جدول المحتويات:
فيديو: قطاع الطاقة الذكي على أساس Beaglebone Black و OpenHAB: 7 خطوات (بالصور)
2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-13 06:56
!!!!! اللعب بالتيار الكهربائي (110/220 فولت) أمر خطير ، يرجى توخي الحذر الشديد !!!
هناك بعض تصميمات قطاع الطاقة الذكية القائمة على أساس "Raspberry Pi" واثنين من Arduinos ، والتي تظهر في الصورة "التصميم القديم".
يختلف هذا التصميم الجديد عن التصميمات القديمة بطريقتين:
- نظرًا لأن Raspberry Pi يمكنه التحكم في nRF24 باستخدام SPI الخاص به ، فليس من الفعال وضع Arduino بينهما. كما أنني أفضل Beaglebone Black board نظرًا لأنه رخيص وقوي ، ولا سيما أنه يحتوي على المزيد من الأجهزة الطرفية المتاحة (مثل GPIO و SPI) من Raspberry Pi.
- في التصميمات القديمة ، الطريقة الوحيدة للتحكم في قطاع الطاقة هي من خلال واجهة الويب (أي OpenHAB). ومع ذلك ، فمن غير الملائم القيام بذلك إذا كان شريط الطاقة في متناول اليد. لذلك في هذا التصميم ، يحتوي شريط الطاقة على مفتاح فردي لكل منفذ ، ويمكن للأشخاص تشغيل / إيقاف تشغيل كل منفذ مع OpenHAB أو بدونه (إذا كان مع OpenHAB ، فسيتم تحديث الحالة على OpenHAB كلما تم تبديل المفتاح الفعلي).
الخطوة 1: العرض
الخطوة 2: نظرة عامة
يتكون شريط الطاقة الذكي الخاص بي من جزأين: البوابة وقطاع الطاقة (الموضح في الصورة "تصميمي").
يشمل جانب البوابة ما يلي:
- لوحة سوداء من Beaglebone
- وحدة nRF24L01 +
- OpenHAB + MQTT (ناقل الرسائل)
يشمل جانب الشريط الكهربائي:
- ثلاثة مجموعات مفاتيح قياسية + مخرج (مع صندوق ذو 3 زوايا)
- لوحة اردوينو برو صغيرة
- وحدة nRF24L01 +
- ثلاث وحدات تتابع
سيتم تغطية التفاصيل في الخطوات التالية.
الخطوة 3: البوابة - الأجهزة
المواد:
لوحة سوداء من Beaglebone
وحدة nRF24L01 +
مكثف 10 فائق التوهج (راديو شاك ، إيباي ، إلخ) ، لتحسين موثوقية الاستقبال.
هنا أظهر العلاقة بين Beaglebone Black ووحدة الراديو. أقوم أيضًا بعرض دائري الخاص به ، لكن لوح التجارب سيؤدي المهمة أيضًا.
لاستخدام الوحدة النمطية SPI و nRF24 في Bealebone Black ، هناك حاجة إلى خطوتين.
- تفعيل SPI على Beaglebone Black
- احصل على NRF24L01 + RADIOS الذي يعمل على BLACK BEAGLEBONE
الخطوة 4: البوابة - البرنامج
من حيث البرنامج على Beaglebone Black ، يظهر الهيكل العام في الصورة 1.
نظرًا لوجود Debian يعمل عليه ، فمن السهل جدًا تثبيت البرنامج باستخدام الأمر apt-get.
OpenHAB يعتمد على Java ، لذلك من الضروري تثبيت Java VM. يرجى الرجوع إلى تثبيت OpenHAB للحصول على التفاصيل (إنه خاص بـ Raspberry Pi ، ولكن يعمل apt-get لكلا اللوحتين). لتمكين MQTT لـ OpenHAB ، يجب وضع الملف "org.openhab.binding.mqtt-x.y.z.jar" في مجلد "الإضافات" في مجلد مصدر OpenHAB. هناك حاجة إلى ثلاثة ملفات تكوين (مرفقة أدناه) ، حيث يجب وضع "openhab.cfg" و "test.sitemap" و "test.items" في مجلد "التكوينات" و "التكوينات / خرائط المواقع" و "التكوينات / العناصر" ، على التوالى. بعد ذلك ، يمكن تشغيل OpenHAB بكتابة "./start.sh".
بالنسبة لحافلة MQTT ، أستخدم Mosquitto وهو وسيط MQTT مفتوح المصدر. إصدار Mosquito الموجود على apt-get قديم جدًا ، لذلك أقوم بتنزيل الكود المصدري لتجميعه وتثبيته.
- احصل على شفرة المصدر من الموقع الرسمي أعلاه.
- في مجلد التعليمات البرمجية المصدر ، قم بإنشاء مجلد جديد يسمى "build".
- انتقل إلى "إنشاء" ، واكتب "cmake.."
- ثم ارجع إلى المجلد العلوي واكتب "make" و "make install"
أخيرًا ، برنامج البوابة هو الجسر بين ناقل MQTT ووحدة nRF24 ، وتظهر البنية في الصورة 2. هناك طابوران ، كل منهما لاتجاه واحد (أي واحد للتحكم CMD من OpenHAB إلى قطاع الطاقة ، واحد لـ غير إتجاه). إنه في الأساس تطبيق منطق منتج / مستهلك بسيط. يمكن العثور على الكود المصدري للبوابة هنا ، ويستخدم بعض ميزات C ++ 11 (لتثبيت أحدث إصدار من GCC على Beaglebone Black ، راجع هذه المقالة) ويفترض أن nRF24 lib مثبت (راجع الخطوة السابقة).
الخطوة 5: قطاع الطاقة - الأجهزة
المواد:
لوحة اردوينو برو صغيرة.
وحدة nRF24L01 +.
مكثف 10 فائق التوهج (راديو شاك ، إيباي ، إلخ) ، لتحسين موثوقية الاستقبال.
ثلاثة مقاومات 10K (RadioShack ، ebay إلخ) ، للتبديل.
ثلاث وحدات ترحيل.
ثلاثة مجموعة مفاتيح قياسية / مخرج وصندوق ، اشتريتها من Lowe's.
وحدة 110vac إلى 5vdc ، لتشغيل Arduino والمرحلات.
تنحى من 5 في دي سي إلى 3 في دي سي ، لتشغيل nRF24.
يظهر الاتصال في الصورة 1.
!!!!! إذا كنت تريد استخدام نفس مجموعة التبديل / المخرج مثلي ، فيرجى التأكد من قطع "الانقطاع" عليه (انظر الصورة 2) !!!!! هذا مهم للغاية أو قد تدمر دائرتك بأكملها !!!!
تُظهر الصورة 3 شريط الطاقة النهائي ، كما ترون ، إنه فوضى كبيرة في الصندوق (حيث لا يمكنني العثور على أي كبير بما يكفي من شريط طاقة الرف مع مفتاح فردي للاستخدام) ، لكنه يعمل ^ _ ^!
الخطوة 6: قطاع الطاقة - البرنامج
أستخدم نفس مكتبة nRF24 لـ Arduino مثل Beaglebone Black (هنا ، مجلد librf24-bbb مخصص لـ Beaglebone Black ، بينما المجلد الموجود في المجلد الجذر مخصص لـ Arduino) ، ولكن يمكنك أيضًا استخدام إصدار أكثر قوة / قوة لـ Arduion في هنا.
رمز المصدر الخاص بي لشريط الطاقة مرفق هنا ، يرجى استخدام Arduino IDE (أو أي بدائل أخرى) ومبرمج صحيح لتثبيته على Arduino pro mini.
الخطوة 7: الخاتمة
يتمتع!!!