Barrette d'alimentation intelligente basée sur Beaglebone Black et OpenHAB : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

!!!!! Jouer sur secteur (110/220V) est dangereux, soyez TRES TRES prudent !!!

Il existe des conceptions de barrettes d'alimentation intelligentes basées sur "Raspberry Pi" et deux Arduinos, ce qui est montré dans l'image "Ancienne conception".

Ce nouveau design diffère de ces anciens de deux manières:

1. Étant donné que Raspberry Pi peut contrôler nRF24 en utilisant son propre SPI, il n'est pas efficace de mettre un Arduino entre les deux. Aussi je préfère la carte Beaglebone Black car elle est bon marché et puissante, et surtout elle a plus de périphériques disponibles (comme GPIO, SPI) que Raspberry Pi.
2. Dans les anciennes conceptions, le seul moyen de contrôler la multiprise est via l'interface Web (c'est-à-dire OpenHAB). Cependant, il est très gênant de le faire si la multiprise est à portée de main. Par conséquent, dans cette conception, la multiprise a un interrupteur individuel pour chaque prise, et les gens peuvent allumer/éteindre chaque prise avec ou sans OpenHAB (si avec OpenHAB, l'état sur OpenHAB sera mis à jour chaque fois que l'interrupteur physique est basculé).

Étape 1: Démo

Étape 2: Aperçu

Ma multiprise intelligente est composée de deux parties: la passerelle et la multiprise (représentée sur l'image "Mon design").

Le côté passerelle comprend:

1. Un tableau noir Beaglebone
2. Un module nRF24L01+
3. OpenHAB + MQTT (bus de messages)

Le côté multiprise comprend:

1. Trois combos interrupteur + prise standard (avec une boîte à 3 gangs)
2. Une mini carte Arduino pro
3. Un module nRF24L01+
4. Trois modules relais

Les détails seront couverts dans les étapes suivantes.

Étape 3: Passerelle - Matériel

Matériaux:

Un tableau noir Beaglebone

Un module nRF24L01+

Un condensateur de 10uF (RadioShack, ebay etc.), pour améliorer la fiabilité de la réception.

Ici, je montre la connexion entre le Beaglebone Black et le module radio. Je montre également mon circuit pour cela, mais une maquette fera également l'affaire.

Pour utiliser le module SPI et nRF24 dans Bealebone Black, deux étapes sont nécessaires.

1. Activer SPI sur Beaglebone Black
2. FAIRE TRAVAILLER LES RADIOS NRF24L01+ SUR LE NOIR BEAGLBONE

Étape 4: Passerelle - Logiciel

En termes de logiciel sur le Beaglebone Black, la structure globale est montrée dans l'image 1.

Comme il y a une Debian en cours d'exécution, il est très facile d'installer un logiciel à l'aide de la commande apt-get.

OpenHAB est basé sur Java, il est donc nécessaire d'installer Java VM. Veuillez vous référer à l'installation d'OpenHAB pour plus de détails (c'est pour Raspberry Pi, mais apt-get fonctionne pour les deux cartes). Pour activer MQTT pour OpenHAB, le fichier "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" doit être placé dans le dossier "addons" du dossier source OpenHAB. Trois fichiers de configuration sont nécessaires (ci-joints ci-dessous), où "openhab.cfg", "test.sitemap" et "test.items" doivent être placés dans les dossiers "configurations", "configurations/sitemaps" et "configurations/items", respectivement. Ensuite, l'OpenHAB peut être lancé en tapant "./start.sh".

Pour le bus MQTT, j'utilise Mosquitto qui est un broker MQTT open source. La version Mosquito sur apt-get est assez ancienne, je télécharge donc le code source pour compiler et installer.

1. Obtenez le code source sur le site officiel ci-dessus.
2. Dans le dossier du code source, créez un nouveau dossier appelé "build".
3. Allez dans "build", tapez "cmake.."
4. Revenez ensuite dans le dossier supérieur, tapez "make" et "make install"

Enfin, le programme passerelle est le pont entre le bus MQTT et le module nRF24, et l'architecture est montrée dans l'image 2. Il y a deux files d'attente, chacune pour une direction (c'est-à-dire une pour le contrôle CMD d'OpenHAB vers la multiprise, une pour le direction inverse). Fondamentalement, il s'agit d'une simple implémentation de logique producteur/consommateur. Le code source de la passerelle peut être trouvé ici, il utilise certaines fonctionnalités C++11 (pour installer le nouveau GCC sur Beaglebone Black, reportez-vous à cet article) et suppose que la bibliothèque nRF24 est installée (reportez-vous à l'étape précédente).

Étape 5: Multiprise - Matériel

Matériaux:

Une mini carte Arduino pro.

Un module nRF24L01+.

Un condensateur de 10uF (RadioShack, ebay etc.), pour améliorer la fiabilité de la réception.

Trois résistances 10K (RadioShack, ebay etc.), pour switch.

Trois modules relais.

Trois combo interrupteur/prise standard et une boîte, je les ai achetés chez Lowe's.

Un module 110vac à 5vdc, pour alimenter l'Arduino et les relais.

Un abaisseur de 5vdc à 3vdc, pour alimenter le nRF24.

La connexion est montrée dans l'image 1.

!!!!! Si vous souhaitez utiliser le même combo interrupteur/prise que moi, assurez-vous de couper la "rupture" dessus (voir photo 2) !!!!! Ceci est extrêmement important ou vous risquez de détruire tout votre circuit !!!!

L'image 3 montre la multiprise finie, comme vous pouvez le voir, c'est un sacré bordel dans la boîte (puisque je ne trouve pas de multiprise assez grande sur étagère avec un interrupteur individuel à utiliser), mais ça marche ^_^ !

Étape 6: Multiprise - Logiciel

J'utilise la même bibliothèque nRF24 pour Arduino que pour Beaglebone Black (ici, le dossier librf24-bbb est pour Beaglebone Black, tandis que celui du dossier racine est pour Arduino), mais vous pouvez également utiliser une version plus robuste/puissante pour Arduion dans ici.

Mon code source pour le côté de la multiprise est joint ici, veuillez utiliser Arduino IDE (ou toute autre alternative) et un programmeur correct pour l'installer sur l'Arduino pro mini.

Étape 7: Conclusion

Prendre plaisir!!!