Categories: Articles destacats » Domòtica
Nombre de visualitzacions: 56774
Comentaris sobre l'article: 6
Utilitzant Raspberry Pi per a la domòtica
Fa uns dos anys, la Raspberry Pi Foundation va llançar un dispositiu força interessant, un ordinador d'una sola placa, la mida és lleugerament més gran que una targeta bancària de plàstic a un preu molt atractiu. La novetat va obtenir immediatament una immensa popularitat; la línia de comandes prèvies es va estendre durant diversos mesos.
Es va presentar Raspberry Pi en dos nivells: el model “A” i el model “B”. Les dues versions estan equipades amb un processador Broadcom BCM2835 ARM11 amb una freqüència de rellotge de 700 MHz i un mòdul RAM de 256 MB / 512 MB. El model "A" està equipat amb un port USB 2.0, el model "B" - amb dos. El model “B” té un port Ethernet. El processador BCM2835 també inclou un nucli gràfic. La sortida de vídeo es realitza mitjançant un connector RCA compost o mitjançant una interfície digital HDMI.
El sistema de fitxers, les imatges del nucli i els fitxers d'usuari es troben en una targeta de memòria SD, MMC o SDIO. La característica més atractiva del Raspberry Pi és el seu baix consum d’energia (5V / 700mA), la presència de ports E / S GPIO amb interfícies I2C, SPI, UART, així com la capacitat de treballar de forma remota mitjançant Ethernet.
Actualment, només el model “B” es llança amb 512 MB de memòria RAM i suport Ethernet. A més, va aparèixer a la venda una nova versió, que difereix del model anterior "B" en una disposició més compacta de components, la presència de 4 ports USB, un augment del nombre de ports d'E / S GPIO i l'absència d'una sortida de vídeo composta. L’aparició del model “B” i el nou model de l’ordinador Raspberry Pi es mostra a la Fig. 1
Fig. 1
Per què puc utilitzar aquest dispositiu? En primer lloc, cal assenyalar que el Raspberry Pi és, tot i que no és molt potent, però alhora és un equip complet. En connectar un monitor, un teclat, un ratolí i instal·lar qualsevol kit de distribució del sistema operatiu Linux, es pot utilitzar com a ordinador de sobretaula per a resoldre tasques que no requereixen recursos informàtics potents.
Raspberry Pi és adequat per utilitzar-lo com a servidor de suports domèstics, servidor d’emmagatzematge, cervell d’un robot o màquina, servidor de domòtica (o l'anomenada "casa intel·ligent").
L'aparició del gerd de gerd va causar immediatament una revolada al voltant d'aquest dispositiu. Quan les passions es van calmar una mica i va sortir a la venda gratuïta a un cost adequat, vaig decidir conèixer millor aquest ordinador. Per a mi, el Raspberry Pi va ser principalment d’interès des del punt de vista d’utilitzar-lo en un sistema domòtic, la idea del qual era “madura” durant molt de temps i va requerir una implementació pràctica.
Utilitzo el terme "domòtica" perquè m'agrada molt l'expressió "casa llar". No, no hi ha res dolent amb el terme "casa intel·ligent", però recentment aquest concepte ha estat molt pervertit.
Una casa intel·ligent és un complex sistema de "múltiples circuits" que, a més d'executar diversos escenaris especificats per l'usuari, pot prendre diverses decisions en funció d'una situació d'emergència particular. És a dir, és un sistema de “pensament” (per descomptat, a nivell de màquina). I darrerament he anomenat qualsevol cosa "casa intel·ligent", per exemple, Alarma GSM, sensor de fuites d'aigua, control de la llum mitjançant sensors de moviment, etc. Sí, es tracta de components separats d'una casa intel·ligent, però no d'una casa intel·ligent en conjunt.
Per tant, considerarem l'estructura de construcció d'un sistema domòtic mitjançant Raspberry Pi (Fig. 2).
Fig. 2Estructura de la construcció d'un sistema domòtic mitjançant Raspberry Pi (feu clic a la imatge per ampliar-la)
El sistema domòtic consisteix en un servidor central connectat mitjançant la interfície RS485 amb controladors instal·lats a cada habitació i, al seu torn, es connecten diversos dispositius de control, supervisió, regulació i protecció als controladors.
L’avantatge d’una arquitectura de xarxa és que no cal extreure els cables de cada dispositiu al servidor, sinó connectar els controladors als quals estan connectats amb un cable UTP, un parell de cables que s’utilitza per a la interfície RS485, i els parells restants s’utilitzen per alimentar els controladors i sensors A més, la lògica de treball està pensada de manera que la fallada de qualsevol controlador o fins i tot d’un servidor central no ha d’afectar el rendiment de la resta del sistema.
Raspberry Pi s’utilitza com a servidor central del sistema domòtic. Hi ha instal·lat un servidor web a través del qual l’usuari des de qualsevol dispositiu de comunicació (telèfon intel·ligent, ordinador portàtil, tauleta) a través del navegador pot rebre informació sobre tots els processos que tenen lloc a la casa i, en conseqüència, gestionar-los. L’accés al servidor web introduint l’inici de sessió i la contrasenya es pot obtenir tant des de la xarxa local domèstica com des d’Internet mitjançant un encaminador Wi-Fi.
El port sèrie UART Raspberry Pi mitjançant un dispositiu de concordança mitjançant la interfície RS485 connecta controladors amb un conjunt diferent d'entrades / sortides. A més, es pot connectar un mòdem GSM a RS485 per accedir al sistema a través d’una xarxa de telefonia mòbil o fixa en cas que no hi hagi manera d’obtenir accés a Internet en el punt on es troba l’usuari. L’accés al sistema en aquest cas també es fa introduint una contrasenya.
Un altre dispositiu de la xarxa RS485 és un mòdul de ràdio. El seu propòsit és vincular-se al sistema general d'automatització de tots els sensors de ràdio i comandaments a distància.
Actualment, s’ha desenvolupat la primera versió del sistema d’automatització domèstica que fa servir Raspberry Pi. A més del servidor central, inclou diversos tipus de controladors que tenen una interfície RS485 per a la comunicació amb el servidor:
-
Controlador de temperatura i humitat de vuit canals. El controlador permet recopilar lectures de temperatura i humitat d’un sensor DHT22 i set sensors DHT11;
-
Regulador de temperatura de quatre canals (termòstat). El controlador pot controlar 4 càrregues tant en mode manual com segons els paràmetres de temperatura establerts. L'introducció de valors de temperatura és possible directament al controlador o de manera remota mitjançant la interfície web. Els modes de control directe i invers de tipus de canal permeten utilitzar el controlador tant per al control de calefacció com de refrigeració;
-
El mòdul de ràdio s'utilitza per emular comandaments a distància i recopilar informació de sensors de ràdio. Permet emular fins a cinc comandaments a distància i rebre dades de 10 sensors de ràdio;
-
Controlador universal. Disposa de 4 entrades i sortides independents i dues entrades per connectar els sensors de temperatura i humitat DHT11 i DHT22.
També hi trobareu enllaços a la descripció de la instal·lació del programari per a Raspberry Pi, així com a materials que descriuen la tecnologia de fabricació dels controladors, que es van descriure anteriorment. Vull destacar que aquest projecte és completament sense ànim de lucre, amb fonts obertes de solucions de circuit i programari i amb suport tècnic al fòrum.
Mikhail Tikhonchuk
31.10.2014
Vegeu també aquest tema:Les diferències entre els taulers Orange pi i els gerds, què comprar?
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: