Умный дом просто как никогда (часть 6 обновляемся во воздуху на devDuino R1N)

В этом обзоре, мы научимся делать обновления по воздуху (OTA), подписывать и шифровать данные будем в следующей части. А пока, в качестве оконечного устройства выберем devDuino Relay 1 Node V1.0 (ATmega 328).

Краткие характеристики:

- Построенный на Arduino-совместимой архитектуре (UNO DualOptiboot)
- Приемопередатчик nRF24L01 + (мини)
- На борту 64kb SPI флэш-памяти / E2prom (для обновления прошивки OTA)
- На борту ATSHA204A (для шифрования данных)
- Тактовая частота - 16МГц
- 1 изолированное реле - 10A
- Встроенный ACS712 Датчик тока (20А)
- Встроенная тактовая кнопка
- Встроенные 3 светодиода (пользовательский, питания, реле)
- FTDI для загрузки через программатор
- Пины для программирования ISCP Atmel
- Пины для датчика температуры DS18B20
- 2 GROVE - совместимs[ разъема: I2C, 2- Цифровых
- Источник питания (110 - 220 В)

Как видно, на борту есть все необходимое для реализации нашего проекта.

В этой части (6), нам понадобится:

Ранее настроенный Контроллер с RPI nFR24 Add-on и Raspberry PI 

Железо:

Программатор USBtinyISP-Arduino для восстановления /заливки загрузчика на МК
Программатор Foca V2.2 (FT232RL) для интерфейса UART с дополнительным выходом тактового генератора.

Программное обеспечение:

Arduino IDE  для программирования микроконтроллеров
AVRDUDESS 2.x для заливки и проверки загрузчиков в микроконтроллер

Так же как в пятой части, первым делом проверим какой загрузчик у нас был "залит" по умолчанию.

Для этого, подключим программатор USBtinyISP-Arduino к ISP порту.

Запустим AVRDUDESS, из списка выберем наш программатор

Умный дом просто как никогда (часть 5 подключаем devDuino Sensor Node)

Теперь когда вся система функционирует, будем подключать наши первые узлы. В нашем каталоге есть такие чудные devDuino Sensor Node у которых на борту имеется универсальный датчик температуры на базе чипа MCP9700 и температуры и влажности на базе чипа HTU21D.

Краткие характеристики чипа MCP9700:
 -40°C +125°C (погрешность не более ±2°C, относительная влажность: 0 - 100%, точность ± 2%))

Краткие характеристики чипа HTU21D:
-40°C +125°C (погрешность не более ±2°C)

Сами devDuino Sensor Node построены на базе микроконтроллера ATmega 328p,
Тактовая частота - 16МГц (может быть уменьшена для снижения энергопотребления до 8МГц или 1МГц), кроме версии V3.0 (у него 8МГц ), а значить это то что нам нужно.

Мы рассмотрим по мимо возможности подключения, но и как правильно настроить энергосбережение нашего устройства. (при таком подходе, приблизительное время работы от батарей будет составлять около полутора лет).
Первым в обзоре будет devDuino Sensor Node V4.0 (ATmega 328) 

В этой части (5), нам понадобится:

Железо:

Программатор USBtinyISP-Arduino для восстановления /заливки загрузчика на МК
Программатор Foca V2.2 (FT232RL) для интерфейса UART с дополнительным выходом тактового генератора.

Программное обеспечение:

Arduino IDE  для программирования микроконтроллеров
AVRDUDESS 2.x для заливки загрузчиков в микроконтроллер

При первом подключении нам надо проверить какой загрузчик у нас был "залит" по умолчанию.

Внимание! при программировании не надо вставлять батарейку, иначе она может "бахнуть".
А так же не забываем отключить модуль nFR24.

Для этого, подключим программатор USBtinyISP-Arduino к ISP порту.

Умный дом просто как никогда (часть 4 "женим" RPI nFR24 Add-on и Raspberry PI)

И так, в первых трех частях, мы настроили наши платы для дальнейших эксперементов.

Пришло время увидеть результаты.

Для начала подключим антенну (входит в комплект). Аккуратно защелкним U.FL коннектор на модуле. 

Теперь, подключим Raspberry Pi 2 Model B к Raspberry PI nFR24 Add-on.

Питание можно подключить двумя способами (используется micro USB кабель).

1. Подключить непосредственно к самой Raspberry Pi 2 Mode

2. Подключить к плате Raspberry PI nFR24 Add-on (надпись PWR).

Антенну можно закрепить прямо сверху нашего контроллера просунув пазы антенны на плате (см. картинку).

Теперь подключаем Ethernet и подаем питание, ждем загрузки и идем далее...

Умный дом просто как никогда (часть 3 настройка Raspberry PI nFR24 Add-on)

В первой части, мы уже подготовили нашу Raspberry Pi 2 Model B + к установке ПО по управлению Умным домом. Во второй части настроили ПО Mycontroller.org 

Теперь будем настраивать Raspberry PI nFR24 Add-on и развернем среду программирования с поддержкой Open Source Home Automation Framework (от Mysensors team).

В этой части (3), нам понадобится:

Железо:

Программатор USBtinyISP-Arduino для восстановления /заливки загрузчика на МК
Программатор Foca V2.2 (FT232RL) для интерфейса UART с дополнительным выходом тактового генератора.
(они так же понадобятся нам для дальнейшей настройки будущих датчиков).
Raspberry PI nFR24 Add-on, это программно-аппаратный шлюз для Raspberry Pi 2-3

Программное обеспечение:

Arduino IDE  для программирования микроконтроллеров
AVRDUDESS 2.x для заливки загрузчиков в микроконтроллер

Установка ПО не займет особого труда, но установку Open Source Home Automation Framework и выставление фьюзов на МК, мы опишем подробнее, так как без этого, невозможно будет настроить все фичи, которые нам нужны (к примеру обновления по воздуху OTA).

И снова, для начала установим все ПО на свой компьютер.

Для установки Open Source Home Automation Framework от Mysensors.org в ПО Arduino IDE необходимо, в Меню Arduino IDE выбрать Скетч > Подключить библиотеку > Управлять библиотекой > Менеджер библиотек

откроется вот такое окно

В строке поиска набрать mysensor, выбрать найденный фрейм и нажать кнопку Установка.

За тем, нам надо установить драйвера для наших плат, они поддерживают как стандартные частоты для Arduino (16 МГц), так и настраиваемые (8 - 1 МГц), а так же представляют возможности по обновлению по воздуху.

Что бы долго не разбираться, мы подготовили пару загрузчиков, вам надо только скопировать их в директорию где установлена ваша Arduino IDE  (к примеру C:\Program Files\Arduino\hardware).  Загрузить с github можно тут.

Умный дом просто как никогда (часть 2 настройка Контроллера)

В первой части, мы уже подготовили нашу Rspberry Pi. Теперь будем устанавливать ПО для управления нашими будущими устройствами.

Начнем, в этой части (2), нам понадобится:

Железо

Настроенный микрокомпьютер Raspberry Pi 2 Model B + или выше версией

Программное обеспечение

PuTTY клиент для настройки ОС по SSH
WinSCP 5.x.x графический клиент SFTP (SSH File Transfer Protocol) для Windows

Серверную часть для Raspberry Pi  в нашем проекте мы будем использовать от Open Source проекта Mycontroller.org

Данное ПО достаточно активно развивается и имеет прямую поддержку Home Automation Framework от Mysensors.org. Но вы так же множите использовать и другие открытые проекты серверной части, мы остановимся только на этом.

Скачаем ПО Mycontroller.org на наш компьютер. На момент написания статьи последняя версия будет 0.0.3.Alpha2, размер в архивном формате zip примерно 21.64 MB.

Нам так же понадобится виртуальная машина Java (на ней работает ПО Mycontroller.org)
Скачаем виртуальную машину Java размер в архивном формате gz примерно 77.77 MB.

Распакуем архив zip на локальный компьютер и запустим WinSCP.
При первом запуске программы, настроим параметры подключения к Rspberry Pi.

Нажмем кнопку Войти