Vorwort
2019 Jahr. In fast jedem Elektronikgeschäft können Sie eines von Hunderten möglichen Sets von Smart Homes kaufen. Nehmen und konfigurieren Sie mit „2 Klicks“, stellen Sie eine Verbindung zu den Clouds her, empfangen Sie Push-Ereignisse in der Anwendung / SMS und erhalten Sie im Allgemeinen alle erforderlichen Informationen weltweit.Ideal, aber in meinem Fall hat es nicht funktioniert. Einige Entscheidungen, die mir in die Hände fielen, erwiesen sich als begrenzte Anzahl bestimmter Funktionen, die nur einen Teil meiner Fragen abdeckten und außerdem fast unüberwindbare Einschränkungen auferlegten. Und je weniger Einschränkungen, desto mehr müssen Sie in den Themenbereich eintauchen und unabhängig voneinander Lösungen und Architekturen durchdenken. Deshalb - die Kollektivfarm selbst :)
Die Aufgaben
1. Informationen über die Qualität des Stromnetzes erhalten (Überspannungen, vollständige Abschaltung usw.).
2. Führen Sie eine vollständige USV-Überwachung durch. Aber in der Tat, um dieselbe USV zu haben, basierend auf den Konsequenzen von p2.
3. Temperaturinformationen erhalten:
- auf der Straße
- zu Hause
- auf dem Dachboden (wenn der Müll und die Tomaten, die dort hineingeworfen werden, gefrieren)
4. Überwachen Sie den Zustand des Wasserverbrauchs und warnen Sie, wenn der Verbrauch gestiegen ist (plötzlich ein Leck, Sie können nicht alles mit Feuchtigkeitssensoren wiegen).
5. Verstehen Sie, wann jemand zu Hause ist, um das Absperren / Öffnen von Wasser zu automatisieren.
6. Den Gaszähler ablesen und benachrichtigen, wenn die bezahlte Reserve aufgebraucht ist.
+ andere Sensoren aller Art (Luftfeuchtigkeit, Öffnung, Wasserdruck, Druck im Heizkreis usw.).
Das globale Ziel ist eine gemeinsame Oberfläche, über die Sie all dies betrachten können. Erhalten Sie Benachrichtigungen, wenn etwas schief geht.
Und damit es nichts dafür gibt und nicht viel Geld dafür zu geben.
Die Zusammensetzung des Komplexes im Moment
- UPS Energy PN-750 + 100 Ah Batterie
- USB-> RS232 Konverter basierend auf PL2303
- Router Tp-Link tl-wr1043nd +
- 1-Draht-Netzwerkmaster basierend auf einem gekauften USB-Thermometer DS18B20 + PL-2303TA
- 1 Draht 3 Sensoren DS18B20
- 1-Draht-Radioseti DS2423-Wasserzählermodul
Eine virtuelle Maschine mit einem Zabbix-Server außerhalb des Heimnetzwerks.
Phase 1. Vorbereitung der Infrastruktur
Der erste Schritt war die Frage der physischen Reorganisation: Der Router wurde zum Nachttisch in der Nähe der Entlüftungsmine gebracht, wo die USV weiter installiert werden sollte. Die Antenne des Internetanbieters Ubiquiti Nanostation Loco M2 PoE wurde an dieselbe Steckdose wie der Router angeschlossen, um weiterhin mit USV betrieben zu werden.
Ich hatte bereits eine dedizierte Installation von Zabbix auf einem Remote-Server und einige Erfahrungen mit dieser Anwendung. Mit der Theorie der Organisation von Warnmeldungen und sogar dem Dashboard selbst waren keine Probleme zu erwarten.
Der Router wird in OpenWRT Chaos Calmer geflasht. Für das Netzwerk, in dem sich der Zabbix-Server befand, ist ein VPN konfiguriert.
Ich habe die Metriken sofort zu zabbix hinzugefügt, nachdem ich die Elementvorlage für openwrt erhalten hatte. So hatte ich die Möglichkeit, sowohl das System als auch beispielsweise zu überwachen, wie viele und welche MAC-Adressen mit dem Punkt verbunden sind. Was in Zukunft als Entscheidung über die Absperrung des Wassers im Haus hätte dienen sollen.
Schritt 2. USV auswählen
Die Auswahlkriterien waren:
- die Möglichkeit eines Gaskessels (buderus)
- ab 5 Stunden Kesselautonomie + Internetausrüstung
- Vorhandensein einer Überwachungsschnittstelle
- Geräuscharm (Platzierung - Nachttisch in der Küche in der Nähe des Lüftungsschachts)
- aufgrund von Platzierungs- und Preisbeschränkungen - vorzugsweise als Einzelbatterie
Wir werden die Möglichkeit prüfen, die Kriterien der Reihe nach zu erfüllen.
Die Arbeitsfähigkeit des Gaskessels erklärt sich aus der Tatsache, dass der Kessel einen sauberen Sinus benötigt, da sonst der Pumpenmotor summt und sich abnutzt. Darüber können Sie viele Artikel googeln.
Gewöhnliche (Computer-USV) geben keinen solchen Sinus aus und geben eine ungefähre Sinuswelle aus.
Der zweite wichtige Faktor ist das Vorhandensein von "durch neutral". Hier ist alles etwas komplizierter, aber es ist auch einfach zu googeln, sodass ich nicht aufhöre. Ich werde nur eins sagen - ohne Durchgangsneutral hat der Buderus nicht funktioniert oder ist in einen Fehler geraten, weil der Ionisationssensor nicht funktioniert hat und der Kessel einfach keine Flamme gesehen hat.
Als Ersatz für UPS wurde der Fokus auf Online- und leitungsinteraktive USV verlagert.
Ab 5 Stunden Kesselautonomie + Internetausrüstung geben hauptsächlich USV mit einer externen Batterie.
Aufgrund von Standort- und Preisbeschränkungen ist ein Einzelbatteriedesign wünschenswert . Die 100-Ah-Batterie sollte mehr als 8 Stunden halten.
Das Vorhandensein einer Überwachungsschnittstelle , um zumindest zu wissen, wann das System auf die Batterie umgeschaltet hat, um im Winter nach Hause zu gehen und den Generator zu starten. Ich hatte hier keine besonderen Anforderungen (sowie Implementierungserfahrung). Ich suchte nach allem, was mit rs232 oder USB-Schnittstelle kommt.
Das Erfordernis eines
niedrigen Geräuschpegels stellte sich tatsächlich als schwerwiegende Einschränkung heraus und verwarf eine ganze Klasse von Geräten - Online-USV, da alle im konstanten Lüftungsmodus des Transformators arbeiten (der Lüfter schaltet sich nicht aus).
Als ich den Energiespeicher anrief, bekam ich den letzten PN-750 mit rs232 vom Laden. Günstig genug, da das Kit keine Kabel enthielt.
Stufe 3: USV-Einrichtung
Es gibt Probleme beim Anschließen der USV. Ich habe mehrere USB-> RS232-Konverter gekauft, in den Foren gelesen, dass Energie das Standard-Megatec-Protokoll verwendet und Sie zumindest über die Upsilon2000-Software damit arbeiten können. Aber egal wie sehr ich mich abmühte, auf der seriellen Schnittstelle herrschte völlige Stille. Nach einer Woche voller Prüfungen entschied ich mich, die USV zu zerlegen und zu sehen, was da war, und auf die Garantie zu spucken. Das Problem stellte sich als häufig heraus: Die RS232-Karte war nicht mit der USV-Hauptplatine verbunden, und der Stecker war leicht defekt. Ich habe den Stecker ausgetauscht, ihn angeschlossen und siehe da, alles hat abgenommen, obwohl die Firmware den seltsamen Namen UPS - SIN800 herausgab (anscheinend verstehe ich jetzt, warum die Energie in den neuen Modellen durch rs232 reduziert wurde).
Unter OpenWRT gab es eine Standard-P / O für die Arbeit mit UPS: Network-Ups-Tools, die alles enthält, was Sie zum Anzeigen von Metriken in der Konsole benötigen.
root@OpenWrt:/
Und das Interessanteste ist, dass es unter Zabbix eine fertige Vorlage für Nüsse gibt. Vobschem - wir sägen das Shell-Skript aus dem Tempate-Kit in den Zabbix-Agenten und haben ein schönes Bild in Zabbix in der Dynamik. Aufgabe 1 und 2 zu diesem Zeitpunkt waren gelöst (und die Idee, den Gesamtenergieverbrauch zu überwachen, erschien in der Zukunft).
Stufe 4: 1 Draht und Temperatur
Vor einiger Zeit habe ich bei ebay ein USB-Thermometer gekauft (eine kombinierte Konverterplatine und einen Sensor).
OpenWRT erwies sich auch als geeignete Software, das Dienstprogramm digitemp_DS9097. Sie zeigte die Temperatur eines einzelnen gelöteten Sensors an. Nachdem ich gelesen hatte, dass es 1Wire gibt, wurde mir klar, dass Sie versuchen können, nicht auf einen Sensor beschränkt zu sein und einen ganzen Sensorbus zum gekauften USB-Konverter aufzunehmen. Nachdem ich im Laden mehrere DS18B20-Mikroschaltungen und „Fässer“ unter einem verdrillten Paar genommen hatte, baute ich ein Konstrukt, bei dem der Sensor außerhalb des Zylinders entfernt und intern mit 3 Drähten verbunden war.
Ich kenne dieses Design seit vielen Jahren. Wir haben es verwendet, um Messungen in Rechenzentren durchzuführen, aber dann wusste ich immer noch nichts über 1wire. Beim Anschließen der Fässer mit Standard-Patchkabeln und Umschalten dieser Farm auf das „USB-Thermometer“ habe ich die Werte aller 3 Temperatursensoren erhalten.
Es bleibt, sie um die Orte zu werfen. Die Gesamtlänge des Reifens betrug ca. 30 Meter. Das Signal verschwindet nicht. Ein auf der Straße platzierter Lauf ist mit einer Klebepistole gefüllt. Lebte den Winter.
Stufe 5: Wasser
Ich musste den Wasserzähler am Eingang wechseln (es war kein Puls ohne Reedschalter). Dank des Lebens in einem Landhaus wirft die Installation keine Fragen auf. Ich kaufte es im nächsten Sanitärgeschäft und ersetzte es. Im neuen Messgerät tritt alle 10 Liter Wasser ein Impuls auf. Nun müssen diese Impulse als etwas betrachtet werden.
Aus irgendeinem Grund haben sie einen interessanten Mikroschalter für digitale Zähler eingestellt - DS2423. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Jungs aus Wolgograd (Radioseti) ein fertiges Gerät haben, das dank der eingebauten Batterie auch den Wert der Anzahl der Impulse bei einem Stromausfall zählt. Das Gerät selbst wurde jedoch an seine eigene Netzwerkarchitektur angepasst. Von RJ-11-Anschlüssen bis zu einer separaten 12-V-Stromversorgung. In meinem Fall wollte ich mich darauf beschränken, den vorhandenen Bus (5 V) mit Strom zu versorgen. Ich musste die "zusätzliche" Umreifung umgehen und direkt zu den Schlussfolgerungen des DS2423 löten. Dann funktionierte das Gerät, die Registerwerte wurden auf dem Bus sichtbar. Es gibt zwei davon, das Gerät impliziert den gleichzeitigen Anschluss an zwei Wasserzähler - heißes Wasser und heißes Wasser. Ich habe nur einen Wassereingang, daher verwende ich das zweite Register nur für Tests.
Das Endergebnis für die 1-Draht-Topologie:
root@OpenWrt:/etc/zabbix
Da ein neuer Wasserzähler gleichzeitig mit einem digitalen Pulsmesser installiert wurde, können wir übrigens Rückschlüsse auf die Diskrepanz zwischen Messwerten und Rückprall von Kontakten ziehen. Optisch fehlen diese Abweichungen fast (bis zu mehreren hundert Liter bei einem aktuellen Wert von 60.000).
Stufe 6: Alarm
Mit den gesammelten Informationen konnten nützliche Warnungen erstellt werden:
- Außentemperatur in SMS jeden Morgen (+ Sensorbeteiligung am Narodmon-Projekt)
- USV-Batterieübertragungsnachricht
- USV-Batterie schwach
- Niederspannungs- / Hochspannungsnachricht
- eine Nachricht über die Hitze im Nachttisch mit dem Gerät
- Bericht über niedrige Temperaturen auf dem Dachboden (Tomatenrettung)
- Nachricht über die "Alien / New" Mac-Adresse im Netzwerk
- Meldung über hohen Wasserverbrauch (innerhalb einer bestimmten Zeit)
Stufe 7: die Zukunft
Ein digitales Messgerät wurde auf aliexpress mit einem rs232-Ausgang in Form von USB gekauft. Aber während er nicht mit ihm gekämpft hat, reagiert er nicht auf Pakete. Wir werden weiter nachdenken. Ich hoffe zu quetschen.
Ich plane den Kauf eines Kugelhahn-Steuerrelais (das Ventil selbst ist bereits vorhanden) für die Fernsteuerung des Ventils und die mögliche Implementierung einer automatischen Wasserabschaltung in Abwesenheit eines Hauses.
Irgendwie muss der digitale Gallus-Gaszähler in den Stromkreis integriert werden, um über eine laufende Ablagerung zu informieren.
Zum Schluss noch ein paar Grafiken:
