可靠的用户友好型智能家居电源管理:Domoticz +手动开关

嗨,极客时间!

我正在实施我的智能家居,并希望分享一些来之不易的解决方案。

作为我的智能家居版本的中央控制器,我将Raspberry Pi与已安装的Domoticz和MQTT代理Mosqito结合使用。中央控制器管理各种负载,通常位于远离主楼的地方,例如车库或温室中。在这样的远程站点中,我使用便宜的KMTronic UDP中继来交换负载,并使用带有Ethernet Shield的Arduino进行数据收集和反馈。

此外,我更喜欢使用交换方案,以便在任何时候,包括当智能家居的基础设施发生故障时,我都可以手动切换负载。对我来说,可靠性的要求是次要的-主要是我的妻子总是拥有熟悉的管理界面,这将使我保持家人的安宁,并让我有机会继续追求自己喜欢的爱好。

主意


这个想法很简单:从两个地方应用经典的开关电路:



SA1开关是KMTronic继电器输出(NO-C-NC)之一,SA2开关是普通的家用单键开关。一切正常,但有一个警告-控制器没有有关负载实际状态的信息。没关系-在电路中添加一个中间继电器或带有24V线圈的KM接触器作为负载:


因此,我们将用一块石头杀死几只鸟:
  • 有机会使用其他KM继电器触点进行反馈;
  • 我们将提高用电安全性,这在潮湿房间中尤其重要;
  • 我们将能够切换比为KMTronic继电器设计的负载更强大的负载。

作为中间继电器,我喜欢使用24V Hager ERxxxx,并具有强制手动控制功能(OFF,AUTO,ON)。



此选项在调试和进一步操作期间有很大帮助。

实作


KMTronic UDP中继连接到Raspberry Pi上的Domoticz



  • 设置socat以使用UDP:

    sudo apt-get install socat
    

  • 在〜/ domoticz / scripts目录中,创建一个脚本以通过UDP控制KMTronic。调用脚本,例如rudp.sh:

    #!/bin/bash
    RelayIP="$1"
    RelayNumber="$2"
    Status=$(echo FF0000 | socat - udp-datagram:192.168.100.${RelayIP}:12345)
    StatusBit=${Status:RelayNumber-1:1}
    CommandON=FF0${RelayNumber}01
    CommandOFF=FF0${RelayNumber}00
    if [ "$StatusBit" = "1" ]; then
    echo ${CommandOFF} | socat - udp-datagram:192.168.100.${RelayIP}:12345
    else
    echo ${CommandON} | socat - udp-datagram:192.168.100.${RelayIP}:12345
    fi
    

  • 我们使rudp.sh文件可执行:

    chmod +x rudp.sh
    

  • 从命令行检查:

    rudp.sh 199 1
    


    此命令应使用默认端口12345切换地址为192.168.100.199的KMTronic设备的继电器#1。

  • 在Domoticz中,创建一个虚拟开关,在“打开动作”和“关闭动作”字段中指定:

    script:///home/pi/domoticz/scripts/rudp.sh 199 1
    


    现在,当您单击开关时,“ UDP中继”触点就会开关。
    同时,我们可以使用手动开关来切换负载。


使用Arduino协议MQTT收集有关负载状态的信息


  • 我们填写了在Arduino中使用MQTT的草图(注意,在草图中,您需要通过填写domoticz_Idx []数组来连接Arduino输入和虚拟开关的Idx索引)。
    草绘
    #include <SPI.h>
    #include <Ethernet.h>
    #include <Bounce2.h>
    #include <PubSubClient.h>
    
    byte mac[]    = {  0xDE, 0xED, 0xBA, 0xFE, 0xFE, 0xED };
    byte server[] = { 192, 168, 100, 250};
    byte ip[]     = { 192, 168, 100, 199};
    
    // I/O ports on board, 20 for UNO and Leonardo (14 DI + 6 AI) 
    static const int ioPorts = 20; 
    
    // all pins                           0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
    static const uint8_t arduinoPins[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11,12,13,A0,A1,A2,A3,A4,A5};
    static const int availablePin[]    = {1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1}; //  pins available for general I/O. 1 - available, 0 - not available
    static const int domoticz_Idx[]    = {5, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; //
    
    // Buffers for sending data
    char  statusBuffer[ioPorts+1] = "0";           
    char  prevStatusBuffer[ioPorts+1] = "0"; 
    
    // Instantiate a Bounce object
    Bounce debouncer[ioPorts] = Bounce();
    
    // Function headers
    void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length);
    char pinToChar(int value);
    int compareCharArrays(char  array1[ioPorts+1], char array2[ioPorts+1]);
    void readAllPins();
    void publishPins(boolean all);
    void setup();
    void loop();
    
    EthernetClient ethClient;
    PubSubClient clientMQTT(server, 1883, callback, ethClient);
    
    void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
      byte* p = (byte*)malloc(length);
      memcpy(p,payload,length);
      publishPins(true); 
      free(p);
    }
    
    char pinToChar(int value) {
      char result = 'X';
      if (value==HIGH) {
        result = '0';  // if pin opened, send 0
      }  
      if (value==LOW) {
         result = '1';  // if pin closed to GND, send 1
      }   
      return result; 
    }
    
    int compareCharArrays(char  array1[ioPorts+1], char array2[ioPorts+1]) {
      int result = 0;
      for (int i =0; i <= (ioPorts); i++) {
        if (array1[i]!=array2[i]) {
          result = 1;
          break;
        }  
      }  
      return result;    
    }
    
    void readAllPins() {
      for (int i =0; i < (ioPorts); i++)
      {
        if (availablePin[i]) 
        {
          debouncer[i].update();
          statusBuffer[i] =  pinToChar(debouncer[i].read());
        }  
      }  
    }
    
    void publishPins(boolean all) {
      char topic[]="domoticz/in";
      String data;
      char jsonStr[200];
      for (int i =0; i < (ioPorts); i++)
      {
        if ((all) || (prevStatusBuffer[i]!=statusBuffer[i]))
        {
          if ((availablePin[i]) && (domoticz_Idx[i])) 
          {
            data="{\"idx\":";
            data+=(int)domoticz_Idx[i];
            data+=",\"nvalue\":";
            data+=(char)statusBuffer[i];
            data+="}";
            data.toCharArray(jsonStr,200);
            clientMQTT.publish(topic,jsonStr); 
            Serial.print(topic);
            Serial.print(" ");
            Serial.println(jsonStr);
          }
        }  
      }  
    }
    
    void setup() {  
      // initialize serial port over USB  
      Serial.begin(9600);
      
      Ethernet.begin(mac, ip);
      
      // initialize the digital pins as an input.
      for (int i =0; i < ioPorts; i++)
      {
        if (availablePin[i]) { 
          pinMode(i, INPUT_PULLUP);
          debouncer[i].attach(arduinoPins[i]);       // setup the Bounce instance
          debouncer[i].interval(100);   // interval in ms
        }  
        statusBuffer[i]='0';  
        prevStatusBuffer[i]='0'; 
      }
      statusBuffer[ioPorts]='\0';      // EOL
      prevStatusBuffer[ioPorts]='\0';  // EOL
    
      readAllPins();
      
      if (clientMQTT.connect("myhome-ino-id1")) {
        clientMQTT.subscribe("myhome/ino/id1/in/#");
        publishPins(true);
      }
    }
    
    void loop(){
      clientMQTT.loop();
      readAllPins();
      if (compareCharArrays(statusBuffer,prevStatusBuffer)==1)
      // time for send information to the server
      {
          if (!clientMQTT.connected()){
            if (clientMQTT.connect("myhome-ino-id1")) {
              clientMQTT.subscribe("myhome/ino/id1/in/#");
            }  
          } 
          
          if (clientMQTT.connected()) { 
            publishPins(false);
          }  
        
        for (int i =0; i < (ioPorts); i++) {
          prevStatusBuffer[i]=statusBuffer[i]; 
        }
      }    
    }
    


  • 我们将中间继电器的自由触点连接到Arduino的触点Gnd和DIxx。

  • 要通过Domoticz中的MQTT接收信息,请安装MQTTWorker。

  • 手动打开和关闭负载,并在Domoticz界面中观察负载状态的变化。


感谢您的关注,希望有人对我的经验有用。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN397621/


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