categorieën: Aanbevolen artikelen » Domotica
Aantal keer bekeken: 56774
Reacties op het artikel: 6
Raspberry Pi gebruiken voor domotica
Ongeveer twee jaar geleden lanceerde de Raspberry Pi Foundation een tamelijk interessant apparaat - een computer met één kaart, waarvan de grootte iets groter is dan een plastic bankkaart voor een zeer aantrekkelijke prijs. De nieuwigheid werd onmiddellijk enorm populair, de lijn van pre-orders ervoor strekte zich uit over enkele maanden.
Raspberry Pi werd gepresenteerd in twee uitrustingsniveaus: model "A" en model "B". Beide versies zijn uitgerust met een Broadcom BCM2835 ARM11-processor met een klokfrequentie van 700 MHz en een 256 MB / 512 MB RAM-module. Model "A" is uitgerust met één USB 2.0-poort, model "B" - met twee. Model "B" heeft een Ethernet-poort. De BCM2835-processor bevat ook een grafische kern. Video-uitvoer wordt gemaakt via een composiet RCA-connector of via een digitale HDMI-interface.
Het bestandssysteem, de kernelafbeelding en de gebruikersbestanden bevinden zich op een SD-, MMC- of SDIO-geheugenkaart. De Raspberry Pi is het aantrekkelijkst vanwege het lage stroomverbruik (5V / 700mA), de aanwezigheid van GPIO I / O-poorten met I2C, SPI, UART-interfaces en de mogelijkheid om op afstand te werken via Ethernet.
Momenteel wordt alleen het "B" -model uitgebracht met 512 MB RAM en Ethernet-ondersteuning. Bovendien verscheen er een nieuwe versie in de verkoop, die verschilt van het vorige model "B" in een meer compacte opstelling van componenten, de aanwezigheid van 4 USB-poorten, een toename van het aantal GPIO I / O-poorten en de afwezigheid van een composiet video-uitgang. Het uiterlijk van model "B" en het nieuwe model van de Raspberry Pi-computer wordt getoond in Fig. 1
Fig. 1
Waarom kan ik zo'n apparaat gebruiken? Allereerst moet worden opgemerkt dat de Raspberry Pi, hoewel niet erg krachtig, maar tegelijkertijd een volwaardige computer is. Door een monitor, toetsenbord, muis erop aan te sluiten en een distributiekit van het Linux-besturingssysteem te installeren, kan het worden gebruikt als een desktopcomputer voor het oplossen van taken waarvoor geen krachtige computerbronnen nodig zijn.
Raspberry Pi is zeer geschikt voor gebruik als een mediaserver voor thuis, een opslagserver, het brein van een robot of machine, een server voor huisautomatisering (of het zogenaamde "slimme huis").
Het uiterlijk van de Raspberry Pi zorgde meteen voor opschudding rond dit apparaat. Toen de passies een beetje kalmer werden en hij tegen voldoende kosten in de uitverkoop verscheen, besloot ik deze minicomputer beter te leren kennen. Voor mij was de Raspberry Pi vooral interessant vanuit het oogpunt van het gebruik in een domoticasysteem, waarvan het idee lange tijd "rijp" was en praktische implementatie vereiste.
Ik gebruik de term "domotica" omdat ik de uitdrukking "smart home" niet leuk vind. Nee, er is niets mis met de term "smart home", maar sinds kort is dit concept zeer pervers.
Een smart home is een complex "multi-circuit" -systeem, dat, naast het uitvoeren van verschillende scenario's die door de gebruiker zijn opgegeven, verschillende beslissingen kan nemen, afhankelijk van een bepaalde noodsituatie. Met andere woorden, het is een 'denkend' (natuurlijk op machineniveau) systeem. En de laatste tijd heb ik iets 'smart home' genoemd, bijvoorbeeld GSM alarm, waterlekkagesensor, lichtregeling door bewegingssensoren, enz. Ja, dit zijn allemaal afzonderlijke componenten van een smart home, maar geen smart home als geheel.
We zullen dus de structuur overwegen van het bouwen van een huisautomatiseringssysteem met behulp van Raspberry Pi (fig. 2).
Fig. 2Structuur van het bouwen van een domoticasysteem met behulp van Raspberry Pi (klik op de afbeelding om te vergroten)
Het domoticasysteem bestaat uit een centrale server die via een RS485-interface is verbonden met in elke ruimte geïnstalleerde controllers, en op hun beurt zijn verschillende besturings-, bewakings-, regel- en beveiligingsapparatuur op de controllers aangesloten.
Het voordeel van een dergelijke netwerkarchitectuur is dat het niet nodig is om de draden van elk apparaat naar de server te trekken, maar de controllers waarmee ze zijn verbonden, met één UTP-kabel te verbinden - één paar draden wordt gebruikt voor de RS485-interface en de resterende paren worden gebruikt om de controllers te voeden en sensors. Bovendien is de logica van het werk zo bedacht dat het falen van een controller of zelfs een centrale server de prestaties van de rest van het systeem niet mag beïnvloeden.
Raspberry Pi wordt gebruikt als de centrale server van het domoticasysteem. Er is een webserver geïnstalleerd, waarmee de gebruiker vanaf elk communicatieapparaat (smartphone, laptop, tablet) via de browser informatie kan ontvangen over alle processen die zich thuis afspelen en deze dienovereenkomstig beheren. Toegang tot de webserver door de login en het wachtwoord in te voeren, kan zowel via het lokale thuisnetwerk als via internet via een wifi-router worden verkregen.
De seriële poort UART Raspberry Pi via een bijbehorend apparaat via de RS485-interface verbindt controllers met een andere set ingangen / uitgangen. Bovendien kan een GSM-modem worden aangesloten op RS485 voor toegang tot het systeem via een mobiel of vast telefoonnetwerk voor het geval er geen manier is om internettoegang te krijgen op het punt waar de gebruiker zich bevindt. Toegang tot het systeem gebeurt in dit geval ook door een wachtwoord in te voeren.
Een ander apparaat op het RS485-netwerk is een radiomodule. Het doel is om te binden aan het algemene automatiseringssysteem van alle radiosensoren en radiografische afstandsbedieningen.
Momenteel is de eerste versie van het domoticasysteem met de Raspberry Pi ontwikkeld. Naast de centrale server bevat deze verschillende typen controllers met een RS485-interface voor communicatie met de server:
-
Achtkanaals temperatuur- en vochtigheidsregelaar. Met de controller kunt u temperatuur- en vochtigheidsmetingen verzamelen van één DHT22-sensor en zeven DHT11-sensoren;
-
Vierkanaals temperatuurregelaar (thermostaat). De controller kan 4 ladingen regelen, zowel in de handmatige modus als volgens de ingestelde temperatuurparameters. Het invoeren van temperatuurwaarden is mogelijk direct op de controller of op afstand via de webinterface. Met de modi directe en omgekeerde type kanaalregeling kunt u de controller gebruiken voor zowel verwarmings- als koelregeling;
-
De radiomodule wordt gebruikt om afstandsbedieningen te emuleren en informatie van radiosensoren te verzamelen. Hiermee kunt u tot 5 afstandsbedieningen emuleren en gegevens ontvangen van 10 radiosensoren;
-
Universele controller. Het heeft 4 onafhankelijke ingangen en uitgangen en twee ingangen voor het aansluiten van temperatuur- en vochtigheidssensoren DHT11 en DHT22.
Daar vindt u ook koppelingen naar de beschrijving van de software-installatie voor de Raspberry Pi, evenals naar materialen die de productietechnologie van de controllers beschrijven, die hierboven werden beschreven. Ik zou willen opmerken dat dit project volledig non-profit is, met open bronnen voor circuit- en software-oplossingen en met technische ondersteuning op het forum.
Mikhail Tikhonchuk
31.10.2014
Zie ook over dit onderwerp:Verschillen tussen Orange Pi en Raspberry Pi boards, wat te kopen?
Zie ook op electro-nl.tomathouse.com
: