Rumah pintar: dimensi baru kenyamanan dan pengejaran keunggulan. Bagian dua

Pada bagian pertama, saya berbicara tentang transisi dari hanya sistem pemantauan ke rumah pintar itu sendiri. Pada tahap itu, pemahaman tentang potensi luar biasa untuk meningkatkan kenyamanan datang, dan kemampuan teknologi yang dipilih menumpuk kegembiraan dalam pengembangan dan integrasi komponen baru.



Pertimbangkan aspek "kegembiraan" secara lebih rinci. Setelah langkah-langkah diambil, rumah pintar menjadi sulit untuk berhenti dalam pengembangan. Setelah perangkat USR IOT WiFi, giliran mikrokontroler ESP8266 yang dicintai oleh DIY-chic. Saya menggunakan ESP8266-12 build dengan LoLin v3 NodeMCU dan Wemos D1 mini USB port. Dimulai dengan menyorot gambar yang sudah disebutkan di atas. Sketsa untuk ESP8266 mudah dikembangkan di Arduino IDE setelah menghubungkan plug-in yang sesuai. Di sana Anda dapat menemukan banyak contoh yang membuat pengembangan sangat sederhana bahkan tanpa persiapan. Oleh karena itu, omong-omong, daftar spread tidak masuk akal.

Dalam foto adalah LoLin v3 NodeMCU dengan ESP8266-12. Konektor - micro USB.
Penting untuk menyetujui protokol untuk berinteraksi dengan openHAB. Saya tidak menggunakan MQTT, tetapi melakukan integrasi secara langsung, karena ini lebih konsisten dengan model manajemen terpusat yang dipilih. Pada controller dengan ESP8266, server yang paling sederhana muncul, yang menerima permintaan, mem-parsingnya, dan mengeksekusi perintah yang diekstrak. Permintaan dikirim ke openHAB (baik "secara manual" atau sebagai akibat dari aturan) menggunakan utilitas curl. Pengontrol mengirimkan konfirmasi penerimaan perintah, nilai parameter yang diukur, status perangkat eksekutif yang terhubung melalui jaringan lokal kembali ke openHAB melalui REST API-nya. Secara total, pada saat penulisan, sesuai dengan skema serupa di rumah pintar, 4 pengendali berbasis ESP8266 dan satu di Arduino dengan modul Ethernet yang terhubung terintegrasi. Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa semua ini dilakukan tidak hanya untuk dapat menghidupkan atau mematikan sesuatu dari ponsel cerdas Anda, tetapi, pertama-tama, agar perangkat menyala secara otomatis ketika kondisi untuk ini terjadi.

Digambarkan adalah saklar Legrand konvensional, otomatis dengan Wemos D1 Mini. Semua komponen masuk dalam kotak standar untuk pemasangan di luar ruangan. Pada saat yang sama, ini mengukur suhu / kelembaban (sensor di bawah) dan iluminasi (untuk masa depan).

Misalnya, penerangan gambar dihidupkan hanya sekali sehari ketika rumah dilucuti dan ketika tingkat cahaya di bawah tingkat tertentu dan ketika waktu dekat dengan waktu matahari terbenam. Selain itu, beberapa perangkat, misalnya, lampu jalan tidak memiliki sakelar fisik sama sekali dan digunakan terutama dalam mode otomatis.

Setiap orang yang pernah ke Ob atau Leroy Merlin pasti pernah melihat set outlet yang dikendalikan dari jarak jauh atau bahkan set starter dengan nama besar "rumah pintar". Sebagian besar dari mereka menggabungkan komunikasi 433 MHz dan komunikasi ini bersifat satu arah. Yaitu mengirim perintah tidak mungkin untuk mengetahui apakah itu diterima oleh aktuator atau tidak. Kompensasi untuk kelemahan ini adalah biaya rendah. Misalnya, Anda dapat membeli soket yang dapat dikendalikan dan sakelar baterai rata untuknya dengan harga 1300 dan 1400 rubel. Skema seperti itu nyaman digunakan untuk penerangan dengan kabel terpisah, untuk bergerak atau muncul ketika ide desain berkembang. Sconce saya menjadi elemen seperti itu, dibuat ulang dari kandil antik dan lampu lantai kecil. Keduanya di kamar tidur. Dan saklar terletak di meja samping tempat tidur. Mengapa pengantar yang begitu panjang? Tidak masuk akal untuk meninggalkan perangkat yang membuat hidup lebih nyaman dan lebih penuh, hanya karena mereka tidak didukung oleh sistem rumah pintar yang diinstal. Sangat mudah untuk masuk ke dalam situasi ini dengan bertaruh pada satu pemasok atau satu teknologi.

Dalam foto itu, satu set soket yang dikontrol dan sakelar Brenin. 433MHz.

Tapi kami punya rumah pintar teknologi agnostik! Karena itu, kami dengan berani mencari perangkat hub untuk semua komponen 433 MHz. Hub tersebut adalah, Broadlink , misalnya. Namun, kelemahan signifikannya adalah kontrol tidak langsung, hub harus terhubung ke cloud. Seperti yang Anda ingat dari artikel sebelumnya, saya pikir pendekatan ini salah, walaupun sederhana dan nyaman. Akibatnya, pencarian berakhir dengan keputusan untuk membuat hub yang disederhanakan di Arduino. Sebagai perangkat, kami menghubungkan penerima dan pemancar 433MHz ke Arduino. Selanjutnya, menggunakan sketsa khusus, kami mendengarkan kode yang dikirim oleh pemancar di saklar Brenin dan belajar untuk mengirimkannya sendiri. Semua sketsa sepenuhnya didasarkan pada contoh perpustakaan dan tidak menyebabkan kesulitan. Selain itu, kode sinyal kontrol dapat direpresentasikan sebagai konstanta di openHAB dan, jika diinginkan, perluas jumlah aktuator.

Hub buatan sendiri untuk perangkat 433MHz. Seiring waktu, deteksi gerak dan kontrol cahaya di ruang ketel ditambahkan ke dalamnya. Dan kontrol pendingin udara (IR-LED di sampul). Selain itu, untuk meningkatkan stabilitas, pertukaran data dengan openHAB ditransfer dari nRF24L01 + ke papan Ethernet ENC82J60, kabel LAN terlihat.

Apa yang terjadi Ternyata pencahayaan dikendalikan oleh kit nirkabel di dalam ruangan. Selain itu, menjadi mungkin untuk mengontrol pencahayaan ini dari rumah pintar. Seingat Anda, masalah dengan sistem semacam itu adalah kurangnya umpan balik. Sebagian diselesaikan dalam kasus ini karena fakta bahwa perintah yang dikirimkan ke pemutus sirkuit 433MHz dapat dicegat oleh hub yang dikembangkan dan dikirim ke openHAB di mana aturan tersebut bekerja dan mengubah keadaan pemutus sirkuit di antarmuka. Yaitu Hasilnya adalah sistem umpan balik semu. Ini lebih baik daripada tidak sama sekali. Dan tentu saja, jelas bahwa pendekatan ini tidak cocok untuk mengelola perangkat kritis. Itu tidak dapat diandalkan dan tidak aman dalam hal intersepsi.


Elemen desain yang muncul seiring waktu, sebuah tempat lilin. Dikendalikan oleh outlet Brenin dan sakelar

Lebih jauh lagi. Saya ingin membuat saklar yang indah di lantai dua. Dan tentu saja, dikendalikan dari jarak jauh. Pilihan jatuh pada sakelar sentuh Livolo . Mereka juga pada 433 MHz dan, yang penting, dapat terhubung "tanpa nol". Ini benar jika nol dan fase penuh tidak terhubung ke soket, dan sakelar berada di sirkuit terbuka catu daya kandil. Meskipun ini bukan kasus saya, kondisi input seperti itu patut dipertimbangkan. Hasilnya, sakelar cantik muncul di rumah, terhubung ke rumah pintar menggunakan hub yang sebelumnya dikembangkan.


Set dua sakelar sentuh dan remote Livolo.

Namun, ada dua "tetapi". Yang pertama. Pemutus sirkuit Livolo benar-benar tanpa umpan balik, mereka tidak mengirimkan apa pun. Yaitu jika Anda menghidupkannya dengan cara lama dengan jari Anda, rumah pintar tidak akan melihat keadaan berubah. Ini, tentu saja, bukan hambatan bagi do-your-yourselfer, tapi saya memutuskan untuk tidak memagari taman dari sensor inklusi tambahan, dan tidak mengintegrasikan lebih banyak perangkat Livolo yang serupa. Yang kedua. Itu tidak mungkin untuk menguraikan sinyal kontrol dari remote control Livolo, dibeli lengkap dengan switch, dengan perpustakaan standar, saya harus mencari perpustakaan yang dikembangkan oleh para penggemar khusus untuk switch Livolo.

Saya ingin mengakhiri pembicaraan tentang pengintegrasian komponen baru persis dari tempat kita mulai pada artikel sebelumnya: dengan Z-Wave. Tidak peduli seberapa mahal perangkat Z-Wave, jangkauannya berangsur-angsur meluas dan ada aktuator yang tidak masuk akal sendiri atau yang karena alasan tertentu tidak memiliki teknologi yang bersaing. Contoh yang paling mencolok adalah kepala termostatik yang dikontrol untuk radiator pemanas. Nirkabel Contoh lain adalah relai kompak dan dimmer dalam kotak soket untuk mengubah sakelar yang ada menjadi yang pintar tanpa mengubah desain. Selain itu, dengan umpan balik, mis. dengan kontrol mekanis yang awet, rumah pintar akan dapat melihat keadaan sakelar.
Dalam foto Z-Wave kepala termostatik Grundfos pada radiator di lorong.

Bagaimana cara kerja integrasi? OpenHAB memiliki ikatan yang sesuai untuk menghubungkan stik USB Z-Wave. Selain itu, openHAB hadir dengan aplikasi HABmin khusus untuk mengkonfigurasi jaringan perangkat Z-Wave. Jadi, hubungkan USB stick Z-Wave.Me , atur Z-Wave yang mengikat, jalankan HABmin, tambahkan perangkat ke jaringan. Selanjutnya, kita mengkonfigurasi item yang sesuai menurut dokumentasi untuk penjilidan, menulis aturan untuk sakelar, kepala termal, multi-sensor, dan voila. Tampaknya semuanya sederhana. Namun, ini hanya terjadi sebagian. Masalahnya adalah bahwa HABmin hanya berfungsi dengan perangkat yang terdaftar dalam database terbuka . Jika Anda membeli beberapa perangkat baru atau modifikasi yang lama yang tidak ada dalam database, Anda tidak akan dapat mengonfigurasi perangkat tersebut. Anda dapat membuat permintaan tarik ke database ini, namun, saya menganggap pendekatan ini secara fundamental salah, karena perangkat Z-Wave memiliki fungsi penemuan sendiri. Ini adalah salah satu alasan tingginya kompatibilitas perangkat dan pengontrol dari berbagai produsen Z-Wave. Akibatnya, saya harus membeli lisensi untuk pengontrol perangkat lunak Z-Wave, server Z-Way , yang saya instal pada server yang sama / nettop dengan openHAB. Ini digunakan hanya ketika Anda perlu menambah / menghapus perangkat ke jaringan Z-Wave dan / atau mengkonfigurasinya. Sisa waktu, pengendali perangkat lunak dimatikan.

Dalam foto - switch Legrand biasa. Otomatis menggunakan mikrometer mikro Z-Wave di dalam mawar. Yang lebih rendah menjadi redup.

Sebagai hasilnya, saya mendapatkan head termal pada radiator, dimmer dan sakelar di soket, soket yang bisa mengukur voltase dan daya, dan bahkan multi-sensor (pergerakan, suhu, pencahayaan). Perlu dicatat bahwa saya tidak membuat asosiasi di level Z-Wave, karena saya masih memiliki model kontrol terpusat. Artinya, terlepas dari kemungkinan kontrol langsung perangkat-perangkat, semuanya dikendalikan secara terpusat dari openHAB menggunakan aturan. Nah, atau tambahan secara mekanis, seperti halnya dengan sakelar di dalam soket.

Apa yang terjadi dalam hal rumah pintar:

1. Kontrol lampu otomatis.
2. Dikendalikan oleh tangga di lantai dua. Bergantung pada kondisi perlindungan, seperangkat aturan yang mengkhawatirkan dipicu, atau lampu di lantai dasar menyala sehingga mudah untuk turun tangga di malam hari. Karena multi-sensor digunakan, suhu udara juga diukur.
3. Kontrol otomatis beberapa radiator pemanas. Ketika mempersenjatai, mereka beralih ke suhu rendah yang diatur dalam pengaturan untuk menghemat energi karena distribusi panas yang lebih rasional. Selain itu, kontrol suhu malam di kamar telah dilakukan - secara otomatis berkurang 1 derajat untuk tidur yang nyaman. Dan tentu saja, suhunya bisa diatur dari rumah pintar.
4. Kontrol rel handuk otomatis yang dipanaskan. Sekarang tidak perlu dihidupkan / dimatikan secara manual. Selain itu, dapat diaktifkan dari jarak jauh, sebelum kedatangan.

Ada satu hal lagi. Sejauh ini, kita telah berbicara tentang mengintegrasikan komponen fisik dengan rumah pintar. Namun, openHAB memungkinkan integrasi dengan sistem perangkat lunak. Misalnya, dengan perangkat lunak DVR atau kamera IP. Ini bukan hanya tentang menampilkan gambar dalam antarmuka openHAB, yang tentu saja telah dilakukan, tetapi juga tentang reaksi terhadap peristiwa. Misalnya, jika perekam atau kamera dikonfigurasikan untuk mendeteksi gerakan, peristiwa ini dapat dikirim ke openHAB dan digunakan dalam manajemen. Pada aturan di atas menyalakan lampu di malam hari saat menuruni tangga, kamera menggunakan deteksi gerakan di lantai pertama (agar tidak menyala ketika saya menaiki tangga). Contoh lain: dalam mode keamanan, Anda dapat mengambil gambar pengganggu dan mengirim foto melalui surat, dan pelanggaran dapat dideteksi dengan sensor gerak PIR konvensional, yang jauh lebih efektif daripada deteksi gerakan dengan kamera atau DVR. Selain itu, sensor PIR dapat dihubungkan ke rumah pintar menggunakan teknologi sewenang-wenang.


Integrasi dengan pusat media Kodi juga telah dilakukan , untuk ini ada ikatan khusus. Ketika Anda memulai video, lampu mati di ruang tamu, ketika berhenti, itu menyala. Juga dibuat, untuk berjaga-jaga, kontrol dari rumah pintar oleh Kodi sendiri. Menggunakannya kurang nyaman dibandingkan dengan remote control Kore biasa, tetapi dimungkinkan untuk meluncurkan Kodi dari antarmuka rumah pintar, yang tidak diketahui oleh Kore.


Halaman antarmuka dengan kontrol Kodi dan tombol mulai. Di atas menunjukkan status pemain, nama lagu, waktu dan durasi yang tersisa.

Mengantisipasi pertanyaan tentang penggunaan protokol MQTT, saya ingat bahwa dengan model manajemen terpusat, tautan perantara antara server dan perangkat dimungkinkan, tetapi, tentu saja, mengurangi keandalan. Karena itu, sampai sekarang, semua ikatan integrasi bersifat langsung, tanpa perantara. Namun, jika kita berbicara tentang kemungkinan transisi di masa depan atau transisi parsial ke manajemen terdesentralisasi, karena berpotensi lebih dapat diperluas dan lebih toleran terhadap kesalahan, maka pilihan MQTT adalah standar. Ini adalah transportasi umum untuk rekan-rekan di jaringan lokal.

Pengontrol multifungsi berdasarkan Raspberry Pi 3B. Sensor suhu dan kelembaban, sensor gerak, kamera, outlet yang dikendalikan, sakelar yang telah menjadi sensor terlihat.

OpenHAB, tentu saja, memiliki ikatan untuk MQTT. Mosquitto sendiri dipilih sebagai server MQTT itu sendiri. Tapi apa yang menginstalnya adalah pertanyaan. Jika Anda secara eksplisit atau eksplisit mengejar tujuan desentralisasi manajemen, maka menempatkan Mosquitto pada posisi nettop, yang telah menjadi satu titik kegagalan, adalah salah. Dan di sini logika berikut bekerja. Satu-satunya kamar non-otomatis adalah garasi. Ada sesuatu yang harus dilakukan di sana: untuk mendeteksi gerakan, menyalakan lampu di dalam dan di luar rumah, membuka dan memantau status pintu garasi, melakukan pengawasan video, mengontrol outlet untuk peralatan taman. Dan bahkan hal lain yang hanya dapat dilakukan pada sistem operasi yang lengkap dan yang berkaitan dengan keamanan informasi. Akibatnya, pilihan jatuh pada Raspberry Pi. Ini memiliki pin untuk menghubungkan periferal DIY standar dan Linux penuh dengan sejumlah besar aplikasi porting. Dan camcorder dapat dihubungkan ke sana dan menyiarkan aliran ke jaringan. Dan, yang terpenting, sumber daya sistem, tidak seperti Arduino, memungkinkan Anda membangun logika bisnis dari hampir semua kompleksitas yang masuk akal, menyingkirkan openHAB. Dan semua ini dapat diprogram dalam bahasa pemrograman yang dikenal.

Akibatnya, semua tugas di atas telah diselesaikan, ditambah server MQTT telah muncul di jaringan, di mana interaksi dengan openHAB diatur dan yang akan digunakan di masa depan ketika perangkat baru dengan kontrol desentralisasi muncul.


Apa yang terjadi pada akhirnya, jika Anda menggambarkan dalam istilah template karakteristik dari seluruh sistem pada saat penulisan?

Ringkasan:

• Jumlah sensor suhu: 25.
• Jumlah titik kontrol cahaya: 37, termasuk sakelar tandem, sakelar dimmer, dan titik tanpa sakelar mekanis.
• Selain cahaya, pompa sumur, pompa resirkulasi air panas domestik, ketukan pada cabang pemanas, ketel, ketel, gerbang otomatis, radiator pemanas, dll. Dikontrol. Mengukur kelembaban, tegangan, arus, pencahayaan, kualitas udara, dll.

Teknologi yang digunakan:

• Perangkat lunak sentral: openHAB dengan binding, Xeoma, server Z-Way, TTS, server Mosquitto, Kodi, aplikasi C / C ++ yang terpisah. OS - Ubuntu.
• Pengontrol lokal: Arduino + nRF24L01 +, Arduino + ENC82J60, ESP8266-12, Raspberry Pi 3 B, perangkat lunak yang ditulis dalam C ++.
• Perangkat siap pakai: perangkat WiFi USR IOT, Z-Wave (relay, soket, dimmer, sensor, kepala termal) dari berbagai produsen, 433MHz (switch dengan Livolo remote control, soket, dan sakelar Brenin), gateway TCP-Modbus Schneider Electric, sensor gerak, pembukaan dan lainnya

Alih-alih sebuah kesimpulan. Kami belum mempertimbangkan banyak aspek, misalnya, kontrol suara, text-to-speech, kontrol IR AC, dll. Semua ini dilakukan dan bekerja. Tujuan artikel ini adalah untuk menunjukkan alur pemikiran, berbagi pengalaman dalam memilih solusi, menunjukkan keunggulan standar terbuka dan teknologi melalui deskripsi kemudahan integrasi. Segala sesuatu yang dilakukan dapat dilakukan secara berbeda, lebih baik atau lebih buruk, lebih mahal atau lebih murah, lebih fungsional atau lebih dapat diandalkan. Anda terbiasa dengan hal-hal baik dengan cepat dan setelah beberapa waktu, ajukan pertanyaan kepada anggota keluarga seperti: "Tidak bisakah Anda melakukan ini dari ponsel cerdas Anda?" atau "mengapa hamparan bunga ini disiram secara manual?" dipaksa untuk melanjutkan, untuk mencapai kesempurnaan yang tidak dapat dicapai.

Dan saya juga percaya pada kemungkinan Internet yang tidak terbatas. Semua yang telah dilakukan termasuk dalam kategori ini, tetapi ini hanya sebagian kecil. Jika, setelah membaca artikel ini, jumlah penggemar IoT bertambah sedikit, saya akan menganggap tugas saya selesai sepenuhnya.