Node Red ve Raspberry Pi ile Dört Cihaza Kadar Ev Otomasyon Sistemi
Bu proje, Node-RED, Raspberry Pi ve yerel Wi-Fi ağını kullanarak dörde kadar elektrikli ev cihazını kontrol etmek için tasarlanmıştır. Node-RED, görsel programlama için akış tabanlı bir geliştirme aracıdır.
Düğüm-KIRMIZI
Node-RED, grafik kullanıcı arayüzü (GUI) tabanlı bir programlama platformudur. Giriş, çıkış, sosyal medya, Raspberry Pi GPIO ve benzeri gibi önceden tanımlanmış kod bloklarını bağlayarak Nesnelerin İnterneti (IoT) uygulamaları yapmak için güçlü bir platformdur. Bir görevi gerçekleştirmek için düğüm olarak adlandırılan önceden tanımlanmış kod bloklarını bağlamanız yeterlidir. Bağlı düğümlere topluca akış denir.
Node-RED, donanımlarını Web tabanlı uygulamalar, e-posta sunucuları, sosyal medya vb. İle bağlamak için 2013 yılında IBM’de açık kaynaklı bir proje olarak geliştirildi. Artık popüler bir IoT programlama aracı haline geldi. Raspberry Pi ile birleştirildiğinde, Node-RED fiziksel dünyayla etkileşim için daha da verimli hale gelir.
Raspberry Pi’yi Düğüm-KIRMIZI İçin Hazırlama
Raspberry Pi için en yeni Raspbian işletim sistemi (OS), varsayılan olarak Node-RED uygulaması ile birlikte gelir. Node-RED’ün en son sürümünü yüklemek istiyorsanız, terminalde aşağıdaki komutları çalıştırın:
sudo apt-get güncelleme
sudo apt-get yükseltme
Bu, Raspberry Pi’ye en son Node-RED’i kuracaktır. Sorun yaşıyorsanız, terminalde aşağıdaki komut dosyasını girerek manuel olarak yükleyin:
bash <(curl -sL https: // raw.
githubusercontent.com/node-red/
raspbian-deb-package / master / resources /
update-nodejs-ve-başını salladı)
Düğüm-KIRMIZI yükseltmek için bu komut dosyasını kullandıktan sonra, apt-get yükseltme komutunu kullanarak yeniden yükseltemeyeceğinizi unutmayın.
Raspberry Pi’Nod-RED’i seçin.®nin masaüstünden Node-RED’i açmak için Raspberry Pi simgesine tıklayın ve ardından açılır menüden Programlama Alternatif olarak, terminalde aşağıdaki komutu yazabilirsiniz:
node-red-start // (Node-RED’i başlatmak için)
node-red-stop // (Node-RED’i durdurmak için)
Şekil 1’de gösterildiği gibi, KIRMIZI konsol penceresi açılacaktır.
1: Düğüm-KIRMIZI konsol
Raspberry Pi’nizin IP adresini bilmiyorsanız, IP adresini kontrol etmek için terminal penceresine ipconfig yazın. Düğüm-KIRMIZI iletişim için kullanılan varsayılan bağlantı noktası 1880’dir.
Düğüm-KIRMIZI grafik uygulamasını açmak için, Raspberry Pi’de Web tarayıcısını açın ve Raspberry Pi’nizin IP adresini https://192.168.1.103:1880 olarak yazın
Şekil 2’de gösterildiği gibi Düğüm KIRMIZI grafik ana sayfasını alacaksınız.
Şekil 2: KIRMIZI Düğüm Ana Sayfası
Sol tarafta çeşitli renkli bloklar var. Aşağı kaydırdığınızda, girdi, çıktı, işlev, sosyal, Raspberry Pi, UI vb. Kategorilere göre gruplanmış birçok düğümü göreceksiniz. Bu düğümleri, merkezdeki çalışma alanı sayfasına sürükleyip bırakarak projenizde kullanabilirsiniz. Farklı işlemler için farklı düğümler kullanılır.
Bazı eski Node-RED sürümlerinde GPIO ve UI düğümleri eksik olabilir. Bu durumda, aşağıdaki komutları girerek bunları İnternet’ten indirin:
cd ~ / .node-kırmızı
npm yükleme düğümü-kırmızı-katkı-gpio
npm yükleme düğümü-kırmızı-katkı-ui
Durdurun ve KIRMIZI Düğüm’ü yeniden başlatın. Güncellenen düğümleri alacaksınız. (Bazı durumlarda, sistemin yeniden başlatılması gerekebilir.)
Ev otomasyonu tasarımı
Yukarıdaki uygulama, bir cep telefonu aracılığıyla fan, TV, tüp ışığı ve LED dimmer gibi dört ev yükünü / cihazını kontrol etmek için kullanılacaktır. Bunu yapmak için, Düğüm-KIRMIZI UI düğümü ile başlayalım. Dört farklı yük için toplam dört yükümüz var – üç anahtar ve bir kaydırıcı. Düğüm ve sürgü düğümlerini düğüm listesinden sürükleyip bırakın. Dört farklı yük için bunu dört kez yapın.
3: Düğüm seçimi
Elektrik yüklerinin, ana devrede gösterildiği gibi UI anahtarları ve röleleri ile kontrol edileceğini unutmayın (Şek. 9). Röleler Raspberry Pi’nin GPIO pinlerine bağlanır. Raspberry Pi GPIO düğümleri için kullanıcı arayüzünde dört pimi sürükleyip bırakın. Bunları, Şekil 4’te gösterildiği gibi kullanıcı arayüzünde düzenleyin.
4: Pimlerin seçimi
Akışı tamamlamak için anahtarlar ve pimler arasında bağlantı yapın. Anahtar düğümünde sağda gri bir kabarcık var. Üzerine sağ tıklayın ve imleci Şekil 5’te gösterildiği gibi Raspberry Pi’nin ilgili pimine (GPIO) sürükleyin. Diğer iki anahtar düğümü için işlemi tekrarlayın. LED dimmer uygulaması için, kaydırıcıyı UI düğüm listesinden sürükleyip bırakın ve bir Raspberry Pi pinine bağlayın.
5: Düğümlerin ve GPIO’nun bağlantısı
Düğümleri yapılandırma
Şimdi, düğümleri donanım bağlantılarına göre yapılandırmamız gerekiyor (Şekil 9). Her bir düğüm hakkında daha fazla bilgi için Şekil 2’de gösterilen pencerenin sağında iki sekme bilgisi ve hata ayıklama kullanın. Düğüme tıklayın ve onunla ilgili tüm ayrıntılar bilgi altında görüntülenecektir. Debug sekmesi, akışın işlevini izlemek için kullanılır.
Dağıt düğmesi, akışı başlatmak için kullanılan Çalıştır olarak kullanılır.
6: Anahtar düğümlerinin düzenlenmesi
Düğümü yapılandırmak için, düğmeyi çift tıklatın. Boş bir pencere açılacaktır. Aşağıdaki değişiklikleri yapın (Şekil 6’da da gösterilmiştir):
Düğüm özellikleri penceresinde aşağıdakileri değiştirin:
İsim: Tüp Işık, Grup: Oda1,
Açık Değer: 1, Kapalı Değer: 0
Değişiklikleri kaydetmek için Tamam’a basın.
7: GPIO pimlerini tanımlama8: Düğümlerin gösterimi
Şekil 8’de gösterildiği gibi, farklı adlara sahip diğer anahtar düğümleri için de aynısını yapın.
Pim düğümünü yapılandırmak için, Şekil 5’de gösterilen pencereden çift tıklayın.
Rpi gpio özellikleri penceresinde (Şek. 7) aşağıdaki değişiklikleri yapın:
Pin: Kullandığınız GPIO pinini seçin, Tür: Dijital çıkış, Pin durumunu başlat seçeneğini işaretleyin ve
Başlangıç seviyesi düşük – (0) seçeneğini belirleyin. Bu, başlangıçta düşük (kapalı) tüm pimleri tanımlayacaktır.
İsim: GPIO_xx (kullandığınız)
Değişiklikleri kaydetmek için Tamam’a basın.
Kaydırıcı hariç diğer iki anahtar için de aynısını yapın. Röle sürücüsünün ve LED dimmer devresinin girişi, Düğüm-KIRMIZI akışta yapılandırıldığı gibi Raspberry Pi kartının GPIO pinlerine bağlanmalıdır. Kaydırıcı için çıktı türünü PWM olarak tanımlayın.
Son yapılandırılmış düğümler Şekil 8’de gösterilmiştir.
Ev otomasyon sisteminin devre şeması Şekil 9’da gösterilmektedir. Raspberry Pi, 12V pil, 12V tek geçişli röle ve birkaç diğer bileşen etrafında inşa edilmiştir. Rasybian Pi 3 Model B + kartı Raspbian OS ile EFY Lab’da test sırasında kullanıldı.
9: Ev otomasyon sisteminin devre şeması
Ev otomasyon sisteminin bir PCB düzeni Şekil 10’da ve bileşen düzeni Şekil 11’de gösterilmiştir. Bileşenleri devre şemasına göre PCB’ye monte edin.
10: Ev otomasyon sisteminin PCB yerleşimi11: PCB için bileşen yerleşimi
PCB ve bileşen yerleşim PDF’lerini indirin: buraya tıklayın
Test Düğümü KIRMIZI Kullanıcı Arayüzü
Akış şemasını tasarladıktan ve devre bağlantılarını yaptıktan sonra, tarayıcıyı Raspberry Pi’nin bağlı olduğu aynı yerel ağdan herhangi bir cihazda açın. Raspberry Pi’nizin IP adresini aşağıda belirtildiği şekilde yazın (bu, bu duruma göre; sizinki farklı olacaktır) ve ardından Enter tuşuna basın:
192.168.1.104:1880/ui
Son kullanıcı arayüzü ekranı Şekil 12’de gösterildiği gibi görünecektir. Üç kaydırma düğmesi ve bir kaydırıcı göreceksiniz. Anahtarları kullanarak yükleri açabilir veya kapatabilirsiniz. Kaydırıcı, Raspberry Pi’nin GPIO pinine bağlı LED’in ışık yoğunluğunu kontrol etmek için kullanılır.
Şekil 12: KIRMIZI Düğümün Son Kullanıcı Arayüzü
UI’de anahtarı çalıştırdığınızda, Raspberry Pi’nin karşılık gelen GPIO pimi yükselir. Transistörün tabanındaki mantık yüksek sinyali iletilmesini sağlar, içinden akım akar ve ilgili röleye enerji verilir. Bu karşılık gelen elektrik yükünü açar.
Transistör T4 ile bağlı Raspberry Pi’nin GPIO pimi PWM çıkışı olarak yapılandırılmıştır. Düğüm-KIRMIZI UI’daki kaydırıcı, PWM darbelerinde değişiklik yapar. Bakliyatlar, beyaz bir LED kullanan T4’ün tabanına beslenir. Fare kullanarak kaydırıcıyı yukarı ve aşağı çekin. Tabanında PWM sinyalinde farklılıklar göreceksiniz ve LED’in ışık yoğunluğu buna göre değişecektir.