الدخول
من خلال المشاركة في التشغيل الآلي للمنزل خلال السنوات الثلاث الماضية ، أحاول تتبع جميع الأجهزة الجديدة في هذا المجال. في الآونة الأخيرة ، لفت المعرض عين جهاز جديد للإنتاج المحلي. بعد البحث في الإنترنت ، لم أجد أي معلومات عنها. فكرت بغرابة وقررت الاتصال بالشركة المصنعة (لن أشير إلى ذلك). بعد الحديث ، تمكنت من الحصول على عينة اختبار لمدة شهر. بعد شهر ، قررت مشاركة انطباعاتي حول هذا المنتج.
وصف من الشركة المصنعة
وفقًا للشركة المصنعة ، فإن الجهاز قيد الدراسة عبارة عن نظام أساسي يسمح لك بإنشاء أنظمة آلية لرصد وإدارة مرافق البنية التحتية. تسمح لك المنصة بتطوير كل من الأنظمة المركزية والموزعة ، بما في ذلك توصيل أي أجهزة ذكية ، ويتم تحديد الميزات الوظيفية للنظام بواسطة البرنامج المثبت.
تعلن الشركة المصنعة الخصائص التالية للجهاز:
| وحدة المعالجة المركزية | • وحدة المعالجة المركزية: Allwinner H5 ， رباعي النواة 64 بت Cortex A53
• ذاكرة الوصول العشوائي: 1 جيجابايت
• التخزين: 8 جيجابايت eMMC ، بطاقة MicroSD |
| نظام تشغيل | • لينكس دبيان أو أوبونتو |
| الاتصالات | • الشبكة: Gbps Ethernet
• WiFi: 802.11b / g / n
• بلوتوث: 4.0 الوضع المزدوج
• راديو: 2.4 جيجا هرتز
• 2 × مضيف USB
• 1 × RS485 |
| منافذ الإدخال / الإخراج | • 4 اتصالات "جافة" 350 فولت / 120 ميلي أمبير
• 4 مخرجات 12 فولت / 1 أمبير
• 4 مداخل 0-12 فولت |
| مؤشر الحالة | • شاشة OLED
• LED |
| التغذية | • DC 12 ضد |
نقوم بإعداد العميل
يأتي الجهاز في نسختين: فقط المعدن والحل الجاهز مع البرنامج. حصلت على الخيار الأول ، ولكن الأكثر إثارة للاهتمام - هناك مكان للخيال المرح.
مظهر الجهاز زاهد تمامًا:
توفر علبة الجهاز إمكانية التركيب في خزانة على سكة DIN وتحتل أربع وحدات في العرض.
على اللوحة الأمامية هم:
- عرض
- أربعة أزرار
- مؤشر LED لحالة الجهاز ("أحمر" - معطل ، "أخضر" - يتم توفير الطاقة ، "أزرق" - يشير إلى نشاط المعالج) ؛
تحت الأغطية تقع:
- موصلات I / O (للوهلة الأولى بدا لي أن عددهم قد يكون غير كافٍ ، لكنني سأعلق على هذه اللحظة أقل قليلاً) ؛
- واجهة RS485
- اتصال الطاقة.
جميع الموصلات مشدودة ، مما جعلني سعيدًا لأنني لا أحب التثبيت. لا توجد موصلات وعناصر تحكم على الجانب الأيمن من الصندوق ، والذي يمكن أن يكون مفيدًا بشكل عام للتثبيت المحكم للمعدات في الخزانة.
يتم تجميع جميع الموصلات على الجانب الأيسر:
- هوائي واي فاي قابل للإزالة ؛
- 2 USB ؛
- 1 Eth
- مقبس الصوت.
يتداخل هوائي WiFi مع توصيل أجهزة USB وكابل الشبكة. يجب إما أن يتم رفضه ، أو إحضاره إلى مقدمة الخزانة بكبل ، ربما يكون الخيار الثاني أكثر صحة ، وبالتالي تحسين مستوى الإشارة.
ننتقل إلى "فتح المريض" (يتم تجميع العلبة بالكامل على المزالج ، وليس من الصعب تفكيكها) ونرى ما يتكون من الداخل / افتح الغطاء الأمامي ونرى:
- شاشة OLED SSD1306 (128x64px): الشاشة صغيرة بالتأكيد ، ولكن يمكنك الحصول على الحد الأدنى من المعلومات ؛
- أربعة أزرار للتحكم المحلي في الجهاز ، بناءً على التصنيف ، للتحكم في إخراج المعلومات على الشاشة ؛
- زر إدارة الطاقة (كما برزت ATtiny13 لاحقًا لإدارة الطاقة) ؛
- RGB LED
- تحت النقش هو هوائي وحدة الراديو.
نذهب إلى أبعد من ذلك - نفتح العلبة ونرى أن الجهاز يتكون من ثلاث لوحات: اللوحة الرئيسية ، ولوحة المعالج متصلة بها واللوحة "العلوية" ، التي تم وصف الجانب الأمامي منها أعلاه ، متصل بها كابل. نحن نفحصها عن كثب:
- وحدة المعالج هي كمبيوتر أحادي اللوحة NanoPi NEO Plus2. ليس مفرطًا للغاية في OBC ، ولكنه مثير للاهتمام للغاية من وجهة نظر فنية. يمكنك أن تقرأ عنها هنا .
يقع على اللوحة الرئيسية:
- الحماية ضد انعكاس القطبية (كنا نظن أن "الحماية من الحمقى" ليست سيئة بالفعل) ؛
- محول DC-DC الموجود على XL4005E1 5A ، سعيد لأنه لم يقم بالوقوف على الصمام الثنائي Schottky القوي (12A) ، ولكن الملف ملفوف بسلك رفيع - 3A سيتم سحبه ، لكنني لن أقوم بتحميله بعد الآن ، يتم عمل مضلعات تبريد المحول على الجزء الخلفي من اللوحة ، والتي يضيف الثقة في العمل (يتم التحكم في المحول من ATtiny13) ؛
- يتم تضمين بقية التفاصيل في المخططات القياسية: منظم الجهد AMS 1117 لـ 3.3 فولت ، موسع MCP23017 ، SP3485 لتنظيم واجهة RS485 ، ADS1115 16 بت ADC ، وجود مستشعر الضغط الجوي BMP180 مفاجأة سارة.
على الجانب الخلفي من اللوحة "العلوية" مثبتة:
- وحدة RTC DS3231 ؛
- PCF8574 منفذ موسع مسؤول عن معالجة نقرات الأزرار ؛
- وحدة راديو nRF24L01P مع مكبر للصوت.
الاستخدام والبرمجة
كما قلت من قبل ، حصلت على المعدن واضطررت للتحقق من تشغيل الوحدات وإنشاء نصوص بنفسي. لم يتفلسف ، أخذ Armbian تجميع Linux ، وقام بجميع البرمجة في Python - سريع ورخيص ومبهج! جميع الدوائر المصغرة معروفة جيدًا لمجموعة واسعة من هواة راديو لحم الخنزير ؛ لن يكون من الصعب العثور على وصف وطرق أساسية للاستخدام.
بعد دراسة الجهاز ، تم تشكيل قائمة تقريبية بالمهام:
- قم بتوصيل الموصلات 220 فولت من خلال مخرجات جهات الاتصال "الجافة". (احصل على خطوط طاقة يمكن التحكم فيها)
- إلى اثنين من مخرجات 12v / 1A ومدخلين يربطان مستشعرات الأمان والحريق القياسية. (احصل على نظام أمان وإطفاء ، بدون الوصول إلى جهاز التحكم عن بعد ، ولكن هذا ليس ضروريًا في كثير من الأحيان).
- قم بتوصيل المدخلات والمخرجات المجانية ومستشعرات التسرب والصمامات الكروية بمحرك كهربائي 12 فولت. (احصل على الحماية ضد التسريبات).
- رفع خادم الويب وكتابة واجهة إدارة (الحصول على جهاز التحكم عن بعد).
- تحقق من الاتصال عبر الراديو و WiFi و RS485 للأجهزة الإضافية (تحقق من إمكانية إنشاء شبكة موزعة).
- تحقق من تشغيل مودم USB.
- تحقق من العملية كجهاز توجيه.
للاختبار ، جمعت بسرعة حاملًا وبدأت أستمتع:
تمت برمجة ATtiny13 بالفعل ، ولم ألمسه ، فليكن مسؤولاً عن مصدر الطاقة وفقًا لخطة الشركة المصنعة.
MCP23017 ، ADS1115 ، PCF8574 ، DS3231 ، BMP180 - كل هذا يعمل وفقًا لـ I2C ، لذا فإن فهم تشغيل هذا الناقل يحدد على الفور حوالي 80٪ من الرمز. بدأ كل شيء (كما هو متوقع) ، حيث تم بالفعل تعيين معالجة الأجهزة من قبل الشركة المصنعة.
يعمل nRF24L01P على ناقل SPI ، الأمثلة كافية أيضًا. اتصلت بزوج من الأجهزة على Arduino ، كل شيء يعمل على النحو المنشود.
تم اختبار RS485 على بروتوكول Modbus باستخدام عداد طاقة Eastron SDM220. يتم أخذ قراءات ، لم تنشأ مفاجآت.
حدد قابس USB في مودم Huawei E1550 كل شيء ، والتقط عميل vpn واتصل بالخادم المنزلي. تثبيت خادم الويب ولعب مع جهاز التحكم عن بعد.
تعمل وحدة WiFi في وضع العميل وفي وضع نقطة الوصول. وضع الوحدة في وضع AP ، وقام بتثبيت خادم DHCP ، وتكوين iptables وتلقى جهاز توجيه WiFi.
لم يتسبب تثبيت خادم Blynk المحلي في حدوث مشاكل. تم التحقق من العمل مع ESP8266. عنصر التحكم من الهاتف الذكي يعمل ، يتم عرض القراءات.
لذلك ، تم الانتهاء من جميع المهام ، تم إطلاق الجهاز المركزي للمنزل الذكي! قد يبدو أن كل شيء مبرمج ، ويتم تكوينه بسهولة وبساطة ، أو أنا عبقري.
أؤكد لك أن الأمر ليس كذلك! لقد واجهت بالفعل معظم الدوائر الصغيرة والوحدات ، لذلك خطوت على أشعل النار في وقت سابق وأصاب جبني كثيرًا much ، ولكن مرت المطبات ، لكن المعرفة بقيت!
قوة وحدة المعالج أكثر من كافية لحل المهام الخاصة بي ، أثناء اختبار متوسط الحمل على المعالج لم يتجاوز 15 ٪. سيسمح وجود ذاكرة eMMC وبطاقات MicroSD بتكرار أنظمة التشغيل والبرامج. الاستهلاك بدون توصيل أجهزة USB حوالي 300 مللي أمبير. مع هذا النوع من الاستهلاك ، لن يكون من الصعب تنظيم إمدادات الطاقة دون انقطاع من بطارية ساعات لمدة 5 عمل.
إن قاعدة العناصر المحددة لبناء الأجهزة الطرفية موثوقة تمامًا ، مما يمنح الثقة في التشغيل الخالي من المشاكل للجهاز في وضع 24 × 7.
يتم تعويض وجود عدد صغير من المدخلات والمخرجات على الجهاز نفسه بالكامل من خلال وجود ناقل 485 ووحدة راديو ، أي أن بناء نظام تحكم موزع لن يكون صعبًا للغاية ، ويمكن استخدام مجموعة المدخلات والمخرجات الموجودة على متن الطائرة للتحكم المحلي في خزانة الطاقة.
الاستنتاجات
هل سيقوم هذا الجهاز ، الذي أعلنته الشركة المصنعة ، بدمج جميع الأجهزة الذكية؟ مع امتداد ، يمكنك القول أنها ستفعل ذلك. ولكن للأسف ، لا توجد وحدة راديو كافية لـ 433 MHz و CAN-bus و ZigBee ، ولكن وجود RS485 ووحدة راديو بتردد 2.4 GHz و WiFi سيسمح بتوصيل عدد كاف من الأجهزة ويمكن تنفيذ بروتوكولات الاتصال في البرنامج.
أكرر ، الجهاز المعني مصنوع في نسختين: حل جاهز تمامًا لبناء نظام تحكم موزع والأجهزة فقط. في رأيي ، لا يمكن شراء حل جاهز إلا إذا كنت لا ترغب في التعامل مع البرمجة والكسل. في حالات أخرى ، من المثير للاهتمام أن تأخذ المنصة وبرمجتها بنفسك.
تكلفة الجهاز غير معروفة بالنسبة لي حاليًا. في رأيي ، إذا لم تدفع الشركة المصنعة سعر أكثر من 13 tr. للحصول على نسخة "عارية" ، فهذا الجهاز مثير للاهتمام للشراء. بعد شراء جميع الأجزاء في الصين ووضعها في عبوة واحدة ، من غير المرجح أن تصبح أرخص.
قد يكون
المنافس Wiren Board 5 . يفوز في عدد المنافذ والواجهات المحتملة ، ولكنه يفقد طاقة وحدة المعالج. لا يؤثر هذا على المهام القياسية ، ولكن تثبيت خادم Blynk محليًا أو إنشاء وحدة تحكم في الصوت يمكن أن يكون مشكلة. إذا حاول أي شخص القيام بذلك على WB5 ، فيرجى التعليق في التعليقات.
ملاحظة: بعد أن انتهيت بالفعل من المقالة ، وجدت أيضًا رقاقة التشفير ATSHA204 على اللوحة. وهو يدعم خوارزمية التشفير SHA-256 وهو رائع لمهام المصادقة المتماثلة. حسنًا ، هذا مناسب تمامًا للمهوسين!