Od strony sprzętowej

Sterownik jest postawiony na Raspberry Pi 2, na którym działa Raspbian. Miałem wówczas możliwość wykorzystania (tak porównując do poprzednich swoich 2 rozwiązań na mikrokontrolerach AVR i Stm32):

• łatwego dostępu do systemu poprzez Ethernet (wraz z narzędziami pomagającymi w utrzymaniu - konsola, lista i kontrola procesów, itd..)
• innych języków niż C/C++ - tu zależało mi na .NET (aplikacja sterownika pracuje pod Mono), który jest dla mnie najwygodniejszy

Z RPi wykorzystane zostały porty:

• GPIO - na obsługę przewodowych urządzeń, czujników
• SPI - do transciver'a NRF24
• UART - modem GSM

Porty wejścia/wyjścia do obsługi przewodowych urządzeń są dostosowane do logiki 5V. I tak urządzeniami wykonawczymi są przekaźniki oraz 2 buzzery - wszystkie pracują na tym napięciu. Aby zapewnić separację galwaniczną (przewody mają do ok. 15m i są nieekranowane - wręcz gwarantowane zakłócenia) wykorzystałem:

• PC817 - optoizolator
• ULN2803 - zespół 8 darlingtonów jako bufor prądowy

Pierwszy darlington ma odciążyć port RPi (maks. pobór prądu 0,3mA, przy wymaganym dla optoizolatora ok 15-20mA), drugi natomiast to bufor zasilający już urządzenie docelowe. Zastosowane przekaźniki pobierają maksymalnie 50mA. Oba zespoły darlingtonów mają własne, odfiltrowane zasilanie - również celem eliminacji zakłóceń. 

Sama realizacja wygląda tak:

Strona wejściowa (wejścia cyfrowe, również logika 5V i zastosowana izolacja) jest zrealizowana z wykorzystaniem tylko optoizolatora PC817 oraz filtrem RC na jego wejściu:

NRF24 oraz moduł GSM są bezpośrednio podpięte pod RPi. Sam NRF również pobiera z niego zasilanie (3.3V). Moduł GSM ma oddzielne zasilanie, z wstawionymi kondensatorami LowESR (łączna pojemność 5000uF) - taki bufor jest z uwagi na chwilowy, możliwy pobór prądu - w pikach może dochodzić do 2A.

Sterownik ma podtrzymanie zasilanie w postaci akumulatora żelowego 12V (1.2Ah), a jedno z wejść GPIO RPi monitoruje obecność napięcia sieciowego.

A całość, już zamontowana we "wnęce z drzwiczkami" wygląda tak: