Smart Power Strip, pamatojoties uz Beaglebone Black un OpenHAB: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

!!!!! Spēlēt ar elektrotīklu (110/220V) ir bīstami, lūdzu, esiet ĻOTI ĻOTI uzmanīgs !!!

Pastāv daži viedie strāvas sloksnes dizaini, kuru pamatā ir "Raspberry Pi" un divi Arduinos, kas parādīts attēlā "Vecais dizains".

Šis jaunais dizains atšķiras no šiem vecajiem diviem veidiem:

1. Tā kā Raspberry Pi var kontrolēt nRF24, izmantojot savu SPI, Arduino ievietošana starp tām nav efektīva. Arī es dodu priekšroku Beaglebone Black plāksnei, jo tā ir lēta un jaudīga, un jo īpaši tai ir vairāk pieejamu perifērijas ierīču (piemēram, GPIO, SPI) nekā Raspberry Pi.
2. Vecajos dizainos vienīgais veids, kā kontrolēt strāvas padevi, ir tīmekļa saskarne (ti, OpenHAB). Tomēr to darīt ir ļoti neērti, ja strāvas padeves josla ir pie rokas. Tāpēc šajā konstrukcijā strāvas padevei ir atsevišķs slēdzis katrai kontaktligzdai, un cilvēki var ieslēgt/izslēgt katru kontaktligzdu ar vai bez OpenHAB (ja tiek izmantots OpenHAB, OpenHAB statuss tiks atjaunināts ikreiz, kad tiek pārslēgts fiziskais slēdzis).

1. darbība: demonstrācija

2. darbība. Pārskats

Mana viedā barošanas bloks sastāv no divām daļām: vārtejas un barošanas bloka (parādīts attēlā "Mans dizains").

Vārtejas pusē ietilpst:

1. Beaglebone Black dēlis
2. NRF24L01+ modulis
3. OpenHAB + MQTT (ziņojumu kopne)

Strāvas sloksnes pusē ietilpst:

1. Trīs standarta slēdžu+izeju kombinācijas (ar 3-grupu kārbu)
2. Arduino pro mini dēlis
3. NRF24L01+ modulis
4. Trīs releju moduļi

Sīkāka informācija tiks apskatīta šādās darbībās.

3. solis: vārteja - aparatūra

Materiāli:

Beaglebone Black dēlis

NRF24L01+ modulis

10uF kondensators (RadioShack, ebay uc), lai uzlabotu uztveršanas uzticamību.

Šeit es parādīju saikni starp Beaglebone Black un radio moduli. Es arī parādu savu shēmu, bet arī maizes dēlis darīs darbu.

Lai izmantotu SPI un nRF24 moduli Bealebone Black, ir jāveic divas darbības.

1. Iespējot SPI Beaglebone Black
2. IEGŪT NRF24L01+ RADIOS, KAS DARBOJAS UZ BĪGLEBONA MELNU

4. solis: vārteja - programmatūra

Runājot par Beaglebone Black programmatūru, kopējā struktūra ir parādīta 1. attēlā.

Tā kā tajā darbojas Debian, programmatūru ir ļoti viegli instalēt, izmantojot komandu apt-get.

OpenHAB pamatā ir Java, tāpēc ir jāinstalē Java VM. Lūdzu, skatiet OpenHAB instalāciju, lai iegūtu sīkāku informāciju (tā ir paredzēta Raspberry Pi, bet apt-get darbojas abām plāksnēm). Lai iespējotu MQTT OpenHAB, fails "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" ir jāievieto OpenHAB avota mapes mapē "addons". Ir nepieciešami trīs konfigurācijas faili (pievienoti zemāk), kur mapes "konfigurācijas", "konfigurācijas/vietnes kartes" un "konfigurācijas/vienumi" jāievieto "openhab.cfg", "test.sitemap" un "test.items", attiecīgi. Pēc tam OpenHAB var palaist, ierakstot "./start.sh".

MQTT autobusam es izmantoju Mosquitto, kas ir atvērtā koda MQTT brokeris. Moskītu versija vietnē apt-get ir diezgan veca, tāpēc es lejupielādēju avota kodu, lai to apkopotu un instalētu.

1. Iegūstiet avota kodu no iepriekš minētās oficiālās vietnes.
2. Avota koda mapē izveidojiet jaunu mapi ar nosaukumu "build".
3. Iet uz "build", ierakstiet "cmake.."
4. Pēc tam atgriezieties augšējā mapē, ierakstiet "make" un "make install"

Visbeidzot, vārtejas programma ir tilts starp MQTT kopni un nRF24 moduli, un arhitektūra ir parādīta 2. attēlā. Ir divas rindas, katra vienā virzienā (ti, viena vadības CMD no OpenHAB līdz strāvas padeves joslai, viena - pretējā virzienā). Būtībā tā ir vienkārša ražotāja/patērētāja loģikas ieviešana. Vārtejas avota kodu var atrast šeit, tas izmanto dažas C ++ 11 funkcijas (lai instalētu jaunāku GCC uz Beaglebone Black, skatiet šo rakstu) un pieņem, ka nRF24 lib ir instalēts (skatiet iepriekšējo darbību).

5. darbība: barošanas bloks - aparatūra

Materiāli:

Arduino pro mini dēlis.

NRF24L01+ modulis.

10uF kondensators (RadioShack, ebay uc), lai uzlabotu uztveršanas uzticamību.

Trīs 10K rezistori (RadioShack, ebay uc) slēdzim.

Trīs releju moduļi.

Trīs standarta slēdžu/izeju kombinācija un kaste, es tos nopirku no Lowe's.

No 110 līdz 5 V līdzstrāvas modulis, lai darbinātu Arduino un relejus.

No 5 līdz 3 voltu pazemināšana, lai barotu nRF24.

Savienojums ir parādīts 1. attēlā.

!!!!! Ja vēlaties izmantot to pašu slēdža/izvades kombināciju kā es, lūdzu, pārliecinieties, ka esat nogriezis "pārtraukumu" (skat. 2. attēlu) !!!!! Tas ir ārkārtīgi svarīgi, pretējā gadījumā jūs varat iznīcināt visu ķēdi !!!

3. attēlā ir redzama gatavā strāvas padeves josla, kā redzat, kastē ir diezgan nekārtība (jo es nevaru atrast pietiekami lielu pie plaukta barošanas bloka ar atsevišķu slēdzi lietošanai), bet tas darbojas ^_ ^!

6. darbība: Power Strip - programmatūra

Es izmantoju to pašu nRF24 bibliotēku Arduino kā Beaglebone Black (šeit mape librf24-bbb ir paredzēta Beaglebone Black, bet saknes mapē-Arduino), taču Arduion varat izmantot arī spēcīgāku/jaudīgāku versiju šeit.

Šeit ir pievienots mans avota kods strāvas padeves pusei, lūdzu, izmantojiet Arduino IDE (vai jebkuru citu alternatīvu) un pareizu programmētāju, lai to instalētu Arduino pro mini.

7. solis. Secinājums

Izbaudi!!!