Rozpoczęcie projektu uoo-light

Rozpoczęcie projektu uoo-light

Ruszamy!

Daj Się poznać 2016 - logo konkursu
Daj Się poznać 2016

Niedawno natrafiłem na stronie magazynu „Programista” na informację o konkursie dla programistów. Należy stworzyć lub kontynuować projekt programistyczny oraz regularnie (min. 2 razy w tygodniu) umieszczać na blogu postępy z prac. Stwierdziłem, że to doskonała okazja aby a) ruszyć z miejsca mój pradawny pomysł na centralne sterowanie oświetleniem w mieszkaniu, b) ruszyć z miejsca mój wspaniały blog, na którym nie ma nic. c) Coś wygrać ;-). Zatem do dzieła.

Trochę historii (koncepcje archiwalne)

Pierwszy pomysł

RF_2.4G_RFM01_01
2.4G Wireless nRF24L01P RFM04

Pomysł na centralne sterowanie oświetleniem miałem już od dawna. Na początku był taki: tworzymy maksymalnie płaskie urządzenie, na płytce którego umieszczamy NRF24L01 (bardzo tani moduł radiowy – do dostania na aliexpress poniżej 1$) wraz z procesorem Atmel ATmega/ATtiny (różne modele były rozważane – ale raczej z tych mniejszych, żeby ograniczyć rozmiar na płytce np. ATmega8 lub ATtiny88). Jako zasilanie były rozważane różne schematy beztransformatorowe ze względu na małe rozmiary, jako element sterujący wysokim napięciem – zestaw triak/optotriak (również z powodu mniejszych rozmiarów niż standardowy przekaźnik). całość miała być montowana w ten sposób, że zasilanie 230V doprowadzone było do zacisków na urządzeniu, z płytki wychodziły z kolei ziemia (G) i przewód neutralny (N) (oba na stałe spięte z wejściem) oraz 2 linie z fazą (L1, L2) przełączane za pomocą wspomnianych triaków (te cztery kable z puszki montażowej idą do lampy). Z obudowy naszego urządzenia miały jeszcze sterczeć 3 druty (lub 3 kolejne zaciski) do którego miał być podpięty dotychczasowy włącznik. Całość urządzenia miała wyglądać o tak:

szkic
Szkic poglądowy urządzenia wegług pierwszej koncepcji

Zalety

  • NRF ma mały pobór prądu w stosunku do innych rozwiązań (choćby obecnie rozważanego ESP8266). Ze względu na to można było rozważać zasilanie beztransformatorowe.
  • Również fakt, że zastosowane będą dotychczasowe włączniki przyczynia się do bezpieczeństwa użytkownika. Co prawda podpięte pod GPIO kontrolera ale nadal przystosowane do 230V, więc w przypadku przebicia zwarcia i innych nieszczęśliwych zdarzeń stanowiły zabezpieczenie przed porażeniem.
  • Projekt można by było wdrożyć bez zmiany wyglądu  przełączników oraz bez dodatkowych instalacji przewodów, przejściówek żarówkowych w lampach itp. (jedyna zmiana to montaż dodatkowych urządzeń pod obecnymi przełącznikami świateł.
  • Złącze do wetknięcia modułu RF mogłoby wcześniej pełnić rolę złącza ISP i być przydatne podczas programowania układu Atmela.

Wady

  • Niestety jeśli użyte byłyby standardowe moduły nrf, wtykane w gniazdo 2×4 pin, to całe urządzenie byłoby dosyć grube (najbardziej wystający element modułu RF to generator kwarcowy- ok 3,5 mm) do tego wysokość PCB modułu – 1,6 mm, podstawka pinów – 2,5 mm, wysokość gniazda 8,5 mm, kolejna PCB – 1,6 mm i wystające końcówki elementów przewlekanych z drugiej strony (liczmy 2mm). całość daje prawie 2 cm (a biorąc pod uwagę pracę z napięciem 230V należałoby przewidzieć dobrze izolującą obudowę – co daje pewnie kolejne 5mm – a to już sporo miejsca w puszce montażowej, w której mmusi się jeszcze zmieścić sporo kabli i oryginalny włącznik.
  • Konieczność zaprojektowania centrali. Moduł NRF24L01 działa na własnym protokole. Smartfony nie obsługują go – dlatego trzeba by było zaprojektować albo własnego pilota albo centralę (np. na raspberry pi albo routerze z Open-WRT). Dodatkowo wbudowany w nrf protokół adresujący urządzenia i umożliwiający przekazywanie informacji między nimi (oraz obsługę retransmisji i kolizji) ogranicza nas do 5 urządzeń (1 master 4 slave’y) – w związku z tym dla większej liczby urządzeń mamy do wyboru albo opracowanie własnego protokołu danych (jest to możliwe po przełączeniu modułu RF w odpowiedni tryb) albo centralę z kilkoma modułami nrf.

Realizacja

Pomimo wad próbowałem realizować tę koncepcję. Przeszukałem internet pod kątem małych zasilaczy beztransformatorowych, poczytałem troszkę o możliwości sterowania napięciem 230V z poziomu elektroniki, stworzyłem płytkę w Eagle a nawet próbowałem uruchomić komunikację z modułem RF(choć, nie wiedzieć czemu, bez powodzenia). Z moich prób zostały mi schematy płytki PCB oraz sporo wiedzy i pomysłów. Pierwsza koncepcja nie doczekała się finału – trochę z braku czasu a trochę z powodu pojawienia się na horyzoncie nowych technologii i pomysłów. Ale o tym w następnym wpisie :).

pcb0001.uoolight
niedokończony projekt płytki PCB (brakuje wytyczonych ścieżek))

PS. Schematy i projekty archiwalne płytek umieściłem w osobnej gałęzi projektu uoo-light na GitHubie. Nie wiem czy to jest dobre miejsce i odpowiednia forma umieszczania takich pozostałości i plików wyjściowych – jeśli chodzi o GitHuba to jestem początkujący. Mam nadzieje, że ten projekt pomoże mi w nabraniu doświadczenia również w kwestii.

One thought on “Rozpoczęcie projektu uoo-light

Dodaj komentarz