Sistem Otomasi Rumah WiFi Daya Sangat Rendah: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Dalam proyek ini kami menunjukkan bagaimana Anda dapat membangun sistem otomatisasi rumah lokal dasar dalam beberapa langkah. Kami akan menggunakan Raspberry Pi yang akan bertindak sebagai perangkat WiFi pusat. Sedangkan untuk node akhir kita akan menggunakan IOT Cricket untuk membuat perangkat WiFi bertenaga baterai mis. sensor suhu dan hubungkan ke RPi tanpa menulis satu baris kode pun.

Sistem kami akan didasarkan pada protokol komunikasi MQTT, yang banyak diadopsi di sebagian besar sistem otomasi rumah. Untuk mengaturnya kami memilih broker Mosquitto MQTT (server) dan menginstalnya di Raspberry Pi (hub pusat kami).

IOT Cricket juga dilengkapi dengan dukungan protokol HTTP(S) dan MQTT. Kami mengonfigurasinya untuk menggunakan MQTT untuk berkomunikasi langsung dengan broker RPi MQTT kami.

Proyek ini dapat diwujudkan oleh pembuat di semua tingkat keahlian. Ini mungkin memerlukan beberapa penyolderan dasar namun tidak memerlukan pengkodean atau pemrograman apa pun. Di akhir proyek ini, Anda akan mendapatkan ide yang solid bagaimana Anda dapat dengan mudah membangun sistem Anda sendiri dan memperluas dengan cepat dengan menambahkan simpul akhir IOT Anda sendiri ke sistem.

Perlengkapan:

• Raspberry Pi (kami menggunakan versi 3 untuk proyek ini)
• Modul WiFi Kriket IOT
• 2xAAA dudukan baterai
• 2xAAA baterai

Langkah 1: Apa itu MQTT?

Protokol MQTT menyediakan metode ringan untuk melakukan pengiriman pesan menggunakan model publish/subscribe. Ini membuatnya cocok untuk pesan Internet of Things seperti sensor daya rendah atau perangkat seluler seperti ponsel, komputer tertanam, atau mikrokontroler. (sumber: mosquitto.org)

Kami dapat menggunakan perangkat sebanyak yang kami inginkan untuk berlangganan topik dan mendengarkan pesan yang masuk. Jika beberapa perangkat memublikasikan pesan tentang topik itu, maka semua perangkat, yang berlangganan topik tersebut, menerima pesan itu secara instan. Topik dapat berupa string arbitrer yang biasanya digabungkan dengan / karakter untuk memungkinkan membangun topik hierarkis. Penggunaan MQTT yang paling umum adalah memiliki satu server pusat di mana perangkat dapat berlangganan dan menerbitkan pesan. Ini memfasilitasi semua komunikasi antar perangkat yang terhubung ke server itu. Dalam proyek ini kami akan menggunakan RPi untuk bertindak sebagai broker MQTT pusat kami dan semua perangkat lain akan mengirim pesan melalui broker ini. Cara terbaik untuk mempelajarinya, jelas dengan melakukannya sendiri. Ada banyak sumber daya yang tersedia di internet di MQTT. Namun, untuk proyek ini Anda harus baik-baik saja dengan pengenalan dasar, yang kami sediakan di atas.

Langkah 2: Menginstal Broker MQTT di Raspberry Pi

Untuk proyek ini kami menggunakan broker Mosquitto MQTT open source. Ini ringan dan cocok untuk digunakan di semua perangkat mulai dari komputer papan tunggal berdaya rendah hingga server penuh.

Sebelum kita mulai menginstal, ada baiknya untuk memperbarui komponen sistem terlebih dahulu:

$ sudo apt-get update$ sudo apt-get upgrade

Instal broker Nyamuk. Buka terminal dan ketik perintah berikut:

$ sudo apt-get install mosquitto -y

Konfigurasikan broker Nyamuk. Mengedit file konfigurasi:

$ sudo vi /etc/mosquitto/mosquitto.conf

dan tambahkan baris berikut di atas:

port 1883allow_anonymous benar

Mulai ulang RPi untuk menerapkan perubahan:

$ sudo reboot

Itu dia! Broker MQTT kami sudah aktif dan berjalan sekarang!

CATATAN: demi kesederhanaan proyek ini, kami tidak membuat akun. Jadi siapa pun dalam jaringan lokal kami dapat terhubung ke broker MQTT ini tanpa kredensial. Jika Anda ingin menambahkan otentikasi pengguna dan membuatnya lebih aman, ada banyak tutorial di internet cara melakukannya.

Sekarang, kita hanya perlu mendapatkan alamat IP sehingga kita dapat mengirim pesan ke broker Nyamuk kita dari perangkat lain dalam jaringan:

Dapatkan alamat IP:

$ nama host -I

your_RPi_IP_address (mis. 192.168.1.10)

Langkah 3: Hubungkan IOT Cricket ke RaspberryPi Melalui MQTT

Dalam proyek ini kami menggunakan modul WiFi Kriket IOT untuk sensor sederhana untuk melaporkan suhu setiap 30 detik ke sistem kami. Ini akan berjalan dengan baterai sehingga kita dapat menempelkannya di mana saja di rumah atau di taman. Nanti Anda dapat menggunakan IOT Cricket untuk membangun berbagai sensor bertenaga baterai, alarm, tombol, sakelar dan menghubungkannya juga ke broker RPi MQTT kami di luar kotak.

Pada langkah pertama hubungkan baterai ke Cricket.

Cricket dilengkapi dengan sensor suhu built-in. Kami hanya perlu mengkonfigurasinya untuk mengirim nilai suhu ke broker MQTT kami dengan mengatur alamat IP RPi. Untuk melakukan itu, buka panel konfigurasi Cricket (lihat langkah-langkahnya di sini) dan terapkan pengaturan berikut (seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, silakan sesuaikan alamat IP di kotak "url" ke RPi Anda)

Sekarang kita bisa keluar dari mode konfigurasi. Perangkat sudah siap! Cricket sudah mengirimkan data ke broker MQTT kami setiap 30 detik.

Langkah 4: Periksa Pesan MQTT

Untuk melihat / menerima pesan yang dikirim ke broker MQTT kami, kami dapat menggunakan berbagai alat.

Yang paling mudah mungkin adalah alat baris perintah mosquitto_sub. Kami dapat menginstalnya di komputer mana pun di jaringan kami atau di RPi kami dengan perintah ini:

$ sudo apt-get install mosquitto-clients -y

Sekarang kita dapat menjalankan perintah berikut untuk mendengarkan SEMUA topik dan pesan yang dikirim melalui broker MQTT kami:

$ mosquitto_sub -v -h your_RPi_IP_address -p 1883 -t '#'

… / 59A98F494C / device_name MyTemperatureDev / 59A98F494C / device_sn 59A98F494C / 59A98F494C / hwc_wake_up 3794 / 59A98F494C / hwc_wifi_enabled 3763 / 59A98F494C / hwc_message_sent 3664 / 59A98F494C / temp 26,0 / 59A98F494C / io1_wake_up 0 / 59A98F494C / rtc_wake_up 1 …

Di atas adalah contoh output dari apa yang dikirim oleh IOT Cricket ke broker kami. Di antara data lain yang bisa kita lihat ada suhu:

/59A98F494C/suhu 26.0

Kelebihan MQTT adalah memungkinkan kita untuk berlangganan topik yang kita minati saja. Jika kita hanya ingin menerima suhu, kita dapat berlangganan topik /59A98F494C/temp dengan menggunakan perintah berikut:

$ mosquitto_sub -h your_RPi_IP_address -t '/59A98F494C/temp'

…26.126.527.227.6…

Langkah 5: Ringkasan

Kami telah menunjukkan dalam proyek ini perangkat keras dan perangkat lunak penting untuk mulai membangun sistem otomasi rumah berdaya rendah, hemat energi, berdasarkan WiFi. MQTT adalah esensi untuk membangun sistem yang lebih canggih.

Ekosistem perangkat lunak dan layanan yang dapat diintegrasikan dengan MQTT sangat BESAR! Ada banyak sistem hebat seperti Home Assistant, Node RED, Grafana, dll. Untuk membuat Anda mendapatkan pengalaman pengguna yang luar biasa dari sistem Anda sendiri. Kami tidak hanya dapat melakukan pencetakan sederhana suhu, tetapi kami dapat memiliki dasbor hebat yang memvisualisasikan data dan mengelola perangkat Anda.

Sekarang karena kami memiliki infrastruktur sistem dasar ini, langit adalah batas kami dari perangkat WiFi lain yang dapat kami bangun menggunakan modul IOT Cricket dan tambahkan ke sistem otomasi rumah kami.

Terima kasih sudah sampai di sini. Kami harap Anda menikmati tutorial ini!

Tim Things On Edge

Langkah 6: Tentang Kami

Things On Edge adalah perusahaan yang berbasis di Cambridge, Inggris. Kami merancang modul Cricket Wi-Fi bertenaga baterai ultra-rendah untuk memungkinkan Anda menghubungkan berbagai perangkat elektronik ke smartphone atau layanan internet lainnya secara harfiah dalam hitungan menit. Itu tidak memerlukan pemrograman dan pengkodean apa pun. Ini memungkinkan Anda untuk mengintegrasikan perangkat Anda ke layanan ekosistem IOT besar melalui api MQTT dan