Maison intelligente: une nouvelle dimension de confort et la recherche de l'excellence. Deuxième partie

Dans la première partie, j'ai parlé de la transition de simples systèmes de surveillance à une maison intelligente elle-même. À ce stade, une compréhension de l'énorme potentiel d'amélioration du confort est venue et les capacités de la technologie sélectionnée ont enthousiasmé le développement et l'intégration de nouveaux composants.



Considérez plus en détail l'aspect de "l'excitation". Après les étapes franchies, la maison intelligente est devenue difficile à arrêter dans le développement. Après les appareils WiFi USR IOT, le tour du microcontrôleur ESP8266, adoré par DIY-chic, est arrivé. J'ai utilisé les versions ESP8266-12 avec les ports LoLin v3 NodeMCU et Wemos D1 mini USB. Commencez par mettre en surbrillance l'image qui a déjà été mentionnée ci-dessus. Les esquisses pour ESP8266 sont développées de manière pratique dans l'IDE Arduino après avoir connecté le plug-in approprié. Vous y trouverez de nombreux exemples qui rendent le développement très simple même sans préparation. Par conséquent, au fait, lister les spreads n'a pas beaucoup de sens.

Sur la photo, LoLin v3 NodeMCU avec ESP8266-12. Connecteur - micro USB.
Il est seulement important de convenir d'un protocole pour interagir avec openHAB. Je n'ai pas utilisé MQTT, mais j'ai fait l'intégration directement, car cela est plus cohérent avec le modèle de gestion centralisée sélectionné. Sur le contrôleur avec ESP8266, le serveur le plus simple se lève, qui reçoit la demande, l’analyse et exécute la commande extraite. La demande est envoyée à openHAB ("manuellement" ou en conséquence de la règle) à l'aide de l'utilitaire curl. Le contrôleur envoie la confirmation de la réception de la commande, la valeur des paramètres mesurés, l'état des appareils exécutifs connectés via le réseau local à openHAB via son API REST. Au total, au moment de la rédaction, selon des schémas similaires dans une maison intelligente, 4 contrôleurs basés sur ESP8266 et un sur Arduino avec un module Ethernet connecté sont intégrés. Permettez-moi de vous rappeler que tout cela est fait non seulement pour pouvoir allumer ou éteindre quelque chose à partir de votre smartphone, mais, tout d'abord, pour que les appareils s'allument automatiquement lorsque les conditions le permettent.

Sur la photo, un interrupteur Legrand conventionnel, automatisé avec le Wemos D1 Mini. Tous les composants tiennent dans une boîte standard pour une installation extérieure. En même temps, il mesure la température / humidité (capteur ci-dessous) et l'éclairage (pour l'avenir).

Par exemple, l'éclairage d'une image n'est activé qu'une fois par jour lorsque la maison est désarmée et lorsque le niveau d'éclairage est inférieur à un certain niveau et lorsque l'heure est proche de l'heure du coucher du soleil. De plus, certains appareils, par exemple les réverbères, n'ont pas du tout d'interrupteurs physiques et sont principalement utilisés en mode automatique.

Tous ceux qui sont allés à l'Ob ou à Leroy Merlin doivent avoir vu des ensembles de prises télécommandées ou même des ensembles de démarrage avec le grand nom de «maison intelligente». La plupart combinent une communication 433 MHz et cette communication est à sens unique. C'est-à-dire en envoyant une commande, il est impossible de savoir si elle est reçue par l'actionneur ou non. Compense cet inconvénient à faible coût. Par exemple, vous pouvez acheter des prises contrôlées et un coupe-batterie plat pour 1300 et 1400 roubles. De tels schémas sont pratiques à utiliser pour l'éclairage avec un fil séparé, pour se déplacer ou apparaître au fur et à mesure que l'idée de conception se développe. Mes appliques sont devenues de tels éléments, refaites d'un chandelier antique et d'un petit lampadaire. Les deux dans la chambre. Et l'interrupteur est idéalement situé sur la table de chevet. Pourquoi une si longue introduction? Cela n'a aucun sens d'abandonner les appareils qui rendent la vie plus confortable et plus complète, simplement parce qu'ils ne sont pas pris en charge par le système de maison intelligente installé. Il est facile de se lancer dans cette situation en misant sur un seul fournisseur ou une seule technologie.

Sur la photo, un ensemble de prises contrôlées et un interrupteur Brenin. 433 MHz.

Mais nous avons une maison intelligente indépendante de la technologie! Par conséquent, nous recherchons audacieusement un dispositif concentrateur pour tous les composants 433 MHz. Ces hubs sont, par exemple, Broadlink . Cependant, leur inconvénient majeur est le contrôle indirect, le hub doit être connecté au cloud. Comme vous vous en souvenez de l'article précédent, je pense que cette approche est fausse, bien que simple et pratique. En conséquence, la recherche se termine par la décision de créer un hub simplifié sur l'Arduino. En tant que périphérique, nous connectons un récepteur et un émetteur à 433 MHz à l'Arduino. Ensuite, à l'aide d'un croquis spécial, nous écoutons le code envoyé par l'émetteur dans le commutateur Brenin et apprenons à le transmettre nous-mêmes. Tous les croquis sont entièrement basés sur des exemples de bibliothèques et ne posent pas de problèmes. De plus, le code du signal de commande peut être représenté comme une constante dans openHAB et, si vous le souhaitez, augmenter le nombre d'actionneurs.

Hub maison pour appareils 433MHz. Au fil du temps, la détection de mouvement et le contrôle de la lumière dans la chaufferie y ont été ajoutés. Et le contrôle de la climatisation (LED IR sur le couvercle). De plus, pour augmenter la stabilité, l'échange de données avec openHAB a été transféré du nRF24L01 + vers une carte Ethernet ENC82J60, un fil LAN est visible.

Que s'est-il passé? Il s'est avéré que l'éclairage contrôlé par le kit sans fil dans la pièce. De plus, il est devenu possible de contrôler cet éclairage depuis une maison intelligente. Comme vous vous en souvenez, le problème avec de tels systèmes est le manque de rétroaction. Il est partiellement résolu dans ce cas en raison du fait que les commandes transmises au disjoncteur 433 MHz peuvent être interceptées par le concentrateur développé et envoyées à l'openHAB dans lequel la règle fonctionne et modifie l'état du disjoncteur dans l'interface. C'est-à-dire Le résultat a été un système de pseudo-rétroaction. C'est mieux que rien. Et bien sûr, il est clair que cette approche ne convient pas à la gestion des appareils critiques. Ce n'est pas fiable et dangereux en termes d'interception.


Un élément de design qui est apparu au fil du temps, une applique. Contrôlé par une prise et un interrupteur Brenin

Encore plus. Je voulais faire de beaux interrupteurs au deuxième étage. Et bien sûr, contrôlé à distance. Le choix s'est porté sur les interrupteurs tactiles Livolo . Ils sont également à 433 MHz et, surtout, peuvent se connecter «sans zéro». Cela est vrai si le zéro et la phase ne sont pas connectés à la prise et que l'interrupteur est en circuit ouvert de l'alimentation du lustre. Bien que ce ne soit pas mon cas, de telles conditions d'entrée méritent d'être prises en considération. En conséquence, de beaux commutateurs sont apparus dans la maison, connectés à la maison intelligente à l'aide d'un concentrateur développé précédemment.


Ensemble de deux interrupteurs tactiles et une télécommande Livolo.

Cependant, il existe deux «mais». Le premier. Les disjoncteurs Livolo sont vraiment dépourvus de rétroaction, ils ne transmettent rien. C'est-à-dire si vous les allumez à l'ancienne avec votre doigt, la maison intelligente ne verra pas le changement d'état. Bien sûr, cela n'est pas un obstacle pour le bricoleur, mais j'ai décidé de ne pas clôturer le jardin de capteurs d'inclusion supplémentaires et de ne pas intégrer d'autres appareils Livolo similaires. Le deuxième. Il n'a pas été possible de déchiffrer les signaux de commande de la télécommande Livolo, achetée complète avec interrupteurs, avec une bibliothèque standard; j'ai dû chercher des bibliothèques développées par des passionnés spécifiquement pour les interrupteurs Livolo.

Je veux terminer la conversation sur l'intégration de nouveaux composants exactement là où nous avons commencé dans l'article précédent: avec Z-Wave. Peu importe le prix des appareils Z-Wave, leur gamme s'élargit progressivement et il existe des actionneurs qui n'ont pas de sens par eux-mêmes ou qui, pour une raison quelconque, n'ont pas de technologies concurrentes. L'exemple le plus frappant est les têtes thermostatiques contrôlées pour les radiateurs de chauffage. Sans fil Un autre exemple est les relais et gradateurs compacts dans les boîtiers de prises pour transformer les interrupteurs existants en interrupteurs intelligents sans changer la conception. De plus, avec un retour d'information avec un contrôle mécanique préservé, la maison intelligente pourra voir l'état des interrupteurs.
Sur la photo, la tête thermostatique Z-Wave Grundfos sur le radiateur dans le couloir.

Comment fonctionne l'intégration? OpenHAB a une liaison correspondante pour connecter une clé USB Z-Wave. De plus, openHAB est livré avec une application HABmin spéciale pour configurer le réseau des appareils Z-Wave. Alors, connectez la clé USB Z-Wave.Me , définissez la liaison Z-Wave, exécutez HABmin, ajoutez des périphériques au réseau. Ensuite, nous configurons les éléments correspondants selon la documentation pour la liaison, écrivons les règles pour les commutateurs, les têtes thermiques, les multi-capteurs et le tour est joué. Il semble que tout soit simple. Cependant, cela ne s'est produit que partiellement. Le problème est que HABmin ne fonctionne qu'avec des périphériques enregistrés dans une base de données ouverte . Si vous avez acheté un nouvel appareil ou une modification d'un ancien qui ne figure pas dans la base de données, vous ne pourrez pas configurer un tel appareil. Vous pouvez faire une demande d'extraction dans cette base de données, cependant, j'ai considéré que cette approche était fondamentalement erronée, car les appareils Z-Wave ont une fonction d'auto-découverte. C'est l'une des raisons de la haute compatibilité des appareils et contrôleurs de différents fabricants de Z-Wave. En conséquence, j'ai dû acheter une licence pour le contrôleur logiciel Z-Wave, le serveur Z-Way , que j'ai installé sur le même serveur / nettop que openHAB. Il est utilisé uniquement lorsque vous devez ajouter / supprimer un appareil au réseau Z-Wave et / ou le configurer. Le reste du temps, le contrôleur logiciel est éteint.

Sur la photo - interrupteurs Legrand ordinaires. Automatisé à l'aide de micromodules Z-Wave dans les rosettes. Celui du bas est devenu un gradateur.

En conséquence, j'ai obtenu des têtes thermiques sur des radiateurs, un gradateur et des interrupteurs dans la prise, des prises contrôlées qui mesurent la tension et la puissance, et même un multi-capteur (mouvement, température, éclairage). Il est à noter que je n'ai pas mis en place d'associations au niveau Z-Wave, car j'ai toujours un modèle de contrôle centralisé. Autrement dit, malgré la possibilité de contrôle direct de périphérique-périphérique, tous sont contrôlés de manière centralisée depuis openHAB à l'aide de règles. Eh bien, ou en plus mécaniquement, comme c'est le cas avec les interrupteurs dans la prise.

Que s'est-il passé en termes de maison intelligente:

1. Contrôle automatisé de la lumière.
2. Contrôlé par les escaliers du deuxième étage. Selon l'état de protection, soit un ensemble de règles alarmantes est déclenché, soit la lumière du rez-de-chaussée est allumée pour faciliter la descente des escaliers la nuit. Puisqu'un multi-capteur est utilisé, la température de l'air est également mesurée.
3. Contrôle automatisé de plusieurs radiateurs de chauffage. Lors de l'armement, ils passent à la basse température définie dans les paramètres pour économiser l'énergie en raison d'une distribution plus rationnelle de la chaleur. De plus, le contrôle de la température nocturne dans la chambre a été fait - il diminue automatiquement de 1 degré pour un sommeil confortable. Et bien sûr, la température peut être réglée à partir d'une maison intelligente.
4. Contrôle automatisé du sèche-serviettes. Désormais, il n'est plus nécessaire de l'activer / le désactiver manuellement. De plus, il peut être activé à distance, avant l'arrivée.

Il y a encore une chose. Jusqu'à présent, nous avons parlé de l'intégration de composants physiques avec une maison intelligente. Cependant, openHAB permet l'intégration avec les systèmes logiciels. Par exemple, avec des DVR logiciels ou des caméras IP. Il ne s'agit pas seulement d'afficher des images dans l'interface openHAB, ce qui a bien sûr été fait, mais aussi de réagir aux événements. Par exemple, si l'enregistreur ou la caméra est configuré pour détecter un mouvement, cet événement peut être envoyé à openHAB et utilisé dans la gestion. Dans la règle ci-dessus d'allumer la lumière la nuit lors de la descente des escaliers, la caméra utilise la détection de mouvement au premier étage (afin de ne pas s'allumer lorsque je monte les escaliers). Autre exemple: en mode sécurité, vous pouvez prendre des photos de l'intrus et envoyer la photo par courrier, et la violation peut être détectée avec un capteur de mouvement PIR conventionnel, ce qui est beaucoup plus efficace que la détection de mouvement avec un appareil photo ou un DVR. De plus, le capteur PIR peut être connecté à une maison intelligente en utilisant une technologie arbitraire.


L'intégration avec le centre multimédia Kodi a également été effectuée , pour cela il existe une liaison spéciale. Lorsque vous démarrez la vidéo, la lumière s'éteint dans le salon, lorsqu'elle s'arrête, elle s'allume. Également fait, au cas où, le contrôle d'une maison intelligente par Kodi lui-même. Son utilisation est moins pratique que la télécommande Kore classique, mais il est possible de lancer Kodi à partir de l'interface de la maison intelligente, ce que Kore ne sait pas comment faire.


Page d'interface avec commande Kodi et bouton de démarrage. Ci-dessus montre l'état du lecteur, le nom de la chanson, le temps restant et la durée.

Anticipant les questions sur l'utilisation du protocole MQTT, je rappelle qu'avec un modèle de gestion centralisée, des liens intermédiaires entre le serveur et les périphériques sont possibles, mais, bien sûr, réduisent la fiabilité. Par conséquent, jusqu'à présent, tous les liens d'intégration ont été directs, sans intermédiaires. Cependant, si nous parlons d'une éventuelle transition future ou transition partielle vers une gestion décentralisée, potentiellement plus extensible et plus tolérante aux pannes, le choix de MQTT est standard. Il s'agit d'un transport courant pour les pairs d'un réseau local.

Contrôleur multifonctionnel basé sur le Raspberry Pi 3B. Un capteur de température et d'humidité, un capteur de mouvement, une caméra, une prise contrôlée, un interrupteur devenu capteur sont visibles.

OpenHAB, bien sûr, a une liaison pour MQTT. Mosquitto lui-même est choisi comme serveur MQTT lui-même. Mais sur quoi l'installer est une question. Si vous poursuivez explicitement ou explicitement l'objectif de décentralisation de la gestion, alors mettre Mosquitto sur un nettop, qui est déjà devenu un point de défaillance unique, est faux. Et ici, la logique suivante a fonctionné. La seule salle non automatisée est un garage. Il y a quelque chose à faire: détecter les mouvements, allumer la lumière à l'intérieur et à l'extérieur de la maison, ouvrir et surveiller l'état des portes de garage, effectuer une vidéosurveillance, contrôler la prise pour l'équipement de jardin. Et même quelque chose d'autre qui ne peut être fait que sur un système d'exploitation à part entière et qui concerne la sécurité des informations. En conséquence, le choix revient au Raspberry Pi. Il a des broches pour connecter des périphériques DIY standard et Linux à part entière avec un grand nombre d'applications portées. Et le caméscope peut y être connecté et diffuser le flux sur le réseau. Et, plus important encore, les ressources du système, contrairement à Arduino, vous permettent de créer une logique métier de presque toute complexité raisonnable, en vous débarrassant de openHAB. Et tout cela peut être programmé dans des langages de programmation familiers.

En conséquence, toutes les tâches ci-dessus ont été résolues, plus un serveur MQTT est apparu sur le réseau, à travers lequel l'interaction avec openHAB est organisée et qui sera utilisée à l'avenir lorsque de nouveaux appareils à commande décentralisée apparaîtront.


Que s'est-il finalement passé, si vous décrivez en termes de modèle les caractéristiques de l'ensemble du système au moment de la rédaction?

Résumé:

• Nombre de capteurs de température: 25.
• Nombre de points de contrôle de la lumière: 37, y compris les commutateurs tandem, le gradateur et les points sans commutateurs mécaniques.
• En plus de la lumière, une pompe de puits, une pompe de recirculation d'eau chaude sanitaire, des robinets sur les branches de chauffage, une chaudière, une chaudière, des portes automatiques, des radiateurs de chauffage, etc. sont contrôlés. Humidité mesurée, tension, courant, éclairage, qualité de l'air, etc.

Technologies utilisées:

• Logiciel central: openHAB avec liaisons, Xeoma, serveur Z-Way, TTS, serveur Mosquitto, Kodi, applications C / C ++ séparées. OS - Ubuntu.
• Contrôleurs locaux: Arduino + nRF24L01 +, Arduino + ENC82J60, ESP8266-12, Raspberry Pi 3 B, logiciel écrit en C ++.
• Appareils prêts à l'emploi: appareils WiFi USR IOT, Z-Wave (relais, prises, gradateur, capteur, têtes thermiques) de différents fabricants, 433 MHz (commutateurs avec télécommande Livolo, prises et commutateur Brenin), passerelle TCP-Modbus Schneider Electric, capteurs de mouvement, ouverture et autres

Au lieu d'une conclusion. Nous n'avons pas encore pris en compte de nombreux aspects, par exemple la commande vocale, la synthèse vocale, la commande infrarouge de la climatisation, etc. Tout cela est fait et fonctionne. Le but de cet article était de montrer le cheminement de la pensée, de partager l'expérience dans le choix des solutions, de montrer les avantages des normes et technologies ouvertes à travers une description de la facilité d'intégration. Tout ce qui a été fait pourrait être fait différemment, mieux ou moins bien, plus cher ou moins cher, plus fonctionnel ou plus fiable. Vous vous habituez rapidement aux bonnes choses et après un certain temps, posez des questions aux membres de la famille comme: «Tu ne peux pas faire ça depuis ton smartphone?» ou "pourquoi ce parterre de fleurs doit-il être arrosé manuellement?" forcé d'avancer, à la perfection inaccessible.

Et je crois aussi aux possibilités illimitées de l'Internet des objets. Tout ce qui a été fait entre dans cette catégorie, mais ce n'est qu'une petite partie. Si, après avoir lu cet article, le nombre d'amateurs d'IoT augmente un peu, je considérerai que ma tâche est entièrement terminée.