IoT मेन्स कंट्रोलर। भाग 9: IoT, गृह स्वचालन: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

अस्वीकरण

इसे पहले पढ़ें

यह निर्देश योग्य एक परियोजना का विवरण देता है जो मुख्य शक्ति का उपयोग करता है (इस उदाहरण में यूके 240VAC RMS), जबकि सुरक्षित अभ्यास और अच्छे डिजाइन सिद्धांतों का उपयोग करने के लिए हर देखभाल की गई है, इन आपूर्ति वोल्टेज के साथ काम करते समय संभावित घातक बिजली के झटके का हमेशा जोखिम होता है। यदि इसकी सामग्री का पालन करते समय व्यक्तिगत चोट या संपत्ति को नुकसान होता है तो लेखक किसी भी दायित्व को स्वीकार नहीं कर सकता है। नतीजतन, आप इस परियोजना को अपने जोखिम पर बनाते हैं।

प्रस्तावना

यह आलेख, होम ऑटोमेशन पर एक श्रृंखला में 9वीं, घरेलू वातावरण में सफल परिनियोजन को सक्षम करने के लिए सभी आवश्यक सॉफ़्टवेयर कार्यक्षमता सहित एक मौजूदा होम ऑटोमेशन सिस्टम में एक Sonoff 10A IoT मुख्य नियंत्रक बनाने और एकीकृत करने का दस्तावेज है।

परिचय

जैसा कि इस निर्देश योग्य विवरण के ऊपर बताया गया है कि iTead से Sonoff 10A का उपयोग करके IoT मेन कंट्रोलर को कैसे बनाया और एकीकृत किया जाए। डिवाइस को ही 10amps @ 90~250VAC के लिए रेट किए जाने के रूप में उद्धृत किया गया है, हालांकि यह कार्यान्वयन 240VAC RMS की घरेलू यूके मुख्य आपूर्ति प्रदान करने वाले फ़्यूज्ड प्लग के माध्यम से इसे 5amps के लिए डी-रेट करता है।

डिजाइन पद्धति यहां से लिए गए पुन: उपयोग किए गए कोड पर होम ऑटोमेशन बिल्डिंग पर इस श्रृंखला में विस्तृत MQTT / OpenHAB आधारित IoT नेटवर्क में मूल रूप से एकीकृत होती है। यह किसी भी IoT नेटवर्क तत्व के नुकसान को भी संभाल सकता है और स्टैंडअलोन संचालित होने में पूरी तरह सक्षम है। जबकि स्टैंडअलोन मोड में, डिवाइस का नियंत्रण केवल बाड़े के शीर्ष पर नियंत्रण बटन दबाकर प्राप्त किया जाता है, जो आगे की आपूर्ति आउटपुट को चालू करता है।

Sonoff डिवाइस के इस स्थानीय नियंत्रण को सक्षम करने के लिए, GPIO14 को केस से बाहर लाया जाता है और ट्रिगर इनपुट के रूप में उपयोग किया जाता है। सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, इस इनपुट को ऑप्टो-कपलर सर्किट के माध्यम से फीड किया जाता है और एक प्लास्टिक के बाड़े में रखा जाता है, ताकि किसी भी समय ऑपरेटर को मेन सप्लाई वोल्टेज के संपर्क में न आए।

अंत में, गद्य यह भी बताता है कि कैसे Arduino IDE का उपयोग करके Sonoff 10A में ESP8266 डिवाइस को फिर से प्रोग्राम करना है और एक डिवाइस का पूरा सर्किट विवरण देता है जिसका उपयोग लक्ष्य कोड को मज़बूती से प्रोग्राम करने के लिए किया जा सकता है।

मुझे किन भागों की आवश्यकता है?

Sonoff मुख्य नियंत्रक

1. सोनऑफ़ १०ए से १ यहाँ
2. ७८०५ एल ५वी वोल्टेज नियामक से १ यहाँ
3. 240/6VAC 1.5VA ट्रांसफॉर्मर से 1 यहाँ
4. 0.1 सिरेमिक कैपेसिटर से 2 यहाँ
5. यहां 1000uF @25v इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर पर 1 छूट
6. 1 ऑफ ब्रिज रेक्टिफायर 2W01 यहाँ
7. यहाँ 4K7 प्रतिरोधों में से 2
8. 330R रोकनेवाला यहाँ से 1
9. यहां 1 बंद SPST बटन
10. यहां Mulitcomp BM12W ABS संलग्नक से 1 छूट
11. यहां टीआईएल१११ ऑप्टो-कपलर पर 1 छूट
12. 1 ऑफ 3-वे टर्मिनल ब्लॉक यहाँ
13. 1 ऑफ टू-वे कोडेड मोलेक्स कनेक्टर यहां/यहां
14. 1 ऑफ 3-वे कोडेड मोलेक्स कनेक्टर यहां/यहां
15. 1 ऑफ 5-वे कोडेड मोलेक्स कनेक्टर यहां/यहां
16. 1 ऑफ 5-वे मोलेक्स पिन यहाँ
17. विनबॉन्ड एसपीआई फ्लैश (W25Q32FVSIG) से 1 यहां
18. 20 मिमी फ्यूज धारक से 1 + यहां टोपी
19. 1 बंद 20mm तेज झटका 500mA फ्यूज यहाँ
20. पॉलियामाइड केबल ग्रंथियों से 2 यहाँ
21. यूके मेन्स प्लग (बीएस१३६३/ए) पर १ बंद यहाँ
22. 1 यूके मेन सॉकेट (बीएस१३६३/ए) यहां बंद है
23. 7 ऑफ एम3 16एमएम सीएस नायलॉन स्क्रू, (इंक. 10 ऑफ नट्स) यहां/यहां
24. 2 ऑफ जिप टाई यहाँ
25. 1 ऑफ वर्बार्ड (0.1 "पिच) यहाँ
26. 1 बंद विभिन्न लंबाई 22swg टिन किए गए तांबे के तार यहाँ
27. 1 ऑफ 3एम व्हाइट यूके मेन केबल यहां
28. यहां मोलेक्स सॉकेट क्रिम्प्स से 10 दूर

सोनोफ प्रोग्रामर

1. LD33CV 3v3 वोल्टेज नियामक से 1 यहाँ
2. 1 ऑफ TO-220 हीटसिंक यहां
3. 1 यहां हीटसिंक पेस्ट बंद करें
4. 1 ऑफ 10uF @16v इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर यहां
5. यहां 0.1 सिरेमिक कैपेसिटर से 1 बंद करें
6. यहां एसपीडीटी बटन पर 1 बंद करें
7. 1 बंद 4K7 रोकनेवाला यहाँ
8. 1 ऑफ टू-वे कोडेड मोलेक्स कनेक्टर यहां/यहां
9. 1 ऑफ 3-वे कोडेड मोलेक्स कनेक्टर यहां/यहां
10. यहां मोलेक्स सॉकेट क्रिम्प्स से 5 दूर
11. 1 ऑफ 6-वे मोलेक्स सॉकेट यहाँ
12. यहां 1 बंद SPST बटन
13. 2.1 मिमी पीएसयू सॉकेट से 1 यहाँ
14. 1 ऑफ वर्बार्ड (0.1 "पिच) यहाँ
15. USB से सीरियल एडॉप्टर (FTDI) पर 1 बंद यहाँ

मुझे किस सॉफ्टवेयर की आवश्यकता है?

1. Arduino IDE 1.6.9 यहाँ
2. Arduino IDE को ESP8266 प्रोग्राम करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है। यहाँ देखें; ESP8266-01. प्रोग्राम करने के लिए Arduino IDE सेट करना

मुझे कौन से टूल्स चाहिए?

1. सोल्डरिंग आयरन,
2. ड्रिल और विभिन्न बिट्स (केबल ग्रंथियों और नियंत्रण बटन के लिए स्टेप्ड होल कटर सहित),
3. पेचकश (विभिन्न),
4. समायोज्य स्पैनर (केबल ग्रंथियों के लिए दो बंद, जबड़े की चौड़ाई> 25 मिमी),
5. फ़ाइलें (विभिन्न),
6. मजबूत उपाध्यक्ष,
7. हीट गन,
8. डीएमएम (अधिमानतः कैट IV)।

मुझे क्या कौशल चाहिए?

1. इलेक्ट्रॉनिक्स और घरेलू विद्युत सुरक्षा/डिजाइन/वायरिंग आदि की अच्छी समझ।
2. Arduino और उसके IDE का ज्ञान,
3. अच्छा निर्माण कौशल (सोल्डरिंग, फाइलिंग, ड्रिलिंग आदि),
4. कुछ धैर्य,
5. आपके होम नेटवर्क की कुछ समझ।

शामिल विषय

• परिचय
• सर्किट अवलोकन
• Sonoff RetroMods
• निर्माण और विधानसभा विवरण
• Sonoff प्रोग्रामिंग एडेप्टर
• सॉफ्टवेयर सिस्टम अवलोकन
• सॉफ्टवेयर अवलोकन
• ओपनएचएबी कॉन्फ़िगरेशन
• अपने IoT डिवाइस का परीक्षण
• निष्कर्ष
• संदर्भ प्रयुक्त

श्रृंखला कड़ियाँ

भाग 8 के लिए: वाईफाई IoT तापमान और आर्द्रता सेंसर। भाग: 8 IoT, गृह स्वचालन

भाग 10 के लिए: IoT के माध्यम से IR रिमोट कंट्रोल। भाग 10 IoT, गृह स्वचालन

चरण 1: सर्किट अवलोकन

अवलोकन

जैसा कि ऊपर दिए गए परिचय में उल्लेख किया गया है, मुख्य नियंत्रक को स्थानीय रूप से चालू और बंद करने में सक्षम होने के लिए सोनॉफ़ के ऑन-बोर्ड ESP8266 में एक इनपुट की आवश्यकता थी। इस तरह के बाहरी इनपुट को पेश करने के लिए सोनऑफ एबीएस संलग्नक का उल्लंघन होना आवश्यक है और इसलिए संभावित सदमे का खतरा पैदा करता है। इसे दूर करने के लिए मैंने ऑप्टिकल आइसोलेशन का इस्तेमाल किया ताकि मेन कंट्रोलर सिस्टम एनक्लोजर के बाहर मेन बिजली के संपर्क में आने की कोई संभावना न रहे।

ऑप्टो-आइसोलेशन सर्किटरी का विवरण निम्नानुसार है (ऊपर चित्र 1 में)।

सर्किट विवरण

ऑप्टो-आइसोलेशन सर्किट इसकी आपूर्ति सीधे यूनिट पर लागू मेन से प्राप्त करता है। 240VAC RMS को स्टेपडाउन/आइसोलेशन ट्रांसफॉर्मर TR1 पर J1 के माध्यम से लागू किया जाता है, जो एक फीनिक्स संपर्क MKDSN2, 5/3-5.08 पॉलियामाइड 3-वे टर्मिनल है, जिसे 400V पर 16A पर रेट किया गया है, जो 2.5mm (sq) CSA और F1 a 500mA 20mm की केबल ले जाने में सक्षम है। तेज झटका फ्यूज। TR1 की सेकेंडरी वाइंडिंग पर उपलब्ध 6VAC डायोड ब्रिज B1 द्वारा पूर्ण तरंग सुधारित है।

इस फुल वेव रेक्टिफाइड आउटपुट को तब C1, C2 C3, R3 और IC1 द्वारा 7805L श्रृंखला शंट रेगुलेटर द्वारा स्थिर और विनियमित किया जाता है, जो एक अच्छी, स्वच्छ 5v आपूर्ति रेल देता है।

5v रेल का उपयोग तब OK1 को TIL111 ऑप्टो-आइसोलेटर के इनपुट को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जो J3 से जुड़े बाहरी रूप से लगे सफेद SPST बटन के माध्यम से होता है। TIL111 के आउटपुट को Sonoff GPIO14 इनपुट के साथ R2 a 4K7 पुल अप रेसिस्टर के माध्यम से जोड़ा जाता है। इस प्रकार 340V से बेहतर अलगाव प्राप्त किया जाता है (अर्थात पीक वोल्टेज = (240VAC*sqroot(2)))।

चरण 2: Sonoff RetroMods

Sonoff 10A डिवाइस को एकीकृत करने के लिए कुछ पूर्वव्यापी संशोधन करना आवश्यक है।

पहला 5-वे 0.1 पिच मोलेक्स कनेक्टर जोड़ना है जैसा कि ऊपर चित्र 1 में दिखाया गया है। यह सोनऑफ पर GPIO14 तक पहुंच की अनुमति देता है, जैसा कि ऊपर चित्र 2 और 3 में सुरक्षात्मक कवर को बदल दिया गया है।

हालांकि ऊपर नहीं दिखाया गया है, मैंने इन-सीटू प्रोग्रामिंग की अनुमति देने के लिए सीरियल TX/RX लाइनें भी लाईं (उपरोक्त चरण 1 में केबल हार्नेस SK1..3 देखें)।

दूसरा संशोधन SPI फ्लैश डिवाइस के आकार को डिफ़ॉल्ट 1MByte से बढ़ाकर 4MBytes करना है, यह SPIFFS में IoT वेब सर्वर फ़ाइलों को रखने के लिए पर्याप्त जगह की अनुमति देने के लिए है।

मैंने यहां eBay से SMD SPI फ्लैश डिवाइस (W25Q32FVSIG) खरीदा है

फ्लैश को बदलने के लिए मैंने एसएमडी डिवाइस को बेहतर एक्सेस देने के लिए अस्थायी रूप से सोनऑफ एलईडी को चित्र 4 में हटा दिया। फ्लैश को डी-सोल्डर करने के लिए मैंने हीट गन का इस्तेमाल किया जैसा कि ऊपर चित्र 5 में दिखाया गया है। फिर क्रमशः 4MByte Flash और LED दोनों को फिर से मिलाया (चित्र 6)।

चरण 3: निर्माण और विधानसभा विवरण

मैंने मुख्य नियंत्रक को एक Mulitcomp BM12W ABS बॉक्स (ऊपर चित्र 1) में संलग्न किया। इस बाड़े में अलग-अलग पीतल के एम3 इंसर्ट हैं जो बन्धन धागे से समझौता किए बिना यूनिट तक बहु-पहुंच की अनुमति देते हैं जैसे कि यदि आवश्यक हो तो आंतरिक फ्यूज को बदला जा सकता है या समय के साथ आंतरिक निरीक्षण किया जा सकता है (यह सोनऑफ डिवाइस के लिए नहीं कहा जा सकता है, जो प्रभावी रूप से सेल्फ टैपर्स का उपयोग करके केवल एक बार बंद होने वाला है)।

मुख्य आपूर्ति केबल के लिए प्राथमिक तनाव राहत एक M16 नायलॉन / पॉलियामाइड 6/6 सफेद केबल ग्रंथि के माध्यम से प्राप्त की गई थी जो एक केबल ओडी मिन / अधिकतम 5 मिमी / 10 मिमी का समर्थन करती है।

सेकेंडरी स्ट्रेन रिलीफ केबल पर रखी गई सिंगल जिप टाई के जरिए थी, अगर अत्यधिक स्ट्रेन लगाया जाए और केबल ग्लैंड फेल हो जाए, तो जिप टाई केबल को जगह पर रखेगी।

केबल ग्रंथियों को फिट करने के लिए और सोनोफ और ऑप्टो-आइसोलेशन इलेक्ट्रॉनिक्स को माउंट करने के लिए पर्याप्त जगह का प्रावधान करने के लिए मैंने ऊपर दिखाए गए अनुसार आंतरिक पीसीबी माउंटिंग पसलियों को छीन लिया (Pic 2)।

बाड़े के बाहरी हिस्से के साथ अलगाव सुनिश्चित करने के लिए सभी इलेक्ट्रॉनिक्स को एम 3 नायलॉन सीएस स्क्रू के माध्यम से सुरक्षित रूप से माउंट किया गया था। ऑप्टो-आइसोलेशन इलेक्ट्रॉनिक्स को ध्वनि यांत्रिक शक्ति सुनिश्चित करने के लिए 5 फिक्सिंग पॉइंट्स के साथ माउंट किया जा रहा है, यूनिट को गिरा दिया जाना चाहिए, इस प्रकार आइसोलेशन ट्रांसफॉर्मर के द्रव्यमान को वर्बार्ड सर्किट को तोड़ने से रोका जा सकता है।

यूनिट को आपूर्ति यूके स्टैंडर्ड कलर कोडेड व्हाइट 3 कोर पीवीसी इंसुलेटेड मेन्स मल्टी-स्ट्रैंड (32/0.2 मिमी वर्ग) केबल 1 मिमी (वर्ग) सीएसए के माध्यम से प्राप्त की गई थी। 7.2mm के OD के साथ 10A ले जाने में सक्षम।

यूनिट को स्वीकृत मानक 3 पिन सुरक्षा प्लग (बीएस 1363/ए) के माध्यम से यूके मेन सप्लाई (240VAC RMS) से जोड़ा गया था। प्लग को 5A पर फ्यूज किया गया था।

ऑप्टो-आइसोलेशन सर्किट के लिए सभी मुख्य आपूर्ति केबलों को फीनिक्स संपर्क MKDSN2, 5/3-5.08 पॉलियामाइड टर्मिनलों के माध्यम से जोड़ा गया था, जिन्हें 400V पर 16A पर रेट किया गया था, जो 2.5mm (sq) CSA की केबल ले जाने में सक्षम थे, इस प्रकार दो केबलों के लिए पर्याप्त क्षमता का प्रावधान था। प्रत्येक पद।

कोई मुख्य केबल टिन नहीं किया गया था, बस कनेक्टर ब्लॉक में डालने से पहले कोर के छींटे को रोकने के लिए मुड़ गया था। टिनिंग मेन केबल्स एक खतरनाक अभ्यास है क्योंकि समय के साथ सोल्डर 'आराम' करता है जिससे अंततः केबल कनेक्टर ब्लॉक में खो जाता है।

ध्यान दें:

• ओडी = बाहरी व्यास।
• VAC = वोल्ट प्रत्यावर्ती धारा
• आरएमएस = रूट मीन स्क्वायर
• सीएसए = क्रॉस सेक्शनल एरिया
• सीएस = काउंटर सनक

चरण 4: Sonoff प्रोग्रामिंग एडेप्टर

Arduino IDE के माध्यम से Sonoff 10A को फिर से प्रोग्रामिंग करते समय दो पहलुओं पर विचार किया जाना चाहिए;

1. ESP8266 प्रोग्राम करने के लिए अपने Arduino IDE को कॉन्फ़िगर करना,
2. हार्डवेयर को ही प्रोग्रामिंग करने की क्रिया।

ESP8266. प्रोग्राम करने के लिए अपने Arduino IDE को कॉन्फ़िगर करना

अपने Ardino IDE को कॉन्फ़िगर करने के लिए यहां दिए गए निर्देशों का पालन करें ESP8266-01 को प्रोग्राम करने के लिए Arduino IDE सेट करना

हार्डवेयर प्रोग्रामिंग

यह एक बहु-चरणीय प्रक्रिया है जैसा कि सभी मामलों में ESP8266 के साथ होता है। यहां, सोनऑफ़ शक्ति को बाहरी स्थिर 3v3 DC आपूर्ति के माध्यम से बोर्ड पर लागू किया जाता है न कि मुख्य आपूर्ति से। सोनऑफ़ को और से डेटा भेजने और प्राप्त करने के लिए एक यूएसबी टू सीरियल डिवाइस की आवश्यकता होगी। Pic 2 और 4 में दिखाए अनुसार TX और RX कनेक्ट करें।

प्रोग्रामिंग कदम (सामान्य)

1. पहले सुनिश्चित करें कि सोनऑफ़ पर कोई बाहरी मुख्य शक्ति लागू नहीं है,
2. Sonoff डिवाइस पर बटन को दबाकर रखें। (ऊपर चित्र १, चिह्नित री-फ्लैश बटन),
3. पिन 1 पर बाहरी DC 3v3 आपूर्ति लागू करें। (ऊपर चित्र 2),
4. सोनऑफ़ बटन छोड़ें,
5. डिवाइस को अब Arduino IDE के माध्यम से सामान्य तरीके से रीप्रोग्राम किया जा सकता है।

चीजों को थोड़ा आसान बनाने के लिए मैंने ऊपर प्रोग्रामिंग डिवाइस बनाया (चित्र ३ और ४) जो केबल हार्नेस SK१… ३ (जैसा कि इस निर्देश योग्य चरण १ में वर्णित है) के माध्यम से सोनऑफ़ में हस्तक्षेप करता है। इसने ESP8266 की आसान प्रोग्रामिंग की अनुमति दी। यह R1 a 4K7 पुल अप रेसिस्टर और बटन S1 के उपयोग के माध्यम से GPIO14 को इनपुट के रूप में परीक्षण करने का एक साधन भी प्रदान करता है।

उपरोक्त प्रोग्रामिंग डिवाइस का उपयोग करना (चित्र 3 और 4) प्रोग्रामिंग चरण हैं,

1. सोनऑफ़ पर री-फ़्लैश बटन को दबाकर रखें,
2. 3v3 आपूर्ति को पल-पल S2 दबाकर पल्स करें,
3. री-फ़्लैश बटन छोड़ें,
4. डिवाइस को अब प्रोग्राम किया जा सकता है।

नोट - चेतावनी

सोनोफ री-प्रोग्रामिंग गतिविधि के दौरान किसी भी परिस्थिति में मेन्स के माध्यम से बिजली की आपूर्ति नहीं की जानी चाहिए।

चरण 5: सॉफ्टवेयर सिस्टम अवलोकन

अधिकांश भाग के लिए इस IoT मेन्स कंट्रोलर डिवाइस में समान छह प्रमुख सॉफ़्टवेयर घटक होते हैं जैसे कि इंस्ट्रक्शनल वाईफाई IoT तापमान और आर्द्रता सेंसर। भाग: 8 IoT, होम ऑटोमेशन और कुछ अनुकूलन के साथ ऊपर चित्र 1 में दिखाया गया है।

SPIFFS

यह ऑन-बोर्ड एसपीआई फ्लैश फाइलिंग सिस्टम (4MBytes में अपग्रेड किया गया) है और इसका उपयोग निम्नलिखित जानकारी रखने के लिए किया जाता है (ऊपर चित्र 2 देखें);

• आइकॉन और 'मेन्स कंट्रोलर कॉन्फिगरेशन होम पेज' एचटीएमएल: जब यह आपके आईओटी वाईफाई नेटवर्क (आमतौर पर गलत सुरक्षा जानकारी के कारण) से कनेक्ट करने में असमर्थ होता है तो आईओटी डिवाइस द्वारा सेवा दी जाती है और उपयोगकर्ता को बिना मेन्स कंट्रोलर को दूरस्थ रूप से कॉन्फ़िगर करने का साधन प्रदान करता है। नई SPIFFS सामग्री को फिर से प्रोग्राम करने या अपलोड करने की आवश्यकता।
• सुरक्षा जानकारी: इसमें आपके IoT वाईफाई नेटवर्क और MQTT ब्रोकर से कनेक्ट करने के लिए IoT डिवाइस द्वारा पावर अप में उपयोग की जाने वाली जानकारी होती है। 'मेन्स कंट्रोलर कॉन्फिगरेशन होम पेज' के माध्यम से सबमिट की गई जानकारी इस फाइल ('secvals.txt') पर लिखी जाती है।

नोट: शुरू में डिवाइस को सेट करने के लिए Arduino IDE के साथ SPIFFS का उपयोग करने के तरीके के बारे में पूरी जानकारी के लिए यहां देखें।

एमडीएनएस सर्वर

यह कार्यक्षमता तब लागू होती है जब IoT डिवाइस आपके वाईफाई नेटवर्क को वाईफाई स्टेशन के रूप में कनेक्ट करने में विफल हो जाता है और इसके बजाय घरेलू वाईफाई राउटर के समान वाईफाई एक्सेस प्वाइंट बन जाता है। ऐसे राउटर के मामले में आप आम तौर पर 192.168.1.1 (आमतौर पर बॉक्स से जुड़े लेबल पर मुद्रित) का आईपी पता दर्ज करके इसे सीधे अपने ब्राउज़र यूआरएल बार में दर्ज कर सकते हैं, जिस पर आपको दर्ज करने के लिए एक लॉगिन पेज प्राप्त होगा। उपयोगकर्ता नाम और पासवर्ड आपको डिवाइस को कॉन्फ़िगर करने की अनुमति देता है। एपी मोड (एक्सेस प्वाइंट मोड) में ईएसपी8266 के लिए डिवाइस आईपी एड्रेस 192.168.4.1 पर डिफॉल्ट करता है, हालांकि एमडीएनएस सर्वर के चलने के साथ आपको ब्राउज़र यूआरएल बार में केवल मानव अनुकूल नाम 'मेन्सकॉन.लोकल' दर्ज करना होगा। 'मुख्य नियंत्रक विन्यास होम पेज'।

एमक्यूटीटी क्लाइंट

MQTT क्लाइंट सभी आवश्यक कार्यक्षमता प्रदान करता है; अपने IoT नेटवर्क MQTT ब्रोकर से कनेक्ट करें, अपनी पसंद के विषयों की सदस्यता लें और किसी दिए गए विषय पर पेलोड प्रकाशित करें। संक्षेप में यह IoT कोर कार्यक्षमता का प्रावधान करता है।

HTTP वेब सर्वर

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यदि IoT डिवाइस वाईफाई नेटवर्क से कनेक्ट करने में असमर्थ है जिसका SSID, P/W आदि SPIFFS में आयोजित सुरक्षा सूचना फ़ाइल में परिभाषित है, तो डिवाइस एक एक्सेस प्वाइंट बन जाएगा। एक बार एक्सेस प्वाइंट द्वारा प्रदान किए गए वाईफाई नेटवर्क से कनेक्ट होने के बाद, एक HTTP वेब सर्वर की उपस्थिति आपको सीधे डिवाइस से कनेक्ट करने और HTTP वेब ब्राउज़र के उपयोग के माध्यम से इसके कॉन्फ़िगरेशन को बदलने की अनुमति देती है, इसका उद्देश्य 'मेन्स कंट्रोलर कॉन्फ़िगरेशन' की सेवा करना है। होम पेज' वेब पेज जो SPIFFS में भी आयोजित किया जाता है।

वाईफाई स्टेशन

यह कार्यक्षमता IoT डिवाइस को सुरक्षा सूचना फ़ाइल में मापदंडों का उपयोग करके घरेलू वाईफाई नेटवर्क से कनेक्ट करने की क्षमता देती है, इसके बिना आपका IoT डिवाइस MQTT ब्रोकर को सब्सक्राइब/प्रकाशित नहीं कर पाएगा।

वाईफाई एक्सेस प्वाइंट

वाईफाई एक्सेस प्वाइंट बनने की क्षमता एक ऐसा माध्यम है जिसके द्वारा आईओटी डिवाइस आपको वाईफाई स्टेशन और ब्राउज़र (जैसे ऐप्पल आईपैड पर सफारी) के माध्यम से इससे कनेक्ट करने और कॉन्फ़िगरेशन परिवर्तन करने की अनुमति देता है। यह एक्सेस प्वाइंट एक SSID = "MAINSCON" + IoT डिवाइस के मैक पते के अंतिम 6 अंक प्रसारित करता है। इस बंद नेटवर्क के पासवर्ड को काल्पनिक रूप से 'पासवर्ड' नाम दिया गया है।

चरण 6: सॉफ्टवेयर अवलोकन

प्रस्तावना इस स्रोत कोड को सफलतापूर्वक संकलित करने के लिए आपको निम्नलिखित अतिरिक्त पुस्तकालयों की आवश्यकता होगी;

PubSubClient.h

• द्वारा: निक ओ'लेरी
• उद्देश्य: डिवाइस को किसी दिए गए ब्रोकर के साथ MQTT विषयों को प्रकाशित या सदस्यता लेने में सक्षम बनाता है
• से:

बाउंस2.एच

• द्वारा: थॉमस ओ फ्रेडरिक्स
• उद्देश्य: सॉफ्टवेयर में इनपुट स्विच डी-बाउंस
• से:

कोड अवलोकन

सॉफ्टवेयर स्टेट-मशीन का उपयोग करता है जैसा कि ऊपर चित्र 1 में दिखाया गया है (नीचे दिए गए स्रोत की पूरी प्रति)। 5 मुख्य राज्य इस प्रकार हैं;

• इस में

  यह इनिशियलाइज़ेशन स्टेट पावर अप के बाद दर्ज किया गया पहला राज्य है।

• NOCONFIG

  यह स्थिति दर्ज की जाती है यदि पावर अप के बाद एक अमान्य या अनुपलब्ध secvals.txt फ़ाइल का पता चलता है

• लंबित एनडब्ल्यू

  यह राज्य क्षणभंगुर है, दर्ज किया गया है, जबकि कोई वाईफाई नेटवर्क कनेक्शन मौजूद नहीं है

• लंबित एमक्यूटीटी

  यह स्थिति अस्थायी है, वाईफाई नेटवर्क कनेक्शन के बाद दर्ज की गई है और उस नेटवर्क पर एमक्यूटीटी ब्रोकर से कोई कनेक्शन मौजूद नहीं है।

• सक्रिय

  वाईफाई नेटवर्क कनेक्शन और एमक्यूटीटी ब्रोकर कनेक्शन दोनों स्थापित हो जाने के बाद यह सामान्य परिचालन स्थिति दर्ज की जाती है। इस अवस्था के दौरान मेन्स कंट्रोलर MQTT ब्रोकर को प्रकाशित करेगा और सब्स्क्राइब्ड टॉपिक्स के माध्यम से कमांड प्राप्त करेगा।

राज्यों के बीच संक्रमण को नियंत्रित करने वाली घटनाओं का वर्णन ऊपर चित्र 1 में किया गया है। राज्यों के बीच संक्रमण भी निम्नलिखित SecVals मापदंडों द्वारा नियंत्रित होता है;

• पहला एमक्यूटीटी ब्रोकर आईपी पता। बिंदीदार दशमलव रूप में AAA. BBB. CCC. DDD
• दूसरा एमक्यूटीटी ब्रोकर पोर्ट। पूर्णांक रूप में।
• तीसरा एमक्यूटीटी ब्रोकर कनेक्शन एसटीए मोड से एपी मोड में स्विच करने से पहले बनाने का प्रयास करता है। पूर्णांक रूप में।
• चौथा वाईफाई नेटवर्क एसएसआईडी। मुक्त रूप में पाठ।
• 5वां वाईफाई नेटवर्क पासवर्ड। मुक्त रूप में पाठ।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है यदि IoT डिवाइस वाईफाई स्टेशन के रूप में वाईफाई नेटवर्क से कनेक्ट करने में असमर्थ है, जो SSID और P/W SPIFFS में आयोजित secvals.txt में परिभाषित है, तो डिवाइस एक एक्सेस प्वाइंट बन जाएगा। एक बार इस एक्सेस प्वाइंट से कनेक्ट होने पर यह 'मेन्स कंट्रोलर कॉन्फ़िगरेशन होम पेज' पर काम करेगा जैसा कि ऊपर Pic 2 में दिखाया गया है (या तो 'MAINSCON.local' या 192.168.4.1 आपके ब्राउज़र URL एड्रेस बार में दर्ज करके)। यह होम पेज एक HTTP ब्राउज़र के माध्यम से मुख्य नियंत्रक के पुन: विन्यास की अनुमति देता है।

MQTT विषय नामकरण सम्मेलन

ऊपर दिए गए चित्र 3 में उल्लिखित नामकरण सम्मेलन MQTT विषयों के लिए उपयोग किया जाता है और यह मेरे पहले के निर्देशयोग्य (यहाँ चरण 5) में उपयोग किए गए पैटर्न के अनुरूप है।

इस IoT डिवाइस द्वारा उपयोग किए जाने वाले MQTT विषय

स्पष्टता के लिए मैंने इस उपकरण द्वारा प्रकाशित/सदस्यता लेने के लिए विषयों और संबंधित संदेश अनुक्रमों का दस्तावेजीकरण किया है (तस्वीर 4)। तस्वीर में बाड़े के बाहरी हिस्से पर सफेद नियंत्रण बटन के साथ बातचीत को भी दर्शाया गया है (हालांकि विडंबना यह है कि बटन लाल रंग में दिखाया गया है)।

सक्रिय अवस्था में रहते हुए रिमोट कॉन्फिग एक्सेस

एक बार MQTT ब्रोकर से कनेक्ट होने के बाद, MQTT विषय प्रकाशनों के माध्यम से डिवाइस के लिए सुरक्षा मापदंडों को दूरस्थ रूप से पुन: कॉन्फ़िगर करना संभव है। संबद्ध फ़ाइल secvals.txt में केवल लिखने की पहुंच उजागर हुई है।

उपयोगकर्ता डिबग

बूट अनुक्रम के दौरान सोनऑफ डिवाइस का नेतृत्व निम्नलिखित डिबग फीडबैक देता है, हालांकि यह ध्यान दिया जाना चाहिए, इसे देखने के लिए आपको कवर को हटाने और सर्किटरी को उजागर करने की आवश्यकता होगी, इसलिए यह केवल आपके कोड को विकसित करने और डिवाइस को पावर करने के दौरान ऐसा करने की सलाह दी जाती है। 3v3 आपूर्ति के साथ;

• 1 लघु फ़्लैश: SPIFFS (secvals.txt) में स्थित कोई कॉन्फ़िग फ़ाइल नहीं है,
• 2 छोटी चमक: IoT डिवाइस वाईफाई नेटवर्क से कनेक्ट करने का प्रयास कर रहा है,
• निरंतर रोशनी: Sonoff IoT डिवाइस MQTT ब्रोकर से कनेक्ट करने का प्रयास कर रहा है,
• बंद: डिवाइस सक्रिय है और एमक्यूटीटी ब्रोकर से जुड़ा है।

नोट 1: 'मेन्स कंट्रोलर कॉन्फिगरेशन होम पेज' सुरक्षित सॉकेट का उपयोग नहीं करता है और इसलिए आपके नेटवर्क के सुरक्षित होने पर निर्भर करता है।

नोट 2: एकाधिक IoT उपकरणों को प्रोग्राम करने के लिए MQTT स्ट्रिंग को प्रत्येक डिवाइस पर डाउनलोड करने से पहले संपादन की आवश्यकता होगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि मुख्य नियंत्रक की आईडी संख्या MQTT विषय स्ट्रिंग में एम्बेड की गई है। अर्थात। प्रकाशित सॉफ्टवेयर में मैंने 100 का मान चुना: 'WFD/MainsCont/100/Relay/Command/1' और मेरे 2 उपकरणों के लिए उन्हें क्रमशः 1 और 2 क्रमांकित किया गया है।

• 'WFD/MainsCont/1/रिले/कमांड/1'
• 'WFD/MainsCont/2/रिले/कमांड/1'

नोट 3: पूर्णता के लिए जब सक्रिय स्थिति में IoT सॉफ़्टवेयर Sonoff LED के नियंत्रण और री-फ़्लैश बटन की स्थिति को प्रकाशित करने की अनुमति देता है। हालांकि ये केवल डिबग प्रक्रिया के दौरान मूल्यवान हैं क्योंकि सामान्य ऑपरेशन के दौरान उपयोगकर्ता के सामने न तो उजागर होते हैं।

चरण 7: ओपनएचएबी कॉन्फ़िगरेशन

परीक्षण उद्देश्यों के लिए मैंने अपने घर के 'लिविंग रूम' में दो मुख्य नियंत्रकों को काल्पनिक रूप से तैनात करने का निर्णय लिया। इस OpenHAB पृष्ठ को मुख्य साइट पृष्ठ के माध्यम से पहुँचा जा सकता है जैसा कि चित्र 1 में है।

मैंने अपने पहले के इंस्ट्रक्शनल (यहां) में दिए गए OpenHAB.sitemap कॉन्फ़िगरेशन को संशोधित किया और 'मेन्स कंट्रोलर 1' और 'मेन्स कंट्रोलर 2' (ऊपर चित्र 2) के लिए अलग-अलग प्रविष्टियाँ जोड़ीं। मैंने दो नए IoT उपकरणों के रिसीवर पर मापे गए RSSI रुझानों को प्रदर्शित करने के लिए प्रविष्टियाँ (लिविंग रूम मेन्स कंटी। 1 और 2) भी जोड़ीं (चित्र 3)।

अंत में, मैंने सोनोफ के गतिशील राज्य सिंक्रनाइज़ेशन और स्विच ग्राफ़िक पर मेरे खराब प्रयास के अद्यतन/एनिमेटिंग की अनुमति देने के लिए.rules और.items फ़ाइलों में प्रविष्टियों में जोड़ा (सक्रिय होने पर स्विच बंद हो जाता है और निष्क्रिय होने पर खुलता है)। Pic 2 MC1 सक्रिय और MC2 निष्क्रिय का उदाहरण देता है।

नोट १: यदि आप सुनिश्चित नहीं हैं कि OpenHAB का उपयोग कैसे किया जाए, तो यहां देखें 'OpenHAB की स्थापना और विन्यास। भाग 6: IoT, गृह स्वचालन'

नोट 2: संशोधित साइटमैप, नियमों और आइटम फ़ाइलों, चिह्नों आदि की एक प्रति नीचे ज़िप फ़ाइल में दी गई है।

नोट ३: RSSI = सिग्नल शक्ति संकेत प्राप्त किया। यह इस बात का माप है कि IoT डिवाइस आपके वाईफाई नेटवर्क को कितनी अच्छी तरह देख सकता है।

चरण 8: अपने IoT डिवाइस का परीक्षण

जैसा कि इंस्ट्रक्शनल वाईफाई IoT टेम्परेचर और ह्यूमिडिटी सेंसर में बताया गया है। भाग: 8 IoT, होम ऑटोमेशन चरण 7, IoT डिवाइस का प्रारंभिक परीक्षण MQTT स्पाई (जैसा कि ऊपर सिस्टम ब्लॉक आरेख चित्र 1 में है), मॉनिटरिंग एलईडी आउटपुट, बटन इनपुट (दोनों Sonoff री-फ्लैश बटन और) के माध्यम से MQTT कनेक्शन पर निष्पादित किया गया था। सफेद बाहरी बटन) और सीरियल इंटरफ़ेस पर ट्रैफ़िक डीबग करें। इसने मुझे सभी उपलब्ध सब्स्क्राइब्ड विषयों का अभ्यास करने और प्रकाशित प्रतिक्रियाओं की जांच करने की अनुमति दी। हालांकि फिर से, यह मैन्युअल रूप से किया गया था और इसमें समय लगता था, हालांकि इसने संदेशों/विषय प्रकाशनों के 100% कवरेज को सक्षम किया।

चूंकि मुख्य सॉफ्टवेयर स्टेट मशीन (उपरोक्त चरण ६) को पहले के इंस्ट्रक्शनल (भाग: ८) से विरासत में मिला था, इसके अलावा सैनिटी चेकिंग के अलावा सॉफ्टवेयर वाईफाई एन / डब्ल्यू और एमक्यूटीटी ब्रोकर से जुड़ सकता है, यह माना जाता था कि यह सही तरीके से काम कर रहा था।

पूर्ण सिस्टम स्तर परीक्षण तब मुख्य नियंत्रक और IoT अवसंरचना (फिर से चित्र 1) का उपयोग करके पूरा किया गया था (फिर से चित्र 1) इस बार IoT डिवाइस के साथ बातचीत को नियंत्रित करने के लिए OpenHAB का उपयोग करके। IoT हार्डवेयर और डमी लोड सेट अप को ऊपर चित्र 2 में देखा जा सकता है।

वीडियो सिस्टम परीक्षणों का पूरा विवरण देता है और वास्तविक समय में OpenHAB उपकरणों (PC/Chrome और iPad/OpenHAB APP) के बीच बनाए जा रहे सिंक्रनाइज़ेशन को स्पष्ट रूप से दिखाता है। यह MQTTSpy के माध्यम से मेन्स कंट्रोलर्स को लाइव मैसेजिंग भी दिखाता है (अधिक विवरण के लिए यहां देखें MQTT ब्रोकर की स्थापना। भाग 2: IoT, होम ऑटोमेशन) और एक PuTTY SSH कनेक्शन पर रास्पबेरी पाई सर्वर से OpenHAB टेल्ड सिस्टम लॉग (आगे के लिए यहां देखें) विवरण OpenHAB की स्थापना और विन्यास। भाग 6: IoT, गृह स्वचालन)।

नोट: डिबग ट्रैफ़िक को अंतिम सॉफ़्टवेयर रिलीज़ के लिए संकलित किया गया था।

चरण 9: निष्कर्ष

आम

परियोजना को पूरा करना अपेक्षाकृत आसान था और अच्छी तरह से काम किया। इस श्रृंखला में भाग 8 के तापमान और आर्द्रता सेंसर के लिए उपयोग किए गए कोड का एक कट डाउन संस्करण होने के कारण, एम्बेडेड सॉफ़्टवेयर का उत्पादन करना आसान था।

मैंने शुरू में केवल सफेद घटक भागों को विशुद्ध रूप से उनकी सौंदर्य गुणवत्ता के लिए प्राप्त करने का इरादा किया था। मैंने इसे नियंत्रण बटन के अलावा सभी में हासिल किया, जितना हो सके कोशिश करें, मैं एक अच्छा/सस्ता पूरी तरह से सफेद बटन स्रोत करने में असमर्थ था।

Sonoff 10A डिवाइस

मैंने नीचे सूचीबद्ध किया है जो मुझे लगा कि सोनऑफ़ डिवाइस के उचित पक्ष और विपक्ष हैं

पेशेवरों

• सस्ता।
• अच्छा समुदाय समर्थन।
• Arduino IDE के माध्यम से पुन: प्रोग्राम कर सकते हैं।

दोष

• झिलमिलाता बाड़ा।
• न्यूनतम I/O (प्रयोग करने योग्य कनेक्टर्स के लिए लाया गया)।
• यह शांत अवस्था में गर्म चलता है।
• केवल 1MByte ऑन-बोर्ड SPI फ़्लैश है।
• एक बार तार लगाने के बाद पुन: प्रोग्राम करने के लिए एक पिटा है।
• सोनऑफ़ परीक्षण में नए कोड को एकीकृत करते समय रिले क्लोजर समस्याग्रस्त था क्योंकि रिले 5v है और प्रोग्रामिंग के लिए सोनॉफ़ पर लागू आपूर्ति 3v3 है। रिले सक्रियण केवल कान के लिए बोधगम्य है।

चिंताओं

• यह तटस्थ रेखा को स्विच नहीं करता है। SPST रिले का उपयोग करता है।
• फ्यूज नहीं है।
• खराब केबल तनाव से राहत।
• पीसीबी Sonoff बाड़े के भीतर सुरक्षित नहीं है।

इंजीनियरिंग डिजाइन पर टिप्पणी

यह देखते हुए कि IoT डिवाइस का उपयोग लाइव यूके मेन्स (240VAC RMS) को स्विच करने के लिए किया जाना था, मैंने अच्छे मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल डिज़ाइन अभ्यास दोनों का पालन किया और सुनिश्चित किया कि सभी घटकों को निर्दिष्ट करने पर, किसी भी विद्युत प्रवाहकीय सामग्री को उजागर न करके झटके के जोखिम को कम किया जाए, डी-रेटिंग आउटपुट लोड, मेन्स कंट्रोलर और ऑप्टो-कपल्ड सब-सिस्टम दोनों के लिए फ्यूज प्रोटेक्शन लागू करना, अच्छी अखंड अर्थिंग को शामिल करना और ऑप्टिकल / गैल्वेनिक आइसोलेशन का उपयोग करना।

संभावित सुधार

दृष्टि के साथ यह एक दृश्य संकेत शामिल करने के लिए उपयोगी होता है कि मेन्स कंट्रोलर आउटपुट सक्रिय था (एलईडी या नियॉन)। हालांकि रोजमर्रा के उपयोग में कोई समस्या नहीं है, किसी भी रखरखाव से पहले लोड को आपूर्ति से अलग करने के लिए यह मानक अभ्यास है, या स्थानीय नियंत्रण बटन का एक साधारण प्रेस उस मामले में आउटपुट को टॉगल करेगा जहां प्लग इन होने पर दीपक प्रकाशित हो सकता है।

अंतिम नोट

यदि आप मुख्य बिजली से निपटने के दो बहुत खराब उदाहरण देखना चाहते हैं तो नीचे दिए गए लिंक देखें। उनके डार्विन पुरस्कार बहुत जल्द इस पद पर होंगे, मुझे पूरा यकीन है;

• पागल वैज्ञानिक एक्सटेंशन कॉर्ड
• सामुदायिक प्रतिक्रिया 03 - बिजली सुरक्षा संबंधी चिंताएं!

चरण 10: प्रयुक्त संदर्भ

मैंने इस निर्देश को एक साथ रखने के लिए निम्नलिखित स्रोतों का उपयोग किया;

PubSubClient.h

• द्वारा: निक ओ'लेरी
• उद्देश्य: डिवाइस को किसी दिए गए ब्रोकर के साथ MQTT विषयों को प्रकाशित या सदस्यता लेने में सक्षम बनाता है
• से:

बाउंस2.एच

• द्वारा: थॉमस ओ फ्रेडरिक्स
• उद्देश्य: सॉफ्टवेयर में इनपुट स्विच डी-बाउंस
• से:

SPIFFS

https://esp8266.github.io/Arduino/versions/2.0.0/do…

सोनऑफ फ्लैश का उन्नयन

• https://www.andremiller.net/content/upgrading-sonof…
• https://tech.scargill.net/32mb-esp01/
• https://www.andremiller.net/content/upgrading-sonof…

Sonoff सर्किट आरेख

https://www.itead.cc/wiki/images/6/6b/Sonoff_schmatic.pdf

यूएसबी यूएआरटी मॉड्यूल (उर्फ। एफटीडीआई)

https://www.ebay.co.uk/itm/6Pin-USB-2-0-to-TTL-UART-Module-Converter-CP2102-STC-Replace-FT232-CF-/272249732398?epid=503069058&hash=item3f63593d2e:जी:QVUAAOSw71BXP92B

डार्विन पुरस्कार (प्रकाश राहत)

https://www.darwinawards.com/

TIL111 ऑप्टो-आइसोलेटर डेटाशीट