Smart Power Strip bazat pe Beaglebone Black și OpenHAB: 7 pași (cu imagini)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

!!!!! Jocul cu rețeaua electrică (110 / 220V) este periculos, vă rugăm să fiți FOARTE FOARTE atenți !!!

Există câteva modele de benzi de alimentare inteligente existente bazate pe „Raspberry Pi” și două Arduino, care este prezentat în imaginea „Vechi design”.

Acest nou design diferă de cele vechi în două moduri:

1. Deoarece Raspberry Pi poate controla nRF24 utilizând propriul SPI, nu este eficient să puneți un Arduino între ele. De asemenea, prefer placa Beaglebone Black, deoarece este ieftină și puternică și mai ales are mai multe periferice disponibile (cum ar fi GPIO, SPI) decât Raspberry Pi.
2. În designurile vechi, singurul mod de a controla banda electrică este prin interfața web (adică OpenHAB). Cu toate acestea, este foarte incomod să faceți acest lucru dacă banda electrică este la îndemână. Prin urmare, în acest design, banda de alimentare are comutator individual pentru fiecare priză, iar oamenii pot porni / opri fiecare priză cu sau fără OpenHAB (dacă cu OpenHAB, starea de pe OpenHAB va fi actualizată ori de câte ori comutatorul fizic este comutat).

Pasul 1: Demo

Pasul 2: Prezentare generală

Banda de alimentare inteligentă este compusă din două părți: gateway și bandă de alimentare (prezentată în imaginea „Designul meu”).

Partea gateway-ului include:

1. O tablă Beaglebone Black
2. Un modul nRF24L01 +
3. OpenHAB + MQTT (magistrala de mesaje)

Partea benzii de alimentare include:

1. Trei combo-uri standard de comutare + priză (cu o cutie cu 3 ganguri)
2. O placă mini Arduino pro
3. Un modul nRF24L01 +
4. Trei module de relee

Detaliile vor fi acoperite în pașii următori.

Pasul 3: Gateway - Hardware

Materiale:

O tablă Beaglebone Black

Un modul nRF24L01 +

Un condensator de 10 uF (RadioShack, ebay etc.), pentru îmbunătățirea fiabilității recepției.

Aici arată conexiunea dintre Beaglebone Black și modulul radio. Îmi arăt și circuitul pentru asta, dar o placă de calcul va face și treaba.

Pentru a utiliza modulul SPI și nRF24 în Bealebone Black, sunt necesari doi pași.

1. Activați SPI pe Beaglebone Black
2. OBȚINEȚI NRF24L01 + RADIOLE CARE FUNCȚIONEAZĂ PE NEGRU BEAGLEBONE

Pasul 4: Gateway - Software

În ceea ce privește software-ul de pe Beaglebone Black, structura generală este prezentată în imaginea 1.

Deoarece există un Debian care rulează pe acesta, este foarte ușor să instalați software utilizând comanda apt-get.

OpenHAB este bazat pe Java, deci este necesar să instalați Java VM. Vă rugăm să consultați instalarea OpenHAB pentru detalii (este pentru Raspberry Pi, dar apt-get funcționează pentru ambele plăci). Pentru a activa MQTT pentru OpenHAB, fișierul „org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar” trebuie introdus în folderul „addons” din folderul sursă OpenHAB. Sunt necesare trei fișiere de configurare (atașate mai jos), unde „openhab.cfg”, „test.sitemap” și „test.items” trebuie introduse în folderul „configurații”, „configurații / sitemap” și „configurații / articole”, respectiv. Apoi, OpenHAB poate fi lansat tastând „./start.sh”.

Pentru autobuzul MQTT, folosesc Mosquitto, care este un broker open source MQTT. Versiunea Mosquito de pe apt-get este destul de veche, așa că descarc codul sursă pentru a compila și instala.

1. Obțineți codul sursă de pe site-ul oficial de mai sus.
2. În folderul cod sursă, creați un folder nou numit „build”.
3. Accesați „construiți”, tastați „cmake..”
4. Apoi reveniți la folderul de sus, tastați „make” și „make install”

În cele din urmă, programul gateway este puntea dintre magistrala MQTT și modulul nRF24, iar arhitectura este prezentată în imaginea 2. Există două cozi, fiecare pentru o direcție (adică una pentru controlul CMD de la OpenHAB la banda de alimentare, una pentru direcție inversă). Practic este o simplă implementare logică producător / consumator. Codul sursă al gateway-ului poate fi găsit aici, folosește câteva caracteristici C ++ 11 (pentru a instala GCC mai nou pe Beaglebone Black, consultați acest articol) și presupune că nRF24 lib este instalată (consultați pasul anterior).

Pasul 5: Power Strip - Hardware

Materiale:

O placă mini Arduino pro.

Un modul nRF24L01 +.

Un condensator de 10 uF (RadioShack, ebay etc.), pentru îmbunătățirea fiabilității recepției.

Trei rezistențe de 10K (RadioShack, eBay etc.), pentru comutator.

Trei module de releu.

Trei combo comutator / priză standard și o cutie, le-am cumpărat de la Lowe's.

Un modul de 110vac la 5vdc, pentru a alimenta Arduino și relee.

Un pas în jos de la 5vdc la 3vdc, pentru a alimenta nRF24.

Conexiunea este prezentată în imaginea 1.

!!!!! Dacă doriți să utilizați același combo comutator / priză ca mine, vă rugăm să vă asigurați că ați tăiat „ruptura” de pe acesta (a se vedea imaginea 2) !!!!! Acest lucru este extrem de important sau vă puteți distruge întregul circuit !!!!

Imaginea 3 prezintă banda electrică terminată, după cum puteți vedea, este destul de încurcată în cutie (deoarece nu pot găsi suficient de mare pe banda electrică de pe raft cu comutator individual de utilizat), dar funcționează ^ _ ^!

Pasul 6: Power Strip - Software

Folosesc aceeași bibliotecă nRF24 pentru Arduino ca pentru Beaglebone Black (aici, folderul librf24-bbb este pentru Beaglebone Black, în timp ce cel din folderul rădăcină este pentru Arduino), dar puteți utiliza și o versiune mai robustă / mai puternică pentru Arduion în Aici.

Codul meu sursă pentru banda de alimentare este atașat aici, vă rugăm să utilizați Arduino IDE (sau orice alte alternative) și un programator corect pentru al instala pe Arduino pro mini.

Pasul 7: Concluzie

Bucurați-vă !!!