DIY mājas automatizācijas sistēmas plānošana: 12 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šīs pamācības mērķis nav pateikt, kā jūs varat darīt visu, ko vēlaties, lai jūsu mājas darītu. Tā vietā ir rakstīts, lai padarītu ideju par realitāti, bet arī pārvērstu neprātu veselā saprātā, saprotot robežas (tehnoloģijas, izmaksas, nepieciešamais laiks, drošība …).

Tīmeklī ir daudz ļoti labu rokasgrāmatu un rakstu, lai izprastu daudzas lietas ļoti detalizēti. Tas nav tas, ko mēs vēlamies. Mēs vēlamies kopainu. Kādas ir pamatprasmes, kuras varam apgūt vai uzlabot. Kam mums vajadzētu pieskarties.

Tas attiecas uz pamata lietām, piemēram:

• Kas ir mājas automatizācija? Vispirms pārbaudiet, vai tas tiešām atbilst jūsu cerībām.
• Kur sākt? Diezgan viegli, sāciet no turienes, iespējams, mājās. Vai jūs to zināt no iekšpuses?
• Ko es varu darīt? Par visu, bet jums ir jāplāno un jāzina savas robežas. Tas ietver palikšanu dzīvam (strādā katru dienu, ieskaitot vakarus).
• Kādi ir šīs mīklas gabali? Sarežģītāk, ir daudz formu, un ir ļoti viegli pazaudēt dažus gabalus. Mēs centīsimies saglabāt veselo saprātu.
• Kā to salikt kopā? Tas kļūst konkrētāk, mēs faktiski to darām. H*jā!

Arī šī pamācība tagad ir pieejama arī manā personīgajā lapā:

1. darbība: kas ir mājas automatizācija?

Googlē "mājas automatizācija" tika atrasti 33 miljoni rezultātu. Tas ir vai nu vairāk nekā pietiekami, vai vienkārši pārāk daudz.

Pirmais rezultāts, protams, Wikipedia raksts:

"Mājas automatizācija vai viedā māja [1] (pazīstama arī kā domotika vai domotika) ir ēku automatizācijas dzīvojamo ēku paplašinājums un ietver apgaismojuma, apkures (piemēram, viedo termostatu), ventilācijas, gaisa kondicionēšanas (HVAC) un drošība, kā arī sadzīves tehnika, piemēram, veļas mazgājamā mašīna/žāvētājs, cepeškrāsns vai ledusskapis/saldētava, kas izmanto WiFi attālinātai uzraudzībai. Mūsdienu sistēmas parasti sastāv no slēdžiem un sensoriem, kas savienoti ar centrālo centrmezglu, ko dažreiz sauc par "vārteju", no kuras sistēma tiek kontrolēta ar lietotāja saskarni, kas mijiedarbojas vai nu ar sienas termināli, mobilo tālruņu programmatūru, planšetdatoru vai tīmekļa saskarni, bieži, bet ne vienmēr, izmantojot interneta mākoņa pakalpojumus."

Ko tas saka?

• Gudra māja: padarīt māju "apzinīgu" vai dot tai iespēju darīt lietas.
• Dzīvojamais: koncentrējoties uz DIY, nemēģiniet to darīt darbā:) Šķiet, ka mēs to vēlamies aptvert.
• Ēku automatizācija: Patiešām, kā slinks džeks, es vēlos, lai dators pats darītu to, ko nevēlos. Parasti garāžas durvju pārbaude, apkures ieslēgšana/izslēgšana un tā tālāk. Lieliski!
• Slēdži un sensori: paskatieties uz to kā uz mājas acīm un pirkstiem, bez abiem, kas neko daudz nedos.
• Centrālais centrs: Tātad gudrai mājai ir vajadzīgas smadzenes? Interesanti. Vienas smadzenes, lai pārvaldītu visas lietas. Tas būs kontrolieris.
• Mijiedarbojās: mājām var būt sava dzīve, bet mēs vēlamies būt tās daļa. Tā ir mūsu vieta. Pagaidi, kā tērzēt ar māju? Tās ir ierīces/mezgli.
• Interneta mākoņpakalpojumi: man tas nepatīk, kaut kādai mašīnai kaut kur nevajadzētu zināt, ka es ieslēdzu mazgātāju. Bet tas ir personiski. Neaizmirstiet "nav tādas lietas kā mākonis, tā ir kāda cita dators". Pagaidiet, pakalpojums ir daudz vairāk nekā dators. Ceļošana ar lidmašīnu ir kas vairāk par savu lidmašīnu. Tomēr DIY aspekts atturēsies no ārējas palīdzības/krāpšanās.

Tātad, ja mēs apkopojam, mēs galu galā iegūstam: Es vēlos ievietot ekrānu, lai pasūtītu sadzīves tehnikai darīt to, ko es vēlos. Gandrīz tas, ko mēs varētu gaidīt.

Atgādinām draudzīgi, ka mēs neaptversim tādus tehniskus aspektus kā protokoli, pārdevēji, piegādātāji un tamlīdzīgi. Šis ir DIY projekts. Kā hobijs es nezinu visas detaļas par priekšmetiem, kas veido šo galaktiku. Zinot savu māju, es gribu sākt. Tāpēc es dalīšos galvenokārt par savu personīgo pieredzi.

Tomēr es vienkārši ignorēšu visus tirgus risinājumus, jo mēs to nevēlamies. Šī rokasgrāmata joprojām var būt noderīga, ja vēlaties tikai iepazīties ar pamatjēdzieniem.

Piezīme: mums nav svarīgi jūsu mājas lielums. Debesis ir robeža. Lielāko daļu šī raksta uzrakstīja tas, ka uz mana galda bija dažas ierīces.

2. solis: lielais attēls

Kontrolsaraksts:

• Vai jums jau ir dažas idejas?
• Uzskaitiet, ko vēlaties modelēt: ēka, grīdas, telpas, sistēmas, ierīces…
• Uzskaitiet to, ar ko jūs nejūtaties ērti: varbūt vēlaties izlaist drošības aprīkojumu vai piekļuves kontroli.
• Uzstādiet prioritātes: patiesam DIY darbam jūs lielāko daļu laika būsit viens. Koncentrējieties uz sasniegumiem.
• Novērtējiet izmaksas: novēršiet to, kas, jūsuprāt, ir pārāk dārgs vai nav tā vērts.
• Prasmju novērtēšana: Pašlaik es nevaru neko izstrādāt 3D formātā, tomēr es vēlos to iegūt.

Ja esat tik tālu, jums tagad vajadzētu būt diezgan labam priekšstatam par to, ko vēlaties sasniegt. Šajā pamācībā es pieņemšu lietas par savu pieredzi:

• Mājās ir aptuveni 15 istabas. Tas ir diezgan daudz, lai "tikai kaut ko sāktu".
• Es pievērsīšos apkurei: uzraugiet temperatūru un ieslēdziet/izslēdziet apkuri.
• Es izmantoju lētus D1 Mini klonus no Ali Express. Pirms dažiem mēnešiem man pat nebija lodāmura.
• Es vēlos to faktiski izmantot, es mēģināšu sasniegt "3D drukātos korpusus, kas uzstādīti ap māju". Vēl nav sasniegts…
• Ir kāda "sievas pieņemšanas" dimensija. Tam jābūt noderīgam un izmantojamam.

Ņemiet vērā, ka agrāk esmu izveidojis garāžas durvju atvērēju, kura pamatā ir Raspberry Pi, LCD displejs, pāris slēdži un relejs. Daži Python kodi to salīmē. Zināmā mērā esmu ieinteresēts to apvienot šajā pamācībā, lai būtu pareiza arhitektūra. Tā ir daļa no "sievas pieņemšanas", mājas automatizācija jāveic no vienas saskarnes.

3. darbība: modelējiet savu vietu

Kaut kāda teorija

Mājas automatizācija pieņem, ka kontrolierim ir atļauts uzzināt par visu. Tas arī pārsūtīs jūsu pasūtījumus uz mājām.

Ierīces tiks izplatītas visā vietā. Labāk zināt, kur vēlaties, lai viņi būtu.

Kad mums ir viedais kontrolieris, tam jāspēj sazināties ar ierīcēm.

WiFi ir dabisks veids, pat ja tas nav tik izplatīts. Ap to ir tik daudz protokolu, kurus ir grūti izvēlēties.

Atruna

Jā, tas kļūst tehniski, atvainojiet. Jebkurā gadījumā es vēlos parādīt faktiskas lietas, tāpēc mums ir nepieciešami fiziski un programmatūras komponenti. Atkal es pieminu to, ko es patiesībā izmantoju. Diemžēl ir tik daudz veidu, kā atrisināt šādas tēmas: -O

Pārceļot to uz nākamo līmeni

Tagad ir daudz veidu, kā sazināties starp "kontrolieri" un dažādiem "mezgliem". Par plānošanu jau definējiet, kā tam vajadzētu darboties jūsu mājās. Sakaru līdzekļa definēšana palīdzēs noteikt, kur novietot kontrolieri un ierīces.

• Savienojumi starp kontrolieri un ierīcēm: bezvadu vai vadu?
• Barošanas avots: no sienas kontaktligzdas, ar akumulatoru vai ar saules enerģiju?
• Lieta: vai tas ir tests uz jūsu stenda, alfa aparatūra, kur var novietot kabeļus, vai vēlaties to integrēt mēbelēs/ierīcēs?

Kā paskaidrots turpmāk, paraugam mēs izmantosim Homie-ESP8266. Šī ir programmaparatūra ESP8266 kontrolieriem, izmantojot WiFi un MQTT. Tā autors to raksturo šādi:

"Fiziskas aparatūras piemēru (Arduino, ESP8266 …) sauc par ierīci. Ierīcei ir ierīces īpašības, piemēram, pašreizējais vietējais IP, Wi-Fi signāls utt. Ierīce var atklāt vairākus mezglus. piemēram, laika apstākļu ierīce var atklāt temperatūras un mitruma mezglu. Mezglam var būt vairākas mezgla īpašības. Temperatūras mezgls var, piemēram, atklāt grādu īpašību, kas satur faktisko temperatūru, un vienības rekvizītu. Mezgla rekvizīti var būt diapazoni. piemēram, ja jums ir LED sloksne, mezgla rekvizītu var novirzīt diapazonā no 1 līdz 10, lai neatkarīgi kontrolētu gaismas diodes. Mezgla rekvizītus var iestatīt. Piemēram, jūs nevēlaties, lai jūsu grādu rekvizīts būtu iestatāms gadījumā, ja temperatūras sensors: tas ir atkarīgs no vides, un nebūtu jēgas to mainīt. Tomēr jūs vēlaties, lai grādu īpašība būtu iestatāma termostata gadījumā."

Kopsavilkums

Tev vajag:

• Viens centrālais kontrolieris, kas mitina jūsu mājas automatizācijas serveri. Es izmantošu PiDome uz Raspberry Pi.
• Viena vai vairākas ierīces jūsu mājas uzraudzībai un mijiedarbībai. Es izmantošu D1 Mini un Homie.
• Tīkls, kas to visu savieno.
• Izlemiet, kā barot ierīces (akumulatoru, adapteri, no saimniekdatora…). Pārbaudei es izmantoju datora USB portu (un sērijas atkļūdošanu) vai tālruņa lādētāju.

9. darbība. Par kontrolieri…

Aparatūras daļa

Mēs izmantosim Raspberry Pi, lai darbotos kā mūsu mājas saimnieks. RPi būs atbildīgs par:

• Datu glabāšana par mājām
• Datu apkopošana no ierīcēm
• Datu prezentēšana lietotājam
• Pasūtījumu nosūtīšana uz ierīcēm

No aparatūras viedokļa, lai to visu paveiktu, pietiek ar RPi. Tas ir gandrīz patstāvīgs un darbosies laimīgi no jūsu pagraba (Hei! Vai tas ir jūsu pirmais mājas datu centrs pagrabā ?!:-D).

Iegūstiet komplektu (RPi, barošanas avots, SD karte …) un esat gatavs.

Piezīme par WiFi: RPi ir iespējams palaist, izmantojot WiFi, tomēr, manuprāt, ir daudz stabilāk to savienot ar mājas maršrutētāju, izmantojot standarta RJ45 kabeli.

Piezīme par RPi Zero: precīza aparatūras izvēle, kas jums jāizdara, ir atkarīga no tā, ko vēlaties. Šķiet, ka RPi Zero ir arī tikpat labs kā RPi 3 šim darbam. Zero ir daudz lētāks, taču, lai paveiktu darbu, ir vajadzīgas daudz mazākas detaļas. Tomēr tā ir labākā izvēle, ja runa ir par iegultām ierīcēm. Jaunākajā Raspberry Pi Zero W tagad ir pat WiFi un Bluetooth!

Programmatūras daļa

Tā kā RPi ir viena paneļa dators, tas ir diezgan ierobežots diska/CPU/RAM ziņā. Šim nolūkam mēs paļaujamies uz vieglām, uz Linux orientētām operētājsistēmām. Šim darbam Raspbian, iespējams, ir mūsu labākā izvēle, jo tā ir sava veida RPi noklusējuma operētājsistēma.

Runājot par mājas automatizāciju, jums ir nepieciešama papildu programmatūra, lai pārvaldītu ierīces. Mana izvēle ir PiDome (lejupielādēt).

10. darbība. Par ierīcēm

Aparatūras daļa

Turpmākās darbības balstīsies uz Wemos D1 Mini (vai lētākiem kloniem:)). Šo mikrokontrolleru pamatā ir ESP-8266 moduļi. Komplektā uz vienas nelielas plates (34,2 mm * 25,6 mm): WIFI, centrālais procesors, operatīvā atmiņa, zibspuldze, digitālās tapas un analogā tapa 10 gr iepakojumā. Ja jums ir nepieciešams vairāk zibspuldzes vietas, pārbaudiet Wemos D1 Mini Pro. Tam var iegādāties vairogus, lai pievienotu relejus, DHT22, pogu, OLED ekrānu … Viens no tiem ir akumulatora vairogs, kas ļauj ierīcei darboties pilnīgi bezvadu režīmā.

Dažu mini lodēšanas plātņu un džemperu vadu izmantošana palīdzēs izveidot prototipu jūsu nākotnes mājām. Ja vēlaties savām ierīcēm pielāgotus korpusus, zināšanas par 3D dizainu un piekļuve 3D printerim vēl vairāk palielinās jūsu geekness līmeni. Bet kāda varētu būt mājas automatizācija, ja jūs nesaņemat dažus sensorus, gaismas diodes, rezistorus, kondensatorus un tā tālāk?

Esmu iekļāvis attēlā savu "biroja ierīci", tas ir vienkāršs maizes dēlis + D1 Mini + DHT22 + OLED ekrāns. Gaismas diodes un infrasarkanie materiāli pašlaik netiek izmantoti.

Programmatūras daļa

Tā kā ESP-8266 ir diezgan izplatīta mikroshēma, jūs atradīsit daudz skices tam. Es vienkārši būšu slinks un izmantošu lielisko Homie for ESP-8266 programmatūru no Marvina Rodžera. Tomēr šī pamācība nav Homie ceļvedis.

11. darbība. Ierīču korpuss

Pielikumi ir par to, ko jūs varētu sagaidīt. Es jau minēju tādas lietas kā maizes dēlis, kartons (piemēram, mans garāžas atvērēja alfa modelis), cikliskas kastes (mans garāžas atvērējs skrūvju kastē), projektu kastes vai 3D printera korpusi. Kā parasti, ierobežojums ir jūsu iztēle.

Paturiet prātā, ka jums būs jāiekļaujas elektronikā, kuru plānojat izvietot. Neatkarīgi no tā, cik liels tas var būt, mazāks nozīmē neiet.

Ja uzraugāt vides elementus, piemēram, temperatūru vai gaismu, noteikti novietojiet tos saprātīgi. Sensora ievietošana vienkāršā saulē, iespējams, ir tas, ko vēlaties novērst (gandrīz) par katru cenu. PIR sensora ievietošana ir tas pats stāsts, pārliecinieties, vai diapazons ir labs un vai tas aptver visu, ko jūs sagaidāt.

Tālāk minētie pieņēmumi ir balstīti uz atsevišķu, ar akumulatoru darbināmu temperatūras / mitruma monitoru.

Tipiska ierīce būs jāsavieno kopā:

• Mikrokontrolleris, piemēram, D1 Mini, izmērs: 34,2 mm * 25,6 mm
• No 0 līdz daudziem sensoriem ņemsim DHT22: 27 mm x 59 mm x 13,5 mm
• Barošanas avotam D1 Mini ir nepieciešams 5 V spriegums, izmantojot akumulatora vairogu, tas izskatās pēc plāna: 34,2 mm * 25,6 mm
• Akumulatora komplekts, lai apskatītu akumulatora vairogu, apskatīsim 3,7 V litija bateriju komplektu: 40 mm * 25 mm * 6 mm
• Vieta vadiem, slēdžiem, gaismas diodēm … Vienkārši paņemiet dažus AliExpress sortimentus (gaismas diodes, džemperu vadi, rezistori).

Atkal, jūs vienkārši izvēlējāties veidu, kā jūtaties ērti.

Piezīme sev: laiks apgūt 3D dizainu:-(

12. solis: beigu vārdi

Kad pienāca laiks uzrakstīt šo pēdējo nodaļu, man radās jautājums "Kas ir sasniegts?".

Atbilde ir diezgan vienkārša un seko tēmai: Ietaupiet laiku un plānojiet lietas. Tas visu projektu padarīs daudz konsekventāku. Mājas automatizācija nav tik vienkārša kā bezvadu kontaktligzdas iegāde vietējā veikalā. Tas ir tik daudz vairāk.

Šajā posmā es joprojām domāju, kādi ir ietaupījumi. Vai mums tiešām rūp?

Vai tas bija pamācoši? Diezgan daudz, sasniegums iegūts!

Lūdzu, pārbaudiet citus manus norādījumus, es plānoju uzrakstīt praktiskākus. Man ļoti patika veltīt laiku šī uzrakstīšanai.