Em nosso mais recente recurso de casa automatizada, Dave McLaughlin nos leva a sua jornada desenvolvendo seu próprio sistema doméstico. Com algumas atualizações de bricolage para o hardware de automação residencial existente e alguma integração inteligente de software, ele construiu um sistema fascinante …
No início
Tendo usado o Homeseer e vários dispositivos com fio e sem fio enquanto estava no Reino Unido, mudei para sem fio quando me mudei para o exterior para a Indonésia em 2005. Enquanto morava em um apartamento alugado, preciso de uma solução que não exigisse cabos que não sejam talvez talvez Ethernet na mesma sala.
Decido sobre um sistema de onda Z, adicionando mais tarde os módulos da lâmpada Wemo também. Para o lado da onda Z, escolhi os módulos de aparelhos HomePro para soquetes e módulos de lâmpadas para everspring para a iluminação. Nenhum desses dois módulos era barato.
Corri com essa configuração até meados de 2016, mas os seguintes problemas levaram a uma mudança. Em primeiro lugar, o Z-Wave era temperamental com 2 unidades no extremo do apartamento da OU, apesar de eu ter um módulo de aparelho no meio do caminho entre ele nunca funcionou de maneira confiável. Eu teria pressionado continuamente o tablet baseado em toque em homenagem para tirar a luz da minha cama. Mais tarde, eu teria 2 unidades que as lâmpadas controladas explodem e falham. Um dos ICs que fazia parte da fonte de alimentação havia aberto.
A próxima dor de cabeça foram os módulos da lâmpada Wemo. A única maneira de fazê -los funcionar foi com o IFTTT nos canais do Homeseer e do WEMO. Enquanto minha conexão com a Internet foi boa, isso funcionou bem, embora um pouco lento às vezes. Não é exatamente um 10 na escala WAF.
No início de 2016, me deparei com um site administrado por Peter Scargill, que costumava administrar uma empresa de design de eletrônicos há muitos anos a partir de Tyneside. Naquela época, usei seus controladores com fio AppCon para automação residencial com base nos microcontroladores de pequenos 8 bits PIC. Eu tinha centenas de metros de 4 cabos de alarme do núcleo em todo o meu apartamento. O sistema era confiável, mas tentar esconder todo esse cabo não caiu bem com meu parceiro na época.
Avançando para 2016 e Peter voltou a fazer automação em casa com os pequenos controladores baseados em ESP8266.
Eles são baseados em um núcleo Cortex M4 com Wi -Fi 802.11 incorporado e vêm com um SDK que permite o desenvolvimento com o Eclipse e uma opção de IDE Arduino.
Como minhas unidades domésticas eram problemáticas, decidi reengine os internos e manter as peças mecânicas. Então, peguei o PCB antigo e fiz todas as medidas para poder fazer minha própria montagem de 2 pcb de 2 pilhas da mesma forma que a antiga. O PCB inferior é a fonte de alimentação e o relé de estado sólido.
Eu escolhi os relés de estado sólido enquanto eles ligam a travessia zero e evito qualquer problema com a redução do CA e causando a fonte de alimentação. Isso funciona sem falha e posso alternar até 8 amperes com esse arranjo. Mais do que suficiente para o uso pretendido desses módulos.
Essas imagens mostram a nova pilha da placa e as placas antigas do módulo e, finalmente, as novas placas instaladas no gabinete HomePro.
Há um LED no tabuleiro para mostrar o status e eu perfurei um pequeno buraco para permitir que isso fosse visto de fora. Ele pisca rapidamente até obter uma conexão WiFi e MQTT. Usando o botão na frente, você pode pressionar e manter isso por cerca de 3-5 segundos logo após a liga e isso ativará uma página de APN e Web que você pode usar para configurar o dispositivo. mais fácil do que tentar fazer isso sobre a conexão serial. Peter e Aiden consideraram tudo com isso.
Agora a iluminação precisava ser classificada. As unidades de Everspring que eu havia comprado do Reino Unido há alguns anos atrás costumavam mostrar uma falha irritante. Ocasionalmente, eles começaram a desligar e depois voltariam a voltar. Foi completamente aleatório. Substituí uma unidade por uma nova e a mesma coisa aconteceu. Então, um dia, vi que a falha liga/desliga estava ocorrendo quando a tensão no apartamento estava caindo abaixo de 209VAC – a Indonésia não é muito boa quando se trata de estabilidade do suprimento da rede elétrica. Abri uma das unidades e descobri que elas usavam um design de fonte de alimentação muito barato com base em um tipo de gotas de capacitor/resistor. Isso é bom quando você tem uma fonte de alimentação estável, mas eles realmente não gostam quando a entrada de tensão é muito baixa.
Tão armado com o design da unidade HomePro, comecei a criar uma nova PCB para ajustar os gabinetes existentes. O ESP12 estava localizado de um lado e a energia AC-DC do outro. O relé de estado sólido também estava do mesmo lado que a fonte de alimentação. Um botão Prog e On/Off também foi instalado para que eu pudesse instalar o software inicialmente. A interface da Web seria usada para configurá -la mais tarde. Você pode ver o lado ESP do PCB abaixo. O slot no PCB é aumentar a separação da potência CA do lado de baixa tensão DC. As almofadas grandes são o CA e CA para a lâmpada.
Então agora eu tinha vários módulos de eletrodomésticos e controladores de iluminação atualizados, mas como eu iria controlar tudo isso? Era hora de aposentar meu antigo sistema Homeseer 2. O PC não eraFim de problemas e, sendo o Windows 10, decidiria que se atualizaria sem a minha permissão. Hora de fazer a mudança para o Linux.
Então, com base no blog de Peter, decidi tirar meu Raspberry Pi3 com seu LCD de 7 ″ e atirar nó-vermelho. Nó-vermelho para aqueles que não viram, este é um software de controle de arrasto e soltar muito bom e estável. No começo, era assustador se instalar, mas depois de uma semana de jogo, comecei a descobrir que era muito fácil entender. Se você tiver alguma habilidade de programação, se sentirá em casa com o script. Todos os módulos são fornecidos como fonte de script Java e há uma biblioteca enorme e cada vez maior no site Node-Red.
Em seguida, eu precisava de um corretor MQTT como o software de Peter se comunica usando este protocolo. Depois de configurar e usar o MQTT, você percebe rapidamente o quão eficiente é na sua rede. Não há necessidade de pesquisar dispositivos ou mesmo conhecer o endereço IP do Dispositivos. O corretor cuida disso. Aqueles familiarizados com o XAP entenderão isso.
Usando o Node-Red I Configure vários temporizadores (graças a Peter novamente por seu Bigtimer) e ligo as luzes à noite. Usando um plug -in Wemo, agora também tinha o controle das lâmpadas Wemo, embora apenas ligadas e desativadas. O desenvolvedor do plug-in de Node-Red prometeu controle de escurecimento em algum momento.
OK, então eu tinha configuração de Node-Red e MQTT, mas agora eu precisava de uma maneira de controlar as luzes e os interruptores por voz e alguma forma de interface mecânica ou de toque. Encontrei alguns interruptores sem fio da Enocean no site Element14, então pedi alguns deles junto com o módulo Enocean Raspberry Pi, que se conecta aos pinos GPIO no PI e usa o UART para se comunicar com o Node-vermelho e um plugin.
Os interruptores têm uma recompensa, pois não há bateria para instalar ou cuidar. Eles usam a colheita de energia através de uma bobina e ímã que é ativada enquanto você pressiona o botão. Infelizmente, eles não vêm com nenhum acessório de parede, então você precisa projetar o seu. Eles fornecem um arquivo STL de botão de alternância que você pode imprimir em 3D, então eu usei isso e criei minha própria montagem para eles. Isso serve 2 propósitos, um para cobrir o interruptor antigo na parede, garantindo que ele permaneça na posição ON, para que os módulos da lâmpada estejam sempre acesos e, em segundo lugar, para localizar os controles em um local familiar.
Usando o plugue enocean Node-Red, recebo uma carga útil de mensagem com os estados do botão. Ao analisar isso em um comutador vermelho-vermelho, posso enviar o comando apropriado para a luz ou interruptor, etc. Este é um exemplo da carga útil enviada pelo interruptor Enocean. É codificado no formato JSON tão fácil de analisar. O ID e V são o que estamos interessados.
{“Payload”: {“id”: “002d0932”, “v”: “a0 down”, “unidade”: “”, “rssi”: -76, “tipo”: “estado”, “eep”: ” F6-02-03 “,” Man “:” Enocean_gmbh “,” Desc “:” Rocker Switch “,” RV “:” 30 “,” RawByte “:” 55000707017AF630002D09323001FFFFFFFFF4C000D “},” _msgid “:” }
A imagem a seguir mostra o comutador que possui 4 saídas com base no valor do msg.Payload.V no telegrama do comutador enoceano. Estes são então direcionados para o dispositivo apropriado. Eu uso o recurso de alternância no firmware MQTT para ligar e desativar o dispositivo do mesmo comutador. Isso significa que eu tenho até 4 estados de troca de cada módulo enoceano.
Agora, a parte divertida começa porque tenho um eco da Amazon e sempre quis controlar minha casa com comandos de voz. Você pode culpar o Scifi por isso
Não há suporte direto de eco, pelo menos não sem ter uma conexão HTTPS com o seu Node-Red e, infelizmente, é impossível com o meu ISP, então eu precisava de uma alternativa. Usando este Amazon Echo Habridge de Running no mesmo Raspberry Pi3, não pude configurar luzes de ativação de voz etc. O Habridge emula uma API do Philips Hue para que o Echo veja os dispositivos que você configura. Aqui está um exemplo de um dispositivo chamado fã da sala da frente.
Ao proferir o seguinte no Echo, o ventilador pode ser ativado. “Alexa, ligue o ventilador da sala da frente” ou fora dizendo “Alexa, desligue o ventilador da sala da frente”
O Habridge envia os comandos para o Node-Red por meio de uma solicitação HTTP e analiso o URL para os valores. Este é um script simples, como mostrado abaixo.
Como fazer isso com módulos de baixo custo
Tendo projetado meus próprios PCBs para substituir os módulos, eu precisava de uma maneira de adicionar módulos de switch adicionais e controladores de luz.
Minhas próprias unidades caseiras custam cerca de US $ 15 para ganhar com todos os PCBs e as peças juntos. Tão baixo custo.
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Para fazer isso ainda mais, eu me deparei com o ITEAD Studio Slampher e os Smarts Smart S20. Estes custam cerca de US $ 12 cada para os módulos S20 e US $ 8,50 para os controladores de luz tão consideráveis menos do que qualquer um dos módulos de onda Z no mercado. Eles vêm com o próprio firmware da ITEAD que é controlado a partir de um aplicativo iOS ou Android, mas eu queria poder usar o código de Peter. Peter estava pesquisando isso e descobriu que, com pequenas mudanças em seu código, programaria as unidades e o trabalho da ITEAD. Você precisa de um USB para UART com saída de 3.3V para fazer isso, mas isso é simples o suficiente se você puder usar um ferro de solda. A única desvantagem é que os módulos ITEAD vêm com um flash de 512kb e, para permitir que o código de Peter faça atualizações da OTA, precisamos alterar isso para 8 MB. Os ICs da memória custam cerca de US $ 3 por 5 no eBay. Armado com uma estação de retrabalho de ar quente (peça emprestado a amigos, se você não tiver uma), o trabalho é rápido e não corre o risco de danos nos quadros. A imagem a seguir mostra o canto superior do IC SOIC depois de remover a antiga e a nova montada.
Você também precisa soldar em um cabeçalho para a linha única de 4 orifícios na PCB. Isso aplica energia à placa e permite programá -lo com o firmware MQTT personalizado. Eu tenho um blog detalhado sobre como fazer isso.
Os módulos S20 parecem muito inteligentes e modernos. O interruptor de energia permite ativá -lo e desligar localmente. Os mostrados aqui são soquetes de euro, mas o ITEAD receberá as opções de nós e do Reino Unido em breve.
Os módulos finais são controladores de lâmpadas à base de ES27, portanto não são ideais para o Reino Unido no momento, mas funcionam muito bem.
Considerando que eles estão oferecendo os módulos de switch como Reino Unido, eu esperaria que uma versão de baioneta possa surgir em breve. Na verdade, prefiro o tipo de parafuso agora para facilitar a instalação.
Estes são fáceis de abrir e modificar como antes, com uma etapa adicional que não seja a substituição do Flash IC e é mover um único link de zero ohm fr de