והארכיטקטורה מוצגת בתמונה 2. ישנם שני תורים, כל אחד לכיוון אחד (כלומר אחד עבור CMD השליטה מ- OpenHAB לרצועת החשמל, אחד עבור ה- כיוון הפוך). ביסודו של דבר מדובר ביישום לוגיקה מפיק/צרכן פשוט. קוד המקור של השער ניתן למצוא כאן, הוא משתמש בכמה תכונות C ++ 11 (להתקנת GCC חדשה יותר ב- Beaglebone Black, עיין במאמר זה) ומניחה שה- nRF24 lib מותקן (עיין בשלב הקודם).

שלב 5: רצועת חשמל - חומרה

חומרים:

לוח מיני Arduino pro.

מודול nRF24L01+.

קבל 10uF (RadioShack, ebay וכו '), לשיפור אמינות הקליטה.

שלושה נגדים של 10K (RadioShack, ebay וכו '), למתג.

שלושה מודולי ממסר.

שלושה משולבים סטנדרטיים של מתג/יציאה וקופסה, קניתי אותם מ- Lowe's.

מודול 110vac עד 5vdc, להפעלת הארדואינו והממסרים.

הורדה של 5VDC עד 3VDC, להפעלת ה- nRF24.

החיבור מוצג בתמונה 1.

!!!!! אם אתה רוצה להשתמש באותו מתג/שקע משולב כמוני, אנא הקפד לחתוך עליו את ה"ברקוף "(ראה תמונה 2) !!!!! זה חשוב ביותר או שאתה עלול להרוס את כל המעגל שלך !!!!

תמונה 3 מציגה את רצועת החשמל המוגמרת, כפי שאתה יכול לראות, היא די מבולגנת בקופסא (מכיוון שאני לא יכול למצוא רצועה מספיק גדולה מחוץ למדף עם מתג בודד לשימוש), אבל זה עובד ^_ ^!

שלב 6: Power Strip - תוכנה

אני משתמש באותה ספריית nRF24 עבור Arduino כמו ב- Beaglebone Black (כאן, תיקיית librf24-bbb מיועדת ל- Beaglebone Black, ואילו התיקיה בתיקיית השורש מיועדת ל- Arduino), אך תוכל גם להשתמש בגרסה חזקה יותר/חזקה יותר עבור Arduion ב- פה.

קוד המקור שלי לצד רצועת החשמל מצורף כאן, אנא השתמש ב- Arduino IDE (או בכל חלופה אחרת) ומתכנת נכון להתקנתו ב- Arduino pro mini.

שלב 7: סיכום

תהנה!!!