Système de maison intelligente à faire soi-même

Il y a quelques semaines, dans notre chat, ce message est apparu:

Et un peu plus tard - c'est:

L'auteur des messages est Zhenya, programmeur, chef du département de formation et ingénieur électronique. À l'âge de 5 ans, il a remarqué que si vous retirez un moteur d'un magnétophone, y connectez une ampoule et commencez à l'allumer, l'ampoule s'allume. À six - que si le moteur inverse la polarité de la connexion, il tournera dans l'autre sens. À 18 ans, il entre à la mesure des technologies innovantes à l'École polytechnique. Et à 24 ans, il est venu travailler à Sibiriks.

En effet, l'objectif de l'ensemble de l'entreprise n'est pas la Smart House et la station météo en tant que telles. Le but est de se gratter les mains (car ça démange) et de les empêcher de s'oxyder (à cause de l'alliage d'or). Donc, tous ceux qui se demandent pourquoi passer du temps alors que vous pouvez simplement acheter de tels appareils - allez au forest-DNCom. Et pour ceux qui s'intéressent au sujet de l'électronique de bricolage (ou de l'électronique de bricolage, ce qui n'est pas non plus honteux), vous pouvez faire défiler plus loin.

Il me semble que toute personne devrait avoir une sorte de passe-temps, en plus du travail. Faites quelque chose de vos propres mains. C'est une bonne décharge émotionnelle (l'essentiel n'est pas de devenir une routine - au travail, même aussi varié et intéressant que la programmation), la routine est presque inévitable, et oui, pour votre passe-temps). La chose la plus intéressante est la symbiose, lorsque votre passe-temps devient utile et en demande pour les entreprises.

- Vladimir Zavertylov, directeur du studio Sibiriks

Arduino

Zhenya a réalisé la première version de la Smart Home il y a deux ans et demi sur Arduino.

Arduino est une petite carte avec un microcontrôleur, une mémoire et des contacts, à laquelle vous pouvez connecter des ampoules, des moteurs, des capteurs et en général tout ce qui fonctionne à partir de l'électricité. Vous écrivez un programme C ++, le chargez dans la mémoire du microcontrôleur Arduino et il contrôle tous les appareils connectés. C'est ainsi que sont créés des gadgets sympas - un système d'arrosage pour un chalet d'été, par exemple, ou un robot qui vous apporte des pantoufles.

Le premier thème qu'Eugène a fait sur Arduino est un jouet. Deux capteurs, deux participants. Chacun tient une main sur son capteur. Lorsque le jouet décapage, vous devez retirer brusquement votre main. Le jouet mesure le temps de réaction jusqu'à 100 secondes et indique qui est le champion. Piraté avec sa femme. Idéalement - celui qui perd fait la vaisselle).

Quand tout est devenu clair avec Arduino, Eugene a décidé, bien sûr, de faire une Smart House (un ingénieur en électronique). J'ai connecté un système de sécurité (capteur de mouvement et capteur d'ouverture de porte) et un thermomètre (capteur de température et d'humidité DHT11) à Arduino et je n'ai pas été satisfait. La communication entre tous les appareils se faisait via un canal radio 433 MHz et s'est avérée instable. Zhenya a eu du mal avec les signaux radio du mois 2, puis a décidé de ne pas se battre, mais de refaire le serveur domestique intelligent sur le Raspberry Pi.

Raspberry pi

Le Raspberry Pi est déjà un ordinateur à part entière. Oui, une seule carte. Oui, la taille d'une carte de crédit. Oui, sa puissance est bien inférieure à celle des gros ordinateurs modernes. Mais il peut exécuter le système d'exploitation Linux. Cela signifie que vous pouvez passer du C ++ aux langages supérieurs - script java, php. Et ce sont les langues natives de Zhenya. Mais le plus important, le Raspberry Pi vous permet de vous éloigner des 433 signaux radio et d'accéder à tous les wi-fi bien connus et appréciés, qui fonctionnent de manière stable.

La conception

Habituellement, vous êtes soit un ingénieur en électronique ou un concepteur. Eugene, comme nous nous en souvenons, a décidé cela dès l'âge de 5 ans, il y avait donc des problèmes avec la conception. Mais pas pour longtemps. Parce que bientôt il est allé voir le PDG de Sibiriks et a demandé de l'aide. Un mois plus tard, l'interface de Smart Home était déjà dessinée par notre designer.

Le système

Zhenya a écrit le système en 4 mois. A travaillé environ 2,5 heures par jour. Une heure et demie avant le travail (je me suis levé tôt, car le soir j'avais un fils, des tâches ménagères, jouer à Civilization avec ma femme) et une heure pendant le déjeuner au travail.

L'idée était que le système évolue à l'infini. Il est maintenant un gars simple et il n'a besoin que de fonctionnalités de base dans une maison intelligente (station météo, système de sécurité, vidéosurveillance). Mais si demain il est fatigué d'appuyer sur les boutons et les interrupteurs et qu'il veut que l'éclairage le suive, que le poêle s'allume en coton et que les stores automatiques des fenêtres se ferment au soleil, il devrait pouvoir fixer toutes ces fonctionnalités.

Par conséquent, le système est organisé de cette manière: vous créez un dossier dans la maison intelligente avec un module, décrivez son fonctionnement et il est facilement intégré au système. Il y a maintenant 9 modules. Il existe des modules physiques (ceux qui ont un périphérique physique) et des modules logiques (ceux qui sont nécessaires au fonctionnement du système).

Fonctionnel

Station météo

Pour la station météo, Zhenya a pris 4 paramètres principaux qui permettent de savoir si vous mourrez ou non (température, humidité, pression atmosphérique, concentration de dioxyde de carbone dans l'air). La création d’une station météorologique a été parrainée par le directeur général du studio à condition que Zhenya en fasse une autre dans le studio (déjà fait). Chez nous, il est connecté via Wi-Fi non pas à la Smart Home, mais au Zabbix, un système de surveillance de serveur qui surveille divers paramètres, de la température des disques durs à la charge sur le réseau, et affiche tout cela sous la forme de beaux graphiques. Maintenant, il y a aussi un graphique de la température dans le bureau.

Nous avions prévu de connecter un capteur de CO2 à notre Zabbix, de le transmettre à un plasma et de surveiller l'atmosphère. Les toutes premières expériences ont montré que les fabricants de vis de montage montaient le flux vers nous comme ça. À l'aide d'un endoscope électronique, nous avons découvert que l'afflux a traversé une petite fissure dans le revêtement du bâtiment (il est relativement nouveau). Maudissant des mots obscènes, nous avons ajusté la tour et remonté tout humainement. Maintenant, le matin, le capteur montre du CO2 dans la région de 500, pour le dîner, il monte à 800, ce qui, en général, est normal.

- Vladimir Zavertylov, directeur du studio Sibiriks

Vidéosurveillance

Quand ils ont installé des caméras de vidéosurveillance sur la maison de Zhenin, qui peuvent être surveillées via l'application téléphonique, il s'est avéré qu'elles étaient faites sur un service très populaire - un macroscope, et elles ont un accès API. Zhenya a connecté des caméras de surveillance à sa maison intelligente. C'est drôle qu'ils fonctionnent mieux dans la Smart House que dans l'application. L'application est stupide. Et dans la Smart Home, les caméras s'ouvrent.

La sécurité

La dernière personne à quitter la maison appuie sur le bouton et les bras du système. Lorsque quelqu'un arrive, le détecteur de mouvement le comprend. Le système commence à choisir, comme désactiver la sécurité ou je crie en ce moment. Pour désactiver la sécurité, vous devez attacher votre clé électronique, le système la reconnaîtra et se calmera.

Les événements

Tous les événements enregistrés par le système sont affichés ici.

Le système

Ici, vous pouvez voir les paramètres du système: graphique de température du processeur, adresse IP, charge du processeur, batterie.

Scénarios

Il contient la réaction du système à un événement. Les réactions sont définies à partir d'un ordinateur.

Logement

L'affaire est cette chose qui a été développée 5 heures et imprimée 28 heures. Il a été imprimé sur une vieille imprimante 3D domestique. Pour référence - si l'impression dure environ 4 heures, cela prend déjà beaucoup de temps. Et ici - 28. Il a fallu 16 heures au fond de l'affaire. Au sommet - 6. C'est une fête pour toute la journée - vous lancez une imprimante 3D et elle imprime, vous ne pouvez pas l'interrompre. Si la lumière, par exemple, s'éteint à 98% de l'impression, il vous suffit de jeter le plastique pendant 15 heures. Heureusement, cela ne s'est pas produit. Une autre chose s'est produite: en raison d'un défaut de conception (parois trop fines dans le trou figuré pour le haut-parleur), le couvercle a dû être réimprimé. Autrement dit, l'impression totale a pris environ 28 heures. Presque toute la bobine en plastique a disparu.

Une voix

Synthèse vocale

Le système peut parler et comprendre ce que vous lui dites. Appuyez sur un bouton, dites une phrase et il la convertit en texte . Convertir la voix en texte est une tâche extrêmement difficile. Google sait comment le faire, mais pour l'argent. Et la première règle d'un projet de bricolage est sans frais mensuels. Il s'est avéré que les dernières versions de Chrome ont un outil de reconnaissance vocale intégré. La seule mise en garde est que la connexion doit être https ou localhost. Une maison intelligente est exactement un tel système: le client et le serveur sont sur la même machine, il était donc possible de se connecter via localhost.

Réponse de l'équipe

Le deuxième service est appelé dialogflow. L'astuce est que vous définissez le modèle de phrase, par exemple: "Quel temps fera-t-il demain?" et vous indiquez que le mot demain est une variable de type date. Et maintenant, vous pouvez poser n'importe quelle question: "Quel temps fait-il comme le 20 septembre?", "Quel temps fait-il après-demain?", "Quel temps fait-il en 3 jours?" et le système comprend qu'il s'agit du type de données - date, le convertit en date du programme et y réagit. Tout ce sujet est sur les réseaux de neurones, et il est entraînable. Si vous avez dit: "À quoi ressemblera le temps aujourd'hui?" et le système n'a pas compris, il dit "je n'ai pas compris", et vous allez au serveur et vous lui apprenez directement avec vos mains que cette phrase signifie "à quoi ressemble la météo?", et elle s'en souvient. La formation au réseau de neurones se fait par accès: lors de l'inscription au service, des clés d'accès pour les API sont émises, l'accès au compte personnel de l'agent, vous pouvez former cet agent et vous pouvez donner à quelqu'un le droit de l'utiliser.

Il y a un autre sujet intéressant dans dialogflow - les microdialogs. Vous posez une question, par exemple, "Comment ça va?" et posez les schémas de réponses: «Jusqu'à ce que j'accouche», «Tout est en chocolat, même l'étalage», «Nous faisons des affaires, et le procureur a des choses à faire», «Oh, c'est tout» - et le système choisira au hasard une réponse parmi ces options à chaque fois à cette question.

Il s'avère que le service envoie le déclencheur lui-même à la maison intelligente, qui doit être exécuté et une phrase possible pour la réponse, la Chambre intercepte cette phrase, puis la tâche est l'inverse: tts, c'est-à-dire la synthèse vocale.

Synthèse vocale

Yandex est bon dans ce domaine. Là, vous pouvez choisir non seulement la voix (plusieurs options pour les voix féminines et masculines), mais aussi l'ambiance (drôle, triste, en colère, neutre). Yandex a une API très simple et shareware (avec une limite d'environ 10 mille conversions par jour).

Ainsi, un cycle s'est avéré: vous prononcez une phrase, le système la comprend, prononce quelque chose en réponse et effectue une action. Ainsi, par exemple, le réglage de l'alarme par la voix fonctionne. Vous dites: "Réglez l'alarme mardi à 7 heures". Et mardi à 7 heures, la Smart House vous réveillera.

SMS

C'est bien si la Smart House peut vous avertir d'un incendie ou ouvrir une porte lorsque vous n'êtes pas chez vous, non? Il existe un tel module - appelé sim800L. Il s'agit d'un modem gps, qui est un téléphone à part entière. Il sait comment passer des appels, répondre à des appels, envoyer / recevoir des sms, accéder à Internet à l'aide de gprs, déterminer l'emplacement à l'aide de tours de téléphonie mobile, etc. L'idée était la suivante: commander ce module, insérer une carte SIM dans la maison intelligente, installer certains tarifs pour qu'il n'y ait aucun frais d'abonnement, déposez 500 roubles là-bas et jusqu'à ce qu'ils soient dépensés (1 rouble par SMS), et c'est, au moins pendant un an, oubliez tout cela.

Mais il s'est avéré qu'au sommet ce châle au moment de rechercher des réseaux consomme 2 ampères de courant. La Smart House possède un module d'alimentation, le cordon y pénètre, il y a une batterie et la batterie quitte l'alimentation du système. Une batterie peut fournir un maximum de 3 ampères de sortie. Autrement dit, 3 ampères de consommation constante par l'ensemble du système est le bord. Et, si vous ajoutez ce module gsm à la framboise, il sera réduit. Elle n'a pas assez de courant et elle sort juste. La seule solution au problème est de faire du module d'envoi de SMS une boîte séparée. Ensuite, vous pouvez fournir une alimentation ininterrompue pendant 2 ampères. Et connectez-vous simplement via Wi-Fi à Smart Home. C'est-à-dire que la Smart Home dit au module: «Envoyer un tel message texte», et le module envoie. Maintenant, Zhenya doit acheter quelques morceaux de fer et le module sera prêt.

Un peu de paroles à la fin

Les ingénieurs en électronique sont des gens qui semblent fascinés par un nombre à trois chiffres sur l'écran et qui disent:
- Regardez comme c'est cool!
Vous regardez le même nombre et dites avec incertitude:
- Cool, oui ...
"Que voyez-vous?" - ils vous testent.
Vous essayez:
- 328?
Et bien sûr, vous ne comprenez pas. Parce que ce n'est pas seulement 328. C'est un affichage dynamique impressionnant.