Smart Power Strip perustuu Beaglebone Blackiin ja OpenHABiin: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

!!!!! Verkolla (110/220V) pelaaminen on vaarallista, ole erittäin varovainen !!!

Joitakin olemassa olevia älykkäitä Power Strip -malleja, jotka perustuvat "Raspberry Pi": een ja kahteen Arduinoon, jotka näkyvät kuvassa "Vanha muotoilu".

Tämä uusi muotoilu eroaa vanhoista kahdella tavalla:

1. Koska Raspberry Pi voi hallita nRF24: ää käyttämällä omaa SPI: tä, Arduinon asettaminen väliin ei ole tehokasta. Lisäksi pidän parempana Beaglebone Black -levyä, koska se on halpa ja tehokas, ja erityisesti siinä on enemmän saatavilla olevia oheislaitteita (kuten GPIO, SPI) kuin Raspberry Pi.
2. Vanhoissa malleissa ainoa tapa hallita jatkojohtoa on verkkoliitännän (eli OpenHAB) kautta. On kuitenkin erittäin hankalaa tehdä niin, jos jatkojohto on käsillä. Siksi tässä rakenteessa jatkojohdossa on yksittäinen kytkin jokaiselle pistorasialle, ja ihmiset voivat kytkeä PÄÄLLE/POIS jokaisen pistorasian OpenHAB: n kanssa tai ilman sitä (jos käytössä on OpenHAB, OpenHABin tila päivitetään aina, kun fyysinen kytkin vaihdetaan).

Vaihe 1: Esittely

Vaihe 2: Yleiskatsaus

Älykäs jatkojohtoni koostuu kahdesta osasta: yhdyskäytävä ja jatkojohto (näkyy kuvassa "Oma suunnittelu").

Yhdyskäytävän puolella on:

1. Beaglebone Black -taulu
2. NRF24L01+ -moduuli
3. OpenHAB + MQTT (sanomaväylä)

Pistorasian puolella on:

1. Kolme vakiokytkintä+pistorasiayhdistelmää (3-osaisella laatikolla)
2. Arduino pro mini -levy
3. NRF24L01+ -moduuli
4. Kolme relemoduulia

Yksityiskohdat käsitellään seuraavissa vaiheissa.

Vaihe 3: Yhdyskäytävä - laitteisto

Materiaalit:

Beaglebone Black -taulu

NRF24L01+ -moduuli

10uF kondensaattori (RadioShack, ebay jne.), Joka parantaa vastaanoton luotettavuutta.

Tässä näytän Beaglebone Blackin ja radiomoduulin välisen yhteyden. Näytän myös piirini sille, mutta leipälauta tekee myös työn.

Jos haluat käyttää SPI- ja nRF24 -moduulia Bealebone Blackissa, tarvitaan kaksi vaihetta.

1. Ota SPI käyttöön Beaglebone Blackissa
2. HANKI NRF24L01+ RADIOITA TYÖSTÄ BEAGLEBONE MUSTA

Vaihe 4: Yhdyskäytävä - Ohjelmisto

Mitä tulee Beaglebone Black -ohjelmistoon, kokonaisrakenne näkyy kuvassa 1.

Koska Debian on käynnissä, ohjelmiston asentaminen apt-get-komennolla on erittäin helppoa.

OpenHAB on Java -pohjainen, joten Java VM on asennettava. Katso lisätietoja OpenHAB-asennuksesta (se on Raspberry Pi: lle, mutta apt-get toimii molemmille levyille). Jotta MQTT voidaan ottaa käyttöön OpenHAB: lle, tiedosto "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" on lisättävä OpenHAB-lähdekansion "addons" -kansioon. Tarvitaan kolme kokoonpanotiedostoa (liitteenä alla), joissa "openhab.cfg", "test.sitemap" ja "test.items" tulee laittaa "configurations", "configurations/sitemaps" ja "configurations/items" -kansioon, vastaavasti. Tämän jälkeen OpenHAB voidaan käynnistää kirjoittamalla "./start.sh".

MQTT -linjaan käytän Mosquitoa, joka on avoimen lähdekoodin MQTT -välittäjä. Apt-getin Mosquito-versio on melko vanha, joten lataan lähdekoodin koottavaksi ja asennettavaksi.

1. Hanki lähdekoodi yllä olevalta viralliselta sivustolta.
2. Luo lähdekoodikansioon uusi kansio nimeltä "build".
3. Siirry "rakentaa", kirjoita "cmake.."
4. Palaa sitten ylempään kansioon, kirjoita "make" ja "make install"

Lopuksi yhdyskäytäväohjelma on silta MQTT -väylän ja nRF24 -moduulin välillä, ja arkkitehtuuri on esitetty kuvassa 2. On kaksi jonoa, kukin yhteen suuntaan (eli yksi ohjaus CMD: lle OpenHAB: sta jatkojohtoon, yksi päinvastaiseen suuntaan). Pohjimmiltaan se on yksinkertainen tuottaja/kuluttaja -logiikan toteutus. Yhdyskäytävän lähdekoodi löytyy täältä, se käyttää joitakin C ++ 11 -ominaisuuksia (uudemman GCC: n asentaminen Beaglebone Blackiin, katso tämä artikkeli) ja olettaa, että nRF24 lib on asennettu (katso edellinen vaihe).

Vaihe 5: Power Strip - laitteisto

Materiaalit:

Arduino pro mini -levy.

NRF24L01+ -moduuli.

10uF kondensaattori (RadioShack, ebay jne.), Joka parantaa vastaanoton luotettavuutta.

Kolme 10K vastusta (RadioShack, ebay jne.), Kytkintä varten.

Kolme relemoduulia.

Kolme vakiokytkin-/pistorasiayhdistelmää ja laatikko, ostin ne Lowesta.

110VAC - 5VDC -moduuli Arduinon ja releiden virransyöttöön.

Alennus 5–3 V DC, nRF24: n virransyöttö.

Liitäntä näkyy kuvassa 1.

!!!!! Jos haluat käyttää samaa kytkin-/pistorasiayhdistelmää kuin minä, varmista, että leikkaat sen "katkaisun" (katso kuva 2) !!!!! Tämä on erittäin tärkeää tai voit tuhota koko piirisi !!!!

Kuvassa 3 näkyy valmis jatkojohto, kuten huomaat, se on melko sotkuinen laatikossa (koska en löydä tarpeeksi suurta hyllyltä tulevaa jatkojohtoa yksittäisellä kytkimellä käytettäväksi), mutta se toimii ^_ ^!

Vaihe 6: Power Strip - Ohjelmisto

Käytän samaa nRF24-kirjastoa Arduinolle kuin Beaglebone Blackille (tässä librf24-bbb-kansio on Beaglebone Blackille, kun taas juurikansion kansio on Arduino), mutta voit myös käyttää vahvempaa/tehokkaampaa versiota Arduionille tässä.

Lähdekoodini jatkojohdon puolelle on liitetty tähän, käytä Arduino IDE: tä (tai muita vaihtoehtoja) ja oikeaa ohjelmoijaa asentaaksesi se Arduino pro miniin.

Vaihe 7: Johtopäätös

Nauttia!!!