Jalur Kuasa Pintar Berdasarkan Beaglebone Black dan OpenHAB: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

!!!!! Bermain dengan elektrik (110 / 220V) adalah berbahaya, harap berhati-hati SANGAT !!!

Terdapat beberapa reka bentuk jalur kuasa pintar yang ada berdasarkan "Raspberry Pi" dan dua Arduinos, yang ditunjukkan dalam gambar "Reka bentuk lama".

Reka bentuk baru ini berbeza dari yang lama dengan dua cara:

1. Oleh kerana Raspberry Pi dapat mengawal nRF24 dengan menggunakan SPI sendiri, tidak berkesan meletakkan Arduino di antaranya. Juga saya lebih suka papan Beaglebone Black kerana ia murah dan berkuasa, dan terutamanya mempunyai periferal yang lebih banyak (seperti GPIO, SPI) daripada Raspberry Pi.
2. Dalam reka bentuk lama, satu-satunya cara untuk mengawal jalur kuasa adalah melalui antara muka web (iaitu OpenHAB). Walau bagaimanapun, sangat menyusahkan jika kabel kuasa sudah dekat. Oleh itu, dalam reka bentuk ini, jalur kuasa mempunyai suis individu untuk setiap outlet, dan orang boleh menghidupkan / mematikan setiap outlet dengan atau tanpa OpenHAB (jika dengan OpenHAB, status pada OpenHAB akan dikemas kini setiap kali suis fizikal ditukar).

Langkah 1: Demo

Langkah 2: Gambaran keseluruhan

Jalur kuasa pintar saya terdiri daripada dua bahagian: pintu masuk dan jalur kuasa (ditunjukkan dalam gambar "Reka bentuk saya").

Bahagian pintu masuk merangkumi:

1. Papan Beaglebone Black
2. Modul nRF24L01 +
3. OpenHAB + MQTT (bas mesej)

Bahagian jalur kuasa merangkumi:

1. Tiga kombo suis standard + outlet (tanpa kotak 3-geng)
2. Papan mini pro Arduino
3. Modul nRF24L01 +
4. Tiga modul geganti

Perinciannya akan dibahas dalam langkah-langkah berikut.

Langkah 3: Gateway - Perkakasan

Bahan:

Papan Beaglebone Black

Modul nRF24L01 +

Kapasitor 10uF (RadioShack, ebay dll), untuk meningkatkan kebolehpercayaan penerimaan.

Di sini saya menunjukkan hubungan antara Beaglebone Black dan modul radio. Saya juga menunjukkan rangkaian saya untuk itu, tetapi papan roti juga akan berfungsi.

Untuk menggunakan modul SPI dan nRF24 dalam Bealebone Black, diperlukan dua langkah.

1. Dayakan SPI pada Beaglebone Black
2. DAPATKAN NRF24L01 + RADIOS BEKERJA DI BEAGLEBONE HITAM

Langkah 4: Gateway - Perisian

Dari segi perisian pada Beaglebone Black, struktur keseluruhan ditunjukkan pada gambar 1.

Oleh kerana terdapat Debian yang menjalankannya, sangat mudah untuk memasang perisian menggunakan perintah apt-get.

OpenHAB berasaskan Java, jadi perlu memasang Java VM. Sila rujuk pemasangan OpenHAB untuk perinciannya (ini untuk Raspberry Pi, tetapi sesuai untuk kedua-dua papan). Untuk mengaktifkan MQTT untuk OpenHAB, fail "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" perlu dimasukkan ke dalam folder "addons" dalam folder sumber OpenHAB. Tiga fail konfigurasi diperlukan (dilampirkan di bawah), di mana "openhab.cfg", "test.sitemap" dan "test.items" harus dimasukkan ke dalam folder "konfigurasi", "konfigurasi / peta laman" dan "konfigurasi / item", masing-masing. Kemudian, OpenHAB boleh dilancarkan dengan menaip "./start.sh".

Untuk bas MQTT, saya menggunakan Mosquitto yang merupakan broker MQTT sumber terbuka. Versi Nyamuk pada apt-get cukup lama, jadi saya memuat turun kod sumber untuk menyusun dan memasang.

1. Dapatkan kod sumber dari laman web rasmi di atas.
2. Di folder kod sumber, buat folder baru yang disebut "build".
3. Pergi ke "build", taip "cmake.."
4. Kemudian kembali ke folder atas, ketik "make" dan "make install"

Terakhir, program gateway adalah jambatan antara bus MQTT dan modul nRF24, dan seni bina ditunjukkan pada gambar 2. Terdapat dua barisan, masing-masing untuk satu arah (iaitu satu untuk CMD kawalan dari OpenHAB ke jalur kuasa, satu untuk arah terbalik). Pada dasarnya ia adalah pelaksanaan logik pengeluar / pengguna yang sederhana. Kod sumber gerbang boleh didapati di sini, ia menggunakan beberapa ciri C ++ 11 (untuk memasang GCC yang lebih baru di Beaglebone Black, rujuk artikel ini) dan menganggap lib nRF24 dipasang (lihat Langkah sebelumnya).

Langkah 5: Jalur Kuasa - Perkakasan

Bahan:

Papan mini pro Arduino.

Modul nRF24L01 +.

Kapasitor 10uF (RadioShack, ebay dll), untuk meningkatkan kebolehpercayaan penerimaan.

Tiga perintang 10K (RadioShack, ebay dll), untuk suis.

Tiga modul Relay.

Tiga kombo suis / soket standard dan satu kotak, saya membelinya dari Lowe's.

Modul 110vac hingga 5vdc, untuk menghidupkan Arduino dan relay.

Langkah 5vdc hingga 3vdc untuk menggerakkan nRF24.

Sambungan ditunjukkan dalam gambar 1.

!!!!! Sekiranya anda ingin menggunakan kombo suis / outlet yang sama dengan saya, pastikan anda memotong "breakoff" di atasnya (lihat gambar 2) !!!!! Ini sangat penting atau anda boleh memusnahkan keseluruhan litar anda !!!!

Gambar 3 menunjukkan jalur kuasa yang sudah siap, seperti yang anda lihat, ia cukup berantakan di dalam kotak (kerana saya tidak dapat mencari cukup banyak jalur kuasa rak dengan suis individu untuk digunakan), tetapi ia berfungsi ^ _ ^!

Langkah 6: Jalur Kuasa - Perisian

Saya menggunakan pustaka nRF24 yang sama untuk Arduino seperti untuk Beaglebone Black (di sini, folder librf24-bbb adalah untuk Beaglebone Black, sementara folder di root adalah untuk Arduino), tetapi anda juga dapat menggunakan versi yang lebih kuat / kuat untuk Arduion di di sini.

Kod sumber saya untuk bahagian jalur kuasa dilampirkan di sini, sila gunakan Arduino IDE (atau alternatif lain) dan pengaturcara yang betul untuk memasangnya di Arduino pro mini.

Langkah 7: Kesimpulannya

Nikmati !!!