Clever Geek Handbook

Casa inteligente. Começar

Olá Giktayms!
Meu interesse por “lares inteligentes” apareceu durante meus estudos na universidade, em 2004, quando não estava interessado nos tópicos de teses propostas pelo departamento. E um amigo e eu propusemos ao chefe do departamento nosso tópico: “Desenvolvimento do complexo de software e hardware 'Smart Home'”.

Dizer que eu sabia muito pouco sobre casas inteligentes era não dizer nada.
Eu fui atraído pelo próprio nome "Casa Inteligente". Para mim, era algum tipo de mistério, algo mágico.

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Reunidas durante a tese, nossa “casa inteligente” sabia pouco:
  • Detecção de entrada no apartamento / casa em modo de segurança.
  • Controle de iluminação em modo semiautomático (as leituras dos sensores de movimento, hora do dia e padrões predefinidos foram levados em consideração).
  • Determinação de vazamento de água no banheiro e na cozinha.
  • .
  • ( , , 220).

Desenvolvemos todos os dispositivos que coletam informações de sensores e também controlam atuadores. Os dados dos sensores, seu processamento e controle dos atuadores caíram sobre os ombros de um programa escrito em Delphi. Não ouvi falar de programas que ajudem a projetar e rastrear placas de circuito impresso.

Ele pintou as placas de circuito manualmente com um marcador de cobre. Sobre LUT (tecnologia laser-ferro) não sabia de nada.
Os módulos que coletamos para o estande de demonstração de nosso trabalho de graduação, guardo com cuidado como lembrança de nossos empreendimentos.

Desde então, muita água correu. Examinamos várias tecnologias e protocolos de comunicação. Nós nos familiarizamos com soluções prontas para gerenciar uma “casa inteligente”. Mas, no final, eles decidiram desenvolver os próprios controladores para construir um complexo de hardware e software.

Neste blog, queremos compartilhar com os leitores informações úteis sobre o desenvolvimento de nossos módulos, conversar sobre as "armadilhas" emergentes, relatar os resultados do trabalho e, é claro, receber feedback na forma de comentários em artigos.

Hoje vou falar um pouco sobre como tudo começou e, nos artigos a seguir, atualizaremos gradualmente as informações para o estado atual de nossos negócios.

Desde o momento em que me formei na universidade até 2010, entrei de cabeça no cargo principal e não consegui fazer "casa inteligente".
Para ser honesto, o trabalho não era um obstáculo, apenas na minha cabeça havia muitas idéias que ainda não foram formadas em uma única visão.

2010
Inicialmente, decidimos que o microcontrolador ATmega8 seria o elemento principal, o "cérebro" de nossos dispositivos.
É feito usando a tecnologia CMOS, de 8 bits, com base na arquitetura RISC AVR, consome microcorrentes. Em um ciclo, seguindo uma instrução completa, ele atinge um desempenho de 1 MIPS por MHz, permitindo atingir a proporção ideal de desempenho em relação ao consumo de energia.
Um rico conjunto de periféricos integrados. Ele providenciou para todos nós. Pedimos imediatamente 70 peças:

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Comunicação entre os dispositivos, foi decidido fazer através do RS485.
Para experimentos, eles montaram um lenço simples: ATmega8 + SN75176. Eu já estudei o software de design de PCB e o método LUT.

ATmega8 + SN75176
imagemimagem


2011-2012
As experiências com RS485 foram realizadas com diferentes graus de sucesso. Algo funcionou imediatamente, outros dispositivos constantemente pegavam colisões no ônibus.

Sofrendo o suficiente, sentamos para pensar. Depois de alguns meses experimentando vários protocolos, decidimos nos concentrar na Ethernet. Como originalmente concebemos a arquitetura modular de nossa “casa inteligente” e o controle combinado (é muito difícil criar um sistema à prova de falhas usando apenas uma abordagem centralizada ou, inversamente, descentralizada), o primeiro dispositivo que foi construído foi o controlador Ethernet que planejamos instalar em cada um dos nossos "dispositivos", como placas de rede em computadores.

PCB fabricado com LUT
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Após testes e testes, solicitamos a fabricação de placas de circuito na fábrica e a montagem foi realizada manualmente.
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Placa do módulo Ethernet.

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Módulo Ethernet no controlador de faixa de LEDs

Em conexão com a mudança para Ethernet, também tivemos que trocar o microcontrolador instalado em nossos dispositivos. Atualmente, estamos usando o ATmega328.

O TCP / IP é usado como um protocolo de rede e transporte para trocar informações entre diferentes módulos. Os dados são transmitidos através do protocolo HTTP da camada de aplicação, que nos permite realizar a configuração inicial de nossos dispositivos usando um navegador normal usando qualquer dispositivo (laptop, tablet, celular).
Assim, você pode controlar dispositivos de qualquer programa escrito em qualquer linguagem de programação moderna, de nossos outros dispositivos equipados com um módulo Ethernet, bem como de quaisquer "dispositivos" suportados pela formação e envio de solicitações HTTP.

No momento, estamos preocupados com a criptografia de tráfego e o suporte ao protocolo HTTPS.

Nos seguintes artigos, falarei sobre nossos dispositivos para:

Obrigado pela atenção!

Tudo com o Dia Internacional dos Amigos!

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