Artikel saya akan bermanfaat bagi mereka yang hanya memikirkan sistem semacam ini, akan membantu mereka memutuskan apakah akan melakukannya sendiri, dan terutama berfokus pada penggemar pertanian kolektif. Awalnya, saya menulis "otomatisasi" dan bukan rumah pintar, karena pada tahap ini tidak ada fungsi pintar dalam sistem kontrol saya, sekarang tugasnya adalah mengumpulkan data dan mengelola perangkat. Semuanya harus berubah di masa mendatang ketika algoritma muncul yang akan membuat rumah pintar. Dari sudut pandang saya, jika Anda bisa menyalakan lampu dari telepon pintar, ini tidak membuat rumah Anda pintar. Menjadi pintar ketika Anda memiliki skrip yang ditulis yang membantu Anda, membuatnya lebih mudah untuk mengontrol rumah Anda, dan membuat hal-hal rutin tidak terlihat oleh Anda. Misalnya, nyalakan lampu di teras ketika tingkat iluminasi di bawah ambang batas, dan matikan pada dua malam, jangan nyalakan jika hari ini mereka menjanjikan curah hujan dengan probabilitas lebih dari 60 persen, jika ada pergerakan di dalam ruangan, lalu nyalakan lampu tangga, dll. Dan hanya dalam hal ini ia menjadi "pintar".
Sedikit lirik. Saya selalu ingin memiliki rumah di negara ini, untuk waktu yang lama diputuskan, karena konstruksi tidak hanya biaya keuangan yang besar, tetapi juga biaya besar waktu pribadi Anda, yang dapat dikhususkan untuk hobi favorit Anda, keluarga. Untungnya, salah satu yang saya miliki hanyalah pengembangan dari semua jenis perangkat yang tidak perlu. Di tempat lain, pada tahap awal, saya memutuskan sendiri bahwa ini bisa menarik dan, memilih situs, saya mulai membuat rencana. Pertama, tentu saja, saya harus mencurahkan banyak waktu untuk masalah yang berkaitan dengan konstruksi itu sendiri, seperti proyek, pencarian pembangun dan segala macam masalah lainnya. Tapi kemudian, ketika kotak itu sudah siap, sudah waktunya untuk berpikir tentang sistem otomasi rumah, inilah yang saya sukai dan apa yang ingin saya lakukan, well, aneh bagi programmer untuk keluar dari sofa untuk mematikan lampu di kamar mandi.
Penelitian dimulai pada apa yang ada di pasaran dan apa yang dapat Anda beli dan pra-tanami sendiri. Ternyata, pasar cukup jenuh dengan banyak solusi, tetapi mereka tidak memilikinya, maka mereka tidak memiliki solusi holistik yang akan memuaskan saya (tidak, tentu saja, ada solusi, tetapi biayanya 20 ton. Saya tidak puas) . Sebagai contoh, Schneider memiliki solusi yang baik berdasarkan pada KNX, di mana Anda dapat membangun pencahayaan, roller blinds dan kontrol ventilasi, tetapi mengintegrasikan apa pun selain elemen standar ke dalam sistem hampir tidak mungkin, ditambah Anda dapat melupakan antarmuka web dan kontrol google, dan otomatisasi skrip secara umum tidak perlu bicara. Di sisi lain, ada solusi yang cukup di pasar yang nirkabel dan berteman dengan Google dan aplikasi siap untuk mereka, tetapi mereka memiliki banyak nuansa yang mendorong solusi tersebut ke latar belakang. Sebagai contoh, kompleksitas mengendalikan pencahayaan secara serentak dari sakelar konvensional dan dari aplikasinya, seringkali tidak mungkin sama sekali, atau jika mungkin bermasalah untuk menerapkan sakelar pass-through, tetapi saya ingin memiliki rumah di mana semuanya bekerja tanpa rumah pintar jika terjadi kerusakan. Selain itu, saya tidak benar-benar ingin menimbang rumah dengan banyak kotak yang terpisah, saya masih tidak mengerti mengapa gerakan, karbon monoksida dan sensor suhu tidak boleh ditempatkan di satu gedung, meskipun biayanya lebih mahal, tetapi saya tidak akan harus menggantung seluruh langit-langit dengan beberapa jenis perangkat , dan bahkan mengganti baterai di dalamnya setiap dua tahun.
Secara umum, dengan kata-kata, "programmer tyzh", saya mulai berpikir bagaimana saya akan mengambil ini sendiri dan apa yang diperlukan untuk ini. Berpikir melalui berbagai aplikasi sistem, menjadi jelas bahwa sebelum Anda melakukan sesuatu, Anda harus berpikir keras (kelihatannya jelas, tetapi tidak, kadang-kadang Anda ingin melakukan sesuatu sekarang) karena meletakkan kabel di gerbang dan menempelkannya, tidak ada jalan kembali .
Setelah membentuk daftar keinginan, saya mendapatkan subsistem berikut:
- penerangan rumah
- roleta
- kontrol flap ventilasi
- sensor gerak, cahaya, CO dan sensor suhu di kamar
- penyiraman otomatis
- sensor gerak di situs
- daya cadangan
Awalnya, saya ingin menyatukan semuanya pada perangkat yang dibeli dan entah bagaimana menyatukannya menjadi satu sistem, ini tampaknya menjadi pilihan terbaik untuk waktu / keuangan dan keandalan sistem. Pikiran melonjak dari satu subsistem ke subsistem yang lain, tetapi tidak ada solusi koheren yang diformulasikan untuk setiap subsistem, berbulan-bulan berlalu, tetapi tidak ada solusi yang terbentuk, ditambah konstruksi itu sendiri yang mengganggu, dan bahkan musim dingin dimulai (dan ini adalah masa pegunungan dan papan luncur salju, dan ini tanpa semua kompromi, maka itu masih begitu). Saya harus membatasi penerbangan pemikiran dan memaksa diri saya untuk bekerja satu subsistem demi satu, semuanya dimulai dengan pencahayaan.
Mari kita lihat masing-masing.
Pencahayaan Dari input itu adalah bahwa lampu harus bekerja secara bersamaan dari sakelar dan dari sistem kontrol (selanjutnya ACS), ditambah harusnya ada kemampuan untuk membuat sakelar pass-through. Untuk ini, senjata self-propelled setidaknya harus tahu apakah itu diaktifkan sekarang atau tidak. Ada beberapa ide bagaimana menerapkannya, tetapi saya memilih diagram ini - saklar tombol - relay pulsa (Elko MR-41) - output diskrit - input diskrit. Keluaran diskrit paralel dengan sakelar tombol tekan, kontak relay NO untuk bola lampu, kontak NC untuk input digital untuk status.
Dari semua ini diikuti bahwa untuk setiap titik pencahayaan, yang harus dikontrol baik dari saklar dan senjata self-propelled, harus ada kabel sendiri dari perisai, mirip dengan switch. Diagram pengkabelan dalam buku sketsa benar-benar membantu memahami skala bencana, ada banyak kabel, tetapi ini seharusnya tidak menakuti orang yang memutuskan rumah pintar. Saya sarankan untuk tidak malas dan masih melakukan skema ini, tidak harus dalam sketsa, di masa depan pekerjaan ini akan menghemat banyak waktu dan membantu bahkan setelah bertahun-tahun ketika Anda perlu menggantung gambar dan Anda akan bertanya-tanya apakah ada kawat di sana atau tidak.
Roleta . Perbedaan dari cahaya adalah bahwa beban dalam hal ini bukan bola lampu tetapi motor listrik, dengan semua yang tersirat. Seperti halnya dengan pencahayaan, saya ingin memiliki kontrol dari sakelar mekanis maupun dari sistem kontrol. Oleh karena itu, rangkaiannya berubah sebagai berikut: keluaran diskrit - kontaktor dan secara paralel sakelar tombol tekan untuk setiap arah rotasi.
Ventilasi . Semuanya sederhana, saya memberikannya ke SPG, dan tidak memberikan kontrol lain, saya hampir tidak pernah ingin membuka / menutup saluran ventilasi bukan dari aplikasi. Jadi sirkuit - dua keluaran terpisah - drive Belimo LM24-T sederhana dengan ebay seharga $ 25 tanpa umpan balik.
Beginilah bentuk aktuator yang dipasang pada flap ventilasi:
Sensor gerak ,
sensor cahaya, CO, dan suhu di kamar. Pasar sekarang memiliki poros perangkat seperti itu, tetapi semuanya dengan antarmuka berpemilik dan menghubungkannya ke sistem buatan lokal Anda cukup sulit, dan masalah yang disebutkan di atas adalah bahwa mereka mencoba menjual masing-masing sensor sebagai perangkat terpisah dalam kasusnya sendiri. Hal terakhir yang ingin saya lihat adalah hamburan perangkat yang berbeda di langit-langit, tetapi bagaimana menurut Anda semua dari mereka perlu mengganti baterai dan itu menakutkan untuk menjadi. Selain itu, selalu ada kemungkinan bahwa pabrikan akan menutup api terbuka pada perangkat mereka dan memaksa Anda untuk hanya menggunakan aplikasi Anda karena baru-baru ini Google menerima dari sarang dan seluruh sistem Anda akan hancur berkeping-keping. Oleh karena itu, saya membuat perangkat saya pada AVR, menyebutnya sebagai "sensor tag" dan mengemasnya dengan semua yang saya butuhkan: sensor gerak dengan penyesuaian sensitivitas digital, cahaya, suhu, sensor karbon monoksida, lampu latar yang dikontrol, ESP8266, RS485 dengan isolasi galvanik, catu daya 24V . Ternyata di sini adalah perangkat seperti itu, tetapi pada kenyataannya perlu mencurahkan artikel terpisah dan tidak benar-benar fokus pada yang satu ini.
Penyiraman otomatis. Tampaknya ini rumit, harus ada perangkat paling sederhana dari tipe keluaran diskrit - solenoida 24V. Tapi ternyata, semua katup irigasi 24V tapi AC. Jadi saya harus membuat unit terpisah dengan transformator 24V dan unit relay, yang 24V DC aktif pada 24V DC.
Sensor gerak di situs. Untuk sensor keamanan, outputnya adalah kontak NO dan NC, jadi semuanya sederhana, input terpisah dan semuanya, tetapi jangan lupa tentang arester (opsi arester cocok untuk panel tambalan).
Cadangan makanan. Awalnya, ini tidak direncanakan, tetapi seiring waktu menjadi jelas bahwa kehilangan listrik di luar kota bukan keadaan darurat, tetapi fenomena yang cukup biasa. Dan meskipun, saya percaya bahwa sistem rumah pintar harus dirancang sehingga dapat dinyalakan / dimatikan kapan saja tanpa konsekuensi yang menyedihkan baginya dan rumah, saya tidak menolak daya cadangan. Setelah memutuskan bahwa karena saya sudah memiliki sensor sensor 24V, drive 24V, saya akan melakukan semua catu daya ACS 24V. Ternyata banyak sumur baik dari catu daya, baik sumur dan baterai, itu bekerja, diperiksa.
Setelah solusi perangkat keras terbentuk, tampaknya seolah-olah dalam sistem yang lengkap dimungkinkan untuk melanjutkan ke pekerjaan instalasi unit daya: memasang kabel daya, kabel perisai daya dan kabel tegangan rendah. Ternyata banyak kabel menakutkan, tetapi dari akhir pekan ke akhir pekan itu menjadi lebih indah dan lebih indah, sebagai hasilnya, setelah sebulan semuanya bekerja dan bekerja. Bonus adalah kesempatan untuk membuat panel kontrol sementara untuk lampu dan roller blind untuk pembangun.
Langkah selanjutnya adalah merencanakan dasbor dengan modul kontrol.Topologi sistem:
Modul DI / DO. Itu perlu untuk memperkirakan topologi sistem, modul mana yang termasuk di dalamnya, di mana pengendali bekerja. Ada banyak opsi untuk implementasi, dan semuanya akan benar jika berfungsi. Ke depan, saya akan mengatakan bahwa saya memilih sistem modul DI / DO yang dibeli, yang mengontrol pengontrol di Beaglebone black dan server web di Raspberry Pi. Selanjutnya, Anda perlu menghitung semua input / output diskrit dan tipenya. Karena tidak ada keinginan untuk mengembangkan modul DI / DO, saya hanya melihat pasar sudah siap dengan harga yang wajar. Saya berhenti di modul Aries, pada prinsipnya, mereka memenuhi semua kebutuhan manajemen saya:
- MV110-8DF, sebagai modul input diskrit untuk sinyal 220V.
- 110-16, untuk mengontrol pencahayaan, roller blinds, ventilasi dan katup irigasi.
- MV110-16DN sebagai modul input diskrit untuk sinyal dari sensor gerak jalan.
Modul-modul ini terhubung ke sistem melalui antarmuka ModBus RS485, pada prinsipnya, standar industri, sehingga tidak boleh ada kesulitan dengan implementasinya (Anda dapat menulis dukungan untuk perintah utama sendiri atau mengambil perpustakaan yang sudah jadi).
Pengendali Untuk berkomunikasi dengan modul "sensorortag" yang terletak di setiap kamar dan modul Aries di dasbor, saya membutuhkan pengontrol yang dapat menginterogasinya melalui antarmuka RS485 dan meminta Ethernet untuk berkomunikasi dengan server. Saya mempertimbangkan opsi untuk menggunakan Papan Wiren, tetapi mereka memiliki beberapa port RS485 dan saya ingin melakukan pengontrol sendiri. Pengontrol ingin mencurahkan artikel terpisah, jadi di sini kita dapat menyebutkan bahwa itu dibuat pada Beaglebone black dan memiliki 3 port RS-485 yang diisolasi secara galvanis dan daya 24V.
Sistem untuk kontroler hitam Beaglebone dibangun berdasarkan Buildroot dan dibawa ke keadaan menjalankan build - kami mendapatkan gambar yang sudah jadi untuk kartu SD. Perangkat lunak Beaglebone black terdiri dari: inti komunikasi, gateway MQTT dan server Mosquitto. Inti komunikasi mensurvei port RS-485, membentuk tabel internal titik diskrit dan analog. Gerbang MQTT mengubah titik-titik pengontrol ke nilai-nilai topik MQTT dan meneruskannya ke server Mosquitto.
Semuanya tersedia di tautan ini .
Panel kontrol dan simulator sinyal (pencahayaan, tirai dan ventilasi):
Perangkat lunak Raspberry Pi adalah Asisten Rumah. Saya senang dengan sistem ini, sangat sederhana, mendukung banyak perangkat yang siap pakai dan memungkinkan Anda untuk menulis plugin dengan python dengan sangat fleksibel. Sebagai contoh, dalam beberapa minggu saya menulis plugin MQTT saya sendiri untuk penerangan, roller blinds, alarm dan berbagai jenis sensor (pencahayaan, CO, pergerakan, suhu) dan beberapa jenis otomatisasi, semuanya sangat fleksibel dan yang paling penting dengan ambang batas rendah untuk memasuki sistem. Home Assistant juga mendukung integrasi dengan Google Home dan Alexa. Anda dapat menyiksa diri sendiri sedikit dan mengkonfigurasinya sendiri, atau membuat langganan berbayar untuk layanan mereka ($ 5 per bulan) dan kemudian proses sinkronisasi Home Assistant dan Google Home membutuhkan dua klik. Sebagai bonus, kami mendapatkan kontrol suara, sementara dalam bahasa Inggris, tetapi berjanji untuk mendukung Rusia saja. Itu terlihat seperti ini:
Dalam artikel ini saya ingin memberikan gambaran umum tentang sistem dan contoh implementasi spesifik, dan saya tidak berpura-pura dengan kebenaran keputusan yang saya pilih. Seseorang mungkin mengatakan bahwa ini adalah toachach untuk rumah, tetapi seseorang mungkin mendapat manfaat. Secara umum, jangan takut itu mengasyikkan, cukup susun semuanya dengan baik dan mulailah. Semua ide tidak datang dengan segera, mereka muncul dalam proses implementasi, jadi Anda harus berubah, dan lebih dari sekali. Selanjutnya, saya berencana untuk menulis tentang pengembangan tag controller dan sensor saya, yang sebagai programmer lebih menarik daripada semua yang dijelaskan di sini.