Интеллектуальный удлинитель на основе Beaglebone Black и OpenHAB: 7 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

!!!!! Играть с сетью (110/220 В) опасно, будьте ОЧЕНЬ ОЧЕНЬ осторожны !!!

Существуют некоторые существующие проекты интеллектуальных удлинителей на основе «Raspberry Pi» и двух Arduinos, которые показаны на рисунке «Старый дизайн».

Этот новый дизайн отличается от старых двумя способами:

1. Поскольку Raspberry Pi может управлять nRF24, используя собственный SPI, неэффективно устанавливать между ними Arduino. Также я предпочитаю плату Beaglebone Black, так как она дешевая и мощная, и особенно у нее больше доступных периферийных устройств (например, GPIO, SPI), чем у Raspberry Pi.
2. В старых конструкциях единственный способ управлять удлинителем - через веб-интерфейс (например, OpenHAB). Однако делать это очень неудобно, если под рукой есть удлинитель. Поэтому в этой конструкции удлинитель имеет индивидуальный переключатель для каждой розетки, и люди могут включать / выключать каждую розетку с OpenHAB или без него (если с OpenHAB, статус OpenHAB будет обновляться при каждом переключении физического переключателя).

Шаг 1: демонстрация

Шаг 2: Обзор

Мой умный удлинитель состоит из двух частей: шлюза и удлинителя (показаны на картинке «Мой дизайн»).

Сторона шлюза включает:

1. Доска Beaglebone Black
2. Модуль nRF24L01 +
3. OpenHAB + MQTT (шина сообщений)

Сторона удлинителя включает:

1. Три стандартных переключателя + розетки (с 3-местным блоком)
2. Мини-плата Arduino pro
3. Модуль nRF24L01 +
4. Три релейных модуля

Подробности будут описаны в следующих шагах.

Шаг 3. Шлюз - оборудование

Материалы:

Доска Beaglebone Black

Модуль nRF24L01 +

Конденсатор 10 мкФ (RadioShack, ebay и т. Д.) Для повышения надежности приема.

Здесь я показываю связь между Beaglebone Black и радиомодулем. Я также показываю свою схему, но макет тоже подойдет.

Чтобы использовать модуль SPI и nRF24 в Bealebone Black, необходимо выполнить два шага.

1. Включить SPI на Beaglebone Black
2. ПОЛУЧИТЕ NRF24L01 + РАДИОСТАНЦИИ, РАБОТАЮЩИЕ НА BEAGLEBONE BLACK

Шаг 4. Шлюз - программное обеспечение

Что касается программного обеспечения Beaglebone Black, общая структура показана на рисунке 1.

Поскольку на нем работает Debian, очень легко установить программное обеспечение с помощью команды apt-get.

OpenHAB основан на Java, поэтому необходимо установить Java VM. Пожалуйста, обратитесь к установке OpenHAB для получения подробной информации (это для Raspberry Pi, но apt-get работает для обеих плат). Чтобы включить MQTT для OpenHAB, файл org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar необходимо поместить в папку addons в исходной папке OpenHAB. Требуются три файла конфигурации (прилагаются ниже), где «openhab.cfg», «test.sitemap» и «test.items» следует поместить в папки «configurations», «configurations / sitemaps» и «configurations / items», соответственно. Затем OpenHAB можно запустить, набрав "./start.sh".

Для шины MQTT я использую Mosquitto, который является брокером MQTT с открытым исходным кодом. Версия Mosquito на apt-get довольно старая, поэтому я загружаю исходный код для компиляции и установки.

1. Получите исходный код с официального сайта выше.
2. В папке с исходным кодом создайте новую папку с именем «build».
3. Зайдите в "build", введите "cmake.."
4. Затем вернитесь в верхнюю папку, введите «make» и «make install».

Наконец, программа шлюза является мостом между шиной MQTT и модулем nRF24, а архитектура показана на рисунке 2. Есть две очереди, каждая для одного направления (т.е. одна для CMD управления от OpenHAB к удлинителю, одна для обратное направление). По сути, это простая реализация логики производителя / потребителя. Исходный код шлюза можно найти здесь, он использует некоторые функции C ++ 11 (для установки более новой версии GCC на Beaglebone Black см. Эту статью) и предполагает, что установлена библиотека nRF24 (см. Предыдущий шаг).

Шаг 5: удлинитель - оборудование

Материалы:

Мини-плата Arduino pro.

Модуль nRF24L01 +.

Конденсатор 10 мкФ (RadioShack, ebay и т. Д.) Для повышения надежности приема.

Три резистора по 10 кОм (RadioShack, ebay и т. Д.) Для переключателя.

Три релейных модуля.

Три стандартных комбо выключателя / розетки и коробка, я купил их у Lowe's.

Модуль от 110 до 5 В постоянного тока для питания Arduino и реле.

Понижение с 5 до 3 В для питания nRF24.

Подключение показано на рисунке 1.

!!!!! Если вы хотите использовать ту же комбинацию выключателей и розеток, что и я, убедитесь, что вы вырезали на нем «обрыв» (см. Рисунок 2) !!!!! Это очень важно, иначе вы можете разрушить всю свою схему !!!

На рисунке 3 показан готовый удлинитель, как вы можете видеть, в коробке довольно много беспорядка (так как я не могу найти на полке достаточно большой удлинитель с отдельным переключателем для использования), но он работает ^ _ ^!

Шаг 6: удлинитель - программное обеспечение

Я использую ту же библиотеку nRF24 для Arduino, что и для Beaglebone Black (здесь папка librf24-bbb предназначена для Beaglebone Black, а папка в корневой папке - для Arduino), но вы также можете использовать более надежную / мощную версию для Arduion в здесь.

Мой исходный код для стороны удлинителя прилагается здесь, используйте Arduino IDE (или любую другую альтернативу) и соответствующий программатор, чтобы установить его на Arduino pro mini.

Шаг 7: Заключение

Наслаждаться!!!