Smart Power Strip بر اساس Beaglebone Black و OpenHAB: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

!!!!! بازی با شبکه اصلی (110/220V) خطرناک است ، لطفاً بسیار مراقب باشید !!!

برخی از طرح های نوار برقی هوشمند مبتنی بر "Raspberry Pi" و دو Arduinos وجود دارد که در تصویر "طراحی قدیمی" نشان داده شده است.

این طرح جدید از دو جهت با مدل های قدیمی متفاوت است:

1. از آنجا که Raspberry Pi می تواند nRF24 را با استفاده از SPI خود کنترل کند ، قرار دادن Arduino در بین آنها کارآمد نیست. همچنین من تابلوی Beaglebone Black را ترجیح می دهم زیرا ارزان و قدرتمند است و مخصوصاً لوازم جانبی بیشتری (مانند GPIO ، SPI) نسبت به رزبری پای دارد.
2. در طرح های قدیمی ، تنها راه کنترل نوار قدرت از طریق رابط وب (یعنی OpenHAB) است. با این حال ، اگر نوار برق در دست باشد ، انجام این کار بسیار ناخوشایند است. بنابراین در این طرح ، نوار برقی دارای سوئیچ جداگانه برای هر پریز است و افراد می توانند هر پریز را با یا بدون OpenHAB روشن یا خاموش کنند (اگر با OpenHAB ، هر زمان که سوئیچ فیزیکی تغییر می کند ، وضعیت OpenHAB به روز می شود).

مرحله 1: نسخه ی نمایشی

مرحله 2: مرور کلی

نوار برقی هوشمند من از دو قسمت دروازه و نوار برق تشکیل شده است (در تصویر "طراحی من" نشان داده شده است).

سمت دروازه شامل موارد زیر است:

1. تخته سیاه Beaglebone
2. یک ماژول nRF24L01+
3. OpenHAB + MQTT (گذرگاه پیام)

قسمت نوار برق شامل موارد زیر است:

1. سه سوئیچ استاندارد+ترکیب خروجی (بدون جعبه 3 باند)
2. مینی برد Arduino pro
3. یک ماژول nRF24L01+
4. سه ماژول رله

جزئیات در مراحل زیر پوشش داده خواهد شد.

مرحله 3: دروازه - سخت افزار

مواد:

تخته سیاه Beaglebone

یک ماژول nRF24L01+

یک خازن 10uF (RadioShack ، ebay و غیره) ، برای بهبود قابلیت اطمینان دریافت.

در اینجا من ارتباط بین Beaglebone Black و ماژول رادیو را نشان می دهم. من همچنین مدار خود را برای آن نشان می دهم ، اما یک تخته نان نیز کار را انجام می دهد.

برای استفاده از ماژول SPI و nRF24 در Bealebone Black ، دو مرحله لازم است.

1. SPI را در Beaglebone Black فعال کنید
2. دریافت NRF24L01+ رادیوهای کار بر روی مشکی مشکی

مرحله 4: دروازه - نرم افزار

از نظر نرم افزاری در Beaglebone Black ، ساختار کلی در تصویر 1 نشان داده شده است.

از آنجا که Debian روی آن اجرا می شود ، نصب نرم افزار با استفاده از دستور apt-get بسیار آسان است.

OpenHAB مبتنی بر جاوا است ، بنابراین لازم است Java VM را نصب کنید. لطفاً برای جزئیات بیشتر به نصب OpenHAB مراجعه کنید (این برای رزبری پای است ، اما apt-get برای هر دو برد کار می کند). برای فعال کردن MQTT برای OpenHAB ، فایل "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" باید در پوشه "addons" در پوشه منبع OpenHAB قرار گیرد. سه فایل پیکربندی مورد نیاز است (در زیر ضمیمه شده است) ، جایی که "openhab.cfg" ، "test.sitemap" و "test.items" باید در پوشه "configurations" ، "configurations/sitemaps" و "configurations/items" قرار گیرد ، به ترتیب. سپس ، OpenHAB را می توان با تایپ کردن "./start.sh" راه اندازی کرد.

برای گذرگاه MQTT ، من از Mosquitto استفاده می کنم که یک کارگزار منبع باز MQTT است. نسخه Mosquito در apt-get بسیار قدیمی است ، بنابراین من منبع را برای کامپایل و نصب بارگیری می کنم.

1. کد منبع را از سایت رسمی بالا دریافت کنید.
2. در پوشه کد منبع ، یک پوشه جدید به نام "build" ایجاد کنید.
3. وارد "build" شوید ، عبارت "cmake.." را تایپ کنید.
4. سپس به پوشه بالا برگردید ، "make" و "install install" را تایپ کنید

سرانجام ، برنامه دروازه پل بین گذرگاه MQTT و ماژول nRF24 است و معماری آن در تصویر 2 نشان داده شده است. دو صف وجود دارد ، هر کدام برای یک جهت (یعنی یکی برای CMD کنترل از OpenHAB به نوار برق ، یکی برای جهت عکس). اساساً این یک منطق تولید کننده/مصرف کننده ساده است. کد منبع دروازه را می توانید در اینجا پیدا کنید ، از برخی ویژگی های C ++ 11 استفاده می کند (برای نصب GCC جدیدتر در Beaglebone Black ، به این مقاله مراجعه کنید) و فرض می کند که nRF24 lib نصب شده است (به مرحله قبل مراجعه کنید).

مرحله 5: نوار قدرت - سخت افزار

مواد:

مینی برد Arduino pro.

یک ماژول nRF24L01+.

یک خازن 10uF (RadioShack ، ebay و غیره) ، برای بهبود قابلیت اطمینان دریافت.

سه مقاومت 10K (RadioShack ، ebay و غیره) ، برای سوئیچ.

سه ماژول رله

سه دسته ترکیبی استاندارد/خروجی و یک جعبه ، آنها را از Lowe خریدم.

ماژول 110vac تا 5vdc ، برای تغذیه آردوینو و رله ها.

مرحله 5vdc تا 3vdc را پایین بیاورید تا nRF24 را تغذیه کنید.

اتصال در تصویر 1 نشان داده شده است.

!!!!! اگر می خواهید از کلید ترکیبی/خروجی مشابه من استفاده کنید ، لطفاً مطمئن شوید که "شکست" را روی آن قطع کرده اید (تصویر 2 را ببینید) !!!!! این بسیار مهم است وگرنه ممکن است کل مدار خود را خراب کنید !!!!

تصویر 3 نوار برقی تمام شده را نشان می دهد ، همانطور که می بینید ، در جعبه بسیار خراب است (زیرا من نمی توانم یک نوار برقی به اندازه کافی بزرگ با کلید جداگانه برای استفاده پیدا کنم) ، اما کار می کند ^_ ^!

مرحله 6: Power Strip - نرم افزار

من از همان کتابخانه nRF24 برای Arduino مانند Beaglebone Black استفاده می کنم (در اینجا ، پوشه librf24-bbb برای Beaglebone Black است ، در حالی که پوشه اصلی برای Arduino است) ، اما همچنین می توانید از نسخه قوی تر/قوی تری برای Arduion در اینجا.

کد منبع من برای نوار قدرت اینجا ضمیمه شده است ، لطفاً از Arduino IDE (یا هرگونه جایگزین دیگر) و یک برنامه نویس صحیح برای نصب آن بر روی Arduino pro mini استفاده کنید.

مرحله 7: نتیجه گیری

لذت بردن!!!