Smart Power Strip basat en Beaglebone Black i OpenHAB: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

!!!!! Jugar amb la xarxa elèctrica (110 / 220V) és perillós, si us plau tingueu molt de compte !!!

Hi ha alguns dissenys de barres de potència intel·ligents basats en "Raspberry Pi" i dos Arduinos, que es mostra a la imatge "Disseny antic".

Aquest nou disseny es diferencia d’aquests antics de dues maneres:

1. Atès que Raspberry Pi pot controlar nRF24 mitjançant el seu propi SPI, no és eficient posar un Arduino pel mig. També prefereixo la placa Beaglebone Black, ja que és barata i potent, i sobretot té més perifèrics disponibles (com GPIO, SPI) que Raspberry Pi.
2. En dissenys antics, l’única manera de controlar la presa de corrent és mitjançant la interfície web (és a dir, OpenHAB). Tot i això, és molt incòmode fer-ho si la presa de corrent és a prop. Per tant, en aquest disseny, la presa de corrent té un commutador individual per a cada presa de corrent i les persones poden activar / desactivar cada presa amb o sense OpenHAB (si amb OpenHAB, l'estat d'OpenHAB s'actualitzarà cada vegada que es commuti el commutador físic).

Pas 1: demostració

Pas 2: Visió general

La meva cinta d’alimentació intel·ligent es compon de dues parts: passarel·la i cinta d’alimentació (que es mostra a la imatge "El meu disseny").

El costat de la passarel·la inclou:

1. Una pissarra negra de Beaglebone
2. Un mòdul nRF24L01 +
3. OpenHAB + MQTT (bus de missatges)

El lateral de la tira de potència inclou:

1. Tres interruptors estàndard + combinacions de sortida (amb una caixa de 3 bandes)
2. Una mini placa Arduino pro
3. Un mòdul nRF24L01 +
4. Tres mòduls de relés

Els detalls es tractaran en els següents passos.

Pas 3: passarel·la: maquinari

Materials:

Una pissarra negra de Beaglebone

Un mòdul nRF24L01 +

Un condensador de 10uF (RadioShack, ebay, etc.), per millorar la fiabilitat de la recepció.

Aquí mostro la connexió entre el Beaglebone Black i el mòdul de ràdio. També mostro el meu circuit, però una taula de treball també farà la feina.

Per utilitzar el mòdul SPI i nRF24 a Bealebone Black, calen dos passos.

1. Activeu SPI a Beaglebone Black
2. ACONSEGUEIX NRF24L01 + RADIOS QUE FUNCIONEN EN NEGRE BEAGLEBONE

Pas 4: passarel·la: programari

Pel que fa al programari del Beaglebone Black, l'estructura general es mostra a la imatge 1.

Com que hi ha un Debian en funcionament, és molt fàcil instal·lar programari mitjançant l'ordre apt-get.

OpenHAB està basat en Java, de manera que cal instal·lar Java VM. Consulteu la instal·lació d’OpenHAB per obtenir més informació (és per a Raspberry Pi, però apt-get funciona per a les dues taules). Per habilitar MQTT per a OpenHAB, cal introduir el fitxer "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" a la carpeta "addons" de la carpeta font d'OpenHAB. Es necessiten tres fitxers de configuració (adjunts a continuació), on s'han de posar "openhab.cfg", "test.sitemap" i "test.items" a la carpeta "configuracions", "configuracions / mapes del lloc" i "configuracions / elements", respectivament. A continuació, es pot iniciar l'OpenHAB escrivint "./start.sh".

Per al bus MQTT, faig servir Mosquitto, que és un broker MQTT de codi obert. La versió Mosquito a apt-get és bastant antiga, així que descarregueu el codi font per compilar-lo i instal·lar-lo.

1. Obteniu el codi font del lloc oficial anterior.
2. A la carpeta de codi font, creeu una carpeta nova anomenada "compilació".
3. Aneu a "build", escriviu "cmake.."
4. A continuació, torneu a la carpeta superior, escriviu "make" i "make install"

Finalment, el programa de passarel·la és el pont entre el bus MQTT i el mòdul nRF24, i l'arquitectura es mostra a la imatge 2. Hi ha dues cues, cadascuna per a una direcció (és a dir, una per al control CMD des d'OpenHAB fins a la franja d'alimentació, una per al direcció inversa). Bàsicament es tracta d’una implementació senzilla de lògica productor / consumidor. El codi font de la passarel·la es pot trobar aquí, utilitza algunes funcions de C ++ 11 (per instal·lar GCC més recent a Beaglebone Black, consulteu aquest article) i assumeix que la llibreria nRF24 està instal·lada (consulteu el pas anterior).

Pas 5: Power Strip: maquinari

Materials:

Una mini placa Arduino pro.

Un mòdul nRF24L01 +.

Un condensador de 10uF (RadioShack, ebay, etc.), per millorar la fiabilitat de la recepció.

Tres resistències de 10K (RadioShack, ebay, etc.), per a commutació.

Tres mòduls de relés.

Combo de tres interruptors / sortides estàndard i una caixa, els vaig comprar a Lowe's.

Un mòdul de 110vac a 5vdc, per alimentar l'Arduino i els relés.

Un pas de 5vdc a 3vdc per alimentar el nRF24.

La connexió es mostra a la imatge 1.

!!!!! Si voleu utilitzar el mateix combinat de commutadors / sortides que jo, assegureu-vos que heu tallat el "trencament" (vegeu la imatge 2) !!!!! Això és extremadament important o pot destruir tot el circuit !!!!

La imatge 3 mostra la cinta d’alimentació acabada, com podeu veure, és un embolic a la caixa (ja que no en puc trobar cap prou gran a la cinta d’alimentació del prestatge amb un commutador individual per utilitzar-la), però funciona ^ _ ^!

Pas 6: Power Strip: programari

Utilitzo la mateixa biblioteca nRF24 per a Arduino que per a Beaglebone Black (aquí, la carpeta librf24-bbb és per a Beaglebone Black, mentre que la de la carpeta arrel és per a Arduino), però també podeu utilitzar una versió més robusta / potent per a Arduion a aquí.

El meu codi font per a la banda de corrent s’adjunta aquí. Utilitzeu Arduino IDE (o qualsevol altra alternativa) i un programador correcte per instal·lar-lo a l’Arduino pro mini.

Pas 7: Conclusió

A gaudir !!!