Inteligentna listwa zasilająca oparta na Beaglebone Black i OpenHAB: 7 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

!!!!! Zabawa z siecią (110/220V) jest niebezpieczna, proszę być BARDZO BARDZO ostrożnym !!!

Istnieje kilka istniejących projektów inteligentnych listew zasilających opartych na "Raspberry Pi" i dwóch Arduino, co pokazano na zdjęciu "Stara konstrukcja".

Ten nowy projekt różni się od starych na dwa sposoby:

1. Ponieważ Raspberry Pi może kontrolować nRF24 za pomocą własnego SPI, umieszczenie Arduino pomiędzy nimi nie jest wydajne. Również wolę płytkę Beaglebone Black, ponieważ jest tania i wydajna, a zwłaszcza ma więcej dostępnych urządzeń peryferyjnych (takich jak GPIO, SPI) niż Raspberry Pi.
2. W starych konstrukcjach jedynym sposobem sterowania listwą jest interfejs sieciowy (np. OpenHAB). Jest to jednak bardzo niewygodne, jeśli listwa zasilająca jest pod ręką. Dlatego w tym projekcie listwa zasilająca ma indywidualny przełącznik dla każdego gniazda, a ludzie mogą włączać / wyłączać każde gniazdo z lub bez OpenHAB (jeśli z OpenHAB, stan OpenHAB zostanie zaktualizowany po przełączeniu fizycznego przełącznika).

Krok 1: Demo

Krok 2: Przegląd

Moja inteligentna listwa składa się z dwóch części: bramki i listwy (pokazanej na zdjęciu "Mój projekt").

Strona bramy zawiera:

1. Czarna tablica Beaglebone
2. Moduł nRF24L01+
3. OpenHAB + MQTT (magistrala wiadomości)

Strona listwy zasilającej zawiera:

1. Trzy standardowe kombinacje przełączników i gniazdek (z pudełkiem 3-krotnym)
2. Minipłytka Arduino pro
3. Moduł nRF24L01+
4. Trzy moduły przekaźnikowe

Szczegóły zostaną omówione w kolejnych krokach.

Krok 3: Brama - sprzęt

Materiały:

Czarna tablica Beaglebone

Moduł nRF24L01+

Kondensator 10uF (RadioShack, ebay itp.), poprawiający niezawodność odbioru.

Tutaj pokazuję połączenie między Beaglebone Black a modułem radiowym. Pokazuję również mój obwód, ale płytka prototypowa również się sprawdzi.

Aby użyć modułu SPI i nRF24 w kolorze Bealebone Black, potrzebne są dwa kroki.

1. Włącz SPI w Beaglebone Black
2. POBIERZ RADIA NRF24L01+ PRACUJĄCE NA BEAGLEBONE BLACK

Krok 4: Brama - oprogramowanie

Jeśli chodzi o oprogramowanie na Beaglebone Black, ogólna struktura jest pokazana na rysunku 1.

Ponieważ jest na nim uruchomiony Debian, bardzo łatwo jest zainstalować oprogramowanie za pomocą polecenia apt-get.

OpenHAB jest oparty na Javie, dlatego konieczne jest zainstalowanie Java VM. Proszę zapoznać się z instalacją OpenHAB po szczegóły (dotyczy Raspberry Pi, ale apt-get działa na obu płytach). Aby włączyć MQTT dla OpenHAB, plik „org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar” należy umieścić w folderze „addons” w folderze źródłowym OpenHAB. Potrzebne są trzy pliki konfiguracyjne (w załączeniu poniżej), gdzie "openhab.cfg", "test.sitemap" i "test.items" należy umieścić w folderach "configuration", "configuration/sitemaps" i "configuration/items", odpowiednio. Następnie OpenHAB można uruchomić, wpisując „./start.sh”.

W przypadku magistrali MQTT używam Mosquitto, który jest brokerem MQTT o otwartym kodzie źródłowym. Wersja Mosquito w apt-get jest dość stara, więc pobieram kod źródłowy, aby go skompilować i zainstalować.

1. Pobierz kod źródłowy z oficjalnej strony powyżej.
2. W folderze kodu źródłowego utwórz nowy folder o nazwie „build”.
3. Przejdź do "kompilacji", wpisz "cmake.."
4. Następnie wróć do górnego folderu, wpisz „make” i „make install”

Wreszcie program Gateway jest pomostem między magistralą MQTT a modułem nRF24, a architektura jest pokazana na rysunku 2. Istnieją dwie kolejki, każda dla jednego kierunku (tj. jedna dla sterowania CMD z OpenHAB do listwy zasilającej, jedna dla odwrotny kierunek). Zasadniczo jest to prosta implementacja logiki producent/konsument. Kod źródłowy bramki można znaleźć tutaj, używa niektórych funkcji C++11 (aby zainstalować nowsze GCC na Beaglebone Black, zapoznaj się z tym artykułem) i zakłada, że zainstalowana jest biblioteka nRF24 (patrz poprzedni krok).

Krok 5: Listwa zasilająca - sprzęt

Materiały:

Mini płytka Arduino pro.

Moduł nRF24L01+.

Kondensator 10uF (RadioShack, ebay itp.), poprawiający niezawodność odbioru.

Trzy rezystory 10K (RadioShack, ebay itp.) do przełącznika.

Trzy moduły przekaźnikowe.

Trzy standardowe kombinacje przełączników / gniazdek i pudełko, kupiłem je od Lowe's.

Moduł 110VAC do 5VDC do zasilania Arduino i przekaźników.

Obniżenie napięcia od 5 VDC do 3 VDC do zasilania nRF24.

Połączenie pokazano na rysunku 1.

!!!!! Jeśli chcesz użyć tej samej kombinacji przełącznika/gniazda co ja, upewnij się, że wyciąłeś na niej „odcięcie” (patrz zdjęcie 2) !!!!! Jest to niezwykle ważne, w przeciwnym razie możesz zniszczyć cały obwód !!!!

Zdjęcie 3 przedstawia gotową listwę, jak widać, w pudełku jest dość bałagan (ponieważ nie mogę znaleźć wystarczająco dużej listwy z półki z indywidualnym włącznikiem do użycia), ale działa ^_^!

Krok 6: Listwa zasilająca - oprogramowanie

Używam tej samej biblioteki nRF24 dla Arduino, co dla Beaglebone Black (tutaj folder librf24-bbb jest dla Beaglebone Black, podczas gdy ten w folderze głównym jest dla Arduino), ale możesz również użyć bardziej niezawodnej / wydajniejszej wersji dla Arduion w tutaj.

Mój kod źródłowy dla strony listwy zasilającej jest załączony tutaj, użyj Arduino IDE (lub dowolnej innej alternatywy) i odpowiedniego programatora, aby zainstalować go na Arduino pro mini.

Krok 7: Wniosek

Cieszyć się!!!