Regleta IoT para ahorro de energía



En este proyecto el autor utlizaba interruptores de alimentación de red en su lugar de trabajo para encender / apagar / apagar y encender de forma remota hosts y otros equipos. Estos son equipos bastante caros que generalmente tienen una interfaz basada en web o de línea de comando para administrar el equipo remoto. En su casa, tiene dos tomas de corriente a las que están conectados varios dispositivos. Pensó que sería genial si tuviera algo como el interruptor de alimentación de red en sui casa por las siguientes razones:

1. Contaba con dos Raspberry Pis que a veces cuelgan y tienen que encenderlas y apagarlas. Hacerlo a la antigua usanza es bastante tedioso.

2. Hay algunos dispositivos, como el televisor, el decodificador de cable, la barra de sonido, etc., que se ponen en modo de espera cuando no se usan activamente. Aunque están en modo de espera, todavía obtienen algo de energía. el autor necesitaba una forma de apagarlos cuando no se usa para ahorrar energía.

3. Hay otros dispositivos que no tienen un modo de espera y necesitan ser encendidos para usarlos y apagarlos más tarde.

Componentes

  • Chip microcontrolador: ATMEGA1284P-PU
  • Módulo ESP8266 ESP-01
  • Pantalla LCD ILI9341 TFT Touch SPI
  • Registro de desplazamiento 74HC595 x 3
  • Módulo de relé de 8 canales x 2
  • Módulo de relé de 4 canales o dos módulos de relé de 2 canales
  • Tira de LED WS2812B
  • Oscilador de cristal de 8 MHz
  • Resistencias
  • Condensadores
  • Breakaway encabezados macho y hembra
  • Tomas dc hembra
  • PCB
  • Módulo de fuente de alimentación de 220 V CA a 5 V CC 2 amperios
  • LM1117 3.3v LDO regulador de voltaje
  • Regletas de enchufes
  • Recintos
  • Fuente de alimentación de 220v a 5v 40 amperios

El circuito

El circuito no es complicado. El ATMEGA1284P (con el cargador de arranque Arduino) se utiliza para enviar datos a los tres registros de desplazamiento 595 conectados en serie. Las salidas de los registros de desplazamiento están conectadas a los relés. Dependiendo de los datos enviados a los registros de desplazamiento, los relés individuales se pueden activar o desactivar. Los relés se utilizan para encender o apagar los enchufes de las tomas de corriente.

Un módulo ESP8266 está conectado al Arduino a través del puerto serie. El módulo ESP8266 recibe comandos a través de WiFi y los envía al Arduino. También hay disponible una pantalla táctil LCD que muestra los estados de los enchufes individuales y a través de los cuales también se pueden controlar los enchufes.

Los archivos Kicad del circuito se pueden encontrar en la carpeta power_strip_kicad

Preparar las tiras de alimentación

Modificar las tiras de potencia es bastante sencillo. Como se puede ver, ambas regletas tienen interruptores para cada toma.

Generalmente, el cable de línea se conectará a un extremo de los interruptores y el otro extremo de cada interruptor se conectará al orificio de línea de cada toma. Esta conexión entre el cable de línea y los interruptores debe eliminarse. Los cables deben soldarse a cada uno de los interruptores. También es necesario soldar un cable al cable de línea que proviene de la red eléctrica.

La idea es que el cable de línea se conectará al terminal central (COM) del relé. Los terminales COM de todos los relés también estarán conectados entre sí. Y los cables de cada uno de los interruptores se conectarán al terminal NO (normalmente abierto) de cada relé. Por lo tanto, cuando el relé se apaga, el circuito se abrirá y el zócalo se apagará. Cuando se enciende el relé, el circuito se cerrará y el zócalo se encenderá

Código

El boceto de Arduino para el chip ATMEGA1284 y el código fuente para el firmware del módulo ESP8266 se pueden encontrar en: https://github.com/tangophi/IoT-Power-Strip

El firmware de los módulos ESP8266 se basa en el sdk abierto ESP8266. En lugar del SDK, Arduino IDE también se puede utilizar.

La idea general es que el módulo ESP8266 se suscribe a los siguientes temas de MQTT:

/ board3 / OnCommand

/ board3 / OffCommand

/ board3 / ResetCommand

La aplicación de teléfono inteligente NetIO envía mensajes de socket a la instancia de nodo rojo en la frambuesa pi. Lo que a su vez envía mensajes apropiados a los temas MQTT. Cuando el ESP8266 recibe estos mensajes, envía cadenas JSON al Arduino a través del puerto serie UART. Y cuando el Arduino recibe estas cadenas, enviará los datos apropiados a los registros de desplazamiento para encender / apagar los relés. Cuando se recibe un comando de reinicio, apagará el relé y lo volverá a encender después de 5 segundos. El Arduino también actualizará la pantalla LCD con los estados de los enchufes.

Cuando la pantalla LCD se usa para controlar los zócalos, el Arduino enviará el estado modificado del zócalo al módulo ESP8266. El módulo wifi enviará esta información al agente MQTT y la instancia de nodo rojo se actualizará. Y la aplicación NetIO consultará periódicamente la instancia de nodo rojo para conocer los últimos estados de los sockets y actualizará la aplicación en consecuencia. El Arduino también enviará periódicamente los estados de todos los sockets.Añadir consejo Hacer pregunta Comentario Descargar

Se utilizan en este proyecto o dos Raspberry Pis, un concentrador USB con alimentación, un proyecto Ambilight y algunos otros proyectos de 5v. La alimentación de cada uno de ellos requería adaptadores de fuente de alimentación individuales de 220v a 5v. Para deshacese de estos adaptadores, se optó por una fuente de alimentación de 40Amps 5V. Y lo conecté a 8 tomas de corriente CC hembra en una caja de plástico. Cada una de estas tomas de CC está controlada por un relé

Montaje / Instalación

Como se puede ver en las imágenes, se utilizaron cuatro cajas de plástico para instalar la placa de circuito y los módulos de relé.

* Se utilizo un cortador de cartón para hacer un agujero en la tapa de un gabinete para que se ajuste a la pantalla LCD.

* Se utilizó un taladro para hacer 8 agujeros en otro recinto para que se ajusten a las tomas CC hembra.

Luego se trataba de conectar el cable de línea de cada regleta a los terminales COM de los relés y los cables de cada interruptor al terminal NO de cada dispositivo.

Para el primer módulo de relé, se conecta el terminal positivo de la fuente de alimentación de 5v 40A a los terminales COM del relé. Luego conectar el terminal NO de cada relé al terminal positivo de las tomas de CC. También se usan algunos condensadores entre los + y – de cada jack solo para suprimir / evitar cualquier ruido

Aplicación para teléfonos inteligentes

La aplicación para teléfonos inteligentes se creó con el Editor de diseño de NetIO en

http://netio.davideickhoff.de/editor

Una vez que la aplicación está diseñada, la aplicación NetIO debe descargarse a su teléfono inteligente. Tenga en cuenta que esta es una aplicación de pago, pero no cuesta mucho. Cada vez que se presiona un botón / interruptor / control deslizante en la aplicación, enviará un mensaje a través de los sockets al cuadro Rpi que se está ejecutando en el nodo rojo. La aplicación de nodo rojo procesará los mensajes y luego enviará mensajes MQTT a la placa de la regleta de alimentación de IoT.

Para que la aplicación del teléfono inteligente funcione, debe estar en la misma red que la placa de la tira de alimentación de IoT. Es posible usar la aplicación de teléfono inteligente desde fuera de la red local. Si el ISP permite conexiones entrantes, es solo cuestión de reenviar el puerto del zócalo en el enrutador. Si el ISP no permite conexiones entrantes, entonces se puede usar VPN como solución alternativa

Con la aplicación de teléfono inteligente, es posible encender / apagar / restablecer cualquiera de los enchufes. Con la pantalla táctil LCD, es posible encender / apagar cualquier enchufe. Además, el estado de cada una de las tomas se actualiza periódicamente tanto en la pantalla como en la pantalla LCD

Para obtener más detalles sobre cómo encajan las distintas piezas, puede visitar este segundo instructable en https: //www.instructables.com/id/IoT-Wall-Outlet-wi … Ese instructable es sobre otro proyecto de automatización del hogar y tiene descripciones detalladas sobre cómo otra placa IoT en una casa está controlada por node-red y la aplicación de teléfono inteligente. El proyecto de regleta IoT también utiliza las mismas instancias de nodo rojo y MQTT.

La razón por usar un chip ATMEGA1284 es por tener una pantalla LCD táctil. También era bastante posible hacerlo con un Arduino Pro Mini, pero la memoria no es suficiente para esas necesidades. Por lo tanto, utilizó el chip ATMEGA1284.Si no necesita la pantalla LCD, puede usar un Arduino y un módulo ESP8266 o simplemente un módulo ESP8266 ESP12.

Fuente https://www.instructables.com/id/IoT-Power-Strip/

Actualizacion Smart for two


Con el paso de los años, es muy frecuente que el sonido del radio-cd del smart for two empiece a dar multiples problemas (chasquidos, ruidos extraños, poca fidelidad , zumbidos,etc. ) , por lo que si queremos identificar el problema, debemos dilucidar si el problema es por el propio radio-cd o es por los propios altavoces.

Para poder determinar la causa de un sonido malo antes de cambiar los altavoces directamente en primer lugar deberemos decidir si la causa es el propio radio cd por lo que debemos proceder a sacarlo de su encastre para probarlo externamente con otros altavoces que sepamos que no tienen problemas.

Actualmente casi todos los autorradios traen un conector estándar ISO 10487 (International Organization for Standardization). La radio cd del Smart for two , no es una excepción por lo que en primer lugar deberemos sacarla del encastre , para lo cual, primero quitaremos con cuidado la botonera inferior que va a presión ( donde va el interruptor de las luces de emergencia) y quitaremos el tornillo central inferior de la radio(torx de 25). Acto seguido quitaremos el embellecedor superior ( va a a presión por lo que nos podemos ayudar de desmontadores de plástico). Finalmente quitaremos los cuatro tornillos torx de 25 de ambos lados y ya podremos sacar el radio cd, que no es es ni mas ni menos que una radio cd en formato 2 din

Si damos la vuelta al autoradio veremos tres conectores : dos de 8 pines y uno en la parte superior de 20 pines divida en tres secciones.

conector ISO 10487

El cuerpo A se utiliza para la alimentación, el B para los altavoces y el C para diferentes dispositivos externos asociados al autorradio.

Algunos autorradios más avanzados pueden traer el cuerpo D, que se utiliza para la conexión de sistemas de navegación GPS. En este caso el Smart en modelos superiores a 2010 , la radio-CD si que cuenta con este aunque no este conectado nada .

Estos son las descripciones del Conector A (Alimentación):

  • Pin 1. SVC (Speed Controlled Volume) – rojo/amarillo :  Entrada de señal de velocidad del vehículo para controlar el volumen. La señal se toma del sistema de control de crucero o del sensor de velocidad del vehículo.
  • Pin 2. Silenciado (mute) – marrón: Elimina el sonido al poner este terminal a masa. Se conecta al manos libres
  • Pin 3. NC (no conectado): Algunos fabricantes lo utilizan para funciones extra.
  • Pin 4. Entrada 12V permanentes – amarillo: Conexión directa, a través de fusible, a la batería para mantener los ajustes de la memoria del autorradio
  • Pin 5. Salida 12V (150 mA máx) conmutados (remote) – azul o azul/blanco: Cuando se enciende el autorradio, alimenta la antena electrónica o  activa el relé de alimentación de la etapa de potencia.
  • Pin 6. Entrada 12V de iluminación – naranja/blanco o amarillo/negro: Para iluminar la pantalla al encender las luces del vehículo
  • Pin 7. Entrada 12V conmutados – rojo: Alimentación tomada después de la llave de contacto.
  • Pin 8. Masa – negro o marrón: Se conecta al negativo de la batería (chasis del vehículo).

NOTAS:

  • Los pines 1 y 3 pueden estar intercambiados en algunas marcas de vehículos
  • Los pines 4 y 7 pueden estar intercambiados en algunas marcas de vehículos
  • Algunos vehículos  Volkswagen usan el pin 5 como 12 V permanentes (pin 4), por lo que hay que hacer la modificación para conectarlo al pin 4 del autorradio

Estos son las descripciones del Conector B (Altavoces)

  • Pin 1. – azul : trasero derecho  ( + )
  • Pin 2. – azul/negro:  trasero derecho ( – )
  • Pin 3. – gris: delantero derecho  ( + )
  • Pin 4. – gris/negro: delantero derecho( – )
  • Pin 5.  verde : delantero izquierdo  ( + )
  • Pin 6. – verde/negro:  delantero izquierdo ( – )
  • Pin 7. – marrón: trasero izquierdo  ( + )
  • Pin 8. – marrón/negro:  trasero izquierdo( – )
altavoces en ISO B
Figura 3: Altavoces en conector ISO B
ESTOS SON LAS DESCRIPCIONES DEL CONECTOR C1 ( SALIDAS A AMPLIFICADOR O ECUALIZADOR )
  • Pin 1. – salida de línea izquierda trasera
  • Pin 2. – salida de línea derecha trasera
  • Pin 3. – masa de salidas de línea
  • Pin 4. – salida de línea izquierda delantera
  • Pin 5. – salida de línea derecha delantera
  • Pin 6. – salida 12 V conmutados (máx. 150 mA)
ESTOS SON LAS DESCRIPCIONES DEL CONECTOR C2 ( CONTROL REMOTO )
  • Pin 7. – recepción de datos
  • Pin 8. – transmisión de datos
  • Pin 9. – masa (chasis)
  • Pin 10. – salida 12 V conmutados (máx. 150 mA)
  • Pin 11. – entrada de control remoto
  • Pin 12. – masa de entrada de control remoto
ESTOS SON LAS DESCRIPCIONES DEL CONECTOR C3 ( CARGADOR DE CD )
  • Pin 13. – entrada de datos del bus
  • Pin 14. – salida de datos del bus
  • Pin 15. – salida de 12 V permanentes hacia el cargador de CD
  • Pin 16. – salida de 12 V conmutados hacia el cargador de CD (máx. 300 mA)
  • Pin 17. – masa de la señal de datos
  • Pin 18. – masa de la señal de audio de cargador de CD
  • Pin 19. – entrada de línea izquierda del cargador de CD
  • Pin 20. – entrada de línea derecha del cargador de CD

Una vez que saquemos la radio-cd podemos alimentarla externamente a través del pin4 (+12V) y pin 8 ( GND) para comprobar que arranca el aparato.

Ahora podemos conectar dos altavoces de buena calidad en el conector B

Pin 3. – gris: delantero derecho  ( + ).
Pin 4. – gris/negro: delantero derecho( – ).
Pin 5.  verde : delantero izquierdo  ( + ).
Pin 6. – verde/negro:  delantero izquierdo ( – ).

Si el sonido es malo , ya sabemos que el problema es del propio radio cd, por lo que podemos plantearnos en sustituir el radio cd por otro por ejemplo mas avanzado que sea de formato 2DIN.

Añadiendo un receptor bluetooth

Si hemos desmontado el Radio-cd , y este funciona correctamente un modo interesante de añadirle mucha funcionalidad es conectarle un receptor bluetooth, lo cual lo haremos a través de la sección C1

Estas son las características del equipo :

– Plug & Play
– Bluetooth: 5.0
– Rango: 5 ~ 10 m
– Nombre de Bluetooth: Jierui-BT 5908
– Función a través de dispositivos habilitados para Bluetooth
– No hay limitaciones funcionales de la radio del automóvil.
– Le permite conectar una fuente de audio externa y combine su teléfono con nuestro módulo Bluetooth y elija AUX desde su radio.
– Puede disfrutar de la música de tu teléfono a través de los altavoces del automóvil.

La versión Bluetooth 5.0, también es compatible con 3.0 /2.0, se ajusta a WMA, WAV, FLAC. Esta version Adecuado para Smart Fortwo 450, CrossBlade y Smart Roadster.

Inserte este elemento en la radio posterior y luego conecte el cable rojo a 12V +, el cable negro al suelo.

Haga coincidir su teléfono o almohadilla al módulo Bluetooth y elija AUX desde su radio, puede usar su teléfono para reproducir música a través de los altavoces del automóvil.

Solución casera económica

No todos los conectores , por muy extraño que podemos imaginar pueden ajustarse al conector C del Smart, por lo en muchos casos, lo mas sencillo es conectar directamente soldados los tres cables de audio al conector c. Para hacer mas sencilla la soldadura, dado que el conector esta bastante hundido, una labor que nos puede ayudar es usar cables rígidos enrollados sobre los terminales del conector y luego para que no se suelte con las vibraciones , usar varios puntos de soldadura

La imagen tiene un atributo ALT vacío; su nombre de archivo es smart2.jpg
Una vez soldados los tres cables rígidos ( recuerde que el centro es la masa), lo ideal es unirlos a un cable coaxial estéreo para evitar acoples . Obviamente podemos usar cables reciclados por ejemplo de unos viejos auriculares con un jack de 3 1/2″.

Podemos conectar el jack de 3 1/2″ a cualquier fuente de audio ( por ejemplo un smartphone) ,pero dado su precio y características podemos usar un trasmisor bluetooth con salida de audio y un extensor en cuello de cisne para salvar la distancia desde el conector del mechero hacia la consola central del Smart,

Obviamente conectaremos el Jack de audio a la salida Aux del receptor bluetooth y por supuesto conectaremos dicho receptor al enchufe del encendedor del Smart. Este transmisor FM Bluetooth tiene 3 puertos de carga: Un puerto de carga PD USB-C (tipo C) de 18 W emite 5V/3A, 9V/2A, 12V/1.5A máx. capaz de cargar dispositivos compatibles al 50% en solo 30 minutos; Un puerto USB de 5V/2.4A de carga común; Y en la parte superior, hay un puerto de unidad USB que también se puede utilizar como puerto de carga. La carga mientras escuchan música.

El modelo Goigrn usa tecnología de cancelación de ruido CVC, el ruido y el eco, se reducirá eficazmente; El chip Bluetooth 5.0 avanzado garantizará siempre una estable conexión y una rápida transmisión. Este transmisor Bluetooth coche le brindará siempre llamadas de manera muy nítida y una transmisión de la música en alta fidelidad mientras conduce. Este receptor tiene una «gran» pantalla LCD de 2.0, en la que se mostrará la frecuencia FM( aunque esto no nos va a servir ya que lo conectaremos por el conector de audio) , y también podrá ver el nivel del voltaje de la batería de su automóvil. Simplemente presionado el botón “CH” 3S para apagar el transmisor, no tendrá que enchufar o desenchufarlo cada vez que encienda, o y apague su automóvil. (Nota: los puertos de carga funcionarán incluso estando apagado)

Por cierto ,podemos usar ASISTENTE DE VOZ y además solo tendrá que presionar el botón de llamada para responder/volver a marcar/colgar/rechazar llamadas; Podrá cambiar sin problemas entre llamadas entrantes y música. Usar Siri/Google asistente su teléfono para hacer llamadas telefónicas, obtener indicaciones para conducir.

Y para terminar , este receptor tiene un diseño que iluminará el interior de su coche de manera muy moderna, e innovadora, y que cumplirá con sus todas sus expectativas ya que tiene 9 bonitos colores diferentes de iluminación, gracias a esta luz, podrá encontrar los botones con mayor precisión y rapidez en la oscuridad, por lo que siempre conducción segura estará garantizado. (Nota: si usted lo prefiere, podrá apagar la luz)

Por cierto , si le interesa este receptor por unos 15€ podemos conseguirlo en Amazon.

Cambio de altavoces

En caso de que el sonido sea correcto , es evidente que el problema es de envejecimiento de los propios altavoces , por lo podemos volver a colocar el radio cd en el coche y sustituir los altavoces por otros de mejor calidad.

Un ejemplo de altavoz cumple estas características;

  • Coaxial de 2 vías con pico 300 W/potencia RMS de 30 W
  • Respuesta de frecuencia: 35 – 22.000 Hz
  • Tweeter compensado de poliéster imídico
  • Imán de ferrita para woofer y imán de neodimio tweeter

Unos altavoces compatibles con el orificio con las especificaciones anteriores y que incluye la rejillas, y de muy buena calidad , pueden ser los altavoces de la marca JVC modelo CD-J620, altavoces de 2 vías de 16cm.

Es cierto que para desmontar los viejos altavoces originales , lo correcto seria desmontar la puerta al completo, pero afortunadamente hay una manera fácil de hacerlo sin desmontar nada sacando el altavoz averiado por la parte delantera como podemos ver en el siguiente video