WARAN Home Automation Kit: Raspberry Pi, Arduino, Sensoren & Componenten

Onderdelen en benodigdheden

Benodigde tools

• Soldeermachine
• Draadstripper
• Sidetang
• Draadjes

Apps en online diensten

• Microsoft Windows 10 IoT Core
• Microsoft Azure
• PubNub Publish/Subscribe API

Over dit project

WARAN (Windows IoT, Azure, Raspberry Pi, Arduino, NRF24L01+) is een modulair thuisautomatiseringssysteem met één centrale Hub en meerdere modules. Modules (microcontroller + sensoren) verzamelen data op verschillende locaties en sturen dit via RF naar de Hub. Er is een Windows Phone app als companion.

Waarom deze keuzes?

• Windows IoT: snelle ontwikkeling met XAML/C# en Visual Studio.
• NRF24L01+: goedkoop, laag vermogen, krachtige bibliotheken.
• Windows Azure: makkelijk in te richten, focus op development.

De Hub

Bestaat uit RPI2, Arduino Uno, nRF24L01+. De RPI2 draait Windows IoT Core met een Universal App (Control Center). Verbonden met TV/monitor, toetsenbord/muis voor beheer. De Arduino fungeert als interface: RPI2 → I2C → Arduino → nRF24L01+ → module → terug via zelfde weg.

Communicatie gebeurt op drie momenten:

1. Op vaste intervallen per module
2. Bij gebruikersinteractie (muis/toetsenbord)
3. Bij trigger vanuit cloud (via PubNub)

Control Center (Universal App)

Interface voor gebruiker. Communiceert met modules en cloud (Azure Mobile Services + PubNub). Module-info lokaal in SQLite en in Azure. Push notifications naar mobiele app. Broncode, documentatie, deployment: Bitbucket.

Mobiele App

Windows Phone app (andere platforms later). Toont sensordata wereldwijd. Push notifications bij alarms (bijv. gaslekkage). Acties triggeren (bijv. pomp starten) via cloud – geen nabijheid nodig.

Modules

Elke module ontvangt commando's via RF en reageert. Oneindige uitbreidingsmogelijkheden. Twee startmodules:

1. Plant Waterer

Meet bodemvochtigheid (hygrometer) en omgevingstemperatuur (DHT11). Alert bij te laag vocht. Pomp startbaar via app of automatisch bij drempel. Componenten: Arduino Pro Mini, DHT11, Soil Hygrometer, nRF24L01+. Voeding: 9V batterij → RAW pin (Arduino regelt naar 5V voor DHT11) → 3.3V regelaar voor nRF24L01+. Hygrometer op A3, DHT11 op D6, pomp-transistor op D5.

2. Temperature Monitor

Meet temperatuur/vochtigheid in kamer (DHT11). Schakel apparaat (thermostaat, AC, demo: LED) via transistor/relais. Componenten: Arduino Pro Mini, DHT11, nRF24L01+. Voeding zoals Plant Waterer. DHT11 op D5, uitgang op D6.

Bekende problemen

• Stroomverbruik: batterijen leeg in paar uur. Plan: ATtiny in plaats van Pro Mini voor lagere stroom.
• I2C concurrentie: twee gelijktijdige requests van RPI2 → één faalt. Retry-mechanisme in ontwikkeling.
• Eénrichtingscommunicatie: Hub initieert, module antwoordt. Modules kunnen niet zelfstandig pushen.
• Bereik: werkt door één muur heen. Voor meer bereik: nRF24L01+ PA+LNA met externe antenne op Hub.
• Beveiliging: geen authenticatie. Azure Identity Service kan Microsoft/FB/Google/Twitter auth toevoegen.

Toekomstplannen

Open platform voor eigen modules. Stabielere Hub en app. Nieuwe modules: Gaslekdetector, Inbraakdetector, Apparatencontrollers (koffiezetapparaat, verlichting), Garagedeuropener, Wearables, Internet-diensten (weer, Azure Logic Apps, aandelen), Modules buiten bereik via internet (auto/pet tracker, stellenteller).

Bronnen

• Code: Bitbucket
• Schema's: WARAN.Hub.fzz, PlantWaterer.fzz, TemperatureMonitor.fzz (Fritzing)