Разрабатываем Z-Wave устройство для управления пылесосом iRobot Roomba

B сново интересное на Geektimes

Подписаться на наш блог.

Без лишних прелюдий сразу к делу. Квартира автоматизирована технологией Z-Wave, а пылесос iRobot Roomba 770 с сетью никак не связан и убирается по своему расписанию. Пришло время добавить пылесос в сеть Z-Wave! В этом мне поможет Z-Wave плата для разработчиков — Z-Uno.
Какие преимущества дает автоматизация пылесоса с помощью Z-Wave?

  • Возможность удобно настроить расписание из Веб-интерфейса
  • Получить данные с пылесоса о батареи и сенсорах
  • Управлять из мобильного приложения
  • Использовать в сценариях имитирующих присутствие человека в доме
Документация по управлению iRobot Roomba открыта. Из нее следует, что общение с пылесосом происходит через разъем Mini-DIN по UART со скоростью 115200, уровень TTL 5В.



Вся документация по Z-UNO доступна на http://z-uno.z-wave.me/, в нее входят описание всех доступных функций, примеры, схема.



Z-Uno использует UART с уровнем TTL 3.3В, поэтому на линию Rx Z-UNO нужно поставить делитель напряжения из резисторов номиналом 1кОм и 2.2кОм.



При подключении Roomba к Arduino существует проблема, что Roomba выдает очень маленький ток на Tx, поэтому данные могут теряться, если подобная проблема будет на Z-UNO, то совместно с делителем напряжения нужно использовать транзистор:

http://www.irobot.com/~/media/MainSite/PDFs/About/STEM/Create/Arduino_Tutorial.pdf

Z-Uno может питаться от 3.3В, от 5В через штатный регулятор напряжения и от 7 — 20В через второй штатный регулятор напряжения. Во время уборки напряжение питания iRobot Roomba составляет примерно 14В, когда пылесос находится на базе напряжение поднимается до 20В. Если подключить Z-Uno к питанию iRobot Roomba напрямую, то линейный регулятор напряжения на Z-Uno начинает очень сильно греться, что приведет к отключению питания по температуре, поэтому нужно использовать либо радиатор, либо Switching регулятор напряжения. Я выбрал второй вариант и использую очень компактный китайский регулятор напряжения MP1584EN.

Краткие характеристики регулятора напряжения MP1584EN:

  • Входное напряжение: 4.5-28В
  • Выходное напряжение: 0.8-20В (регулируемое)
  • Выходной ток: 3А
  • Эффективность: 96%

Регулятор напряжения и делитель напряжения уместились на обратной стороне Z-UNO, при этом не увеличив габариты платы.



Подключение Z-Uno к iRobot Roomba 770



Уборка-Док станция


Со скетчом Уборка-Док станция Z-Uno по радио принимает команды ВКЛ/ВЫКЛ и по UART пылесосу отправляет команды Clean (Уборка) и Seek Dock (Искать док станцию). При получении радиокоманды Z-Uno один раз мигает встроенным светодиодом. Радиокоманду Вкл/Выкл может отправить любое Z-Wave устройство: брелок, выключатель, контроллер и др.

Скетч Уборка-Док станция для Z-Uno по управлению пылесосом Roomba



После заливки скетча нужно добавить Z-Uno в Z-Wave контроллер. Z-Uno отображается как выключатель с кнопками On и Off.



Чтение заряда батареи


Добавим к функции включение-выключение пылесоса функцию по считыванию заряда батареи.
Со скетчом Чтение заряда батареи Z-Uno периодически или по запросу отправляет заряд батареи пылесоса Roomba на Z-Wave контроллер.




Скетч Чтение заряда батареи пылесоса Roomba и Уборка-Док станция для Z-Uno



Теперь Z-Uno отображается как 2-х канальное устройство с функциями выключателя и многоуровнего датчика, т.е. отображаются кнопки On/Off и заряд в вольтах.



При необходимости можно добавить прямое управление, реализовать считывание датчика температуры, отчет о встрече со стеной и оповещение при невозможности проехать. Можно добавить функцию, которая позволила бы найти застрявшего под диваном Roomba, путем отправки ему команды проиграть мелодию.
Z-Uno конечно же не единственный вариант радио управления Roomba, есть RooWiFi и много проектов типа Arduino+ESP8266, но если у вас уже есть Z-Wave сеть, то почему бы не использовать Z-Uno для управления пылесосом Roomba!