ستكون مقالتي مفيدة لأولئك الذين يفكرون فقط في هذا النوع من النظام ، وسوف يساعدهم على تقرير ما إذا كانوا سيفعلون ذلك بأنفسهم ، ويركزون بشكل أساسي على هواة المزارع الجماعية. في البداية ، أكتب "التشغيل الآلي" وليس المنزل الذكي ، لأنه في هذه المرحلة لا توجد وظائف ذكية في نظام التحكم الخاص بي ، والآن كانت المهمة هي جمع البيانات وإدارة الأجهزة. يجب أن يتغير كل شيء في المستقبل عندما تظهر الخوارزميات التي تجعل المنزل ذكيًا. من وجهة نظري ، إذا كان يمكنك تشغيل الضوء من هاتف ذكي ، فهذا لا يجعل منزلك ذكيًا. يصبح الأمر ذكيًا عندما يكون لديك نصوص مكتوبة تساعدك وتسهل عليك التحكم في منزلك وتجعل الأشياء الروتينية غير مرئية لك. على سبيل المثال ، قم بتشغيل المصباح الموجود على الشرفة عندما يكون مستوى الإضاءة أقل من عتبة ، وأطفئه في ليلتين ، لا تقم بتشغيل الري إذا وعدوا اليوم هطول الأمطار باحتمالية تزيد عن 60 في المائة ، إذا كانت هناك حركة في الغرفة ، فقم بإضاءة مصابيح الدرج ، إلخ. وفقط في هذه الحالة يصبح "ذكي".
قليلا من كلمات. كنت أرغب دائمًا في امتلاك منزل في البلاد ، وقد تقرر ذلك لفترة طويلة ، لأن الإنشاءات ليست مجرد تكلفة مالية كبيرة ، بل هي أيضًا تكلفة كبيرة لوقتك الشخصي ، والتي يمكن تخصيصها لهواية عائلتك المفضلة. لحسن الحظ ، واحد منهم لدي هو تطوير أي أجهزة غير ضرورية. في مكان آخر ، في المرحلة الأولية ، قررت لنفسي أن يكون هذا أمرًا مثيرًا للاهتمام ، وباختيار موقع ، بدأت في إعداد الخطط. أولاً ، بالطبع ، كان علي تكريس الكثير من الوقت للمسائل المتعلقة بالبناء نفسه ، مثل المشروع ، والبحث عن شركات البناء وجميع أنواع المشاكل الأخرى. ولكن بعد ذلك ، عندما كان الصندوق جاهزًا ، حان الوقت للتفكير في نظام التشغيل الآلي للمنزل ، وهو ما يعجبني وما أردت أن أفعله ، حسنًا ، من الغريب بالنسبة للمبرمج أن يخرج من الأريكة لإطفاء الأنوار في الحمام.
بدأت الدراسات حول ما هو موجود في السوق وما يمكنك شراؤه قبل المزرعة. كما اتضح فيما بعد ، فإن السوق مشبع تمامًا بالعديد من الحلول ، لكنهم يفتقرون إليها ، ثم لم يكن لديهم حل شامل يرضيني (لا ، بالطبع ، كانت هناك حلول ، لكن التكلفة كانت 20 طنًا. لم أكن راضيًا) . على سبيل المثال ، لدى Schneider حلاً جيدًا يستند إلى KNX ، حيث يمكنك بناء الإضاءة والستائر الدوارة والتحكم في التهوية ، ولكن دمج أي شيء آخر غير العناصر القياسية في النظام أمر مستحيل تقريبًا ، بالإضافة إلى أنه يمكنك نسيان واجهة الويب والتحكم في google والأتمتة النصية بشكل عام لا حاجة للكلام. من ناحية أخرى ، هناك حلول كافية في السوق تكون لاسلكية وأصدقاء مع Google والتطبيقات جاهزة لها ، لكن لديها الكثير من الفروق الدقيقة التي تدفع مثل هذه الحلول إلى الخلفية. على سبيل المثال ، تعقيد التحكم في الإضاءة المتزامنة من المحولات التقليدية ومن التطبيق ، غالباً ما يكون من المستحيل على الإطلاق ، أو إذا كان من الممكن تطبيق مفاتيح المرور ، ولكن أود أن يكون لدي منزل يعمل فيه كل شيء بدون منزل ذكي في حالة تعطله. بالإضافة إلى ذلك ، لم أكن أريد حقًا أن أزن المنزل بكتلة من الصناديق المنفصلة ، ما زلت لا أفهم لماذا لا يجب وضع مستشعر الحركة وأول أكسيد الكربون ودرجة الحرارة في حالة واحدة ، حتى لو كان ذلك سيكلف أكثر ، لكنني لن أضطر إلى تعليق السقف بالكامل باستخدام بعض الأجهزة ، وحتى تغيير البطاريات فيها كل سنتين.
بشكل عام ، وبعبارة "مبرمج tyzh" ، بدأت أفكر في الكيفية التي كنت سألتزم بها بمفردي وما هو مطلوب لذلك. بالتفكير في التطبيقات المختلفة للنظام ، أصبح من الواضح أنه قبل أن تفعل شيئًا ما ، عليك التفكير ملياً (يبدو واضحًا ، ولكن لا ، أحيانًا تريد أن تفعل شيئًا في الوقت الحالي) لأن وضع الأسلاك في البوابات وتجصيصه ، لا توجد طريقة للعودة .
بعد أن شكلت قائمة أمنيات ، حصلت على الأنظمة الفرعية التالية:
- إضاءة المنزل
- الستائر
- السيطرة رفرف التهوية
- مجسات الحركة ، الضوء ، أول أكسيد الكربون وأجهزة استشعار درجة الحرارة في الغرف
- سقي التلقائي
- مجسات الحركة على الموقع
- قوة احتياطية
في البداية ، كنت أرغب في تجميع كل شيء معًا على الأجهزة التي تم شراؤها وتجميعها بطريقة أو بأخرى في نظام واحد ، بدا أن هذا هو الخيار الأفضل للوقت / المال وموثوقية النظام. قفزت الأفكار من نظام فرعي إلى آخر ، ولكن لم تتم صياغة أي حل متسق لأي من النظم الفرعية ، مرت أشهر ، ولكن لم يتم تشكيل أي حل ، بالإضافة إلى أن البناء نفسه كان مشتتًا ، وحتى الشتاء بدأ (وهذا هو وقت الجبال والتزلج على الجليد ، وهذا بدون وقت جميع التنازلات ، ثم كان لا يزال كذلك). اضطررت إلى الحد من هروب التفكير وإجبار نفسي على العمل بنظام فرعي واحد تلو الآخر ، بدأ كل شيء بالإضاءة.
دعونا نلقي نظرة سريعة على كل منهما.
الإضاءة. من خلال الإدخال ، كان يجب أن يعمل الضوء في وقت واحد من المفاتيح ومن نظام التحكم (المشار إليها فيما يلي باسم ACS) ، بالإضافة إلى أنه يجب أن تكون هناك القدرة على عمل مفاتيح تمرير. لهذا الغرض ، يجب أن تعرف البنادق ذاتية الدفع على الأقل ما إذا كان ممكّنًا الآن أم لا. كان هناك العديد من الأفكار حول كيفية تنفيذ ذلك ، لكنني استقرت على هذا المخطط - مفتاح الضغط على زر - تتابع النبض (Elko MR-41) - إخراج منفصل - مدخل منفصل. الإخراج المنفصل متوازي مع مفتاح الضغط على زر ، واتصال التتابع NO هو لمبة ضوء ، واتصال NC هو لإدخال رقمي للحالة.
من كل هذا ، تبع ذلك إلى كل نقطة إنارة ، والتي يجب التحكم فيها من كل من المفتاح والمدافع ذاتية الدفع ، يجب أن ينتقل السلك الخاص به من الدرع ، على غرار المفاتيح. لقد ساعد مخطط الأسلاك الموجود في كراسة الرسم حقًا في فهم حجم الكارثة ، فهناك الكثير من الأسلاك ، لكن هذا لا ينبغي أن يخيف الشخص الذي قرر اتخاذ قرار بشأن المنزل الذكي. أوصي بألا تكون كسولًا ولا زلت تفعل هذا المخطط ، وليس بالضرورة في رسم تخطيطي ، في المستقبل سيوفر لك هذا العمل كثيرًا من الوقت ويساعد حتى بعد سنوات عندما تحتاج إلى تعليق صورة وستتساءل عما إذا كان هناك سلك هناك أم لا.
روليتا . الفرق من الضوء هو أن الحمل في هذه الحالة ليس المصباح الكهربائي بل هو محرك كهربائي ، مع كل ما يتضمنه. كما هو الحال مع الإضاءة ، أردت التحكم من مفتاح ميكانيكي وكذلك من نظام تحكم. لذلك ، تحولت الدائرة على النحو التالي: خرج منفصل - قواطع وبالتوازي مع مفتاح ضغط على زر لكل اتجاه الدوران.
التهوية . كل شيء بسيط ، لقد أعطيته إلى SPG ، ولم يوفر أي عنصر تحكم آخر ، لم أكن أرغب أبدًا في فتح / إغلاق قنوات التهوية وليس من التطبيق. وبالتالي فإن الدائرة - وهما مخرجات منفصلة - محرك Belimo LM24-T بسيط مع موقع ebay مقابل 25 دولارًا دون ملاحظات.
هذا ما يشبه المشغل المثبت على لوح التهوية:
مجسات الحركة ،
مجسات الضوء ، CO ودرجة الحرارة في الغرف. يحتوي السوق الآن على مجموعة من هذه الأجهزة ، ولكن كل شيء بواجهة خاصة وتوصيلها بالنظام الذي نمت فيه محليًا أمر صعب للغاية ، والمشكلة المذكورة أعلاه هي أنهم يحاولون بيع كل جهاز استشعار كجهاز منفصل في حالته الخاصة. آخر شيء أود رؤيته هو تشتيت أجهزة مختلفة على السقف ، ولكن كيف تعتقد أن جميعها بحاجة إلى تغيير البطاريات وأصبح الأمر مخيفًا. أيضًا ، هناك دائمًا احتمال أن تقوم الشركة المصنعة بإغلاق واجهة برمجة التطبيقات المفتوحة لأجهزتها وإجبارك على استخدام التطبيق الخاص بك فقط كما وردت Google مؤخرًا من العش وسوف ينهار النظام بالكامل. لذلك ، قمت بتصنيع جهازي على AVR ، واصفة إياه بأنه "علامة استشعار" وتعبئته بكل ما أحتاج إليه: مستشعر للحركة مع ضبط الحساسية الرقمية ، الضوء ، درجة الحرارة ، مجسات أول أكسيد الكربون ، الإضاءة الخلفية المتحكم بها ، ESP8266 ، RS485 مع عزل كلفاني ، مصدر طاقة 24V . لقد اتضح هنا أنه جهاز من هذا القبيل ، ولكنه في الواقع يحتاج إلى تكريس مقالة منفصلة وعدم التركيز عليها فعليًا في هذا المقال.
سقي التلقائي. يبدو أن هذا معقد ، يجب أن يكون هناك أبسط جهاز من نوع الإخراج المنفصل - ملف لولبي 24V. ولكن كما اتضح فيما بعد ، فإن جميع صمامات الري هي 24V لكن AC. لذلك اضطررت إلى صنع وحدة منفصلة مع محول 24V ووحدة ترحيل ، والتي يعمل 24V DC على 24V DC.
مجسات الحركة على الموقع. بالنسبة لمستشعرات الأمان ، تكون المخرجات عبارة عن جهة اتصال NO و NC ، لذلك كل شيء بسيط ، مدخلات منفصلة وكل شيء ، ولكن لا تنسى أن يكون المنتهي (خيار الصواعق مناسب لألواح التصحيح).
احتياطي الطعام. في البداية ، لم يكن هذا مخططًا له ، لكن مع مرور الوقت أصبح من الواضح أن فقدان الكهرباء خارج المدينة لم يكن حالة طوارئ ، بل كان ظاهرة عادية تمامًا. وعلى الرغم من ذلك ، أعتقد أنه يجب تصميم نظام المنزل الذكي بحيث يمكن تشغيله / إيقاف تشغيله في أي وقت دون عواقب محزنة عليها وللمنزل ، لم أرفض طاقة النسخ الاحتياطي. بعد أن قررت أن لدي بالفعل مستشعرات 24V ، ومحركات 24V ، سأفعل كل مصدر طاقة ACS 24V. اتضح مجموعة جيدة من بئر إمدادات الطاقة ، يعني جيدا من الصعود والبطاريات ، وأنها تعمل ، فحصها.
بعد تشكيل حل الجهاز ، بدا كما لو أنه في نظام كامل ، كان من الممكن المضي في أعمال تركيب وحدة الطاقة: وضع الأسلاك الكهربائية ، وتوصيل الأسلاك الكهربائية ، وتوصيل الجهد المنخفض. لقد تحولت إلى العديد من الأسلاك بشكل مخيف ، ولكن من نهاية الأسبوع إلى نهاية الأسبوع أصبحت أكثر جمالا وأكثر جمالا ، نتيجة لذلك ، بعد شهر عمل كل شيء وعملت. كانت المكافأة هي الفرصة لإنشاء لوحة تحكم مؤقتة للستائر الخفيفة والأسطوانة للبناة.
كانت الخطوة التالية هي التخطيط للوحة القيادة باستخدام وحدات التحكم.طوبولوجيا النظام:
وحدات DI / DO. كان من الضروري تقدير طوبولوجيا النظام ، أي الوحدات النمطية التي تم تضمينها فيه ، والتي تتحكم في ما يعمل. هناك العديد من الخيارات للتنفيذ ، وكلها ستكون صحيحة إذا كانت تعمل. في المستقبل ، سأقول أنني استقرت على نظام من وحدات DI / DO التي تم شراؤها ، والتي تتحكم في وحدة التحكم في Beaglebone الأسود وخادم الويب على Raspberry Pi. بعد ذلك ، تحتاج إلى حساب جميع المدخلات / المخرجات المنفصلة وأنواعها. لأن لم تكن هناك رغبة في تطوير وحدات DI / DO ، لقد نظرت إلى السوق الجاهزة بالفعل بسعر معقول. توقفت عند وحدات Aries ، من حيث المبدأ ، غطت جميع احتياجاتي الإدارية:
- MV110-8DF ، كوحدة إدخال منفصلة لإشارات 220V.
- 110-16 ، للتحكم في الإضاءة ، الستائر الدوارة ، صمامات التهوية والري.
- MV110-16DN كوحدة إدخال منفصلة للإشارات من أجهزة استشعار حركة الشارع.
ترتبط هذه الوحدات بالنظام عبر واجهة RS485 ModBus ، من حيث المبدأ ، معيار الصناعة ، لذلك لا ينبغي أن تكون هناك أي صعوبات في تنفيذه (يمكنك كتابة دعم الأوامر الرئيسية بنفسك أو الحصول على مكتبة جاهزة).
المراقب المالي. للتواصل مع الوحدات النمطية "sensorortag" الموجودة في كل غرفة والوحدات النمطية Aries في لوحة القيادة ، كنت بحاجة إلى وحدة تحكم يمكنها استجوابهم عبر واجهة RS485 ولدي شبكة Ethernet للتواصل مع الخادم. لقد فكرت في خيار استخدام لوحة Wiren ، لكن لديهم عدد قليل من منافذ RS485 وأردت القيام بوحدة التحكم بنفسي. يريد جهاز التحكم تكريس مقالة منفصلة ، لذلك يمكننا أن نذكر أنه مصنوع على Beaglebone باللون الأسود وله 3 منافذ RS-485 معزولة كلفانيًا وقوة 24 فولت.
تم تصميم نظام وحدة التحكم Beaglebone السوداء على أساس Buildroot وتم جلبه إلى حالة تشغيل الإنشاء - حيث نحصل على الصورة النهائية لبطاقة SD. يتكون برنامج Beaglebone الأسود من: جوهر الاتصالات وبوابة MQTT وخادم Mosquitto. استقصاء الاتصالات الأساسية منافذ RS-485 ، تشكيل جدول داخلي من نقاط منفصلة و التناظرية. تقوم بوابة MQTT بتحويل نقاط التحكم إلى قيم موضوعات MQTT وتمريرها إلى خادم Mosquitto.
كل شيء متاح على هذا الرابط .
لوحة التحكم ومحاكاة الإشارة (الإضاءة ، الستائر والتهوية):
برنامج التوت بي هو مساعد المنزل. لقد سررت بهذا النظام ، فهو بسيط للغاية ، ويدعم الكثير من الأجهزة الجاهزة ويسمح لك بكتابة ملحقاتك في بيثون بمرونة كبيرة. على سبيل المثال ، في غضون أسبوعين قمت بكتابة مكونات MQTT الإضافية الخاصة بالإضاءة ، والستائر الدوارة ، وأجهزة الإنذار وأنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار (الإضاءة ، وأول أكسيد الكربون ، والحركة ، ودرجة الحرارة) وعدة أنواع من الأتمتة ، كل شيء مرن للغاية والأهم من ذلك مع وجود عتبة منخفضة لدخول النظام. يدعم Home Assistant أيضًا التكامل مع Google Home و Alexa. يمكنك تعذيب نفسك قليلاً وتهيئته بنفسك ، أو إجراء اشتراك مدفوع في خدمتهم (5 دولارات شهريًا) ثم تستغرق عملية مزامنة Home Assistant و Google Home نقرتين. على سبيل المكافأة ، نحصل على التحكم الصوتي ، بينما باللغة الإنجليزية ، ولكن نعد بدعم اللغة الروسية. يبدو شيء مثل هذا:
أردت في هذه المقالة تقديم نظرة عامة على النظام ومثال على تنفيذ معين ، ولا أدعي صحة القرارات التي اخترتها. قد يقول شخص ما أن هذا هو toumach للمنزل ، ولكن قد يستفيد شخص ما. بشكل عام ، لا تخف من أن تكون مثيرة ، فقط قم ببناء كل شيء جيدًا وابدأ. جميع الأفكار لا تأتي على الفور ، فهي تظهر في عملية التنفيذ ، لذلك سيكون عليك التغيير ، وأكثر من مرة. بعد ذلك ، أخطط للكتابة عن تطوير علامة التحكم ووحدة الاستشعار الخاصة بي ، والتي تعد بمثابة مبرمج أكثر إثارة للاهتمام من كل ما تم وصفه هنا.