Kućanski aparati Raspberry PI Monitor napajanja: 14 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Ovo je bio mali projekt koji sam napravio kako bih nadzirao potrošnju energije pojedinih kućanskih aparata i prikazivao grafikone njihove potrošnje energije tijekom vremena. To je zapravo jedan od lakših projekata na bazi Raspberry PI -ja koji sam radio, bez lemljenja ili hakiranja otvorenih proizvoda. To ne mora biti Raspberry PI projekt, to bi se lako moglo učiniti na Linux kutiji ili možda Windowsu.

Cijena je 50 USD za komplet od 4 monitora napajanja/pametnih utikača i cijenu Raspberry PI. Ovo može raditi na Pi Zero ili Original PI -u iako sam otkrio da je to bilo malo sporo. Jedini drugi PI koji imam je PI 3 i otkrio mi je da je vrlo brz, pa bih to preporučio. Napomena, ako ga želite pokrenuti na starijem PI -u, mogli biste smanjiti učestalost prikupljanja podataka (koristio sam 10 sekundi).

Ovaj projekt također ima dodatnu prednost ili oslobađanje pametnog priključka od firmvera proizvođača, tako da ne morate koristiti njihove posebne aplikacije i usluge u oblaku. Tako se mogu koristiti s Home Assist -om ili samo s vlastitim skriptama pythona.

Imajte na umu da pretpostavljam da znate kako instalirati OS na PI, spojiti se na njega i pokrenuti neke osnovne naredbe za Linux. Također pretpostavljam da znate pronaći IP adresu svog pametnog utikača kad se poveže s WiFi -jem.

Pribor

2 pakiranja ili 4 pakiranja pametnih utikača odavde:

www.kogan.com/au/buy/kogan-smarterhome-sma…

1 Malina PI

Vještine:

Mogućnost postavljanja PI maline

Osnovna naredbena linija za Linux

Uređivač teksta poput vi ili nano (nano je prilagođeniji korisniku, vi je brži kad ga upoznate)

Mogućnost pronalaženja IP uređaja na vašoj mreži.

Korak 1: Kupite neke pametne utičnice

Pametni utikač koji sam koristio bio je odavde:

www.kogan.com/au/buy/kogan-smarterhome-sma…

Imajte na umu da postoji cijeli niz pametnih utikača koji su kompatibilni, većina (svi?) Su uređaji bazirani na ESP8266 (WEMOS) i vrlo ih je lako bljeskati. Pobrinite se da nabavite nešto što ima nadzor snage, jer mnogi nemaju. Ova stranica prikazuje veliki popis kompatibilnih uređaja:

templates.blakadder.com/plug.html

Korak 2: Bljeskanje uređaja

Ovaj je dio bio iznenađujuće jednostavan. U osnovi samo preuzimate softver, pokrećete ga i on će vas provesti.

Za to će vam trebati Raspberry PI ili Linux kutija s WiFi -jem. Morat ćete imati primarnu vezu s ovim uređajem, a ne WiFi. Za moj PI3 to je bilo jednostavno jer sam bio spojen putem Etherneta. Ako imate PI Zero, morat ćete se spojiti na starinski način, s tipkovnicom i monitorom.

Pretpostavljam da znate kako postaviti PI i povezati se s njim pomoću SSH -a ili tipkovnice, tako da to neću prolaziti. Ako niste sigurni, na webu postoji mnogo vodiča.

Prije nego počnemo, samo malo pozadine na uređajima. U Kini postoji tvrtka koja se zove Tuya koja ispumpava pametne utikače za različite kupce. Oni prilagođavaju različite korisnike i pružaju zadani firmver te omogućuju tvrtkama da sami naprave izmjene. Problem s ovim je ako imate hrpu proizvoda različitih dobavljača, pa ćete morati pokrenuti hrpu aplikacija, od kojih neke rade bolje od drugih. Bljeskanjem firmvera otvorenog koda oslobađate se svega toga. Dakle, ovo je dobro za opću kućnu automatizaciju.

Dakle…. bez daljnjeg, evo upute:

1) Pokrenite ove naredbe na PI, ovo će instalirati potrebni softver.

# git clone https://github.com/ct-Open-Source/tuya-convert# cd tuya-convert#./install_prereq.sh

2) Uključite pametni utikač u napajanje

3) Uključite ga pomoću gumba

4) Držite gumb za uključivanje dok plavo svjetlo ne počne bljeskati

5) Pričekajte 10 sekundi. Ovo nije bitno, ali otkrio sam da je bolje funkcioniralo ako jeste.

6) Pokrenite ovu naredbu

./start_flash.sh

Odavde samo slijedite upute, osim na kraju odaberite "2. Tasmota". Postoji mogućnost za drugačiji firmware, ali to nisam probao pa nisam siguran kako je to.

Imajte na umu da sam to morao učiniti više puta, isprva sam mislio da sam zazidao uređaj, nisam imao svjetla, nema klika na releju, nema znakova života. No isključio sam ga i ponovno pokrenuo posljednju naredbu i uspjelo je. Morao sam to učiniti s 3 od 4 uređaja koja sam bljesnuo, samo je jedan prošao ravno, mislim zbog koraka 5.

Cijele upute ovdje:

github.com/ct-Open-Source/tuya-convert

Korak 3: Prvi put se povežite s upravljačkim programom

Nakon što ste tasmotu uključili na uređaj, ona neće davati znakove života. Razlog tome je što ga je potrebno konfigurirati. To je prilično jednostavno i smatram da je najbolje to učiniti s telefonom. Koraci su:

1) Potražite WiFi pristupne točke

2) Povežite se s oznakom tasmota_xxxx (gdje je x brojevi)

3) Telefon bi vas trebao uputiti na zadanu stranicu, ako ne i na 192.168.4.1

Imajte na umu da na nekim telefonima može biti poslana poruka "nema pristupa internetu, želite li ostati povezani", odaberite da.

4) Na stranici koja se pojavi unesite naziv svoje WiFi mreže i lozinku u prva 2 okvira. Kliknite opciju za prikaz lozinke i trostruku provjeru jeste li unijeli pravu lozinku. Ako ste unijeli pogrešnu lozinku, vjerujem da može biti teško vratiti se na ovaj zaslon za konfiguraciju. Imajte na umu da također možete skenirati WiFi mreže, iako očito još uvijek morate unijeti lozinku.

5) Utikač je sada trebao biti spojen na vašu WiFi mrežu. Morat ćete otići na stranicu za konfiguraciju usmjerivača i pronaći IP adresu svog uređaja.

6) Otvorite web -preglednik na svom računalu i idite na https:// [device_ip] Trebali biste vidjeti zaslon za konfiguraciju s Tasmote.

Čestitamo, uspješno ste uključili utikač.

Korak 4: Konfiguriranje utikača

Tvrtka koja proizvodi ove uređaje očito proizvodi 10 000 uređaja s mnogo različitih konfiguracija. Upravo smo predstavili novi firmver i firmver ne zna na koje je uređaje instaliran. Dakle, prije nego što bilo što uspije, morat ćemo to konfigurirati. Da bismo to učinili, moramo pronaći pojedinosti o našem uređaju na webu i učitati tu određenu konfiguraciju.

U tu svrhu pronađite svoj uređaj na ovoj stranici:

templates.blakadder.com/plug.html

Za uređaj koji sam koristio konfiguracija je ovdje:

templates.blakadder.com/kogan-KASPEMHUSBA….

Za postavljanje konfiguracije samo kopiramo tekst pod Predložak. U ovom slučaju to je:

Zatim

1) Idite na stranicu za konfiguraciju uređaja https:// [IP pametnog priključka]

2) Pritisnite konfiguriraj, konfiguriraj ostalo

3) Zalijepite niz predložaka

4) Označite "Omogući MQTT"

5) Pritisnite Aktiviraj i Spremi.

Da biste provjerili je li ovo uspjelo, kliknite "Glavni izbornik" za povratak na početnu stranicu i sada biste trebali vidjeti podatke o potrošnji energije. Svi će oni biti nula, čak i napon, ali to je dobar znak. Pritisnite gumb za prebacivanje i trebali biste čuti klik releja i vidjeti kako napon raste.

Korak 5: Kalibrirajte napon

Otkrio sam da je očitanje napona prilično visoko. Ako u kući imate drugi izvor očitanja napona (npr. Možda pametno brojilo ??), možete vrlo lako kalibrirati utikač. Uraditi ovo

1) Ispitajte ispravno očitanje napona

2) Uključite relej u pametnom utikaču

3) Kliknite Konzola na početnoj stranici uređaja

4) Unesite naredbu "VoltageSet 228" i pritisnite enter (zamijenite 228 svojim naponom)

Napon bi se sada trebao ispravno prikazati.

Korak 6: Instaliranje softvera na PI

Postoji nekoliko paketa koje je potrebno instalirati na PI. Lako se instaliraju i mogu se učiniti slijedeći upute iz različitih paketa. Ovdje ću dati upute, ali imajte na umu da se s vremenom mogu promijeniti pa će moje upute datirati. Paketi su:

Grafana (za prikaz grafikona)

Influxdb (baza vremenskih serija koja će pohraniti naše podatke)

Telegraf (koristi se za ubacivanje podataka u Influxdb)

Mosquitto (sabirnica poruka za prijenos podataka, pametni utikač gura podatke ovdje)

Lanac protoka podataka je sljedeći:

Pametni utikač -> Mosquitto -> Telegraf -> InfluxDB -> Grafana

Ako pitate zašto ne možemo preskočiti Mosquitto i Telegraf, to je dobro pitanje. U teoriji, pametni utikač mogao bi dovesti do ulijevanja. Problem s tim je što bi se tada morao konfigurirati za stotine različitih krajnjih točaka i spriječio bi nas u nekim izborima. Većina stvari u kućnoj automatizaciji koristi Mosquitto za prenošenje poruka. Na primjer, utikač možemo uključiti i isključiti slanjem poruka Mosquittu, a pametni utikač će ih primiti i odgovoriti.

Korak 7: Instaliranje Grafane

Iz:

grafana.com/grafana/download?platform=arm

Ili mnogo drugih opcija ovdje:

grafana.com/grafana/download

Za Pi 1 i Pi Zero (ARMv6)

sudo apt-get install -y adduser libfontconfig1#pronađite najnoviju verziju sa stranice na vrhuwget https://dl.grafana.com/oss/release/grafana-rpi_7….sudo dpkg -i grafana-rpi_7.0.1_armhf. debsudo /bin /systemctl daemon-reloadsudo /bin /systemctl omogući grafana-serversudo /bin /systemctl pokreni grafana-poslužitelj

Za novije PI (ARMv7)

sudo apt -get install -y adduser libfontconfig1#pronađite najnoviju verziju sa stranice na vrhuwget https://dl.grafana.com/oss/release/grafana_7.0.1_…sudo dpkg -i grafana_7.0.1_armhf.debsudo/ bin/systemctl daemon-reloadsudo/bin/systemctl omogući grafana-serversudo/bin/systemctl pokreni grafana-poslužitelj

Testirati:

Idite na https:// [IP od PI]: 3000

korisničko ime/lozinka je admin/admin, od vas će se tražiti da ih promijenite, za sada možete preskočiti

Ako dobijete GUI, sve je u redu, prijeđite na sljedeći korak

Korak 8: Instaliranje InfluxDB -a

Pokrenite ove naredbe na PI:

curl -sL https://repos.influxdata.com/influxdb.key | sudo apt-key add -source/etc/os-releasetest $ VERSION_ID = "7" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian wheezy staja" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listtest $ VERSION_ID = "8" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian jessie stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listtest $ VERSION_ID = "9" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian stretch stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listtest $ VERSION_ID = "10" && echo "deb https://repos.influxdata.com/debian buster stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.

Testirajte upisivanjem "priljev". Ovo bi vas trebalo staviti u naredbenu linijufluxdb. Upišite "prikaži baze podataka", još neće biti baza podataka, ali ako dobijete prazan popis bez pogrešaka, sve je u redu.

Korak 9: Instaliranje Telegrafa

Ovo je stvarno jednostavno, jer smo dodali povratne repo datoteke koje možemo samo upisati:

sudo apt-get install telegrafsudo systemctl enable telegrafsudo systemctl start telegraf

U ovom trenutku Telegraf će već bilježiti mjerne podatke o sustavu za utjecaj na podatke. Možete ih vidjeti upisivanjem ovih naredbi:

baze podataka priliva prikaza korištenja telegrafskih serijaIZBOR * IZ CPU LIMIT 10;

Korak 10: Instalirajte Mosquitto

Ovaj dio je jednostavan jer samo instaliramo zadanu verziju koja je upakirana s raspian:

sudo apt -get -y install mosquittosudo apt -get -y install mosquitto -clientssudo systemctl enable mosquittosudo systemctl start mosquitto# kreirajte lozinku za mosquittosudo mosquitto_passwd -c/etc/mosquitto/tasmota tasmota# unesite lozinku. Zapišite ovu lozinku jer ćemo je morati dati pametnom utikaču

Testirati:

pokreni ovo u jednoj SSH sesiji:

komarac_sub -t test

Pokreni ovo u drugom

komarac_pub -t test -m moja poruka

Trebali biste vidjeti svoju poruku u prvoj SSH sesiji

Korak 11: Slanje podataka s pametnog utikača u Mosquitto

Sada imamo mosquitto trčanje. Moramo konfigurirati pametni utikač za slanje podataka u komarac. To je prilično lako učiniti. Trebat će nam lozinka unesena za komarac iz prethodnog koraka.

1) Prijavite se na svoju web stranicu pametnih utikača

2) Pritisnite Konfiguracija, a zatim Konfiguriraj bilježenje

3) Postavite razdoblje telemetrije na 10 i kliknite spremi.

4) Pritisnite Konfiguriraj MQTT

5) Za host unesite IP adresu vašeg PI -ja

6) Za korisničko ime unesite tasmota

7) Za lozinku unesite lozinku iz prethodnog koraka

8) Za temu unesite tasmota1

9) Pritisnite Spremi

Testirati:

Na PI upišite naredbu ispod. U roku od 10 sekundi trebali biste vidjeti podatke koji dolaze.

komarac_sub -t tele/tasmota1/SENZOR

Podaci bi trebali izgledati ovako:

Korak 12: Upotrijebite Telegraf za prebacivanje podataka s Mosquitta na Influx

Sada ćemo konfigurirati Telegraf za čitanje podataka iz komaraca i prebacivanje na utjecaj podataka. Na PI:

1) sudo mv /etc/telegraf/telegraf.conf /etc/telegraf/telegraf.conf.bak

2) sudo vi /etc/telegraf/telegraf.conf

Napomena vi nije super prijateljska za nove korisnike, ako više volite uređivač teksta temeljen na izborniku, umjesto toga upotrijebite nano:

sudo nano /etc/telegraf/telegraf.conf

3) Zalijepite konfiguraciju iz priložene datoteke

4) sudo systemctl ponovno pokrenite telegraf

Za testiranje upišite ovo na PI:

priljev

prikazuju baze podataka

trebali biste vidjeti testnu bazu podataka. Ako vam se ne sviđa test imena, možete promijeniti dest_db u datoteci telegraf.conf.

Korak 13: Na kraju, izradite grafikone u Grafani

Konačno ćemo vidjeti neke podatke:-):-)

Prvo moramo stvoriti vezu s bazom podataka. Idite na grafana web stranicu http: [ip od PI]: 3000

1) Prijavite se sa admin/admin

2) U lijevom stupcu kliknite ikonu zupčanika i izvore podataka

3) Pritisnite Dodaj izvor podataka

4) Kliknite nafluxdb

5) Za URL unesite https:// localhost: 8086

6) Za bazu podataka unesite test

7) Za HTTP unesite GET

8) Za minimalni vremenski interval unesite 10s

9) Kliknite Spremi i testiraj, na njemu bi trebalo pisati "Izvor podataka radi"

U redu, sada imamo vezu s bazom podataka, možemo stvoriti grafikon … konačno.

1) U lijevom stupcu kliknite +, a zatim Nadzorna ploča i Dodaj novu ploču

2) Za bazu podataka kliknite InfluxDB

3) Pritisnite mjerenje i odaberite Kogan

4) Za polje odaberite Energy_Power.

5) Za pseudonim, dajte seriji naziv (npr. Perilica posuđa)

6) Na desnoj strani Naslova ploče dajte mu naziv, npr. Napajanje.

7) To je to, trebali biste vidjeti podatke. Pritisnite gumb sa strelicom ulijevo da biste izašli iz uređivanja, a zatim kliknite Spremi, dajte ime nadzornoj ploči.

Ako ste stigli dovde, sjajno, ozbiljno.

Korak 14: Još nekoliko savjeta

Zadana konfiguracija Telegrafa koju sam dao bila je zahtjevna za održavanje jer je za svaki uređaj potrebno dodati novi odjeljak i potrebno je ponovno pokrenuti Telegraf. Promjenama ispod čine stvari mnogo dinamičnijima jer se uređaji mogu dodavati ili preimenovati u konfiguraciji Tasmote bez potrebe za promjenom Telegrafa.

Prva promjena je stavljanje + u naziv teme, ovo je u osnovi zamjenski znak. Ovo bi samo po sebi bilo dovoljno, osim kad stvarate grafikone u Grafani, uređaji se nazivaju stvarima poput "tele/stroj za pranje/senzor". Drugi dio konfiguracije Telegrafa ispod je regex procesor. Izvlači tekst "Stroj za pranje" iz središta i pretvara ga u novu oznaku koja se gura u InfluxDB.

Napomena: obavezno postavite drugi naziv teme u konfiguraciji Tasmota za svaki uređaj

[inputs.mqtt_consumer.tags] dest_db = "test"

Nakon što to učinite, vrlo je jednostavno konfigurirati Grafanu za prikaz više uređaja na jednom grafikonu. Slika priložena ovom koraku pokazuje što treba učiniti. Samo kliknite znak + na grupi po retku i odaberite oznaku (uređaj). Dolje pri dnu Alias By unesite $ tag_device. Sada biste na jednom grafikonu trebali vidjeti više serija. Možete kliknuti tekst svake stavke da biste ih uključili i isključili (ctrl klik radi za odabir višestrukih stavki)