Interface de automação residencial física

Sobre este projeto

1. Construa uma casa modelo para mostrar coisas como a posição da porta, o uso de energia e se uma luz foi deixada acesa.
2. Construir um monitor de energia usando a biblioteca Open Energy Monitor Arduino e alimentar informações de uso de energia para a casa modelo e para o OpenHAB
3. Fornece algumas maneiras de enviar a posição da porta / janela para a casa modelo. Mostre como os dados do sensor de contato Wink Hub e Wink "Tripper" podem ser utilizados em um sistema de automação residencial DIY.
4. Use o Wink e o Arduino para realizar saídas, como abrir / fechar a porta da garagem ou acender e apagar as luzes.

Etapa 1:construção da casa modelo

• (1) Caixa. Depende de você quão grande e quais proporções.
• (3) Servo Tower Pro SG90 http://www.dx.com/p/towerpro-sg90-9g-mini-servo-w ...
• (2) dobradiças pequenas http://www.homedepot.com/p/Stanley-National-Hardw ...
• (algum) material adesivo. Eu usei adesivos duplos de ganchos 3M.
• Arduino Yun ou Arduino Uno com escudo Ethernet.
• Botõeshttp://www.radioshack.com/mini-spst-1-5-amp-moment ...
• Coisas espalhadas pela casa

Etapa 2:Construção da casa - Fios e código

• LED de pino de status:7
• LED indicador de iluminação:4
• Servo 1 (porta da frente):3
• Servo 2 (porta da garagem):5
• Servo 3 (arbusto de uso de energia):6
• Botão 1 (luzes ligadas / desligadas):8
• Botão 2 (abertura / fechamento da porta da garagem):9

1. Conecte o Yun ao seu roteador via Ethernet
2. Navegue até a página da web do Yun
3. Configure senhas e IP estático em seu roteador
4. Baixe o esboço de Yun

Etapa 3:Sensor:Monitor de energia

• Resistor de carga =33 ohm
• Resistor divisor de tensão =10k ohm
• Capacitor =10uF

 

 Numere itm_smarthome_energy_amps "Energia (amperes) [% .1f]" {mqtt ="<[mymosquitto:2853:state:default]"} 
 

 Numere itm_smarthome_energy_watts "Energia (Watts) [ % .1f] "{mqtt =" <[mymosquitto:2852:state:default] "} 
 

 

 Text label ="Energy" icon ="firstfloor" 
 {
 

 Frame label ="Energy Usage" {Text item =itm_smarthome_energy_amps 
 

 Text item =itm_smarthome_energy_watts 
 

 Chart item =itm_smarthome_energy_watts period =h refresh =5000} // Frame de uso de energia 
 

} // Text label ="Energy" 
 

 

 Estratégias {
 // para gráficos rrd, precisamos de uma estratégia cron everyMinute:"0 * * * *?"} 
 

 Itens {DemoSwitch, NoOfLights, Window_GF_Toilet, Heating * :estratégia =everyChange, everyMinute, restoreOnStartup // vamos armazenar apenas os valores de temperatura em rrd Temperature *, Weather_Chart *:strategy =everyMinute, restoreOnStartup itm_smarthome_energy_watts:strategy =everyUpdate} 
 

Etapa 4:sensor:nós de sensores sem fio DIY

Etapa 5:Sensor:Wink Hub

Etapa 6:Saída:Luzes

Etapa 7:Saída:abridor de porta de garagem

• Clone do Arduino ($ 10)
• blindagem Ethernet ($ 7)
• Reed Relay ($ 2)
• Controle remoto sobressalente para porta de garagem ($ 22)

Etapa 8:Outros pensamentos

Código

• smarthome_yun.ino
• smarthome_ethernet.ino
• energy_monitor_yun.ino

smarthome_yun.ino Texto simples

 // Eric Tsai // 2015-04-13 // Código Arduino Yun para controlar a interface de casa inteligente física // Modificar nomes de tópicos MQTT para corresponder ao seu uso // Modificar endereço IP do corretor MQTT // novo yun inclui # incluir  #include  #include  // ethernet antigo inclui ao usar o escudo ethernet / * # include  #include  #include  * / # include  // Ethernet shield setup / * IPAddress ip (192, 168, 2, 36); byte mac [] ={0x90, 0xA2, 0xDA, 0x0D, 0x43, 0x13}; servidor de bytes [ ] ={192, 168, 1, 101}; EthernetClient ethClient; PubSubClient client (servidor, 1883, callback, ethClient); * / unsigned long keepalivetime =0; unsigned long MQTT_reconnect =0; // use yunclient para fazer a ponte para networkYunClient yun; // equivalente a ethernet clientPubSubClient client ("192.168.1.101", 1883, callback, yun); bool conn_ok; // usar LED para indicar o status da conexão MQTT.int ledPin =4; // indica luzes onint statusPin =7; // indica o status de conexão MQTT // servo controlint servo1Pin =3; // front doorint servo2Pin =5; // portão da garagem servo3Pin =6; // medidor de consumo de energiaServo servo1; // doorServo servo2; // porta da garagemServo servo3; // botão energético1 =8; // botão sobre a porta frontal button2 =9; // botão sobre a porta da garagem // operação do servo:posições alvo para servosint servo1_target =5; // porta, closedint servo2_target =5; // garagem, closedint servo3_target =180; // energia, 180 é "0" watts, motor montado para trásint servo1_pos_cur =5; int servo2_pos_cur =5; int servo3_pos_cur =180; // 180 é "0" watts, motor montado para trásint servo1Opened =5; int servo1Closed =130; int servo2Opened =5; int servo2Closed =150; longo sem sinal servo1_time =0; sem sinal longo servo2_time =0; sem sinal longo servo3_time =0; / / debounce nos botões, para que você não envie spam publishunsigned long button1_db =0; unsigned long button2_db =0; int button =0; int callback_flag =0; char buff_message [12]; // --------- -------------------------------------------------- ---- // Retorno de chamada MQTT // reage às mensagens MQTT aqui // -------------------------------- ------------------------------- void callback (char * topic, byte * payload, unsigned int length) {// converter tópico para int. int mytopic =atoi (tópico); //Serial.print(mytopic); // converter carga útil em carga útil interna [comprimento] ='\ 0'; // adiciona um retorno de linha para que atof possa analisar corretamente float mymsg =atof ((const char *) payload); // led if (mytopic ==2822) {if (mymsg ==1) {digitalWrite (ledPin, HIGH); } if (mymsg ==0) {digitalWrite (ledPin, LOW); }} // servo 1, porta da frente if (mytopic ==2832) {if (mymsg ==1) // abriu {//Serial.println("servo1 open "); servo1_target =servo1Opened; } if (mymsg ==0) // fechado {//Serial.println("servo1 fechado "); servo1_target =servo1Closed; } //Serial.println(servo1_target); } / * // segundo sinal de porta de garagem "fechado" =desligado =enviar 1 "aberto" =ligado =enviar 0 * / // servo 2, porta de garagem if (mytopic ==2842) {if (mymsg ==1) / / abriu {servo2_target =servo2Opened; } if (mymsg ==0) // fechado {servo2_target =servo2Closed; } // callback_flag =1; // servo3_target =mymsg; } // servo 3, medidor de energia if (mytopic ==2852) {// mensagem =watts // limite de watts ao medidor max &min if (mymsg> 6000) {mymsg =6000; } if (mymsg <0) {mymsg =0; } // medidor de polarização de 180 graus a 0 graus // 180 graus a 0 graus =0 watts a 6000 watts, por exemplo // definir o máximo de watts para o que faz sentido para você. servo3_target =180 - ((1 - ((6000-mymsg) / 6000)) * 180) -25; callback_flag =1; }} // fim da configuração do callbackvoid () {pinMode (ledPin, OUTPUT); //LED indicating light on pinMode(statusPin, OUTPUT); pinMode(button1, INPUT_PULLUP); //use pull-up resistor, invert logic pinMode(button2, INPUT_PULLUP); //use pull-up resistor, invert logic digitalWrite(ledPin, HIGH); //yun bridge Bridge.begin(); //connect to MQTT broker client.connect("yun smarthome"); client.publish("watch", "Smart Home Connected!"); keepalivetime=millis(); //Wire.onReceive (receiveEvent); MQTT_reconnect =millis(); //client.subscribe("#"); //test subscribe client.subscribe("2822"); //LED client.subscribe("2832"); //servo 1 topic client.subscribe("2842"); //servo 2 topic client.subscribe("2852"); //servo 3 topic digitalWrite(ledPin, LOW); //servo servo1.attach(servo1Pin); servo1.write(90); servo2.attach(servo2Pin); servo2.write(90); servo3.attach(servo3Pin); servo3.write(5);} // end of setupvoid loop() { client.loop(); //MQTT processing needs this to run //For servo positioning, don't want to move too fast. //Must crawl from current position to target position //but also avoid using "delay" cmd, that just freezes up microcontroller //servo 1 if ((millis() - servo1_time)> 20) { if (servo1_pos_cur> servo1_target) { servo1_pos_cur =servo1_pos_cur - 1; } if (servo1_pos_cur  20) { if (servo2_pos_cur> servo2_target) { servo2_pos_cur =servo2_pos_cur - 1; } if (servo2_pos_cur  20) { if (servo3_pos_cur> servo3_target) { servo3_pos_cur =servo3_pos_cur - 1; } if (servo3_pos_cur 3000) || (button1_db> millis())) { button1_db=millis(); client.publish("2862", "button1 yaya"); } } //button 2 button=digitalRead(button2); if (button==0) //inverted logic { if ( ((millis() - button2_db)>3000) || (button2_db> millis())) { button2_db=millis(); client.publish("2872", "button2 yaya"); } } //check network connection to MQTT broker every 60 seconds. //reconnect if no longer connected if ((millis() - MQTT_reconnect)> 60000) { conn_ok =client.connected(); if (conn_ok==1) { digitalWrite(statusPin, HIGH); //Serial.println("MQTT connected OK"); } else { digitalWrite(statusPin, LOW); //Serial.println("MQTT NOT connected OK"); } //no connection, reconnect if (conn_ok ==0) { client.disconnect(); atraso (5000); while (client.connect("smarthouse") !=1) { digitalWrite(statusPin, LOW); //Serial.println("Error connecting to MQTT"); atraso (4000); } digitalWrite(statusPin, HIGH); } //Serial.println("reconnected to MQTT"); MQTT_reconnect =millis(); client.publish("watch","smart home heartbeat!"); }//end Mosquitto connection check} // end of loop

smarthome_ethernet.inoPlain text

// Eric Tsai// 2015-04-1// Arduino Uno w/ Ethernet, code for controlling physical smart home interface// Modify MQTT topic names to match your use// Modify MQTT broker IP address#include #include #include #include //Ethernetbyte mac[] ={ 0x90, 0xA2, 0xDA, 0x0D, 0x43, 0x13 };byte server[] ={ 192, 168, 1, 101 };EthernetClient ethClient;PubSubClient client(server, 1883, callback, ethClient);unsigned long keepalivetime=0;unsigned long MQTT_reconnect=0;bool conn_ok;//use LED for indicating MQTT connection status.int ledPin =4; //indicate lights onint statusPin =7; //indicate MQTT conn status//servo controlint servo1Pin =3; //front doorint servo2Pin =5; //garage doorint servo3Pin =6; //energy usage meterServo servo1; //doorServo servo2; //garage doorServo servo3; //energy//servo operation:target positions for servosint servo1_target =5; //door, closedint servo2_target =5; //garage, closedint servo3_target =180; //energy, 180 is "0" watts, motor mounted backwardsint servo1_pos_cur =5;int servo2_pos_cur =5;int servo3_pos_cur =180; // 180 is "0" watts, motor mounted backwardsint servo1Opened =5;int servo1Closed =120;int servo2Opened =5;int servo2Closed =150;unsigned long servo1_time =0;unsigned long servo2_time =0;unsigned long servo3_time =0;//---------------------------------------------------------------// MQTT call back// react to MQTT messages here//---------------------------------------------------------------void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) { Serial.println("received MQTT"); //convert topic to int. int mytopic =atoi (topic); //Serial.print(mytopic); //convert payload to int payload[length] ='\0'; //add a line return so atof can parse correctly float mymsg =atof( (const char *) payload); //print MQTT message Serial.println(""); Serial.print("("); Serial.print(mytopic); Serial.print(", "); Serial.print(mymsg); Serial.println(")"); //led if (mytopic ==2822) { if (mymsg ==1) { digitalWrite(ledPin, HIGH); } if (mymsg ==0) { digitalWrite(ledPin, LOW); } } //servo 1, front door if (mytopic ==2832) { if (mymsg ==1) //opened { Serial.println("servo1 opened"); servo1_target =servo1Opened; } if (mymsg ==0) //closed { Serial.println("servo1 closed"); servo1_target =servo1Closed; } Serial.println(servo1_target); } /* //second garage door signal "closed" =off =send 1 "open" =on =send 0 */ //servo 2, garage door if (mytopic ==2842) { if (mymsg ==1) //opened { servo2_target =servo2Opened; } if (mymsg ==0) //closed { servo2_target =servo2Closed; } } //servo 3, energy meter if (mytopic ==2852) { //message =watts //error check if (mymsg> 6000) { mymsg =6000; } if (mymsg <0) { mymsg =0; } //bias meter from 180 degrees to 0 degrees //180 deg to 0 deg =0 watt to 6000 watts, for example //set max watts to what makes sense for you. servo3_target =180-((1-((6000-mymsg)/6000))*180); //servo3_target =mymsg; }}//end callbackvoid setup() { //ethernet //Ethernet.begin(mac, ip); //Wire.begin (MY_ADDRESS); Serial.begin (9600); Serial.println("starting"); pinMode(ledPin, OUTPUT); //LED indicating light on pinMode(statusPin, OUTPUT); digitalWrite(ledPin, HIGH); //wait for IP address while (Ethernet.begin(mac) !=1) { Serial.println("Error getting IP address via DHCP, trying again..."); atraso (5000); } Serial.println("ethernet OK"); keepalivetime=millis(); while (client.connect("smarthouse") !=1) { Serial.println("Error connecting to MQTT"); //delay(3000); atraso (4000); } MQTT_reconnect =millis(); Serial.println("setup complete"); client.publish("smarthouse","hello world"); //test publish //client.subscribe("#"); //test subscribe client.subscribe("2822"); //LED client.subscribe("2832"); //servo 1 topic client.subscribe("2842"); //servo 2 topic client.subscribe("2852"); //servo 2 topic digitalWrite(ledPin, LOW); //servo servo1.attach(servo1Pin); servo1.write(90); servo2.attach(servo2Pin); servo2.write(90); servo3.attach(servo3Pin); servo3.write(5);} // end of setupvoid loop() { client.loop(); //MQTT processing needs this to run //For servo positioning, don't want to move too fast. //Must crawl from current position to target position //but also avoid using "delay" cmd, that just freezes up microcontroller //servo 1 if ((millis() - servo1_time)> 20) { if (servo1_pos_cur> servo1_target) { servo1_pos_cur =servo1_pos_cur - 1; } if (servo1_pos_cur  20) { if (servo2_pos_cur> servo2_target) { servo2_pos_cur =servo2_pos_cur - 1; } if (servo2_pos_cur  20) { if (servo3_pos_cur> servo3_target) { servo3_pos_cur =servo3_pos_cur - 1; } if (servo3_pos_cur  60000) { conn_ok =client.connected(); if (conn_ok==1) { digitalWrite(statusPin, HIGH); Serial.println("MQTT connected OK"); } else { digitalWrite(statusPin, LOW); Serial.println("MQTT NOT connected OK"); } //no connection, reconnect if (conn_ok ==0) { client.disconnect(); atraso (5000); while (client.connect("smarthouse") !=1) { digitalWrite(statusPin, LOW); Serial.println("Error connecting to MQTT"); atraso (4000); } digitalWrite(statusPin, HIGH); } //Serial.println("reconnected to MQTT"); MQTT_reconnect =millis(); client.publish("smarthouse","heartbeat every minute!"); }//end Mosquitto connection check} // end of loop

energy_monitor_yun.inoPlain text

/*Eric Tsai2015-04-22Arduino Yun code for publishing energy use to MQTT brokerModify the "PubSubClient client" for your broker IP address*/#include #include #include #include "EmonLib.h" // OpenEnergy Monitor project libraryint LED =3;EnergyMonitor emon1; // open energy monitorunsigned long MQTT_reconnect=0;unsigned long read_energy=0;double Irms;bool conn_ok;YunClient yun; //equivalent of ethernet client//really shouldn't need call back, but just in case it's needed.void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) { digitalWrite(LED, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level) delay(500); // wait for a second digitalWrite(LED, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW}//use yunclient to bridge to networkPubSubClient client("192.168.1.101", 1883, callback, yun);//**********************************************************************void setup(){ // initialize digital pin 13 as an output. pinMode(LED, OUTPUT); digitalWrite(LED, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level) delay(1000); // wait for a second digitalWrite(LED, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW Bridge.begin(); client.connect("yun_energy"); client.publish("watch", "Energy Monitor Connected!"); client.subscribe("yun_energy"); digitalWrite(LED, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level) delay(3000); // wait for a second digitalWrite(LED, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW emon1.current(5, 60); // Current:input pin, calibration.}//**********************************************************************void loop(){ char buff_message[12]; //message buffer for MQTT publish float value; client.loop(); //run this every loop to maintain MQTT connection Irms =emon1.calcIrms(1480); // Calculate Irms only, 1480 means read Irms. //publish current every 10 seconds. if (millis() - read_energy> 10000) { //amps value =Irms; dtostrf (value, 4, 5, buff_message); client.publish("2853", buff_message); read_energy =millis(); //watts value =Irms*115; dtostrf (value, 4, 5, buff_message); client.publish("2852", buff_message); } //maintain MQTT connection if ((millis() - MQTT_reconnect)> 60000) { conn_ok =client.connected(); if (conn_ok==1) { digitalWrite(LED, HIGH); } else { digitalWrite(LED, LOW); } //no connection, reconnect if (conn_ok ==0) { client.disconnect(); atraso (5000); while (client.connect("yun_energy") !=1) { delay(4000); } digitalWrite(LED, HIGH); client.publish("watch", "Energy Monitor reconnected"); } MQTT_reconnect =millis(); }//end Mosquitto connection check }

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