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Envolvendo-se em automação residencial nos últimos três anos, tento acompanhar todos os novos dispositivos nessa área. Recentemente, a exposição chamou a atenção de um novo dispositivo de produção doméstica. Depois de pesquisar na Internet, não encontrei nenhuma informação sobre eles. Pensei estranhamente e decidi entrar em contato com o fabricante (não vou indicar). Depois de conversar, consegui uma amostra de teste por um mês. Um mês depois, decidi compartilhar minhas impressões sobre este produto.
Descrição do fabricante
Segundo o fabricante, o dispositivo em estudo é uma plataforma que permite criar sistemas automatizados para monitorar e gerenciar instalações de infraestrutura. A plataforma permite o desenvolvimento de sistemas centralizados e distribuídos, incluindo a conexão de dispositivos inteligentes, e os recursos funcionais do sistema são determinados pelo software instalado.
O fabricante declara as seguintes características do dispositivo:
| CPU | • CPU: Allwinner H5 Corte Cortex A53 de 64 bits e quatro núcleos
• RAM: 1 GB
• Armazenamento: 8GB eMMC, cartão MicroSD |
| Sistema operacional | • Linux Debian ou Ubuntu |
| Comunicações | • Rede: Ethernet de Gbps
• WiFi: 802.11b / g / n
• Bluetooth: modo dual 4.0
• Rádio: 2,4 GHz
• 2 x host USB
• 1 x RS485 |
| Portas de entrada / saída | • 4 contatos "secos" 350 v / 120mA
• 4 saídas 12 v / 1A
• 4 entradas 0 - 12 v |
| Indicação de status | • display OLED
• LED |
| Nutrição | • DC 12 v |
Preparamos o cliente
O dispositivo vem em duas versões: apenas bare metal e uma solução pronta com software. Eu tenho a primeira opção, mas ainda mais interessante - há onde brincar com a fantasia.
A aparência do dispositivo é bastante ascética:
A caixa do dispositivo permite a montagem em um gabinete em um trilho DIN e ocupa quatro módulos de largura.
No painel frontal estão:
- exibição
- quatro botões;
- Indicador LED do status do dispositivo (“vermelho” - desativado, “verde” - a energia é fornecida, “azul” - indica a atividade do processador);
Sob as tampas estão localizados:
- Conectores de E / S (à primeira vista, pareceu-me que seu número pode ser insuficiente, mas comentarei um pouco mais esse momento);
- Interface RS485
- conexão de energia.
Todos os conectores são aparafusados, o que me deixou feliz porque não gosto de apertar. Não há conectores e controles no lado direito da caixa, o que geralmente pode ser útil para uma instalação mais apertada do equipamento no gabinete.
Todos os conectores são montados no lado esquerdo:
- antena WiFi removível;
- 2 USB;
- 1 Eth
- tomada de áudio.
A antena WiFi interfere na conexão de dispositivos USB e cabo de rede. Ele deve ser abaixado ou trazido para a frente do gabinete com um cabo, a segunda opção provavelmente está mais correta, melhorando assim o nível do sinal.
Prosseguimos para a "abertura do paciente" (todo o estojo é montado em travas, não é difícil desmontá-lo) e vemos o que ele consiste no interior / Abra a tampa frontal e veja:
- Tela OLED SSD1306 (128x64px): a tela é certamente pequena, mas você pode obter informações mínimas;
- Quatro botões para controle local do dispositivo, a julgar pela designação, para controlar a saída de informações na tela;
- Botão de gerenciamento de energia (como ATtiny13 descobriu posteriormente para gerenciamento de energia);
- LED RGB
- Sob a inscrição está a antena do módulo de rádio.
Vamos mais além - abrimos o gabinete e vemos que o dispositivo consiste em três placas: a placa principal, a placa processadora e a placa "superior", cuja parte frontal é descrita acima, é conectada por um cabo. Nós os examinamos mais de perto:
- O módulo do processador é um computador de placa única NanoPi NEO Plus2. OBC não muito badalado, mas muito interessante do ponto de vista técnico. Você pode ler sobre isso aqui .
Na placa principal está localizado:
- Proteção contra inversão de polaridade (pensamos em “proteção contra tolos” já não é ruim);
- O conversor DC-DC no XL4005E1 5A, feliz por não terem ferrado o poderoso diodo Schottky (12A), mas a bobina é enrolada com um fio fino - 3A será puxado, mas eu não o carregarei mais, os polígonos de refrigeração do conversor são feitos na parte traseira da placa, o que aumenta a confiança no trabalho (o conversor da ATtiny13 é controlado);
- O restante dos detalhes está incluído de acordo com esquemas padrão: o regulador de tensão AMS 1117 para 3,3 v, o extensor MCP23017, o SP3485 para organizar a interface RS485, o ADS1115 ADC de 16 bits, a presença do sensor de pressão atmosférica BMP180 agradavelmente surpreendido.
No verso da placa “superior” estão instalados:
- Módulo RTC DS3231;
- Expansor de porta PCF8574 responsável pelo processamento de cliques no botão;
- Módulo de rádio nRF24L01P com amplificador.
Uso e Programação
Como eu já disse, fiquei nu e tive que verificar o funcionamento dos módulos e criar scripts sozinho. Ele não filosofou, o Armbian pegou a montagem do Linux e fez toda a programação em Python - rápido, barato e alegre! Todos os microcircuitos são bem conhecidos por uma grande variedade de entusiastas de rádio amador; encontrar uma descrição e métodos básicos de uso não será difícil.
Depois de estudar o dispositivo, uma lista aproximada de tarefas foi formada:
- Conecte os contatores 220v através das saídas dos contatos "secos". (Obtenha linhas de energia controláveis)
- Para duas saídas de 12v / 1A e duas entradas, conecte os sensores de segurança e incêndio padrão. (Obtenha um sistema de segurança e incêndio, sem acesso ao controle remoto, mas isso geralmente não é necessário).
- Conecte-se a entradas e saídas livres, sensores de vazamento e válvulas de esfera com acionamento elétrico de 12 v. (Obtenha proteção contra vazamentos).
- Levante o servidor WEB e escreva uma interface de gerenciamento (obtenha controle remoto).
- Verifique a conexão via rádio, WiFi e RS485 de dispositivos adicionais (verifique a possibilidade de construir uma rede distribuída).
- Verifique o funcionamento do modem USB.
- Verifique a operação como um roteador.
Para testar, montei rapidamente um suporte e comecei a me divertir:
O ATtiny13 já foi programado, eu não o toquei, seja responsável pela fonte de alimentação de acordo com o plano do fabricante.
MCP23017, ADS1115, PCF8574, DS3231, BMP180 - tudo isso funciona de acordo com I2C, portanto, o entendimento da operação desse barramento determina imediatamente cerca de 80% do código. Tudo foi iniciado (conforme o esperado), desde que o endereçamento dos dispositivos já foi definido pelo fabricante.
O nRF24L01P é executado no barramento SPI, cujos exemplos também são suficientes. Entrei em contato com um par de dispositivos no Arduino, tudo funciona como planejado.
O RS485 foi testado no protocolo Modbus com um medidor de potência Eastron SDM220. As leituras são feitas, sem surpresas.
O plugue USB no modem Huawei E1550 determinou tudo, pegou o cliente VPN e entrou em contato com o servidor doméstico. Instalou um servidor web e jogou com controle remoto.
O módulo WiFi funciona no modo cliente e no modo de ponto de acesso. Ele colocou o módulo no modo AP, instalou um servidor DHCP, configurou iptables e recebeu um roteador WiFi.
A instalação de um servidor Blynk local não causou problemas. Trabalho verificado com o ESP8266. O controle do smartphone está funcionando, as leituras são exibidas.
Assim, todas as tarefas foram concluídas, o dispositivo central da casa inteligente foi lançado! Pode parecer que tudo está programado, configurado com facilidade e simplicidade, ou sou um gênio.
Garanto-lhe que não é assim! Eu já encontrei a maioria dos microcircuitos e módulos, então pisei em um ancinho e minha testa doeu muito , mas os solavancos passaram, mas o conhecimento permaneceu!
A energia do módulo do processador é mais que suficiente para resolver minhas tarefas, durante o teste a carga média no processador não excedeu 15%. A presença de memória eMMC e cartões MicroSD permitirá a duplicação de sistemas operacionais e software. O consumo sem conectar dispositivos USB é de cerca de 300 mA. Com esse tipo de consumo, não será difícil organizar a fonte de alimentação ininterrupta a partir de uma bateria de horas para 5 trabalhos.
A base do elemento selecionado para a construção de periféricos é bastante confiável, o que garante confiança na operação sem problemas do dispositivo no modo 24x7.
A presença de um pequeno número de entradas e saídas no próprio dispositivo é totalmente compensada pela presença de um barramento 485 e um módulo de rádio, ou seja, a construção de um sistema de controle distribuído não será muito difícil, e o conjunto de entradas e saídas que estão a bordo pode ser usado para controle local no gabinete de energia.
Conclusões
Este dispositivo, declarado pelo fabricante, integrará todos os dispositivos inteligentes? Com um alongamento, você pode dizer que sim. Mas, infelizmente, não há módulo de rádio suficiente para suporte a 433 MHz, barramento CAN, ZigBee, mas a presença de RS485, módulo de rádio a 2,4 GHz e WiFi permitirá conectar um número suficiente de dispositivos e protocolos de comunicação podem ser implementados em software.
Repito, o dispositivo em questão é fabricado em duas versões: uma solução totalmente pronta para construir um sistema de controle distribuído e apenas hardware. Na minha opinião, uma solução pronta só pode ser comprada se você não quiser lidar com programação e preguiça. Em outros casos, é muito mais interessante pegar a plataforma e programá-la por si mesmo.
Atualmente, o custo do dispositivo é desconhecido para mim. Na minha opinião, se o fabricante não conduzir o preço de mais de 13 tr. para a versão "nua", então este dispositivo é bastante interessante para comprar. Depois de comprar todas as peças na China e colocá-las em uma única embalagem, é improvável que você fique mais barato.
Um concorrente pode ser o
Wiren Board 5 . Ele ganha no número de portas e possíveis interfaces, mas perde na potência do módulo do processador. Isso não afeta as tarefas padrão, mas instalar um servidor Blynk localmente ou criar um módulo de controle de voz pode ser problemático. Se alguém tentou fazer isso no WB5, por favor, comente nos comentários.
PS: Depois de terminar o artigo, também encontrei o chip de criptografia ATSHA204 na placa. Ele suporta o algoritmo criptográfico SHA - 256 e é ótimo para tarefas de autenticação simétrica. Bem, isso é absolutamente para os geeks!