Arco-systems.ru

Журнал Арко Системс
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Розетка управляемая через компьютер

USB управляемая розетка

В проекте описывается устройство, позволяющее управлять двумя силовыми розетками через USB-порт компьютера. Естественно, вместо розетки может использоваться любое другое устройство.

USB был выбран потому что, во первых я хотел поэкспериментировать с микроконтроллером PIC18F4550, а во вторых, мощностью USB-порта (500 мА) хватает для питания катушки реле.

Программное обеспечение МК основывается на SIXCA USBDAQ, который в свою очередь базируется на microchip CDC. USBDAQ очень прост в использовании и позволяет посылать ASCII команды для включения/выключения цифровых выходов, которые используются для управления двумя реле. Мне нужно было только установить значение bMaxPower, чтобы можно было использовать ток в 500 мА и поменять данные «vendor ID» и «name».

Внимание! Хотя в устройстве и предусмотрена изоляция низковольтовой и силовой части, всегда есть риск механического и др. повреждений. Поэтому соблюдайте осторожность!

За основу взята схема USBDAQ, добавлены лишь 2 дополнительных каскада для управления реле. В схеме используется составной транзистор BC517 (аналог КТ645А). Схемы управления реле были взяты отсюда: управление реле через COM-порт.

Печатная плата разделена на 3 части. 2 платы управления можно легко поместить в корпус внешней розетки, колодки или удлинителя.

PIC-микропрограмма

Опишу только то, что нужно изменить в оригинальной SIXCA USBDA:

Вначале я установил значение переменной bMaxPower на 250 мА. Файл, который необходимо модифицировать: fw/cdc/autofiles/usbdsc.c:

В этом же файле я изменил Vendor ID, Product ID

Также отредактировал файл driver/win2k_winxp/mchpcdc.inf, чтобы совпадали данные vendor, product ID и описание:

Прошивка PIC

Для программирования PIC я использовал WinPic800. На скриншоте ниже параметры.

Команды

Я не модифицировал какие-либо команды USBDAQ. Они все доступны, но мне необходимы только 4 команды:
*A01 (включить реле 1)
*A00 (выключить реле 1)
*A11 (включить реле 2)
*A10 (выключить реле 2)
После каждой команды возврат каретки (chr(13) or ‘n’).

Установка ПО под Windows

1. Подключите устройство к USB, Windows должна его определить по иконке в трее:

2. Windows предложит установить драйвера, соединившись с сервисом Windows Update, нажмите «нет» и перейдите к следующему шагу.

3. Выберите пункт «Установка из указанного места» и нажмите Next.

4. Выберите пункт «Включить следующее место поиска» и укажите директорию с .inf файлом driverwin2k_winxp:

5. Windows обнаружит и установит драйвер:

Тестирование (Windows)

1. Откройте диспетчер устройств и посмотрите на какой COM-порт у вас установилось устройство. У меня это был COM10

2. Откройте терминал и задайте имя:

3. Выберите COM-порт:

4. Скорость обмена установите в 115200:

5. Этот шаг необязательный. Для того, чтобы мы видели, что мы набираем, выберите ASCII Setup:

6. Поставьте галочку на опции «Echo typed characters locally».

7. Настройки готовы. Теперь можно соединиться и попробовать подать какую-нибудь команду на наше USB-устройство:

Установка ПО под Linux (Ubuntu)

1. Подключите устройство к компьютеру. Это все! Новое устройство вероятнее всего будет называться /dev/ttyACM0

Тестирование под Linux (Ubuntu)

1. Откройте gtkterm, если у вас этот пакет не установлен, то установите его командой «sudo apt-get install gtkterm»

2. Переходим к Configuration -> Port, устанавливаем порт /dev/ttyACM0, скорость 115200 и нажимаем ОК.

3. Выберите Configuration -> Local echo

4. Теперь можно набирать команды для управления реле.

Фотографии собранного устройства:

Ниже вы можете скачать драйвера, исходники, прошивку, файлы для Eagle

Устройство и функционал

Приборами, подключенными к умной розетке, можно управлять через мобильное приложение

Конструктивно прибор состоит из исполнительного механического модуля (электромагнитного реле), подключающего и отключающего электрические цепи, и управляющего им процессора. К умной розетке может подключаться любой домашний прибор с паспортной мощностью до 3,5 кВт. С учетом этого ограничения пользователь выбирает изделие с подходящим для него функционалом.

Читать еще:  Розетка под аудио провода

Принцип работы прибора состоит в удаленном воздействии на подключенные к нему нагрузки. Их можно включать и выключать по заранее введенной программе или удаленно. Манипулировать розетками с дистанционным управлением (помимо их программирования) можно передачей команд по налаженному эфирному каналу. Для этого используются:

  • радиоуправление;
  • канал отправки СМС сообщений;
  • сеть Интернет.

В зависимости от выбранного способа используются те или иные средства передачи управляющих посылок.

Функциональные возможности

По настройкам на смартфоне можно контролировать расход электроэнергии приборов

Интеллектуальная розетка с пультом дистанционного управления или другим средством передачи посылок (с телефона или планшета, например) способна:

  • вести мониторинг текущего состояния включенной в нее бытовой техники;
  • отправлять извещения о важнейших параметрах (температуре окружающей среды, величине напряжения в сети и т. п.);
  • автоматически отключать технику при резких перепадах напряжения, КЗ, а также при перегрузках;
  • включать/выключать приборы по заранее введенной программе;
  • самостоятельно выключаться после превышения предельного времени, отведенного для работы бытового изделия.

Чем большими возможностями обладает розетка – тем более эффективно ее применение при управлении домашними приборами. Единственным ограничением является требование по мощности эксплуатируемых электроприборов, которая не должна превышать заданной величины.

Виды и главные отличия приборов

Впервые столкнувшись с разумными розетками, большинство покупателей испытывают недоумение. Это объяснимо, поскольку практичные производители предлагают широкое разнообразие моделей, отличающихся по внешнему виду и функционалу.

Все розетки можно разделить на 2 категории.

Накладные

Представлены описанными выше розетками-переходниками. Спрос на них вырастает ежегодно. Не требуют профессиональных знаний или специальных навыков в использовании. После покупки нужно перейти к нескольким шагам:

  • распаковать устройство;
  • подключить к розетке;
  • настроить перечень определенных параметров;
  • подключить приборы.

Когда потребуется использовать прибор в другом помещении, нужно отключить его и перенести.

Монтируемые в стену

Для установки розеток потребуется выполнить полноценный ремонт, поэтому нужно распределить расположение приборов. Нужно решить, в каком качестве будут выступать умные розетки и какие решать задачи. Следует решить вопрос о потребляемой мощности.

Умные розетки подразделяют и по типу управления:

  • радиоуправляемые: представлены моделями с дистанционным управлением, реагируют на команды, поступающие с расстояния до 30 м;
  • управляемые с помощью мобильных сообщений: для включения в работу достаточно отправить SMS на устройство;
  • интернет-устройства: предоставляют возможность управлять приборами дома, находясь в любом уголке земного шара.

Существует подразделение и по конструкционным особенностям:

  • независимые модели (одиночные), с управлением дистанционным;
  • одиночная розетка, оснащенная несколькими выходами управления, каждый из которых способен принимать отдельные команды об отключении или включении подключенного через нее прибора;
  • целая группа устройств, среди которых есть одна главная розетка, управляющая работой остальных;
  • gsm розетка, принимающая команды сразу для всех выходов или для каждого отдельно.

Для понимания преимуществ перечисленных категорий стоит остановиться на каждой по отдельности и понять, как все работает.

Как работает и мой выбор

Буду описывать именно свою «умную розетку». Лично я брал фирмы «BroadLink» в России эта компания представлена скромно, многие ее просто не знают, но я как системный администратор с большим стажем знаю, этот производитель всегда занимался сетевым оборудованием, это роутеры, сетевые карты, а в последнее время модули WIFI для многих ноутбуков. Компания реально серьезная и сомневаться в качестве у меня не было причин.

Я реально долго «лопатил» всеми любимый Aliexpress, на наличие качественного оборудования и вот нашел.

  • Зарекомендовавший себя на рынке производитель. А у BroadLink достаточно качественные модули ВАЙ-ФАЙ
Читать еще:  Розетка для фаркопа виды

  • Наличие Европейской розетки, далеко не у всех производителей она есть. А переходник на нее это уже плохо для высоких нагрузок

  • Нагрузка, которую должна держать – 3,5 КВт и ни как не меньше
  • Понятное приложение, через которое управляется, как минимум на английском языке (просто многие китайские розетки управляются через приложение на Китайском, мягко сказать не удобно)
  • Адекватная цена, ставил для себя задачу купить до 1200 рублей

Немного отвлекусь, если вы думаете что 1200 это реально много, то я «мониторил» рынок здесь в России, если не брать «перепродажников» (которые купили в Китае и здесь продают в два раза дороже) стоимость очень даже не малая. Например, в «Леруа-Мерлен» есть похожие решения, только вариант в 3,5КВт стоит около 3600 рублей! ОЧЕНЬ НЕ МАЛО.

Розетка пришла примерно через месяц, сделана очень качественно, нет даже малейшего намека на то, что это Китайское производство. Пластик идеальный, на передней панели есть кнопка, которая может вручную включить или выключить розетку.

GSM- или SMS-розетка управляется с мобильного телефона или через команду, полученную по СМС, или через специальное приложение. Прибор «слушается» только в том случае, если получает задание с номера, записанного в его памяти. Так предотвращают несанкционированный доступ.

Важно, чтобы смс-розетка работала в зоне устойчивой сотовой связи. Операторы уже предлагают особые тарифы для таких устройств.

Обычно SMS-розетки имеют класс защиты IP20. Их нельзя устанавливать там, где возможно их орошение водой, попадание пыли или прямых солнечных лучей.

Другой тип розеток работает через Wi-Fi. Гаджет соединяется с маршрутизатором и получает свой IP-адрес. Для управления используют специальное приложение, которое устанавливается на планшет, смартфон или компьютер.

Для корректной работы Wi-Fi-розетки нужен стабильный интернет. Если нет соединения, то в указанное время прибор подключаться не будет. А при отключении электричества могут сброситься все настройки.

Также умными розетками управляют с пульта дистанционного управления. Он может передавать сигналы на расстояние 30-40 метров.

IP-розетка может быть встроена в систему умного дома, как и другие устройства, настраиваемые через контроллер. В этом случае она будет управляться через единое приложение этой системы.

Wi-Fi-розетка — один из элементов « Умного дома» Ростелекома . Она работает или в системе, или отдельно. Во втором случае подключается к домашней сети и управляется через приложение на телефоне.

Принципы подключения и управления

Для функционирования, настройки, обеспечения постоянного доступа к управлению, умная розетка должна быть подключена к сети Интернет. Выход в сеть возможен или через роутер или автономно, если в устройстве предусмотрен модуль мобильной связи.

Управление осуществляется через приложение, которое устанавливается на любом мобильном устройстве Андроид или iOS.

Умное устройство может быть интегрировано в стандартный комплекс умного дома и в этом случае управляется через приложение для комплекса. Также может быть самостоятельным гаджетом, и тогда производитель предоставляет для управления оригинальное приложение.

Все управляющие приложения, официально представленные на российском рынке русифицированы, интуитивно понятны, и просты в использовании.

Общие принципы настройки заключаются в нескольких шагах:

  1. Установить приложение в мобильное устройство.
  2. При помощи приложения найти розетки в локальной или глобальной сети.
  3. Используя приложение, настроить алгоритм работы для каждой в отдельности или для групп.

Для примера установки и настройки будут рассмотрены внешние умные розетки от двух производителей:

  • «BePlug 15» с выходом в интернет через роутер;
  • комплекс российского производства SENSEIT, с подключением к сети Интернет через мобильного оператора.
Читать еще:  Ящик с розетками ярв

Настройка на примере BePlug-15

BePlug-15 представляет собой блок, на передней панели которого находятся выходное гнездо высокого напряжения, два светодиода и кнопка.

Красный светодиод (1) светится при наличии питания в сети, синий светодиод (2) светится в рабочем режиме обмена данными с роутером по каналу WiFi, или мигает с различной частотой при потере связи или перезапуске.

Кнопка (3) подключает/отключает нагрузку при кратковременном нажатии или сбрасывает настройки к заводским установкам при удержании 10 секунд.

После сканирования сети и обнаружения розетки через приложение в память гаджета прописываются данные подключения к роутеру. Для удобства идентификации каждому умному устройству присваивается произвольное имя, в нашем примере это имя — «Отопление».

При успешном подключении, розетка появляется в списке устройств. Теперь её можно включать и отключать при помощи слайдера.

Алгоритм установки следует повторить для каждого дивайса. Их можно в дальнейшем объединять в группы и управлять всеми гаджетами группы одним движением пальца.

Можно задать расписание для группы или для каждого умного устройства в отдельности.

Настройка на примере комплекса розеток SENSEIT

Этот смарт-комплекс получает доступ в глобальную сеть через GSM модуль, находящийся в ведущей розетке. Ведущая по радиоканалу объединена с десятью ведомыми в собственную сеть, площадью до 250 м². Роутер для этого комплекса не нужен.

Ведущая розетка в работе

Три светодиода на панели показывают текущее состояние:

  • Красный — питание на вход подаётся;
  • Синий — установлена связь с Интернет;
  • Зелёный — электроэнергия на выходе раздаётся.

Предусмотрена возможность подключения датчика затопления и датчика температуры, кроме этого, на ведущем устройстве есть слот для подключения СИМ-карты мобильного оператора.

После установки приложения поиск ведущей розетки в сети осуществляется по её номеру IMEI и мобильному номеру СИМ-карты.

Дальнейшая настройка сводится к присвоению имени каждой розетке, как ведущей, так и ведомым. При необходимости их объединяют в группы, программируют сценарии для каждого устройства отдельно или для группы в целом.

В отличие от более простых устройств, Wi-Fi устройства этого комплекса передают в приложение данные о температуре окружающей среды, о возможной протечке воды (если установлены датчики), а ведущая розетка передаёт данные о состоянии баланса СИМ-карты.

В программируемых сценариях можно задать параметры включения и отключения в зависимости от показаний датчиков, или по времени и дням недели, месяца, года. Допускается комбинировать параметры — например, при температуре ниже 12 градусов включать отопление в выходные дни на 4 часа.

Приложение накапливает статистику по параметрам подаваемой электроэнергии (сила тока, мощность, скачки входного напряжения), а также температуре.

Комплекс после установки и настройки не требует постоянного присутствия владельца или ежедневного контроля состояния комплекса.

Возможные недостатки: некоторые Вай-Фай розетки после полного отключения электроэнергии в доме требуют перенастройки и восстановления их доступа к сети, так как происходит сброс к заводским установкам.

Вместо эпилога

Использование SMART-розеток – это способ внести дополнительный комфорт в свою жизнь посредством переложения некоторой части функций по управлению бытовыми приборами на эти приборы. Кроме комфорта, с их помощью можно повысить безопасность использования бытовых электроприборов и добиться существенной экономии электроэнергии. Если у вас возникли вопросы касательно использования умных розеток, смело выкладывайте их в комментариях. Мы гарантируем, что в обсуждениях и дебатах родится истина, которая поможет вам решить проблему.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector