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Zweck

Dies ist ein umfangreiches und erweitertes Hardware- und Softwaresystem für Heimautomation. Es enthält bereit, Gerber -Dateien für PCB -Produktion, Schaltpläne, Teilenliste und Software -Beispiele zu verwenden.

Publikum

Die Hardware und Software wird nachgewiesen. Wenn es richtig zusammengestellt wird, funktioniert es. Sie sollten über SMD -Löten wissen, Schaltpläne lesen und Software verstehen können. Die meisten Software sind für Raspberry in Python und PHP programmiert. Alle anderen Software ist Arduino kompatibel. Der Mikrocontroller ist immer der ATMEGA328 oder ESP8266 und kann über Atmel ISP -Schnittstelle oder UART geblitzt werden. Wenn Sie die Software -Beispiele lesen, sollten Sie eine gute Vorstellung davon haben, wie alles zusammen funktioniert. Software -Exampes sind niedrig. Das System kann eigenständig arbeiten, aber Sie können eine Verbindung zu jedem Heimautomationssystem herstellen.

Failsafe

Dieses Projekt verwendet hauptsächlich einen Raspberry Pi zum Lesesensoren -Schaltakteuren und zur Steuerung von Dingen. Die SD -Karte wird nur gelesen, sodass das Setup so zuverlässig wie möglich ist. Im Falle eines Himbeerfehlers (Absturz, Hardwaredefekt) gibt es einen Atmel ATMEGA328 -Backup -Prozessor, der dann die Kontrolle über den I2C -Bus übernimmt. Es führt ein Sicherheitsprogramm durch, das zumindest durch schwerwiegende Schäden die Hausinstallation verhindert.

Anwendungen

Sonnensysteme
Hausheizung
Home Display, um Temperaturen, Systemzustände, Warnungen und vieles mehr zu zeigen
Alarmanlage
Präsenzsimulation
Komfortfunktionen
Fenster Jalousien und Fensterläden
Gartenbewässerung
Betrachten Sie die Wettervorhersage für jede Kontrolle gegebenenfalls
... und viele mehr

Maximale Konfiguration

bis zu 88 Relais
bis zu 32 analoge Temperatursensoren
bis zu 40 230 -V -Erkennungseingänge
Bis zu 12 Onewire -Sensoren
Pulszähler
2^32 von drahtlosen Lora -Geräten, 1000 m Abstand durch Wände oder 3 Stockwerke zuverlässig
Entwicklung fortlaufend, max. Konfiguration erweiterbar nach Bedarf

Systemübersicht (mehr hier)

Hardwareübersicht (weitere Fotos hier)

Obere Reihe: Modulbus zum Anschließen von I2C und Strom mit jedem Modul.
Untere Zeile von links nach rechts: Schaltmodul, analoge Modul, Controller -Modul mit Himbeer- und Fallback -Mikrocontroller:

Raspberry Controller -Modul mit Watchdog (hier):

Himbeer B+ mit Ethernet
I2C Master
Atmel Atmega328 als Backup -Sicherheitsprozessor
ATMEGA328 ist programmierbar im Kreislauf
Wachhund
2 Relais
1-Wire
UART -Schnittstelle 3.3V
Zusätzliche ISP -Schnittstelle an der PCB -Kante

Der Wachhund -Controller muss von Raspi ausgelöst werden. Wenn Raspi hängt oder abgestürzt ist, gewinnt der Watchdog Controller Zugang zum I2C -Bus. Anschließend kann Anzeigenwerte gelesen und die Relais wechseln, um wichtige Funktionen am Leben zu erhalten und Schäden an der Installation der Haus zu verhindern.

Alle Module können entweder vom Controller -Modul B (Raspberry) oder der Lora Bridge (ATMEGA328) oder des WiFi -Controllers gesteuert werden. Die Schnittstelle zu allen Modulen ist gleich: i2c. Jedes Modul kann problemlos ohne Änderungen an das Controller -Modul B oder die Lora -Brücke angeschlossen werden.

ESP07 (ESP8266) WiFI -Controller -Modul (hier)

ESP07
Programmierung über serielle UART oder WLAN
I2C Master oder Sklave
1 Relais
1-Wire
1 PWM -Ausgang

Dieses Modul kann anstelle des Himbeer -Controllers verwendet werden. Es kann mit einem der unten aufgeführten Sensor -Schauspielermodule verbunden werden. Das ESP07 -WLAN -Modul kann auch als I2C -Slave verwendet werden.

ATMEGA328 Ethernet Controller -Modul (hier)

ATMega328 Microcontroller 5V/16MHz
Wiznet W5500 Ethernet -Controller mit fest verdrahteten TCP/IP/UDP/DHCP -Protokollunterstützung
kompatibel mit Arduino uno
Programmierung über ISP -Schnittstelle
Trace -Schnittstelle (serielle UART)
Software -Update über Ethernet TFTP
I2C Master oder Sklave
1 Relais
1-Wire
1 PWM -Ausgang
1 Digitale Eingabe
Anschluss für zwei Status -LEDs

Dieses Modul kann anstelle des Himbeer -Controllers verwendet werden. Es kann mit einem der unten aufgeführten Sensor -Schauspielermodule verbunden werden. Das Ethernet -Controller -Modul kann auch als I2C -Slave verwendet werden. Ethernet -Protokolle werden in der W5500 -Hardware implementiert.

Modulbus

Dies ist die gemeinsame Schnittstelle, die jedes Modul benötigt. Der Modulbus verteilt 3,3V- und 5 -V -Stromversorgung und die I2C -Verbindung. Jedes Modul muss eine Modulbuseingabe und eine Modulbusausgabe implementieren. So können alle DIN -Schienenmodule gekoppelt werden und es sind willkürliche Erweiterungen möglich. Das Controller -Modul ist der Modulbus -Ausgangspunkt, da es 3,3 V, 5 V und der I2C -Master enthält.

Analoges Modul:

16 Anzeigenkanäle
Signalkonditionierung (Offset, Amplifikation) für jeden Kanal mit Rail-2-Rail-OP-Verstärkern
Kanal 16 kann konfiguriert werden, um die Rückspannung der Sensorversorgung zu lesen
Maximal 2 analoge Module pro Steuerung (I2C -Adressbeschränkung)
kann leicht mit dem Controller -Modul B oder der Lora -Brücke ohne Änderungen verbunden werden.

Schaltmodul Typ A:

11 Relais gibt 230 VAC aus, 5a max.
Maximal 8 Schaltmodule pro Controller (I2C -Adressbeschränkung)
kann leicht mit dem Controller -Modul B oder der Lora -Brücke ohne Änderungen verbunden werden.

Schaltmodul Typ B:

kann Fensterläden und Fenster Jalousien steuern
jeweils drei Kanäle nach oben/unten
Software verhindert, dass gleichzeitig nach oben/unten eingeschaltet wird
kann leicht mit dem Controller -Modul B oder der Lora -Brücke ohne Änderungen verbunden werden.

Digitales Eingangsmodul Typ A (hier)

5x Hauptdetektion 230 V
1x Zählereingang 5V Logikpegel (Interrupt ausgelöst)
Die Eingänge zur Erkennung von Netzdetektionen können ebenfalls auf ein Eingabe von 5V -Logikebene geändert werden
kann leicht mit dem Controller -Modul B oder der Lora -Brücke ohne Änderungen verbunden werden.

Lora Gateway (hier):

Ein Modul zum Weiterleiten von Befehlen (I2C oder RS232 bei 3,3 V/5 V) vom Raspberry Controller -Modul über drahtlose Funkdatenübertragung zu Modulen, die sich irgendwo im Haus oder im Garten befinden.
Arbeitet an der ISM -Band bei 433 MHz oder 868 MHz
Lora ist eine sehr zuverlässige Funkdatenübertragungstechnik für drahtlose Spread -Spektrum. Siehe https://en.wikipedia.org/wiki/lora
Dieses Modul erstellt ein privates Lora Home Automation -Netzwerk. Die Software unterstützt Lorawan nicht.
teilt die gleiche Hardware wie Lora Bridge, aber andere Software
Für die Gateway -Version Jumper1 (JP1) muss offen sein, siehe Schema
kann leicht mit dem Controller -Modul B verbunden werden

Lora Bridge (hier):

teilt die gleiche Hardware wie Lora Gateway, aber andere Software
Für die Brückenversion Jumper1 (JP1 - siehe Schema) muss geschlossen werden
Kann zum Zugriff auf Schaltmodule oder analoge Module verwendet werden, die nicht direkt mit dem Controller -Modul gekoppelt sind
In diesem Anwendungsfall werden die Schalt- oder Analogmodule über I2C an die Lora -Brücke gekoppelt
Die Brücke implementiert einen Modulbus -Ausgangspunkt, der 3,3V, 5 V und I2C Master bietet, um die angeschlossenen Module zu steuern