Mi artículo será útil para aquellos que solo están pensando en este tipo de sistema, les ayudará a decidir si lo hacen ellos mismos y se centrarán principalmente en los entusiastas de las granjas colectivas. Inicialmente, escribo "automatización" y no un hogar inteligente, porque en esta etapa no hay funciones inteligentes en mi sistema de control, ahora la tarea era recopilar datos y administrar dispositivos. Todo debería cambiar en el futuro cuando aparezcan algoritmos que harán que la casa sea inteligente. Desde mi punto de vista, si puede encender la luz desde un teléfono inteligente, esto no hace que su hogar sea inteligente. Se vuelve inteligente cuando tiene guiones escritos que lo ayudan, hacen que sea más fácil controlar su hogar y hacen que las cosas rutinarias sean invisibles para usted. Por ejemplo, encienda la luz en el porche cuando el nivel de iluminación esté por debajo de un umbral y apáguelo a las dos noches, no encienda el riego si hoy prometen precipitación con una probabilidad de más del 60 por ciento, si hay movimiento en la habitación, luego encienda las luces de las escaleras, etc. Y solo en este caso se vuelve "inteligente".
Un poco de letra. Siempre quise tener una casa en el país, durante mucho tiempo se decidió, porque la construcción no solo es un gran costo financiero, sino también un gran gasto de su tiempo personal, que puede dedicar a su pasatiempo favorito, la familia. Afortunadamente, uno de ellos que tengo es solo el desarrollo de todo tipo de dispositivos innecesarios. En otro lugar, en la etapa inicial, decidí por mí mismo que esto podría ser interesante y, al elegir un sitio, comencé a hacer planes. Primero, por supuesto, tuve que dedicar mucho tiempo a los problemas relacionados con la construcción en sí, como el proyecto, la búsqueda de constructores y todo tipo de problemas. Pero luego, cuando la caja estaba lista, era hora de pensar en el sistema de automatización del hogar, esto es lo que me gusta y lo que quería hacer, bueno, es extraño que el programador salga del sofá para apagar la luz del baño.
Los estudios comenzaron sobre lo que hay en el mercado y lo que puede comprar y cultivar usted mismo. Al final resultó que, el mercado está bastante saturado con muchas soluciones, pero les faltaba, entonces no tenían una solución holística que me satisficiera (no, por supuesto, había soluciones, pero el costo era de 20 toneladas. No estaba satisfecho) . Por ejemplo, Schneider tiene una buena solución basada en KNX, en la que puede construir iluminación, persianas enrollables y control de ventilación, pero integrar cualquier cosa que no sean elementos estándar en el sistema es casi imposible, además puede olvidarse de la interfaz web y el control de Google, y la automatización de scripts en general No hay necesidad de hablar. Por otro lado, hay suficientes soluciones en el mercado que son inalámbricas y son amigas de Google, y las aplicaciones están listas para ellas, pero tienen muchos matices que llevan esas soluciones a un segundo plano. Por ejemplo, la complejidad del control de iluminación simultáneo desde los interruptores convencionales y desde la aplicación, a menudo es imposible en absoluto, o si es posible, es problemático implementar interruptores de paso, pero me gustaría tener una casa en la que todo funcione sin una casa inteligente en caso de accidente. Además, realmente no quería colgar una casa con una gran cantidad de cajas individuales, todavía no entiendo por qué el sensor de movimiento, el monóxido de carbono y la temperatura no deberían colocarse en un edificio, incluso si costaría más, pero no tendría que colgar todo el techo con algún tipo de dispositivo , e incluso cambiar las baterías en ellos cada dos años.
En general, con las palabras "programador tyzh", comencé a pensar cómo habría tomado esto por mi cuenta y qué se necesita para esto. Pensando en las diferentes aplicaciones del sistema, quedó claro que antes de hacer algo, debe pensar mucho (parece obvio, pero no, a veces quiere hacer algo ahora) porque poner el cableado en las puertas y enlucirlo no hay forma de retroceder .
Después de formar una lista de deseos, obtuve los siguientes subsistemas:
- iluminación del hogar
- roleta
- control de aletas de ventilación
- sensores de movimiento, sensores de luz, CO y temperatura en habitaciones
- riego automático
- sensores de movimiento en el sitio
- potencia de respaldo
Inicialmente, quería juntar todo en los dispositivos comprados y de alguna manera reunirlos en un solo sistema, esta parecía ser la mejor opción para el tiempo / las finanzas y la confiabilidad del sistema. Los pensamientos saltaron de un subsistema a otro, pero no se formuló una solución coherente para ninguno de los subsistemas, pasaron meses, pero no se formó ninguna solución, además la construcción en sí misma fue una distracción, e incluso comenzó el invierno (y este es el momento de las montañas y el snowboard, y esto es sin todos los compromisos, entonces todavía era así). Tuve que limitar el vuelo del pensamiento y obligarme a resolver un subsistema tras otro, todo comenzó con la iluminación.
Echemos un vistazo rápido a cada uno.
Iluminación Según la entrada, la luz debería funcionar simultáneamente desde los interruptores y desde el sistema de control (en adelante, ACS), además debería haber la capacidad de hacer interruptores de paso. Para esto, las armas autopropulsadas deben al menos saber si están encendidas ahora o no. Hubo varias ideas sobre cómo implementar esto, pero me decidí por este diagrama: un interruptor de botón, un relé de pulso (Elko MR-41), una salida discreta, una entrada discreta. Una salida discreta es paralela con un interruptor de botón, un contacto de relé NA es para una bombilla, un contacto NC es para una entrada digital para el estado.
De todo esto se deduce que a cada punto de iluminación, que debe controlarse tanto desde el interruptor como desde las armas autopropulsadas, debe pasar su propio cable desde el escudo, de manera similar a los interruptores. El diagrama de cableado en el cuaderno de bocetos realmente ayudó a comprender la escala del desastre, hubo muchos cables, pero esto no debería asustar a una persona que decidió una casa inteligente. Recomiendo no ser perezoso y seguir haciendo este esquema, no necesariamente en un boceto, en el futuro este trabajo le ahorrará mucho tiempo y lo ayudará incluso después de años cuando necesite colgar una imagen y se preguntará si hay un cable allí o no.
Roleta La diferencia con la luz es que la carga en este caso no es una bombilla sino un motor eléctrico, con todo lo que implica. Al igual que con la iluminación, quería tener el control de un interruptor mecánico y de un sistema de control. Por lo tanto, el circuito resultó como sigue: salida discreta - contactor y en paralelo un interruptor de botón para cada sentido de rotación.
Ventilación . Todo es simple, se lo di al SPG y no proporcioné ningún otro control, casi nunca quiero abrir / cerrar los conductos de ventilación, no desde la aplicación. Entonces, el circuito, dos salidas discretas, un simple disco Belimo LM24-T con eBay por $ 25 sin comentarios.
Así es como se ve el actuador montado en la aleta de ventilación:
Sensores de movimiento ,
sensores de luz, CO y temperatura en las habitaciones. El mercado ahora tiene un eje de tales dispositivos, pero todo con una interfaz patentada y conectándolos a su sistema local es bastante difícil, y el problema mencionado anteriormente es que intentan vender cada sensor como un dispositivo separado en su propio caso. Lo último que me gustaría ver es la dispersión de diferentes dispositivos en el techo, pero ¿cómo crees que todos ellos necesitan cambiar las baterías y da miedo serlo? Además, siempre existe la posibilidad de que el fabricante cierre la API abierta de sus dispositivos y lo obligue a usar solo su aplicación como Google recibió recientemente de nest y todo su sistema se desmoronará. Así que hice mi dispositivo en el AVR, llamándolo "etiqueta de sensor" y lo empaqué con todo lo que necesitaba: un sensor de movimiento con ajuste de sensibilidad digital, luz, temperatura, sensores de monóxido de carbono, luz de fondo controlada, ESP8266, RS485 con aislamiento galvánico, fuente de alimentación de 24V . Resultó que aquí es un dispositivo así, pero en realidad necesita dedicar un artículo separado y no enfocarse realmente en este.
Riego automático. Parece que esto es complicado, debería existir el dispositivo más simple del tipo de salida discreta: un solenoide de 24V. Pero resultó que todas las válvulas de riego son de 24V pero AC. Así que tuve que hacer una unidad separada con un transformador de 24 V y una unidad de relé, que 24 V CC se conecta a 24 V CC.
Sensores de movimiento en el sitio. Para los sensores de seguridad, las salidas son contactos NA y NC, por lo que aquí todo es simple, entradas discretas y todo, pero no se olvide del descargador (la opción del descargador es adecuada para paneles de conexión).
Reserva de comida. Inicialmente, esto no fue planeado, pero con el tiempo se hizo evidente que la pérdida de electricidad fuera de la ciudad no era un estado de emergencia, sino un fenómeno bastante común. Y aunque, creo que el sistema de casa inteligente debe diseñarse de modo que pueda encenderse / apagarse en cualquier momento sin consecuencias que sean tristes para ella y la casa, no rechacé la energía de respaldo. Habiendo decidido que dado que ya tengo mis sensores de sensor de 24V, unidades de 24V, haré toda la fuente de alimentación ACS de 24V. Resultó un buen grupo de fuentes de alimentación, fuentes de baterías y baterías, funciona, comprobado.
Después de que se formó la solución de hardware, parecía que en un sistema completo era posible continuar con el trabajo de instalación de la unidad de alimentación: tendiendo los cables de alimentación, cableando el escudo de alimentación y conectando el bajo voltaje. Resultó terriblemente muchos cables, pero del fin de semana al fin de semana se volvió más hermoso y más hermoso, como resultado, después de un mes todo funcionó y funcionó. Una ventaja adicional fue la oportunidad de hacer un panel de control temporal para persianas ligeras y enrollables para constructores.
El siguiente paso fue planificar el tablero con los módulos de control.Topología del sistema:
Módulos DI / DO. Era necesario estimar la topología del sistema, qué módulos están incluidos en él, en qué controladores funciona. Hay muchas opciones para la implementación, y todas serán correctas si funcionan. Mirando hacia el futuro, diré que me decidí por un sistema de módulos DI / DO comprados, que controla el controlador en Beaglebone black y el servidor web en Raspberry Pi. A continuación, debe contar todas las entradas / salidas discretas y sus tipos. Porque no había deseo de desarrollar módulos DI / DO, solo miré el mercado ya listo por un precio razonable. Me detuve en los módulos Aries, en principio, cubrían todas mis necesidades de gestión:
- MV110-8DF, como un módulo de entrada discreta para señales de 220V.
- 110-16, para controlar la iluminación, persianas, ventilación y válvulas de riego.
- MV110-16DN como módulo de entrada discreta para señales de sensores de movimiento de la calle.
Estos módulos están conectados al sistema a través de la interfaz RS485 ModBus, en principio, el estándar de la industria, por lo que no debería haber ninguna dificultad con su implementación (puede escribir soporte para los comandos principales usted mismo o tomar una biblioteca preparada).
Controlador Para comunicarme con mis módulos "sensorortag" ubicados en cada habitación y los módulos Aries en el tablero, necesitaba un controlador que pudiera interrogarlos a través de la interfaz RS485 y tenía Ethernet para comunicarse con el servidor. Consideré la opción de usar la placa Wiren, pero tienen pocos puertos RS485 y quería hacer el controlador yo mismo. El controlador quiere dedicar un artículo separado, por lo que aquí podemos mencionar que está hecho en Beaglebone negro y tiene 3 puertos RS-485 aislados galvánicamente y alimentación de 24V.
El sistema para el controlador negro Beaglebone está construido sobre la base de Buildroot y llevado al estado de ejecución de la compilación: obtenemos la imagen final de la tarjeta SD. El software Beaglebone black consta de: núcleo de comunicación, puerta de enlace MQTT y servidor Mosquitto. El núcleo de comunicación sondea los puertos RS-485, formando una tabla interna de puntos discretos y analógicos. La puerta de enlace MQTT convierte los puntos del controlador en los valores de los temas MQTT y los pasa al servidor Mosquitto.
Todo está disponible en este enlace .
Panel de control y simulador de señal (iluminación, persianas y ventilación):
El software Raspberry Pi es el Asistente del hogar. Estoy satisfecho con este sistema, es muy simple, es compatible con muchos dispositivos listos para usar y le permite escribir sus complementos en Python de manera muy flexible. Por ejemplo, en un par de semanas escribí mis propios complementos MQTT para iluminación, persianas enrollables, alarmas y varios tipos de sensores (iluminación, CO, movimiento, temperatura) y varios tipos de automatización, todo es muy flexible y lo más importante con un umbral bajo para ingresar al sistema. Home Assistant también admite la integración con Google Home y Alexa. Puede atormentarse un poco y configurarlo usted mismo, o hacer una suscripción paga a su servicio ($ 5 por mes) y luego el proceso de sincronización de Home Assistant y Google Home requiere dos clics. Como beneficio adicional, tenemos control de voz, mientras estamos en inglés, pero prometemos apoyar al ruso casi. Se parece a esto:
En este artículo, quería dar una visión general del sistema y un ejemplo de una implementación específica, y no pretendo la exactitud de las decisiones que he elegido. Alguien puede decir que esto es un toumach para la casa, pero alguien puede beneficiarse. En general, no tengas miedo de que sea emocionante, solo estructura todo bien y comienza. Todas las ideas no surgen de inmediato, aparecen en el proceso de implementación, por lo que tendrá que cambiar, y más de una vez. A continuación, planeo escribir sobre el desarrollo de mi controlador y etiqueta de sensor, que como programador es más interesante que todo lo descrito aquí.