Smart Power Strip Berdasarkan Beaglebone Black dan OpenHAB: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

!!!!! Bermain dengan listrik (110/220V) berbahaya, harap SANGAT SANGAT berhati-hati !!!

Ada beberapa desain strip daya pintar yang ada berdasarkan "Raspberry Pi" dan dua Arduino, yang ditunjukkan pada gambar "Desain lama".

Desain baru ini berbeda dari yang lama dalam dua cara:

1. Karena Raspberry Pi dapat mengontrol nRF24 dengan menggunakan SPI-nya sendiri, maka tidak efisien untuk menempatkan Arduino di antaranya. Saya juga lebih suka papan Beaglebone Black karena murah dan kuat, dan terutama memiliki lebih banyak periferal (seperti GPIO, SPI) daripada Raspberry Pi.
2. Dalam desain lama, satu-satunya cara untuk mengontrol soket ekstensi adalah melalui antarmuka web (yaitu OpenHAB). Namun, sangat merepotkan untuk melakukannya jika soket ekstensi sudah dekat. Oleh karena itu dalam desain ini, soket ekstensi memiliki sakelar tersendiri untuk setiap outlet, dan orang dapat ON/OFF setiap outlet dengan atau tanpa OpenHAB (jika dengan OpenHAB, status pada OpenHAB akan diperbarui setiap kali sakelar fisik diaktifkan).

Langkah 1: Demo

Langkah 2: Ikhtisar

Strip daya pintar saya terdiri dari dua bagian: gateway dan strip daya (ditunjukkan pada gambar "Desain saya").

Sisi gerbang meliputi:

1. Papan Hitam Beaglebone
2. Modul nRF24L01+
3. OpenHAB + MQTT (bus pesan)

Sisi strip daya meliputi:

1. Tiga kombo sakelar + stopkontak standar (dengan kotak 3-gang)
2. Papan mini Arduino pro
3. Modul nRF24L01+
4. Tiga modul relai

Detailnya akan dibahas dalam langkah-langkah berikut.

Langkah 3: Gerbang - Perangkat Keras

Bahan:

Papan Hitam Beaglebone

Modul nRF24L01+

Kapasitor 10uF (RadioShack, ebay, dll.), Untuk meningkatkan keandalan penerimaan.

Di sini saya menunjukkan hubungan antara Beaglebone Black dan modul radio. Saya juga menunjukkan sirkuit saya untuk itu, tetapi papan tempat memotong roti juga akan melakukan pekerjaan itu.

Untuk menggunakan modul SPI dan nRF24 di Bealebone Black, diperlukan dua langkah.

1. Aktifkan SPI di Beaglebone Black
2. DAPATKAN NRF24L01+ RADIOS BEKERJA PADA BEAGLEBONE BLACK

Langkah 4: Gateway - Perangkat Lunak

Dalam hal perangkat lunak pada Beaglebone Black, struktur keseluruhan ditunjukkan pada gambar 1.

Karena ada Debian yang berjalan di dalamnya, sangat mudah untuk menginstal perangkat lunak menggunakan perintah apt-get.

OpenHAB berbasis Java, jadi perlu menginstal Java VM. Silakan merujuk ke instalasi OpenHAB untuk detailnya (ini untuk Raspberry Pi, tetapi apt-get berfungsi untuk kedua papan). Untuk mengaktifkan MQTT untuk OpenHAB, file "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" perlu dimasukkan ke dalam folder "addons" di folder sumber OpenHAB. Tiga file konfigurasi diperlukan (terlampir di bawah), di mana "openhab.cfg", "test.sitemap" dan "test.items" harus dimasukkan ke dalam folder "configurations", "configurations/sitemaps" dan "configurations/items", masing-masing. Kemudian, OpenHAB dapat diluncurkan dengan mengetikkan "./start.sh".

Untuk bus MQTT, saya menggunakan Mosquitto yang merupakan broker MQTT open source. Versi Mosquito di apt-get cukup lama, jadi saya mengunduh kode sumber untuk dikompilasi dan diinstal.

1. Dapatkan kode sumber dari situs resmi di atas.
2. Di folder kode sumber, buat folder baru bernama "build".
3. Masuk ke "build", ketik "cmake.."
4. Kemudian kembali ke folder atas, ketik "make" dan "make install"

Terakhir, program gateway adalah jembatan antara bus MQTT dan modul nRF24, dan arsitekturnya ditunjukkan pada gambar 2. Ada dua antrian, masing-masing untuk satu arah (yaitu satu untuk kontrol CMD dari OpenHAB ke soket ekstensi, satu untuk arah sebaliknya). Pada dasarnya ini adalah implementasi logika produsen/konsumen sederhana. Kode sumber gateway dapat ditemukan di sini, ia menggunakan beberapa fitur C++11 (untuk menginstal GCC yang lebih baru di Beaglebone Black, lihat artikel ini) dan menganggap lib nRF24 diinstal (lihat Langkah sebelumnya).

Langkah 5: Strip Daya - Perangkat Keras

Bahan:

Papan mini Arduino pro.

Modul nRF24L01+.

Kapasitor 10uF (RadioShack, ebay, dll.), Untuk meningkatkan keandalan penerimaan.

Tiga resistor 10K (RadioShack, ebay, dll.), Untuk sakelar.

Tiga modul Relay.

Tiga kombo sakelar / stopkontak standar dan sebuah kotak, saya membelinya dari Lowe's.

Modul 110vac hingga 5vdc, untuk memberi daya pada Arduino dan relai.

Pengurangan 5vdc ke 3vdc, untuk memberi daya pada nRF24.

Koneksi ditunjukkan pada gambar 1.

!!!!! Jika Anda ingin menggunakan kombo sakelar/stopkontak yang sama dengan saya, pastikan Anda memotong "putus" di atasnya (lihat gambar 2) !!!!! Ini sangat penting atau Anda dapat menghancurkan seluruh sirkuit Anda !!!!

Gambar 3 menunjukkan soket ekstensi yang sudah jadi, seperti yang Anda lihat, kotaknya cukup berantakan (karena saya tidak dapat menemukan soket ekstensi yang cukup besar dengan sakelar individual untuk digunakan), tetapi berhasil ^_^!

Langkah 6: Power Strip - Perangkat Lunak

Saya menggunakan perpustakaan nRF24 yang sama untuk Arduino seperti untuk Beaglebone Black (di sini, folder librf24-bbb adalah untuk Beaglebone Black, sedangkan yang ada di folder root adalah untuk Arduino), tetapi Anda juga dapat menggunakan versi yang lebih kuat/kuat untuk Arduion di di sini.

Kode sumber saya untuk sisi strip daya terlampir di sini, silakan gunakan Arduino IDE (atau alternatif lain) dan programmer yang benar untuk menginstalnya di Arduino pro mini.

Langkah 7: Kesimpulan

Menikmati!!!