Dom inteligentny

Miejsce montażu stacji meteo
Miejsce montażu stacji meteo

Zaczęło się od stacji meteo na 1wire. Najpierw klasyka, czyli DS18B20, jedna sztuka podłączona do routera z OpenWRT i co 5 minut upload danych na serwer. Potem sieć rozrastała się, pokój, drugi pokój, na zewnątrz budynku. Kiedy temperatura zaczęła nie wystarczyć, pomyślałem o monitorowaniu wilgotności, ciśnienia, nasłonecznienia. Wszak zamówiłem odpowiednie czujniki jako darmowe sample od producentów i chciałem je wypróbować. Wszystkie są na I2C. To nic – zaprojektowałem przejściówkę i2c na 1wire i już dane z sensorów i2c leciały po 1wire. „Musi być 1wire, i2c nie nadaje się na dłuższe odległości niż jeden-dwa metry”, czytałem na forach i godziłem się z tym, że muszę stawać na głowie, by połączyć dwie niekompatybilne magistrale.

Lokalizacja wyświetlacza w domu
Lokalizacja wyświetlacza w domu

Ale najwyraźniej Maxim (producent urządzeń na 1W) stwierdził, że czas po cichu wycofać się ze wspierania swoich flagowych produktów i jeden po drugim zaczął kończyć produkcję kolejnych podzespołów na 1wire. Najpierw wygodnego licznika impulsów DS2423, potem przetworników ADC, w końcu bazy, umożliwiającej podłączenie magistrali do portów USB (DS2490). Majsterkowicze kombinowali, konstruując zamienniki układów z wykorzystaniem mikroprocesorów a zapasy magazynowe scalaków osiągały astronomiczne ceny. Koniec końców pomyślałem, że walka z ograniczeniami 1W zaczyna mnie ograniczać, a na wszystkie bolączki Google znajdowało po kilkadziesiąt odpowiednich scalaków…tyle, że na I2C.

"close-up"
„close-up”

Klamka zapadła, gdy udało mi się za niewielkie pieniądze zamówić w Chinach układy P82B715. Są to specjalne bufory, które pozwalają dziesięciokrotnie zwiększyć maksymalną dozwoloną pojemność linii i2c do 3000pF, dzięki czemu możliwe jest osiągnięcie połączenia na dystansie przekraczającym 20 metrów. Zacząłem więc projektować sieć w domu rodzinnym.

Rozdzielacz w puszce ip55
Rozdzielacz w puszce ip55

Musiałem wziąć pod uwagę dwie sprawy:

  1. na krótkim odcinku magistrala będzie prowadzona poza budynkiem
  2. okolica jest narażona na niekorzystne warunki atmosferyczne: duża wilgotność, częste wyładowania atmosferyczne już nieraz spaliły urządzenia elektryczne w domu
  3. Sieć i2c nie powinna być prowadzona kablem ekranowanym, bo zwiększa to pojemność elektryczną linii, ale chroni przed zakłóceniami
  4. Na długich przewodach następuje zauważalny spadek napięcia przy dużym obciążeniu

W związku z powyższym:

  1. zabezpieczyłem bazę i odbiorniki dwukierunkowymi izolatorami ISO1540, dedykowanymi do I2c, produkcji Texas Instruments,
  2. kablami „płynie” 12V, które jest dopiero obniżane za pomocą układów LDO do wymaganego napięcia: 5V lub 3.3V,
  3. wszystkie płytki znajdujące się poza domem są w miarę możliwości zabezpieczone przez dostępem wody i wilgoci, pokryte lakierem i ukryte w puszkach elektrycznych IP55.

Zaplanowałem także „modułowość” projektu

  1. wszystkie połączenia realizowane są przewodami zakończonymi wtykami RJ45 dla szybkiego włączania i wyłączania peryferiów
  2. wyżej wspomniane układy ISO1540 umożliwiają hotplugging kolejnych urządzeń
  3. na większości płytek wlutowane jest co najmniej jedno dodatkowe gniazdo, by móc podłączyć kolejne podzespoły

Obecnie sieć prezentuje się następująco:

Schemat sieci I2C
Schemat sieci I2C

Elementy oznaczone linią ciągłą są już uruchomione, a te oznaczone linią przerywaną są w planach. Część, spośród działających modułów doczekało się odrębnych artykułów:

Udostępnij:Share on FacebookEmail this to someoneWykop!Share on Google+Print this pageShare on TumblrTweet about this on Twitter

7 odpowiedzi do “Dom inteligentny”

  1. EasyEsp + router wifi na openwrt rozwiązaniem twoich problemów z długością przewodów.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.