IoT ჩართული ყავის მანქანა: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ეს ინსტრუქცია მონაწილეობს IoT კონკურსში - თუ მოგწონთ, გთხოვთ მიეცით ხმა

განახლებულია: ახლა მხარს უჭერს ორმხრივი კომუნიკაცია და OTA განახლებები

გარკვეული პერიოდის განმავლობაში მე მქონდა იურას ყავის აპარატი და ყოველთვის მინდოდა როგორმე მისი ავტომატიზაცია.

რამდენიმე წელია ვმართავ სახლის ავტომატიზაციის ძირითად სისტემას, მაგრამ ყავის აპარატი არ იყო ისეთი მარტივი მოდიფიკაცია (ან ასე მეგონა). იურას ყავის აპარატებს ზოგადად აქვთ "დიაგნოსტიკური პორტი" და/ან პორტი, რომელიც გამოიყენება აპარატში გადახდის სისტემის დასამატებლად, თუმცა მე ვერ ვიპოვე ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ როგორ შეიძლება მისი გამოყენება. სულ ახლახანს, პროტოკოლი შემობრუნებულმა შეიმუშავა ზოგიერთმა პირმა და გამოაქვეყნა. პრობლემა ის იყო, რომ არსებული ფუნქციების შესახებ მითითებები უმეტესად ჩემზე ბევრად დიდი მანქანებისთვის იყო (ენა 7).

გარდა ამისა, ჩემს მანქანას არ აქვს მუდმივი ლოდინის ძალა უფრო დიდი მანქანების მსგავსად, სამაგიეროდ მას აქვს HV გადამრთველი, რომელიც დენის წყაროს ჩართვას ხდის. აპარატზე არსებული ფიზიკური ღილაკი რეალურად ააქტიურებს 2 კონცენტრატორს - ერთი დაბალი ვოლტი (ლოგიკური მხარე, გამორთვა) და ერთი მაღალი ძაბვა (ჩართვა). ორივე გადამრთველი მომენტალურია.

მე ასევე უნდა დავრწმუნდე, რომ მანქანა ჯერ კიდევ 100% –ით მუშაობს ნებისმიერი კონტროლის მექანიზმისგან, ანუ მანქანა მაინც მუშაობს ჩვეულებრივად, თითქოს IoT არ იყოს ჩართული.

აპარატის ავტომატიზაციისთვის საჭიროა ორი რამ: 1) იმისთვის, რომ გააკონტროლოს აპარატის სიმძლავრე 2) შეძლოს მანქანასთან კომუნიკაცია გააქტიუროს ყავის, გამრეცხვის და სხვა ფუნქციები.

ნაბიჯი 1: როგორ ვაპირებთ ამის გაკეთებას

ჩვენ გამოვიყენებთ ESP8266 'ESP-01' მოდულს სახლის wifi– ს დასაკავშირებლად და გამოვიწერთ MQTT სერვერზე/ბრძანებების მოსმენის თემაზე. "Front End", რომელიც მე გამოვიყენე არის OpenHAB2, მაგრამ არ არსებობს მიზეზი, რომ თქვენ ვერ დაამატოთ ვებ ინტერფეისი მოწყობილობაზე და უშუალოდ გააკონტროლოთ, თუ თქვენ გსურთ ან HTTP ბრძანებების მიღება.

ESP8266 გაუმკლავდება დენის ღილაკთან დაკავშირებულ 2 რელეს და ასევე დაამუშავებს სერიულ ბრძანებებს ყავის აპარატიდან/.

გაფრთხილება - ეს ინსტრუქცია ასახავს იმ პროცედურას, რომელიც მე გამოვიყენე ჩემი Jura Ena7 ყავის აპარატის შესაცვლელად, სახლის ავტომატიზაციის საშუალებით გასაკონტროლებლად. იგი ეხება ელექტროენერგიის ქსელის მოწყობილობის შეცვლას, რაც შეიძლება საშიში იყოს არასწორი შესრულების შემთხვევაში. აქ ინფორმაცია შეიძლება იყოს არასრული, არაზუსტი და დაუცველი. Გაგრძელება სიფრთხილით. არანაირი პასუხისმგებლობა არ მიიღება.

ნაბიჯი 2: აღჭურვილობაა საჭირო

ნაწილები

• ESP-01 მოდული და მისი პროგრამირების გზა (Arduino IDE და ფიზიკური ადაპტერი პროგრამირებისთვის)
• ორმხრივი სარელეო მოდული EBAY
• 5v -> 3.3v მარეგულირებელი EBAY
• პატარა 5V ქსელის ტელეფონის დამტენი
• ლოგიკური დონის გადამყვანი* Freetronics
• სხვადასხვა მავთული, სათაურები, სითბოს შემცირება და ა. შ.

ინსტრუმენტები

• წვრილი წვერიანი რკინა
• Solder
• მავთულხლართები მოსახერხებელია
• მძღოლი Torx T15
• ოვალური უსაფრთხოების ინსტრუმენტი (ან გააკეთე ერთი, სულ რამდენიმე წუთი სჭირდება)

*მე თავდაპირველად გამოვიყენე arduino UNO მანქანაში ყველა სერიული ბრძანების შესამოწმებლად და ის მუშაობდა უზადოდ, თუმცა ESP მოდულმა უარი თქვა მუშაობაზე. მე სამჯერ შევამოწმე კოდი და დავრწმუნდი, რომ ESP მოდულიდან გამოსული ბრძანებები იგივე იყო, რაც არდუინო, თუმცა ეს იყო უშედეგო. ESP მოდულზე დავდე მხოლოდ 3.3 ვ ლოგიკაზე და არა 5 ვ. მას შემდეგ რაც ჩავსვი ლოგიკის გადამყვანი, ის მშვენივრად მუშაობდა. ეს შეიძლება იყოს ან არ იყოს საჭირო სხვა მანქანებში.

იდეალურ შემთხვევაში, თქვენ გექნებათ არსებული სახლის ავტომატიზაციის სისტემა, რომელიც მხარს უჭერს MQTT პროტოკოლს (როგორიცაა openhab), რადგან ეს არის ის, რაც მიზნად ისახავს პროექტს. თუ თქვენ უბრალოდ გინდათ გააკონტროლოთ იგი ვებ – გვერდზე ღილაკების საშუალებით ყოველგვარი დამხმარე სისტემის გარეშე, თქვენ უნდა შეცვალოთ ცვლილებები ვებ – გვერდის კოდში. ამის მიღწევა არც ისე რთულია (შესაძლოა rev2..)

ნაბიჯი 3: იურას პროტოკოლი

მონაცემები მოწყობილობიდან/მოწყობილობიდან არის მხოლოდ სერიული @ 9600, მაგრამ იურას აქვს რამდენიმე ხერხი მათ ყელშიც. პროტოკოლი ან იყენებს ამას დამატებით ECC– სთვის და/ან კომუნიკაციის დაბნეულობის მიზნით. მარტივად რომ ვთქვათ, მონაცემების თითოეული ბაიტი (ხასიათი) იყოფა ბიტებზე 2 და 5 სტანდარტული სერიული 4 ბაიტიდან 8 ms პაუზის შემდეგ. თუ გაინტერესებთ როგორ მუშაობს ეს, აქ არის ბევრი ინფორმაცია ბმულებზე.

პროტოკოლის ინფორმაცია ამოღებულია:

არდუინოს კოდი ამარტივებს ამას, რაც საშუალებას მოგცემთ გადაიტანოთ სტანდარტული, ადამიანის მიერ წაკითხული ბრძანებები, რომლებიც შემდეგ გადადის იურის პროტოკოლში.

ჩემი კოდი არის კოდის კომბინაცია:

ზემოთ მოცემულ საიტებზე მითითებული ბრძანებები არ იყო ზუსტი ჩემი აპარატისთვის, მაგრამ ცდისა და შეცდომის მეთოდით მე შემეძლო გამომეტანა ქვემოთ:

FA: 01 - გამორთულია (მაგრამ როგორც ჩანს არ ირეცხება, საჭიროების შემთხვევაშიც კი) FA: 02 - პასუხობს "კარგია" მაგრამ არ ვარ დარწმუნებული რას აკეთებს. FA: 03 - Rinse Message (აიძულებს შეტყობინებას "rinse" ეკრანზე, დააჭირეთ მბრუნავ გამრეცხავ მანქანას) FA: 04 - Rinse Action - ირეცხება როდესაც გამოჩნდება შეტყობინება "დააჭირეთ როტარის ღილაკს", წინააღმდეგ შემთხვევაში არაფერი არა FA: 05 - ძლიერი ეკრანზე (სავარაუდოდ აერთიანებს ამას ყავის დასამზადებლად ძლიერი) FA: 06 - ძლიერი ეკრანზე (სავარაუდოდ ამას აერთიანებს ძლიერი ყავის დამზადებას) FA: 07 - 'სპეციალური' ეკრანზე, მაგრამ რეალურად არაფერს აკეთებს, არ ვიცი რა არის ეს AFA: 08 - ორთქლის FA: 09 - მცირე ყავა FA: 0A - დიდი ყავა

არის სხვა ბრძანებებიც, მაგრამ ეს ჩემთვის ბევრია …

გამოიჩინეთ სიფრთხილე უცნობი ბრძანებების გაცემისას, მაგალითად, აშკარად AN: 0A წაშლის მოწყობილობის EEPROM– ს …

ნაბიჯი 4: დემონტაჟი

აპარატის გახსნა არც ისე ადვილია, რადგან თქვენ გჭირდებათ სპეციალური ინსტრუმენტები, მაგრამ მოაზროვნე ადამიანი იპოვის გზას - თქვენ გჭირდებათ T15 Torx ბიტი და "ოვალური გასაღები" 2 ხრახნისთვის. Torx, რომელიც მე უკვე მქონდა, ოვალური ინსტრუმენტი, რომელიც გავაკეთე 4 მმ -იანი ბუდედან, გაბურღული და ჩაქუჩით ოდნავ გაბრტყელებული.

აქ მითითებები საკმაოდ კარგად არის წარმოდგენილი-https://marius.me.uk/blog/2015/03/open-jura-ena-5/

ნაბიჯი 5: გარანტიის გაუქმება

მანქანაში შესვლისთანავე ნახავთ ძირითად კომპონენტებს. ძაბვის მთავარ შესასვლელს აქვს ლამაზი ადგილი 5 ვ დამტენის დასამატებლად.

მე დავამატე (მაგისტრალური) მავთულები ტერმინალის ბლოკში აპარატის შესასვლელთან და შევაერთე/გავათბეთ ისინი 5 ვ დამტენის მაგისტრალურ ქსელში. ჩემი კონკრეტული მოდელი არ იყო USB პორტის ტიპი, არამედ ის, რომელსაც ტყვია მუდმივად ჰქონდა დამაგრებული. თქვენ შეიძლება არ გქონდეთ საკმარისი ადგილი ერთი ტიპის USB პორტისათვის, რომ შეძლოთ გამოიყენოთ ნამდვილი USB კაბელი, მაგრამ თუ გახსენით დამტენი, შეგიძლიათ ამოიღოთ USB პორტი და ჩაანაცვლოთ სტანდარტული მავთულით 5v და Gnd წერტილებზე.

თუ გსურთ, შეგიძლიათ შეცვალოთ 5 ვ ელექტროენერგიის სხვა წყარო. 500 მილიონი საკმარისი უნდა იყოს.

გრილთან ახლოს არის სარელეო მოდულის უამრავი ადგილი. ჩვენ უნდა შევაერთოთ ორი რელე, რომ ვიმუშაოთ ძირითადი დენის კონცენტრატორების პარალელურად. მე უბრალოდ გავწყვიტე არსებული მავთულები, გავხადე, დავიკელი, დავამატე დამატებითი მავთული და შევაერთე (არ დაგავიწყდეთ სითბოს შემცირება). მავთულხლართებში საკმარისი სისუსტე იყო ამის გაკეთება.

სარელეო მოდული მოთავსებულია კარგი ხარისხის ორმხრივი ლენტით. მავთულხლართებით და მოძრაობის შეზღუდული სივრცით, მაშინაც კი, თუ ფირზე ძალა დაეკარგება, მოდული არ წავა შორს და ვერ შევა კონტაქტში ლითონის ობიექტებთან.

მე ასევე დავამუშავე ჩემი აპარატის სადიაგნოსტიკო პორტი შიდა კავშირების ადგილმდებარეობის დასადგენად, რათა შემეძლოს სრულიად ფარული ინტეგრაციის მიღწევა. გამოიყენება მხოლოდ tx, rx და Gnd მავთულები.

თუ თქვენ გაქვთ უფრო კომერციული მანქანა, რომელიც მხარს უჭერს ლოდინის ძაბვას და/ან არ გსურთ გარანტია გააუქმოთ თქვენს აპარატზე, შეგიძლიათ პირდაპირ დაუკავშირდეთ დიაგნოსტიკურ პორტს, მაგრამ შეიძლება ვერ შეძლოთ მოწყობილობის ჩართვა ამ მოწყობილობის გამოყენებით.

ჩემი აპარატი იყენებს 7 პინის კონექტორს. მარცხნიდან მარჯვნივ არის:

NC Tx G Rx NC 5v NC

შესაბამისი ქინძისთავები დედაპლატზე: წითელი = Gnd ნარინჯისფერი = Rx შავი = Tx

მეტი ინფორმაცია შეგიძლიათ ნახოთ pinouts– ზე აქ:

ნაბიჯი 6: ლოგიკის მხარის გაყვანილობა

გადახედეთ დიაგრამას - ის მეტისმეტად რთულად გამოიყურება, მაგრამ სინამდვილეში ასე არ არის.

დონის კონვერტორი დავამონტაჟე (გამოწურული) ძაბვის რეგულატორის უკანა მხარეს, ორმაგი ცალმხრივი ლენტით. შემდეგ მე გამოვიყენე ზოგიერთი კომპონენტი ფეხის შესაერთებლად დენის და დაფქვილი ქინძისთავები დონის კონვერტორის ორივე მხარეს შესაბამისი დენის მოდულის ქინძისთავებზე. მთელი ეს მოდული შემდეგ მუშაობს როგორც „გასავალი“ESP-01– ის ყველა ლოგიკისა და ენერგიის წყაროსთვის.

მე გამოვიყენე ორი შუა გადამყვანი სერიული მონაცემებისთვის და გარე ორი სარელეო მართვის სიგნალებისთვის, მაგრამ არ აქვს მნიშვნელობა რომელ თქვენ იყენებთ.

ეს სარელეო მოდულებით არ არის აუცილებელი 5V ლოგიკის გაშვება, რადგან ისინი აქტიურია დაბალი, მაგრამ ის მშვენივრად მუშაობდა, ასე რომ მე მაინც გავაკეთე.

მე გამოვიყენე 4x2 ქალი სათაური ESP მოდულთან დასაკავშირებლად. ეს საშუალებას გაძლევთ ადვილად ატვირთოთ კოდი ან შეცვალოთ მოდული.

დიაგრამაზე არ არის გამოსახული 5V შეყვანა - მე ჩემი გავატარე პირდაპირ სარელეო მოდულში (იხ. მეორე სურათი). სურათის ქვედა მარცხნივ შავი მავთული არის სერიული მონაცემები მთავარ დაფაზე. მე გამოვიყენე დაფარული 3.5 მმ ყურსასმენის გაფართოების კაბელის ნაწილი მხოლოდ მონაცემთა ხაზში ჩარევის შანსების შესამცირებლად.

12f კოდი იყენებს SoftwareSerial აპარატურის სერიის ნაცვლად - ეს საშუალებას აძლევს მოდულს შეატყობინოს სტატუსი ნორმალური სერიის საშუალებით გამართვისთვის. ამის ნაცვლად, კავშირი ხდება 4 და 5 პინების საშუალებით. მე იგივე ადაპტირებული გავხადე ESP12F დანამატი swap– ში ESP-01– ისთვის, უბრალოდ შევცვალე ეს სერიული ქინძისთავები

ნაბიჯი 7: მოდულის დაპროგრამება

კოდი შედგენილია Arduino 1.8.1– ის წინააღმდეგ ESP8266 დაფის დამატებით და PubSubClient 2.6.0 (რაც არის MQTT ბიბლიოთეკა)

შეცვალეთ კოდი თქვენი მოთხოვნების შესაბამისად და ატვირთეთ კოდი ESP-01 მოდულში და დაუკავშირდით მანქანას. ფრთხილად იყავით ქინძისთავების ორიენტაციაში!

კონფიგურაცია

ვარიანტი 1)

მხოლოდ zip- ის ბაზის კოდზე. როდესაც ESP მოდული პირველად ჩატვირთავს, ის გადადის AP რეჟიმში და ადგენს მის IP- ს 192.168.4.1. ამის შემდეგ შეგიძლიათ დაუკავშირდეთ მოდულს და შეცვალოთ IP და დაუკავშირდეთ თქვენს საკუთარ წვდომის წერტილს. თქვენ ასევე უნდა დააყენოთ IP თქვენი აპარატისთვის იმ დიაპაზონში, რადგან მოდულზე არ არის DHCP.

ნაგულისხმევი AP SSID არის "ESPSwitch" და პაროლი არის "12345678"

ის ნაგულისხმევად რჩება AP რეჟიმში 2 წუთის განმავლობაში. თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ ეს პარამეტრი 'global.h' - მას ეწოდება 'adminTimeout' და არის მილიწამებში. მე გირჩევთ შეცვალოთ ეს რაღაც დაბალ დონეზე, მას შემდეგ რაც EEPROM– ში გაქვთ სწორი კონფიგურაცია, რადგან ეს სხვაგვარად გამოიწვევს მოწყობილობის ჩატვირთვის არასაჭირო შეფერხებებს.

ვარიანტი 2)

ეს არის ნაგულისხმევი რეჟიმი უახლესი კოდისთვის, რომელიც მხარს უჭერს 2 -გზის კომუნიკაციას, ვარიანტი 1 მიუწვდომელია. თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეცვალოთ ნაგულისხმევი SSID/პაროლის პარამეტრები ძირითად ინოს ფაილში (მოძებნეთ '// DEFAULT CONFIG'), ასე რომ ის ჩაიტვირთება ეს პარამეტრები EEPROM– ში პირველი ჩატვირთვისას და შეცვალეთ ადმინისტრაციული რეჟიმი დაყოვნებით რაღაც დაბალ დონეზე „global.h“. ეს თავიდან აიცილებს არეულობას დროებითი AP– თან დაკავშირების დროს.

მოწყობილობა ავტომატურად დააყენებს მის MQTT id (და გამოწერის გზას) მოდულის სერიული ნომრის ბოლო 4 ციფრს. ნაგულისხმევი გზა არის ha/mod //#, შეცვალეთ თქვენი აზრით, მაგრამ წაიკითხეთ კომენტარი კოდში, რათა დარწმუნდეთ, რომ შესაბამის მასივს აქვს სწორი სიგრძე.

მე ამას იმიტომ ვაკეთებ, რომ ეს ნიშნავს, რომ მე არ მჭირდება უნიკალური ID- ს გენერირება ჩემს ქსელში არსებული თითოეული მოდულისთვის.

მოწყობილობის ID ჩანს და MQTT სერვერის დაყენება შესაძლებელია შიდა ვებ სერვერზე MQTT სერვერის გვერდის საშუალებით

ნაბიჯი 8: გახადე ის ნივთები…

MQTT ბრძანებებია

ha/mod/xxxx/0 ან 1 = ძალაუფლების გადართვა

ნებისმიერი სხვა სტრიქონი განიხილება როგორც ბრძანება და გაიგზავნება სერიული პორტის საშუალებით. სტატუსი მოხსენებულია /ჰა /ყავაზე HEX– ში

OpenHAB– ით

ყავის მანქანა. ნივთები

პუნქტების რაოდენობა

საიტის რუქა

ჯგუფის ერთეული = "ყავის მანქანა" {გადართვა პუნქტი = Coffee_Machine_Power label = "სიმძლავრე" mappings = [1 = "გადართვა"] საქონლის გადართვა = Coffee_Machine_Cmd label = "" mappings = ["FA: 09" = "მცირე"] ერთეულის გადართვა = Coffee_Machine_Cmd label = "" mappings = ["FA: 0A" = "Large"] Switch item = Coffee_Machine_Cmd label = "" mappings = ["FA: 04" = "Rinse"] Text item = Coffee_Status label = "Status [%s] "}

voicecontrol.rules

იმპორტი org.openhab.model.script.actions.* იმპორტი org.openhab.core.library.types.* იმპორტი java.util.*

წესი "ხმოვანი ბრძანების წესები"

როდესაც ერთეულმა VoiceCommand მიიღო ბრძანება მაშინ var String ბრძანება = VoiceCommand.state.toString.toLowerCase logInfo ("Voice. Rec", "VoiceCommand მიღებული"+ბრძანება)

if (command.contains ("ჩართეთ ყავის აპარატი") || command.contains ("გამორთეთ ყავის აპარატი")) {

sendCommand (Coffee_Machine_Power, 1)} თუ (command.contains ("მომეცი პატარა ყავა")) {sendCommand (Coffee_Machine_Cmd, "FA: 09")}} თუ (command.contains ("გააკეთე ჩემთვის დიდი ყავა")) { sendCommand (Coffee_Machine_Cmd, "FA: 0A")} if (command.contains ("rinse the coffee machine")) {sendCommand (Coffee_Machine_Cmd, "FA: 04")}} დასასრული

წესები (HEX პასუხების "ნამდვილ" მნიშვნელობებად ინტერპრეტაციისთვის):

წესი "ყავის აპარატის სტატუსი" როდესაც ერთეულმა Coffee_Machine_Status მიიღო განახლება შემდეგ var String response = Coffee_Machine_Status.state.toString () if (respond.indexOf ("ic:")> -1) {var String hexString = reply.substring (3, 5)

var int num = (მთელი რიცხვი. parseInt (hexString, 16));

var String binaryString = String.format ("%8s", Integer.toBinaryString (num)). ჩაანაცვლებს ('', '0')

var int trayBit = binaryString.substring (0, 1)

var int tankBit = binaryString.substring (2, 3) var int heatBit = binaryString.substring (7, 8) var int rinseBit = binaryString.substring (6, 7)

if (trayBit == "0") {

postUpdate (Coffee_Status, "Tray Missing")} if (tankBit == "1") {postUpdate (Coffee_Status, "Fill Tank")} if (rinseBit == "1") {postUpdate (Coffee_Status, "Press Rotary")} if (trayBit == "1" && tankBit == "0" && rinseBit == "0") {postUpdate (Coffee_Status, "Ready")}

}

if (პასუხი == "გამორთული") {postUpdate (Coffee_Status, "Off")} დასასრული

ნაბიჯი 9: დახვეწები/Todo

გაამარტივეთ wifi– სთან დაკავშირების საწყისი დაყენება - შესრულებულია. მიატოვა იდეა "ადმინისტრაციული რეჟიმი", რადგან ეს იყო შემაშფოთებელი. ახლა უბრალოდ შეიყვანეთ SSID და პაროლი კოდში. ინახება EEPROM– ში, თუ განაახლებთ/შეცვლით ვებ ინტერფეისის საშუალებით.

ახალი კოდი ასევე მხარს უჭერს OTA განახლებებს, მაგრამ თქვენ დაგჭირდებათ EEPROM- ის განახლება ESP-01 მოდულზე, რომ იმუშაოთ ან გააკეთოთ კომენტარი შესაბამისი OTA ერთეულებზე

დაამატეთ კოდი აპარატის პასუხების დამუშავებისათვის და წაიკითხეთ სტატუსი, როგორიცაა უჯრა, ცარიელი ადგილი და ავზის შევსება - შესრულებულია. მე დავამატე კოდი სტატუსის წასაკითხად და გამოსაქვეყნებლად ჰა/ყავაზე. ეს არის მხოლოდ უხეში პასუხები და მე ჯერ კიდევ ვმუშაობ მათ ინტერპრეტაციაზე, მაგრამ ჯერჯერობით მე არ მაქვს უჯრა დაკარგული და ტანკი ცარიელი მუშაობს. ის აკითხავს მანქანას ყოველ 9 წამში ჩართვისას და აქვეყნებს პასუხს MQTT– ზე

პასუხი არის HEX– ში, მაგრამ ინდივიდუალური ბიტები მიუთითებენ სენსორებზე

დაამატეთ კოდი ვებ გვერდებს პირდაპირი კონტროლისთვის HTTP GET ბრძანებების საშუალებით.

პირველი პრიზი ნივთების ინტერნეტში კონკურსი 2017