Beaglebone Black ve OpenHAB Tabanlı Akıllı Güç Şeridi: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

!!!!! Şebeke (110/220V) ile oynamak tehlikelidir, lütfen ÇOK ÇOK dikkatli olun !!!!

"Ahududu Pi" ve "Eski tasarım" resminde gösterilen iki Arduino'ya dayalı bazı akıllı güç şeridi tasarımları var.

Bu yeni tasarım, bu eskilerden iki yönden farklıdır:

1. Raspberry Pi, kendi SPI'sini kullanarak nRF24'ü kontrol edebildiğinden, aralarına Arduino koymak verimli değildir. Ayrıca ucuz ve güçlü olması ve özellikle Raspberry Pi'den daha fazla kullanılabilir çevre birimine (GPIO, SPI gibi) sahip olması nedeniyle Beaglebone Black board'u tercih ediyorum.
2. Eski tasarımlarda, anahtarlı uzatma kablosunu kontrol etmenin tek yolu web arayüzüdür (yani OpenHAB). Ancak, uzatma kablosu elinizin altındaysa bunu yapmak çok sakıncalıdır. Bu nedenle bu tasarımda, anahtarlı uzatma kablosu her çıkış için ayrı bir anahtara sahiptir ve insanlar OpenHAB'lı veya OpenHAB'sız her çıkışı AÇIK/KAPALI konuma getirebilir (OpenHAB ile ise, fiziksel anahtar her değiştirildiğinde OpenHAB üzerindeki durum güncellenecektir).

1. Adım: Demo

2. Adım: Genel Bakış

Akıllı anahtarlı uzatma kablosu iki bölümden oluşur: ağ geçidi ve anahtarlı uzatma kablosu ("Tasarımım" resminde gösterilmiştir).

Ağ geçidi tarafı şunları içerir:

1. Bir Beaglebone Kara tahta
2. Bir nRF24L01+ modülü
3. OpenHAB + MQTT (mesaj veriyolu)

Güç şeridi tarafı şunları içerir:

1. Üç standart anahtar+çıkış kombinasyonu (3'lü kutu ile)
2. Arduino pro mini tahta
3. Bir nRF24L01+ modülü
4. Üç röle modülü

Ayrıntılar aşağıdaki adımlarda ele alınacaktır.

3. Adım: Ağ Geçidi - Donanım

Malzemeler:

Bir Beaglebone Kara tahta

Bir nRF24L01+ modülü

Alım güvenilirliğini artırmak için 10 uF kapasitör (RadioShack, ebay vb.).

Burada Beaglebone Black ile radyo modülü arasındaki bağlantıyı gösteriyorum. Bunun için devremi de gösteriyorum, ancak bir breadboard da işi yapacak.

SPI ve nRF24 modülünü Bealebone Black'te kullanmak için iki adım gereklidir.

1. Beaglebone Black'te SPI'yi etkinleştirin
2. BEAGLEBONE SİYAH ÜZERİNDE ÇALIŞAN NRF24L01+ RADYOLARINI EDİNİN

Adım 4: Ağ Geçidi - Yazılım

Beaglebone Black üzerindeki yazılım açısından, genel yapı resim 1'de gösterilmektedir.

Üzerinde çalışan bir Debian olduğundan, apt-get komutunu kullanarak yazılım yüklemek çok kolaydır.

OpenHAB Java tabanlıdır, bu nedenle Java VM kurulumu gereklidir. Ayrıntılar için lütfen OpenHAB kurulumuna bakın (Raspberry Pi içindir, ancak apt-get her iki kart için de çalışır). OpenHAB için MQTT'yi etkinleştirmek için, "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" dosyasının OpenHAB kaynak klasöründeki "addons" klasörüne konması gerekir. "openhab.cfg", "test.sitemap" ve "test.items"in "configurations", "configurations/sitemaps" ve "configurations/items" klasörüne konması gereken üç yapılandırma dosyası gereklidir (aşağıda eklenmiştir), sırasıyla. Ardından, "./start.sh" yazılarak OpenHAB başlatılabilir.

MQTT veri yolu için açık kaynaklı bir MQTT aracısı olan Mosquitto kullanıyorum. Apt-get'teki Sivrisinek sürümü oldukça eski, bu yüzden derlemek ve kurmak için kaynak kodunu indiriyorum.

1. Kaynak kodunu yukarıdaki resmi siteden alın.
2. Kaynak kod klasöründe "build" adında yeni bir klasör oluşturun.
3. "Yapı"ya gidin, "cmake.." yazın.
4. Ardından üst klasöre geri dönün, "make" ve "make install" yazın

Son olarak, ağ geçidi programı MQTT bus ve nRF24 modülü arasındaki köprüdür ve mimari resim 2'de gösterilmektedir. Her biri bir yön için iki kuyruk vardır (yani, biri OpenHAB'dan anahtarlı uzatma kablosuna kontrol CMD'si için, diğeri ters yön). Temelde basit bir üretici/tüketici mantığı uygulamasıdır. Ağ geçidinin kaynak kodu burada bulunabilir, bazı C++11 özelliklerini kullanır (Beaglebone Black'e daha yeni GCC yüklemek için bu makaleye bakın) ve nRF24 lib'in kurulu olduğunu varsayar (önceki Adıma bakın).

Adım 5: Güç Şeridi - Donanım

Malzemeler:

Arduino pro mini tahta.

Bir nRF24L01+ modülü.

Alım güvenilirliğini artırmak için 10 uF kapasitör (RadioShack, ebay vb.).

Anahtar için üç adet 10K direnç (RadioShack, ebay vb.).

Üç Röle modülü.

Üç standart anahtar/çıkış kombinasyonu ve bir kutu, onları Lowe's'tan aldım.

Arduino ve rölelere güç sağlamak için 110vac ila 5vdc modülü.

nRF24'e güç sağlamak için bir 5vdc ila 3vdc düşürme.

Bağlantı resim 1'de gösterilmiştir.

!!!!! Benimle aynı anahtar/çıkış kombinasyonunu kullanmak istiyorsanız, lütfen üzerindeki "kopmayı" kestiğinizden emin olun (bkz. resim 2) !!!!! Bu son derece önemlidir yoksa tüm devrenizi bozabilirsiniz !!!!!

Resim 3, bitmiş anahtarlı uzatma kablosunu gösteriyor, gördüğünüz gibi, kutuda oldukça karışık (çünkü rafta ayrı ayrı anahtarlı yeterince büyük bir anahtar bulamıyorum), ancak çalışıyor ^_^!

Adım 6: Güç Şeridi - Yazılım

Arduino için Beaglebone Black ile aynı nRF24 kitaplığını kullanıyorum (burada, librf24-bbb klasörü Beaglebone Black içindir, kök klasördeki ise Arduino içindir), ancak Arduion için daha sağlam/güçlü bir sürüm de kullanabilirsiniz. Burada.

Güç şeridi tarafı için kaynak kodum buraya eklenmiştir, lütfen Arduino IDE (veya başka bir alternatif) ve Arduino pro mini'ye kurmak için doğru bir programlayıcı kullanın.

7. Adım: Sonuç

Eğlence!!!