Nova verzija smart home kontrolera kompanije JetHome nosi ime JetHub D1+ koje sugeriše da je u pitanju naslednik kvalitetnog JetHub D1 modela. Baziran je na Linux operativnom sistemu i ima podršku za Wi-Fi, Zigbee, 1-wire senzore, implementiranu RS485 komunikaciju, ali i suve relejne kontakte. Primarna uloga mu je da bude centralni kontroler u pametnom domu koji stoga upravlja radom pametnih uređaja i prikuplja podatke sa senzora različitih proizvođača bežičnom ili žičnom vezom. Prvenstveno je dizajniran za sisteme automatizacije zgrada i obradu očitanih parametara sa mreže senzora raspoređenih po celom objektu i potencijalno van njega. Potpunom podrškom Home Assistant paketa može kontrolisati sve postavljene pametne uređaje istovremeno obavljajući funkciju PLC-a u sistemima automatizacije pametnih zgrada.
photo: magazin Mehatronika
Poznato je da se mnogi današnji SBC računari slabiji od takozvane „desktop klase SBC-a“ na tržištu često preporučuju kao pogodni za smart home aplikacije. Takvi SBC-ovi uz dodatne HAT-ove i komunikacione module se često i koriste za tu primenu, posebno oni iz Raspberry Pi linije proizvoda. JetHub D1+ je gotovo rešenje koje svi ti SBC-ovi žele da postanu nadogradnjom.
Spoljašnjost JetHome JetHub D1+ smart home kontrolera
Uređaj smo dobili u generičkoj kartonskoj kutiji, mada smo videli da se ponekad pakuje u kutiju sa odštampanim brendingom. Za potrebe prodaje to može imati opravdanja, u našem slučaju obična kartonska kutja je i više nego dovoljna zaštita uređaja u transportu. JetHub D1+ ima sivo plastično kućište sa „žabicom“ za lako kačenje na DIN šinu gde će zauzeti 7.5 cm njene dužine. Visina kućišta je 13 cm i ima po jedan otvor za šraf u svakom od uglova, te je kontroler moguće montirati i jednostavnim pričvršćivanjem za ravnu podlogu.
Zaštiti poklopac je svetlo sive boje i karakterističnog oblika „elementa za DIN ormar“. Zaklopljen uređaj zauzeće 5.5 cm, pa treba voditi računa da ormar u kome bi ugradili JetHub D1+ mora biti bar 6 cm dubok da bi mogao da se zatvori.
Na prednoj masci se nalaze dva micro USB porta. CONSOLE micro USB je izveden UART port i veoma je koristan prilikom dibagovanja, kada sbog njega neće biti potrebno da se rasklopi kućište uređaja. Onaj drugi port, sa oznakom FW UPGRADE služi za flešovanje firmvera u ugrađeni eMMC. U toj operaciji se koristi u kombinaciji sa BOOT dugmetom koje je takođe na prednoj masci. Ovaj micro USB ulaz je i napojni ulaz prilikom flešovanja, ali se zbog ograničenja maksimalne struje ovog porta ne može koristiti kao port za napajanje u redovnom radu.
photo: magazin Mehatronika
Sa desne strane, redom jedno iznad drugog postavljen su: dvobojna crveno/zelena diodna lampica čijim se radom može upravljati softverski i može služiti kao indikator. Naredni je zeleni LED indikacije uključenosti uređaja i najzad funkcijsko dugme sa oznakom FN čije stanje, pritisnuto i otpušteno, se može softverski očitavati.
Portovi su raspoređeni sa gornje i donje strane uređaja, te su lako dostupni i omogućavaju urednu montažu. Sa gornje strane, sa leva na desno, prvi je PoE ulaz. Ovde je realizovan pasivni PoE in brzine prenosa dso 100 Mbps koji se istovremeno može koristiti i za Ethernet prenos podataka, ali i za napajanje JetHub D1+ kontrolera.
photo: magazin Mehatronika
Sledeći je 1-wire bus master sa 5 V izvorom sa maksimalnom strujom od 0,1 A. Treba imati na umu da je softversko ograničenje Linux operativnog sistema pet priključenih senzora na jednu 1-wire liniju. Senzore je moguće očitati direktno pristupom direktorijumu /sys/bus/w1/devices jer je Armbian OS već konfigurisan. Ukoliko se pristupa iz Home Assistenta, potrebno je prethodno instalirati i konfigurisati OWServer.
Dva galvanski izolovana RS-485 porta su sledeća dva izlaza i sa svake strane nalazi se i terminator porta koji je u ovoj reviziji produžen te se njime lako manipuliše prstima. Za korišćenje ovih portova potrebno je instalirati pip3 pa modbus-cli. Ponekada se desi da pip3 ne „želi“ da uradi instalaciju. U tom slučaju bitno je da izvršite:
#mkdir /root/.config/pip/ cd /root/.config/pip/ nano pip.conf
Na kraju postavljen je USB 2.0 Type A. Maksimalna brzina čitanja koju smo mi izmerili na tom portu je 20 MB/s.
photo: magazin Mehatronika
Sa donje strane, gledajući sa leva na desno, crvenom bojom kodiran je ulaz za DC napajanje. Iako je dopušten opseg od 9 do 56 VDC, preporuka proizvođača je da opseg bude od 12 do 48 VDC. U mirovanju, pri naponu napajanja od 12 VDC mi smo izmerili potrošnju od 1.5 W, dok se u radu pri punom opterećenju ona ni ujednom trenutku nije pela pela preko 3.1 W. Govorimo o slučaju kada na portovima nema nikakvih dodatnih potrošača. Po specifikaciji ukupna potrošnja JetHUb D1+ ne bi smela da se popne iznad 5 W.
photo: magazin Mehatronika
Nakon toga su tri relejena ulaza, svaki ograničen sa maksimalno 5 A. Ulazi su suvo izolovani i izvedeni su preko Fanhar FH17-1A2TLE-DC5V/16A releja.
Desno od relejnih linija postavljena su četiri galvanski izolovana digitalna ulaza i jedan napojni 5 VDC port zgodno pozicioniran za snabdevanje energijom senzora ili prekidača koji bi mogli da se povežu na digitalne ulaze. Digitalni ulazi mogu očitavati vrednost maksimalnom učestanosti od 400 Hz i na njihovim konektorima se ne sme javiti napon viši od 12 V.
Na samom kraju je konektor za Zigbee antenu koja dolazi u kompletu i koju je potrebno samo zavrnuti na navoj konektora. U kompletu dolazi štapna čvrsta antena dužine 13 cm sa jednim zglobom.
Unutrašnjost JetHub D1+
Da bi se došlo do PCB ploča ovog smart home kontrolera, potrebno je podignuti zaštitnu masku pritiskajući po dve žabice sa obe strane kućišta i time omogućiti odvajanje poklopca od tela uaštitnog kućišta. Uradite to pažljivo da ne bi grubim postupanjem oštetili trakasti kabal koji povezuje poklopac sa telom.
photo: magazin Mehatronika
Za poklopac sa unutrašnje strane šrafovima je pričvršćena ploča sa SoC-om, memorijom, eMMC-om i Wi-Fi/Bluetooth modulom. SoC je postavljen centralno i kompletno je prekriven pasivnih hladnjakom. Pri uobičajenom radu, temperatura na hladnjaku se ne penje preko 60 °C, dok je u našem stress testu maksimalno postignuto 78 °C. U svakom slučaju, zaključujemo da je izvedeno hlađenje sasvim dovoljno, a opciono postoji mogućnost da se montira ventilator unutar kućišta, s obzirom da ima slobodnog mesta i da poklopac ima ventilacione otvore.
screenshot: magazin Mehatronika
Ukoliko skinete hladnjak ukazaće vam se Amlogic A113X SoC. To je četvorojezgarni ARM procesor sa ARM Cortex-53 jezgrima na 1,4 GHz. Zanimljivo je da proizvođač po specifikacijama govori da je 1 GHz takt, ali smo mi svim softverskim proverama videli da je u pitanju 1,4 GHz. SoC ima dakle identičnu konfiguraciju kao i multimedijalni Amlogic S905X ili Broadcom BCM2837 u Raspberry Pi 3.
photo: magazin Mehatronika
Ono što ih drastično razikuje je to što Amlogic A113x nema integrisani GPU. Umesto toga, ovaj SoC namenjen smart home aplikacijama podržava far-field prepoznavanje govora bez dodatnog DSP čipa. Ovo ga čini idealnim za ugradnju u pametne zvučnike, kao i za različite primene u pametnim kućama, posebno u slučajevima gde bi se komande izdavale govorom, budući da ima 8-kanalni PDM, višekanalni I2S i podršku za niz mikrofona i različite audio ulaze i izlaze. U JetHub-u proizvođač JetHome nije ima potrebe za audio obradom, ali je iskoristio sve one pogodnosti koje su implementirane u A113X koje ga definišu kao smart home SoC. Ovde bi komparativno napomenuli da je i Rochchip RK3308 koga smo sreli u Banana Pi BPi-P2 Pro identične nameni, sa tim da je u audio delu veoma sličnih mogućnosti, ali je sam CPU tamo slabiji, budući da se oslanja na četiri Cortex-A35 jezgra koja su na taktu od 1,1 GHz.
Odmah do procesora na ploči je i 2 GB Samsung DDR4 memorije koja radi na 1600 MHz i nosi oznaku K4AAG165WA-BCWE. 2 GB je maksimalna količina memorije koje A113X može da koristi, a izabrani model memorije je po specificiranoj brzini magistrale i preko deklarisanog maksimuma od 1200 MHz za kontroler memorije ovog SoC-a.
Za smeštanje OS-a i podatka JetHub D1+ koristi ugrađenih 32 GB 5.0 eMMC-a koji je na našim testovima postigao brzine čitanja od 142,9 MB/s, što je oko sedam puta brže od brzine čitanja sa SD kartice ili preko USB porta koja su iznosila oko 20 MB/s. Odavde je lako zaključiti da se ugrađeni eMMC nameće kao disk za skladištenje softvera i podataka. Napomena je da SD kartica nije upotrebljiva kada se koristi ugrađeni Wi-Fi, a da USB port pre treba koristiti za bilo koju drugu periferiju nego li za eksterni hard disk. Ovde posebnu pažnju treba obratiti da bi uređaj koji bi prikačili na USB port trebalo da ima sopstveno napajanje, jer će svaka struja veća od 0,5 A na portu zablokirati rad JetHub D1+, nakon čega se on mora resetovati. Zanimljivo je da je na ploči i 3V CR2032 baterija za napajanje sata realnog vremena.
photo: magazin Mehatronika
Pomenuti Wi-Fi/Bluetooth modul se nalazi takođe na ovoj ploči. Fn-Link 6222B-SRC-01 koji ćete ugledati je u stvari spakovan Realtek RTL8822CS, 2,4/5 GHz 2×2 MIMO (2T2R) Wi-Fi + Bluetooth 5.0 modul povezan preko SDIO interfejsa sa SoC-om, čija je maksimalna tehnička brzina prenosa podataka 867Mbps. RTL8822CS je jako dobro poznat i podržan čip koga smo puno puta do sada sretali u različitim izvođenjima na SBC pločama. U skladu sa tim da podržava dva Wi-Fi kanala i jedan Bluetooth već su ugrađene i dve YD-BW-WIFI-1031 antene fiksirane sa unutrašnje strane plastičnog poklopca, ali je tu i jedna dodatna PCB Bluetooth antena realizovana na samoj PCB ploči. Ovakvo rešenje eliminiše međusobno ometanje između tri bežična komunikaciona kanala pri simultanom radu.
screenshot: magazin Mehatronika
Procesorska ploča je vezana trakastim kablom za ploču sa portovima koja se nalazi u osnovi kućišta. Pored pomenutih portova, koje smo opisali pišući o spoljnom izgledu JetHome JetHub D1+, sada vidimo da se na ovoj ploči nalazi nekoliko veoma interesantnih detalja. Tu je pasivni PoE modul, preko koga se može napajati JetHub D1+ ukoliko se priključi na PoE Ethernet. Kako je ovo PoE in, nema opasnosti od oštećenja drugih uređaja, bez obzira što je ovde realizovan pasivni PoE.
U slučaju potrebe, ovde je i mesto gde se može povezati UART (TX, RX, GND). Ovaj isti izlaz pod imenom CONSOLE je izveden i sa spoljne strane kućišta u vidu micro USB konektora. Već smo rekli da kontroler ima jedan USB 2.0 Type A konektor, drugi je sakriven na ovoj ploči u vidu četiri galvanizovane rupe (DP, DM, GND i +5V).
photo: magazin Mehatronika
Ipak najznačajniji dodatak je ZB4C Zigbee modul koji je dizajniran tako da ovaj uređaj bude ili Zigbee koordinator ili krajnji uređaj smart home mreže. Modul je baziran na bežičnom mikrokontroleru kompanije Silicon Labs koji formira bežičnu mrežu u opsegu od 2,4 GHz i koji nosi oznaku EFR32MG21A020F1024IM32. Zaključujemo iz specifikacija da je u osnovi ovog Zigbee/Thread Mash network transivera 80 MHz Arm Cortex-M33 procesor.
Utisak pri radu i benčmark testovi
Moramo poći od činjenice da je ovo headless uređaj namenjen za montažu direktno ili na DIN šinu u razvodnoj kutiji ili ormaru. Sam SoC nema GPU, kao ni bilo koji tip video porta. Ni u jednom trenutku predviđenog rada nije ni potrebno generisati video izlaz, već se kompletno podešavanje i rukovanje uređajem vrši preko mreže u terminalu uz pomoć SSH protokola preko Ethernet ili Wi-Fi mreže ili preko CONSOLE UART porta.
screenshot: magazin Mehatronika
Iako Amlogic A113X ima napredne opcije za obradu zvuka i podršku za mikrofonski niz, JetHub D1+ ne koristi ni jednu od tih njegovih mogućnosti, već se oslanja na smart home tehnologje. Tu pre svega mislimo na ceo spektar žičnih i bežičnih komunikacija. Ono što izdvaja ovaj uređaj je snažan CPU sposoban da bez problema pokrene Linux, u ovom slučaju Armbian 24.2.2.jh.27.2 Bookworm sa Linux 6.6.16-current-meson64 kernelom. Preporuka je da se na njega instalira Home Assistant i da se pristupi Home Assistant panelu preko bilo kog pametnog displeja u objektu. S obzirom da JetHub D1+ pokreće Armbian i na njemu Home Assistant Supervised server, on preuzima kompletnu kontrolu rada svih smart home uređaja u mreži. Home Assistant aplikaciji se može pristupiti iz bilo kog pretraživača na bilo kom uređaju na toj istoj mreži pozivajući se na njegovu IP adresu. Ovime se može reći da se ponaša kao smart home PLC.
screenshot: magazin Mehatronika
Da bi ga uporedili sa sličnim po snazi SBC-ovima uradili smo Geekbench testove i dobili da se po performansama CPU-a generalno podudara sa SBC-ovima koji rade na istim jezgrima, kao što je recimo Libre Computer Sweet Potato AML-S905X-CC V2 ili Raspberry Pi 3.
Instalacija Home Assistant Supervised servera je veoma jednostavna i svodi se na jednu komandu:
curl https://raw.githubusercontent.com/jethub-homeassistant/supervised-installer/jethome-homeassistant-supervised/jethome-homeassitant-supervised.sh | sudo bash
Možete instalirati i Home Assistant Core verziju, ali u tom slučaju nećete imati mogućnost dodavanja add-on-ova, a iz daljeg teksta ćete videti da takav sistem ima veoma ograničene mogućnosti, te nema razloga to i raditi na ovom hardveru.
screenshot: magazin Mehatronika
Da bi pristupili log-in panelu, potrebno je odrediti IP adresu vašeg uređaja. U našem slučaju, na našoj mreži to je bio 192.168.0.57 za Ethernet i 192.168.0.58 za Wi-Fi i otvorit tu adresu preko porta 8123, pozivajući u pretraživaču 192.168.0.57:8123. Pri prvom startovanju kreiraćete nalog i podesiti izgled web aplikacije.
screenshot: magazin Mehatronika
Nakon toga potrebno je dodati besplatan Mosquitto broker add-on koji omogućava MQTT brokera na uređaju i startovati ga. Na tako podešen sistem treba postaviti i JetHome JetHub mqtt-io peripheral exposer koji će omogućiti pristup Home Assistant-u svim JetHub D1+ periferijama osim Zigbee-a. Repozitorijum sa bibliotekama za ovaj add-on se nalazi na:
https://github.com/jethome-hassio-addons/repository
Ukoliko vam je potreban i Zigbee, potrebno je instalirati i Zigbee2MQTT add-on i konfigurisati ga da u polju serial piše:
port: /dev/ttyAML2 adapter: ezsp
Naša je preporuka da još preuzmete ili Studio Code Server ili File Editor add-on kako bi lako mogli da editujete /homeassistant/configuration.yaml datoteku, što ćete morati da uradite ukoliko želite da vam proradi RS-485 u Home Assistant-u.
screenshot: magazin Mehatronika
Zaključak
110 USD koliko je potrebno izdvojiti za ovaj kontroler čini nam se kao veoma korektna investicija. Iako u poređenju sa SBC-ovima sličnih performansi, ovaj uređaj ima dva, pa možda i tri puta višu cenu. Ipak, ono što on nudi to umnogome je opravdava. Mogućnost lagodne ugradnje, mnoštvo žičnih i bežičnih komunikacija, izvedeni izolavani RS-485 portovi i ulazi za digitalne senzore, kao i 1-wire port, već prevazilazi sve ono što bi mogli da dobijete od SBC-a i za šta bi morali da doplatite dodatnom kupovinom bar jednog HAT-a. Treba istaći pasivni PoE in, kao i zaista odlično izveden Wi-Fi/Bluetooth modul sa čak tri nezavisne antene. Na sve to kada dodate i Zigbee modul sa antenom, jasno je da ne možete sastaviti sistem baziran na SBC-u u ovom cenovnom opsegu.
screenshot: magazin Mehatronika
Softverska podrška je ono što vam u ovom slučaju može samo ići u prilog. Sem Raspberry Pi platformi, praktično sve ostale SBC platforme imaju problema sa potpunom upotrebljivošću svog softvera i OS distribucijama. JetHub D1+ je gotov proizvod i kao takav sav predviđen softver koji služi njegovoj upotrebnoj nameni je testiran i funkcionalan. Instaliranjem Armbian 24 Bookworm OS-a i Home Assistant Supervised servera, uz dodatne besplatne add-on-ove dobijate potpuno funkcionalan Smart Home PLC baziran na open-code softveru.
screenshot: magazin Mehatronika
Naravno postoje i paketi koji su komercijalni, kao što su recimo: ioBroker, openHAB, Domoticz, MajorDomo i koji u sebi imaju podršku za ovaj uređaj. Svaki od njih ima svoje prednosti, ali njihov prikaz izlazi van okvira ove recenzije i ovu napomenu treba koristiti samo kao vodilju za dalje istraživanje mogućnosti koje vam zaista odličan JetHome JetHub D1+ pruža.
Više informacija:
Stranica sa preoizvođača JetHome
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.