Smart Power Strip založený na Beaglebone Black a OpenHAB: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

!!!!! Hraní ze sítě (110/220V) je nebezpečné, buďte prosím VELMI VELMI opatrní !!!

Existuje několik existujících návrhů inteligentních napájecích pásků založených na „Raspberry Pi“a dvou Arduinech, což je znázorněno na obrázku „Starý design“.

Tento nový design se od těchto starých liší dvěma způsoby:

1. Vzhledem k tomu, že Raspberry Pi může ovládat nRF24 pomocí vlastního SPI, není efektivní řadit Arduino mezi ně. Také dávám přednost desce Beaglebone Black, protože je levná a výkonná, a zejména má více dostupných periferií (jako GPIO, SPI) než Raspberry Pi.
2. Ve starých provedeních je jediným způsobem, jak ovládat napájecí lištu, webové rozhraní (tj. OpenHAB). Je však velmi nepohodlné to udělat, pokud je po ruce napájecí kabel. V tomto provedení má tedy napájecí kabel pro každou zásuvku individuální spínač a lidé mohou zapínat/vypínat každou zásuvku s OpenHAB nebo bez něj (pokud s OpenHAB bude stav na OpenHAB aktualizován vždy, když je přepnut fyzický přepínač).

Krok 1: Demo

Krok 2: Přehled

Můj inteligentní napájecí kabel se skládá ze dvou částí: brány a prodlužovacího kabelu (znázorněno na obrázku „Můj design“).

Strana brány obsahuje:

1. Deska Beaglebone Black
2. Modul nRF24L01+
3. OpenHAB + MQTT (sběrnice zpráv)

Strana rozvodky obsahuje:

1. Tři standardní přepínače+komba zásuvek (s 3-gangovým boxem)
2. Mini deska Arduino pro
3. Modul nRF24L01+
4. Tři reléové moduly

Podrobnosti budou popsány v následujících krocích.

Krok 3: Brána - hardware

Materiály:

Deska Beaglebone Black

Modul nRF24L01+

Kondenzátor 10uF (RadioShack, ebay atd.) Pro zlepšení spolehlivosti příjmu.

Zde ukazuji spojení mezi Beaglebone Black a rádiovým modulem. Také pro to ukazuji svůj obvod, ale práci zvládne i prkénko.

K použití modulu SPI a nRF24 v Bealebone Black jsou zapotřebí dva kroky.

1. Povolte SPI na Beaglebone Black
2. ZÍSKEJTE NRF24L01+ RÁDIOVÉ PRÁCE NA BEAGLEBONE BLACK

Krok 4: Brána - software

Pokud jde o software na Beaglebone Black, celková struktura je zobrazena na obrázku 1.

Jelikož na něm běží Debian, je velmi snadné nainstalovat software pomocí příkazu apt-get.

OpenHAB je založen na jazyce Java, takže je nutné nainstalovat Java VM. Podrobnosti najdete v instalaci OpenHAB (je to pro Raspberry Pi, ale apt-get funguje pro obě desky). Chcete-li povolit MQTT pro OpenHAB, musí být soubor „org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar“vložen do složky „addons“ve zdrojové složce OpenHAB. Jsou zapotřebí tři konfigurační soubory (připojené níže), kde by složky „openhab.cfg“, „test.sitemap“a „test.items“měly být vloženy do složky „configurations“, „configurations/sitemaps“a „configurations/items“, resp. Poté lze OpenHAB spustit zadáním „./start.sh“.

Pro sběrnici MQTT používám Mosquitto, což je open source broker MQTT. Verze Mosquito na apt-get je dost stará, takže si stáhnu zdrojový kód pro kompilaci a instalaci.

1. Získejte zdrojový kód z oficiálního webu výše.
2. Ve složce zdrojového kódu vytvořte novou složku s názvem „build“.
3. Přejděte do „build“, zadejte „cmake..“
4. Poté se vraťte do horní složky, zadejte „make“a „make install“

Nakonec je program brány mostem mezi sběrnicí MQTT a modulem nRF24 a architektura je znázorněna na obrázku 2. Existují dvě fronty, každá pro jeden směr (tj. Jedna pro řídicí CMD z OpenHAB do napájecí lišty, jedna pro opačný směr). V zásadě se jedná o jednoduchou implementaci logiky výrobce/spotřebitele. Zdrojový kód brány najdete zde, používá některé funkce C ++ 11 (instalace novějších GCC na Beaglebone Black, viz tento článek) a předpokládá, že je nainstalován nRF24 lib (viz předchozí krok).

Krok 5: Power Strip - Hardware

Materiály:

Mini deska Arduino pro.

Modul nRF24L01+.

Kondenzátor 10uF (RadioShack, ebay atd.) Pro zlepšení spolehlivosti příjmu.

Tři 10K odpory (RadioShack, ebay atd.), Pro přepínač.

Tři reléové moduly.

Tři standardní kombo spínače/zásuvky a krabice, koupil jsem je od Lowe's.

Modul 110 V až 5 V DC pro napájení Arduina a relé.

A 5vdc to 3vdc step-down, to power the nRF24.

Zapojení je znázorněno na obrázku 1.

!!!!! Pokud chcete použít stejné kombo spínače/zásuvky jako já, ujistěte se, že jste na něm uřízli „rozbití“(viz obrázek 2) !!!!! To je nesmírně důležité, jinak můžete zničit celý svůj obvod !!!

Obrázek 3 ukazuje hotový napájecí kabel, jak vidíte, v krabici je docela nepořádek (protože nemohu najít dostatečně velký mimo regál s individuálním přepínačem k použití), ale funguje ^_ ^!

Krok 6: Power Strip - software

Pro Arduino používám stejnou knihovnu nRF24 jako pro Beaglebone Black (zde je složka librf24-bbb pro Beaglebone Black, zatímco ta v kořenové složce je pro Arduino), ale můžete také použít robustnější/výkonnější verzi pro Arduion v tady.

Zde je připojen můj zdrojový kód pro stranu napájecího kabelu, použijte Arduino IDE (nebo jiné alternativy) a správný programátor, abyste jej nainstalovali na Arduino pro mini.

Krok 7: Závěr

Užívat si!!!