👨‍👨‍👧‍👦 💪🏽 👏🏾 Mega controller. E não se negue nada 🚸 🚹 🏩

Hoje vou lhe dizer como você pode "aproveitar ao máximo" no campo da automação residencial e obter um prazer incomparável com o processo de criação, configuração e operação da sua Smart Home. Estamos falando de um microcontrolador reconfigurável com precisão de um pino para 192 linhas de controle / controle, escalável e funcionando sob um tipo de sistema operacional com uma interface da Web completa. Cada um desses controladores pode conter centenas de sites e pode haver qualquer número desses controladores na sua rede. Parece que o futuro já chegou.

Nas minhas publicações anteriores, eu já descrevi alguns dos "componentes básicos" deste sistema. Este é o padrão aberto de automação residencial OHAS (Open Home Automation Standard), que permite usar todas as vantagens do SCS (sistemas de cabeamento estruturado) na construção de Casas Inteligentes (bem como Empresas Inteligentes, Laboratórios Inteligentes etc.) e o Arduino Mega Server - um pacote de software software que realiza um pequeno milagre e transforma um microcontrolador de oito bits "miserável" em algo completamente fantástico, o que é melhor ler no primeiro artigo e no segundo artigo sobre AMS.

Essas não são todas as partes do quebra-cabeça; também há um trabalho complexo na plataforma aberta MajorDoMo para automação residencial, sensores conectados com um clique e excluem o ferro de soldar e o perfurador, a inteligência distribuída, o conceito de sistemas vivos, controladores que se modificam e fazem a rede de vizinhos no nível do ferro e muito mais, mas vou lhe contar uma coisa outra vez, mas agora vamos nos concentrar no controlador Mega.

Sobre o que estamos conversando

Qual é o calcanhar de Aquiles de todos os sistemas de automação residencial? A rigidez e impossibilidade prática (ou extrema dificuldade) da modificação do Smart Home já instalado e comissionado. Se a parte do software ainda puder ser alterada de alguma forma, praticamente nada poderá ser feito com a fiação, os sensores ou os microcontroladores. Tudo é hermeticamente fechado, concretado, rebocado e um papel de parede floral é cuidadosamente colado no topo. Mas a Casa Inteligente é usada há anos, e as necessidades e desejos das pessoas mudam muito rapidamente e em um ano, três ou cinco anos, você definitivamente precisará mudar algo em sua Casa Inteligente. Com uma abordagem padrão, isso não é possível em princípio.

Retiro. Agora, estamos falando da parte com fio da Smart Home e não tocamos na questão das soluções sem fio. Em relação às soluções sem fio, eu já fiz meus comentários em um artigo sobre OHAS , os interessados podem se familiarizar com eles.

Portanto, o controlador apresentado é uma parte orgânica do sistema que permite reconfigurar sua Smart Home no nível de ferro (!) Em uma ou duas horas, a qualquer momento, a qualquer momento (a qualquer momento). Além disso, a maior parte do tempo será gasta em jumpers puramente mecânicos. Sem ferro de soldar. Sem soco. Sem sujeira ou poeira. Sem tempo e dinheiro. Tudo é digno, nobre e muito inteligente.

Como funciona

Quero fazer uma reserva imediata de que tudo o que está sendo discutido aqui não é especulação teórica, mas um relatório sobre os testes de três anos e a operação do sistema. Nenhuma falha ou problema foi identificado. Um único prazer e uma sensação de leveza extraordinária ao trabalhar com "ferro".

Então, TTX. A base do sistema é, obviamente, o Arduino Mega, mas agora não falaremos sobre isso, mas sobre o próprio controlador. O controlador está conectado ao mundo externo por 24 portas do RJ-45. O que, a propósito, permite que você o conecte e desconecte da rede como um roteador comum ou um centro de Internet doméstico, o que é muito conveniente para prevenção e modificação. Como o padrão OHAS opera com pinos individuais, temos à disposição 24x8 = 192 linhas, que podemos usar como desejamos. Para controle (entrada) ou controle (saída). E como o controlador também é reconfigurável com a precisão de um pino, obtemos total liberdade para manipular as conexões do controlador também.

Isso significa que, para conectar um novo sensor, por exemplo, na despensa, você não precisa estabelecer uma nova linha de comunicação com ele, basta conectar o sensor a partir de uma extremidade da linha (com um clique, sem ferro de soldar) e colocá-lo no controlador (sem soldar) ) dois jumpers e um resistor. É tudo. Compare com lascas de parede, colocação de cabos, reparo e solda.

Se você precisar trocar esse sensor por outro, adicionar outro, remover um desnecessário ou mover o sensor para outra sala, suas ações serão semelhantes: remover ou adicionar jumpers e resistores no controlador e colar um cabo de manobra no painel. Você não precisa fazer mais nada.

Isso oferece liberdade e poder sem precedentes sobre sua casa inteligente. E você pode realizar qualquer idéia que lhe vier à mente instantaneamente, literalmente, enquanto a chaleira está esquentando (você tem dois minutos para ligar um jumper?).

O Matrix

Todo o sal do sistema, com exceção do padrão OHAS, fica em uma matriz reconfigurável que permite manipular as conexões com precisão de um pino. Na entrada da matriz estão os pinos do microcontrolador, na saída estão os pinos dos fios. Isso oferece um poder sem precedentes sobre o sistema e completa liberdade para modificar sua Smart Home a qualquer momento.

imagem

De todas as opções para a implementação da matriz, a mais simples, mas, como se viu na prática, foi escolhida a opção mais conveniente e eficaz - placas de circuito convencionais. Havia dúvidas sobre a confiabilidade de tais compostos, mas a prática, como se costuma dizer, o critério da verdade e da prática confirmou a plena viabilidade da idéia. Durante todo o tempo de muitos anos de operação, não houve uma única falha ou problema em geral e, em particular, a falha da parte de comutação. Tudo funciona como um relógio.

imagem

E, acredite, depois de ter experimentado uma sensação de liberdade, você não poderá mais ser forçado a soldar as conexões da Casa Inteligente.

Detalhes técnicos

A base do sistema é o Arduino Mega 2560 e o Ethernet Shield W5100 com um cartão de memória microSD. O que e como conectar é descrito em detalhes no padrão OHAS e no artigo correspondente .

A fiação é feita naturalmente usando o cabo de par trançado da categoria 5e. A parte de comutação é retirada dos painéis de parede Hyperline PPWBL-12.

imagem

Os módulos multicoloridos são o Keystone Jack RJ-45. Eles são multicolores, não apenas por uma questão de beleza; isso é feito para excluir conexões incorretas. E cada porta e cada cabo são marcados, como pode ser visto nas fotografias. Se você estiver segurando um cabo verde marcado com “17” em suas mãos, não deverá ter dúvidas sobre onde conectá-lo.

Como chassi, foi usada uma solução um tanto inesperada e fora do padrão - uma tampa de uma caixa plástica, ou melhor, duas tampas. Pode não parecer estranho, mas esta solução tem suas vantagens. Em casa, você não precisa fazer um monte de orifícios retangulares nas faces laterais do gabinete, você pode ajustar livremente a altura do gabinete, este design é adequado para a montagem de racks a partir de vários dispositivos, os cabos podem ser roteados de qualquer lado que você precise, etc. Em geral, até fazer o pedido ou não defendeu seu dispositivo, essa opção é bastante adequada.

Só é necessário levar em consideração que as caixas plásticas são diferentes e a maioria delas não é adequada para nossos propósitos, mas, por exemplo, o DUNYA Plastic ClearBox 6L, usado no projeto, é adequado. Na minha opinião, muito bom para um dispositivo doméstico.

O corpo foi criado, resta inalar o Espírito

Então, fizemos o próprio controlador, mas não seria tão interessante se nos limitássemos a enviar para ele algum programa trivial para acender a luz ou medir a temperatura. E até recentemente, não tínhamos escolha. Apenas esboços "miseráveis". Nem para você uma interface, nem para a saída de informações, nem para a integração com irmãos e "irmãos mais velhos", nem para a inteligência distribuída, nem para nada, exceto, figurativamente falando, LEDs piscantes.

imagem

Agora temos um mega servidor Arduinoe isso muda fundamentalmente a situação. Você envia um esboço de Mim para o kit de distribuição Mega e um cartão de memória microSD - arquivos do mesmo kit de distribuição e ... um milagre acontece: algo completamente surpreendente se desenrola a partir de um botão cinza e indefinido chamado Arduino Mega. Não vou insistir nisso por um longo tempo; é melhor você ler os artigos uma vez , duas e três , vou contar apenas sobre algumas das capacidades e planos do sistema para o futuro.

Já temos um dispositivo que pode conter até 32 gigabytes de informação e estruturado para apresentá-lo na forma de dezenas, centenas e até milhares de sites, cada um com seu próprio design, sua própria funcionalidade e sua própria topologia. Isso já é chocante e não se encaixa muito bem na cabeça. E pode haver dezenas ou centenas desses dispositivos em sua rede local.

Qual é o próximo?

Integração entre dispositivos e inteligência distribuída da Smart Home. "Revitalizar" os sistemas sem alma e transferir parte da funcionalidade dos programas codificados para a motivação "difusa" inerente aos sistemas vivos. Distribuição do firmware e alteração da Smart Home no nível do ferro, dependendo das circunstâncias, e muito mais.

Em geral, será interessante, como dizem, ficar conosco. Enquanto isso, você pode montar um Mega-controlador, instalar o AMS nele e começar a construir sua casa inteligente dos seus sonhos.

Adição . Um canal do Youtube está aberto e aqui está um vídeo promocional do Arduino Mega Server, que demonstra como trabalhar com um sistema real.