kategória: Najlepšie články » Domáca automatizácia
Počet zobrazení: 56774
Komentáre k článku: 6
Používanie Raspberry Pi pre domácu automatizáciu
Asi pred dvoma rokmi nadácia Raspberry Pi uviedla na trh dosť zaujímavé zariadenie - počítač s jednou doskou, ktorého veľkosť je o niečo väčšia ako banková plastová karta za veľmi atraktívnu cenu. Novinka okamžite získala obrovskú popularitu, línia predobjednávok sa na ňu natiahla niekoľko mesiacov.
Raspberry Pi bol uvedený v dvoch úrovniach výbavy: model „A“ a model „B“. Obe verzie sú vybavené procesorom Broadcom BCM2835 ARM11 s taktovacou frekvenciou 700 MHz a 256 MB / 512 MB RAM modulom. Model „A“ je vybavený jedným portom USB 2.0, model „B“ - dvoma portami. Model „B“ má ethernetový port. Procesor BCM2835 obsahuje aj grafické jadro. Video výstup sa vytvára prostredníctvom kompozitného konektora RCA alebo prostredníctvom digitálneho rozhrania HDMI.
Systém súborov, obraz jadra a súbory používateľov sú umiestnené na pamäťovej karte SD, MMC alebo SDIO. Najatraktívnejšou črtou Raspberry Pi je nízka spotreba energie (5 V / 700 mA), prítomnosť I / O portov GPIO s rozhraniami I2C, SPI, UART, ako aj schopnosť pracovať na diaľku cez Ethernet.
V súčasnosti je vydávaný iba model „B“ s podporou 512 MB pamäte RAM a Ethernet. Okrem toho sa v predaji objavila nová verzia, ktorá sa líši od predchádzajúceho modelu „B“ v kompaktnejšom usporiadaní komponentov, prítomnosti 4 portov USB, zvýšení počtu vstupov / výstupov GPIO a absencii kompozitného video výstupu. Vzhľad modelu "B" a nového modelu počítača Raspberry Pi je znázornený na obr. 1
Obr. 1
Prečo môžem také zariadenie používať? Najprv je potrebné poznamenať, že Raspberry Pi je síce nie veľmi silný, ale zároveň plnohodnotným počítačom. Po pripojení monitora, klávesnice, myši a inštalácie ľubovoľnej distribučnej súpravy operačného systému Linux sa dá použiť ako stolný počítač na riešenie úloh, ktoré nevyžadujú výkonné počítačové zdroje.
Raspberry Pi je celkom vhodný na použitie ako domáci mediálny server, úložný server, mozog robota alebo stroja, domáci automatizovaný server (alebo takzvaný „inteligentný domov“).
Vzhľad Raspberry Pi okamžite spôsobil rozruch okolo tohto zariadenia. Keď sa vášne trochu upokojili a on sa objavil pri bezplatnom predaji za primeranú cenu, rozhodol som sa lepšie spoznať tento minipočítač. Pre mňa bol Raspberry Pi v prvom rade zaujímavý z hľadiska jeho použitia v domácom automatizačnom systéme, ktorého myšlienka bola „zrelá“ po dlhú dobu a vyžadovala praktickú implementáciu.
Používam termín „domáca automatizácia“, pretože sa mi veľmi nepáči výraz „inteligentný domov“. Nie, s pojmom „inteligentný domov“ nie je nič zlé, ale tento koncept bol v poslednej dobe veľmi zvrátený.
Inteligentný dom je komplexný „viacobvodový“ systém, ktorý okrem vykonávania rôznych scenárov určených používateľom môže robiť rôzne rozhodnutia v závislosti od konkrétnej mimoriadnej situácie. Inými slovami, ide o systém „myslenia“ (samozrejme na strojovej úrovni). A v poslednej dobe som nazval čokoľvek „inteligentný domov“ - napríklad GSM alarm, snímač úniku vody, ovládanie svetla pomocou snímačov pohybu atď. Áno, sú to všetky samostatné súčasti inteligentného domu, ale nie inteligentný dom ako celok.
Budeme uvažovať o štruktúre budovania systému domácej automatizácie pomocou Raspberry Pi (obr. 2).
Obr. 2Štruktúra budovania systému domácej automatizácie pomocou Raspberry Pi (kliknutím na obrázok ho zväčšíte)
Domáci automatizačný systém pozostáva z centrálneho servera prepojeného cez rozhranie RS485 s ovládačmi inštalovanými v každej miestnosti a následne sú k ovládačom pripojené rôzne ovládacie, monitorovacie, regulačné a ochranné zariadenia.
Výhodou takejto sieťovej architektúry je, že nie je potrebné ťahať vodiče z každého zariadenia na server, ale radšej pripojiť radiče, ku ktorým sú pripojené, pomocou jedného UTP kábla - jeden pár vodičov, ktorý sa používa pre rozhranie RS485, a zostávajúce páry sa používajú na napájanie kontrolérov a senzory. Logika práce je okrem toho koncipovaná tak, aby zlyhanie ktoréhokoľvek ovládača alebo dokonca centrálneho servera nemalo ovplyvniť výkonnosť zvyšku systému.
Raspberry Pi sa používa ako centrálny server systému domácej automatizácie. Je na ňom nainštalovaný webový server, prostredníctvom ktorého môže používateľ z ľubovoľného komunikačného zariadenia (smartfón, laptop, tablet) prostredníctvom prehliadača prijímať informácie o všetkých procesoch prebiehajúcich v dome a podľa toho ich spravovať. Prístup na webový server zadaním prihlasovacieho mena a hesla je možné získať z domácej miestnej siete aj z Internetu prostredníctvom smerovača Wi-Fi.
Sériový port UART Raspberry Pi prostredníctvom vyrovnávacieho zariadenia cez rozhranie RS485 spája regulátory s inou sadou vstupov / výstupov. Okrem toho môže byť k RS485 pripojený GSM modem na prístup do systému cez celulárnu alebo pevnú telefónnu sieť v prípade, že v mieste, kde sa užívateľ nachádza, neexistuje spôsob, ako získať prístup na internet. V tomto prípade je prístup do systému možný aj zadaním hesla.
Ďalším zariadením v sieti RS485 je rádiový modul. Jeho účelom je zaviazať sa k všeobecnému automatizačnému systému všetkých rádiových senzorov a rádiových diaľkových ovládačov.
V súčasnosti bola vyvinutá prvá verzia systému domácej automatizácie používajúcej Raspberry Pi. Okrem centrálneho servera obsahuje niekoľko typov radičov, ktoré majú rozhranie RS485 na komunikáciu so serverom:
-
Osemkanálový regulátor teploty a vlhkosti. Regulátor umožňuje zbierať údaje o teplote a vlhkosti z jedného snímača DHT22 a siedmich snímačov DHT11;
-
Štvorkanálový regulátor teploty (termostat). Regulátor môže ovládať 4 záťaže v manuálnom režime aj podľa nastavených parametrov teploty. Zadávanie hodnôt teploty je možné buď priamo na regulátore alebo vzdialene cez webové rozhranie. Režimy priameho a spätného ovládania kanálov umožňujú použitie ovládača na reguláciu vykurovania aj chladenia;
-
Rádiový modul sa používa na emuláciu diaľkových ovládačov a zhromažďovanie informácií z rádiových senzorov. Umožňuje emulovať až 5 diaľkových ovládačov a prijímať údaje od 10 rádiových senzorov;
-
Univerzálny ovládač. Má 4 nezávislé vstupy a výstupy a dva vstupy pre pripojenie snímačov teploty a vlhkosti DHT11 a DHT22.
Nájdete tu tiež odkazy na popis inštalácie softvéru pre Raspberry Pi, ako aj na materiály, ktoré opisujú výrobnú technológiu ovládačov, ktoré boli opísané vyššie. Chcel by som poznamenať, že tento projekt je úplne neziskový, s otvorenými zdrojmi pre obvodové a softvérové riešenia as technickou podporou na fóre.
Michail Tikhonchuk
31.10.2014
Pozri tiež túto tému:Rozdiely medzi doskami Orange pi a Raspberry pi, čo kúpiť?
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: