Коришћење Распберри Пи-а за кућну аутоматизацију

Пре око две године, Распберри Пи Фоундатион издао је прилично занимљив уређај - рачунар са једним плочама, чија је величина нешто већа од банкарске пластичне картице по веома атрактивној цени. Новост је одмах стекла огромну популарност, линија предбиљежби за њу се протезала неколико месеци.

Распберри Пи је представљен у два нивоа: модел „А“ и модел „Б“. Обе верзије опремљене су процесором Броадцом БЦМ2835 АРМ11 са тактом фреквенције 700 МХз и РАМ модулом од 256 МБ / 512 МБ. Модел „А“ је опремљен са једним УСБ 2.0 прикључком, а модел „Б“ - са два. Модел „Б“ има Етхернет прикључак. БЦМ2835 процесор такође укључује графичко језгро. Видео излаз се врши преко композитног РЦА конектора или преко дигиталног ХДМИ интерфејса.

Систем датотека, слика кернела и корисничке датотеке налазе се на СД, ММЦ или СДИО меморијској картици. Најатрактивнија карактеристика Распберри Пи је његова мала потрошња енергије (5В / 700мА), присуство ГПИО И / О портова са И2Ц, СПИ, УАРТ интерфејсима, као и могућност даљинског рада преко Етхернета.

Тренутно је издан само модел „Б“ са 512 МБ РАМ-а и Етхернет подршком. Поред тога, у продаји се појавила нова верзија која се разликује од претходног модела „Б“ компактнијим распоредом компоненти, присуством 4 УСБ порта, повећањем броја ГПИО И / О портова и одсуством композитног видео излаза. Изглед модела "Б" и новог модела рачунара Распберри Пи приказан је на Сл. 1

Сл. 1

Зашто могу да користим такав уређај? Пре свега, треба напоменути да је Распберри Пи, иако не баш моћан, али у исто време и пуноправан рачунар. Ако на њега повежете монитор, тастатуру, миш и инсталирате било који дистрибутивни комплет оперативног система Линук, он се може користити као десктоп рачунар за решавање задатака који не захтевају снажне рачунарске ресурсе.

Распберри Пи је сасвим погодан за употребу као сервер за кућне медије, сервер за складиштење података, мозак робота или машине, сервер за кућну аутоматизацију (или такозвани "паметни дом").

Појава Распберри Пи одмах је изазвала помутњу око овог уређаја. Кад су се страсти мало смириле, а он се по повољној цени појавио у слободној продаји, одлучио сам да боље упознам овај мини-компјутер. За мене је Распберри Пи био пре свега занимљив са становишта његове употребе у систему кућне аутоматизације, чија је идеја дуго „сазрела“ и захтевала практичну примену.

Користим термин „кућна аутоматизација“ јер изразито не волим израз „паметни дом“. Не, нема ништа лоше у појму „паметни дом“, али у последње време је овај концепт веома изопачен.

Паметна кућа је сложен систем са више кругова, који поред извршавања различитих сценарија које је одредио корисник, може доносити и различите одлуке у зависности од посебне ванредне ситуације. Другим речима, то је систем који размишља (наравно, на машинском нивоу). У последње време, на пример, називам било шта "паметним домом" ГСМ аларм, сензор цурења воде, контрола светлости помоћу сензора покрета, итд. Да, то су све одвојене компоненте паметног дома, али не и паметни дом у целини.

Дакле, размотрићемо структуру изградње система кућне аутоматизације користећи Распберри Пи (Сл. 2).

Сл. 2Структура изградње система кућне аутоматизације помоћу Распберри Пи (кликните на слику за повећање)

Систем кућне аутоматизације састоји се од централног сервера спојеног преко РС485 интерфејса са контролерима инсталираним у свакој соби, а заузврат се на контролере прикључују различити уређаји за контролу, надгледање, регулацију и заштиту.

Предност такве мрежне архитектуре је у томе што нема потребе повлачити жице са сваког уређаја на сервер, већ радије повежите контролере на које су повезане једним УТП каблом - један пар жица од којих се користи за РС485 интерфејс, а преостали парови се користе за напајање контролера и сензори. Поред тога, логика рада замишљена је тако да неуспех било ког контролера или чак централног сервера не би требало да утиче на перформансе остатка система.

Распберри Пи се користи као централни сервер система за кућну аутоматизацију. На њему је инсталиран веб сервер, путем којег корисник са било ког уређаја за комуникацију (паметни телефон, лаптоп, таблет) преко претраживача може примати информације о свим процесима који се одвијају у кући и, према томе, њима управљати. Приступ веб серверу уношењем пријаве и лозинке може се добити и од домаће локалне мреже и са Интернета путем Ви-Фи рутера.

Серијски порт УАРТ Распберри Пи преко одговарајућег уређаја преко РС485 интерфејса повезује контролере са различитим сетом улаза / излаза. Поред тога, ГСМ модем може бити повезан на РС485 за приступ систему путем мобилне или фиксне телефонске мреже у случају да не постоји начин да се приступи интернету на месту где се корисник налази. Приступ систему у овом случају се такође обавља уносом лозинке.

Други уређај у мрежи РС485 је радио модул. Његова сврха је везање за општи систем аутоматизације свих радио сензора и радио даљинских управљача.

Тренутно је развијена прва верзија система за кућну аутоматизацију која користи Распберри Пи. Поред централног сервера, укључује неколико врста контролера који имају РС485 интерфејс за комуникацију са сервером:

• Осмоканални регулатор температуре и влаге. Регулатор омогућава прикупљање очитавања температуре и влажности са једног ДХТ22 сензора и седам ДХТ11 сензора;

• Четвороканални регулатор температуре (термостат). Регулатор може да контролише 4 оптерећења како у ручном режиму тако и у складу са постављеним температурним параметрима. Унос температурних вредности могућ је директно или на контролеру или на даљину путем веб интерфејса. Начини директног и обрнутог начина управљања каналима омогућавају вам да користите регулатор и за контролу грејања и хлађења;

• Радио модул се користи за опонашање даљинских управљача и прикупљање информација са радио сензора. Омогућава вам да опонашате до 5 даљинских управљача и примате податке од 10 радио сензора;

• Универзални контролер. Има 4 независна улаза и излаза и два улаза за повезивање сензора температуре и влажности ДХТ11 и ДХТ22.

Ту ћете наћи и линкове до описа инсталације софтвера за Распберри Пи, као и до материјала који описују технологију производње контролера, који су горе описани. Желио бих напоменути да је овај пројекат потпуно непрофитан, са отвореним изворима за круг и софтверска рјешења и са техничком подршком на форуму.

Михаил Тикхончук

31.10.2014

Погледајте и ову тему:Разлике између Оранге пи и Распберри пи плоче, шта купити?