In unserer aktuellsten My Automated Home-Funktion führt Dave McLaughlin uns durch seine Reise, um sein eigenes Smart Home-System zu entwickeln. Mit einigen DIY -Upgrades auf vorhandene Hardware für Heimautomation und einigen cleveren Software -Integration hat er ein faszinierendes System aufgebaut …
Am Anfang
Nachdem ich in Großbritannien Homeseer und eine Reihe von Kabel- und Wireless -Geräten verwendet hatte, wechselte ich zu Wireless, als ich 2005 nach Indonesien zog als vielleicht Ethernet im selben Raum.
Ich entscheide mich für ein Z-Wave-System und füge später auch WEMO-Lampenmodule hinzu. Für Z-Wave-Seite von Dingen habe ich die HomePro-Gerätemodule für Sockets und Everspring-Lampenmodule für die Beleuchtung ausgewählt. Keiner dieser 2 Module war billig.
Ich habe dieses Setup bis Mitte 2016 gelaufen, aber die folgenden Probleme haben zu einer Änderung geführt. Erstens war Z-Wave mit 2 Einheiten am anderen Ende der OU-Wohnung temperamentvoll, obwohl ich ein Gerätemodul auf halbem Weg dazwischen hatte, was nie zuverlässig funktioniert hat. Ich hätte das HomeSeer Touch -basierte Tablet kontinuierlich abgestoßen, um mein Bettlicht auszuschalten. Später würde ich 2 Einheiten haben, in denen kontrollierte Lampen in die Luft sprengen und versagen. Einer der ICs, die Teil der Stromversorgung waren, hatte große offene Geschäfte geteilt.
Die nächsten Kopfschmerzen waren die WEMO -Lampenmodule. Die einzige Möglichkeit, diese zum Laufen zu bringen, war mit IFTTT über ihre HomeSer- und WEMO -Kanäle. Solange meine Internetverbindung gut war, funktionierte dies in Ordnung, wenn auch manchmal etwas langsam. Nicht gerade eine 10 auf der WAF -Skala.
Anfang 2016 stieß ich auf eine Website von Peter Scargill, die vor vielen Jahren von Tyneside ein Electronics Design Company betreibt. Zu dieser Zeit habe ich seine Appcon -Kabel -Controller für die Heimautomatisierung anhand der kleinen 8 -Bit -Foto -Mikrocontroller verwendet. Ich hatte Hunderte von 4 Kernalarmkabel in meiner Wohnung. Das System war seriös, aber versuchte, all das Kabel zu verbergen, ging damals nicht gut mit meinem Partner.
Fast Stürmer bis 2016 und Peter machte mit den Little ESP8266 -basierten Controllern wieder zu Hause Automatisierung.
Diese basieren auf einem Cortex M4 -Kern mit integriertem 802.11 -WLAN und sind mit einer SDK ausgestattet, die die Entwicklung mit Eclipse sowie eine Arduino -IDE -Option ermöglicht.
Da meine HomePro-Einheiten problematisch waren, entschied ich mich, die Interna wieder zu übergießen und die mechanischen Teile zu behalten. Also habe ich die alte Leiterplatte herausgenommen und alle Messungen durchgeführt, damit ich meine eigene 2 Stapel -PCB -Montage ähnlich wie die alte machen konnte. Die untere PCB ist die Stromversorgung und das Festkörperrelais.
Ich entschied mich für die Festkörperrelais, während sie die Nullüberquerung einschalten und Probleme beim Abziehen des Wechselstroms und das Eintauchen der Stromversorgung vermeiden. Dies funktioniert fehlerfrei und ich kann mit dieser Anordnung auf 8 Ampere wechseln. viel mehr als genug für die beabsichtigte Verwendung dieser Module.
Diese Bilder zeigen den neuen Board -Stack und die alten Boards innerhalb des Moduls und schließlich die neuen Boards, die in das HomePro -Gehege installiert sind.
Es gibt eine LED auf dem Brett, um den Status zu zeigen, und ich habe ein kleines Loch gebohrt, damit dies von außen gesehen werden kann. Es blinkt schnell, bis es eine WLAN- und MQTT -Verbindung herstellt. Wenn Sie die Taste auf der Vorderseite verwenden, können Sie diese kurz nach dem Ausschalten etwa 3-5 Sekunden lang gedrückt halten. Dadurch werden eine APN und eine Webseite aktiviert, mit der Sie das Gerät konfigurieren können. Viel einfacher als zu versuchen, dies über die serielle Verbindung zu tun. Peter und Aiden haben damit alles in Betracht gezogen.
Jetzt musste die Beleuchtung sortiert werden. Die Everspring -Einheiten, die ich vor ein paar Jahren aus Großbritannien gekauft hatte, zeigten früher einen lästigen Fehler. Sie begannen gelegentlich auszuschalten und dann wieder einzuschalten. Es war völlig zufällig. Ich habe eine Einheit durch ein neues ersetzt und dasselbe passierte. Dann stellte ich eines Tages fest, dass der Ein/Aus -Fehler auftrat, als die Spannung in der Wohnung oder in der Wohnung unter 209 VAC fiel – Indonesien ist nicht sehr gut, wenn es sich um die Stabilität der Netzversorgung handelt. Ich öffnete eine der Einheiten und stellte fest, dass sie ein sehr kostengünstiges Stromversorgungsdesign basierend auf einem Kondensator-/Widerstandstropfen-Typ verwendeten. Diese sind gut, wenn Sie eine stabile Stromversorgung haben, aber sie mögen es wirklich nicht, wenn der Spannungseingang zu niedrig ist.
So bewaffnet mit dem HomePro -Einheit -Design, machte ich mich daran, eine neue PCB für die vorhandenen Gehäuse zu erstellen. Der ESP12 befand sich auf einer Seite und die AC-DC-Leistung auf der anderen Seite. Das Festkörperrelais war auch auf der gleichen Seite wie die Stromversorgung. Ein Prog und ein Ein-/Aus -Taste wurden ebenfalls eingebaut, sodass ich die Software zunächst installieren konnte. Die Weboberfläche würde verwendet, um sie später zu konfigurieren. Sie können die ESP -Seite der Platine unten sehen. Der Schlitz in der PCB besteht darin, die Trennung der Wechselstromleistung von der DC -Seite mit niedriger Spannung zu erhöhen. Die großen Pads sind der Wechselstrom in die Lampe.
Jetzt hatte ich eine Reihe von verbesserten Gerätemodulen und Beleuchtungssteuerungen, aber wie sollte ich all das kontrollieren? Es wals Zeit, um mein altes Homeseer 2 -System zurückzuziehen. Der PC war kein Ende der Schwierigkeiten und es würde sich über Windows 10 handeln, dass er sich ohne meine Erlaubnis aktualisieren würde. Zeit, um den Schritt nach Linux zu machen.
Basierend auf dem Blog von Peter habe ich mich entschieden, meinen Raspberry PI3 mit seinem 7-Zoll-LCD herauszuholen und Node-Rot zu starten. Node-rot für diejenigen, die nicht gesehen haben, dass dies eine sehr gute und stabile Drag & Drop-Steuerungssoftware ist. Zuerst war es entmutigend, eingerichtet zu werden, aber nach ungefähr einer Woche des Spielens stellte ich fest, dass es sehr einfach war, mich mit dem Griff zu bekommen. Wenn Sie Programmierfähigkeiten haben, werden Sie sich mit dem Skript zu Hause fühlen. Alle Module werden als Java-Skriptquelle geliefert, und es gibt eine umfangreiche und steigende Bibliothek dafür auf der Node-Red-Website.
Als nächstes brauchte ich einen MQTT -Broker, als die Software von Peter mit diesem Protokoll kommuniziert. Sobald Sie MQTT eingerichtet und verwendet haben, erkennen Sie schnell, wie effizient es in Ihrem Netzwerk ist. Es besteht keine Notwendigkeit, Geräte zu befragen oder sogar die IP -Adresse der Geräte zu kennen. Der Broker kümmert sich darum. Diejenigen, die mit XAP vertraut sind, werden dies verstehen.
Mit Knoten-Red habe ich verschiedene Timer eingerichtet (dank Peter wieder für seinen Bigimer) und nachts die Lichter einschalten. Mit einem WEMO -Plugin hatte ich jetzt auch die Kontrolle über die WEMO -Lampen, wenn auch nur ein- und ausgeschaltet. Der Entwickler des Knoten-Red-Plugins hat zu einem bestimmten Zeitpunkt die Dimmsteuerung versprochen.
OK, also hatte ich ein Node-Red- und MQTT-Setup, aber jetzt brauchte ich eine Möglichkeit, die Lichter und Schalter sowohl mit Sprache als auch irgendeiner Form von mechanischer oder berührender Schnittstelle zu steuern. Ich bin auf der Website Element14 auf einige drahtlose Schalter von Enocean auf der Website Element14 gestoßen, also habe ich ein paar von ihnen zusammen mit dem Raspberry Pi Enocean-Modul gekauft, das in die GPIO-Stifte des PI anschließt und das UART verwendet, um mit Node-Red und einem Plugin zu kommunizieren.
Die Schalter haben eine Belohnung, da es keinen Akku zur Installation oder Pflege gibt. Sie verwenden eine Energieernte durch eine Spule und einen Magneten, der beim Drücken der Taste aktiviert wird. Sie sind leider nicht mit Wandvorrichtungen geliefert, sodass Sie Ihre eigenen entwerfen müssen. Sie liefern eine STL -Datei für Schaltfläche, die Sie 3D gedruckt erhalten können, sodass ich diese verwendet und meine eigene Montage für sie erstellt habe. Dies dient 2 Zwecken, die den alten Schalter an der Wand bedecken, um sicherzustellen, dass sie in der Position bleibt, so dass die Lampenmodule immer eingeschaltet sind und zweitens die Steuerelemente an einem vertrauten Ort lokalisieren.
Verwenden des Knoten-rot-Enocean-Plugs, erhalte ich eine Nachrichtennutzlast mit den Schaltflächenzuständen. Durch Parsen in einem Knoten-roten Schalter kann ich den richtigen Befehl an Licht oder Schalter usw. senden. Dies ist ein Beispiel für die vom Enocean-Switch gesendete Nutzlast. Es ist im JSON -Format so einfach zu analysieren. Die ID und V sind das, woran wir interessiert sind.
{“Payload”: {“ID”: “002D0932”, “V”: “A0 Down”, “Einheit”: “”, “RSSI”: -76, “Typ”: “Zustand”, “eep”: ” F6-02-03 “,” Mann “:” enocean_gmbh “,” Desc “:” Rocker Switch “,” RV “:” 30 “,” Rawbyte “:” 55000707017af630002d09323001ffffff4c000d “}, _msgid”: “3E6D4C8FFF4F4C000D”}, “_msgid”: “3E6D4C8FFF4F4F. }
Das folgende Bild zeigt den Switch mit 4 Ausgängen basierend auf dem Wert msg.payload.v im Telegramm aus dem Enocean -Switch. Diese werden dann auf das richtige Gerät gerichtet. Ich verwende die Umschaltfunktion in der MQTT -Firmware, um das Gerät aus demselben Switch ein- und auszuschalten. Dies zeigt an, dass ich bis zu 4 Schalterzustände von jedem Enocean -Modul habe.
Jetzt beginnt der lustige Teil, weil ich ein Amazon -Echo habe und immer mein Zuhause mit Sprachbefehlen kontrollieren wollte. Sie können Scifi dafür verantwortlich machen
Es gibt keine direkte Echo-Unterstützung, zumindest nicht ohne eine HTTPS-Verbindung zu Ihrem Knoten-Rot, und das ist leider mit meinem ISP unmöglich, also brauchte ich eine Alternative. Mit diesem Amazon -Echo Habridge konnte ich auf demselben Raspberry PI3 -Lagern keine Sprach -Aktivierung von Lichtern usw. einrichten usw. Die Habridge emuliert eine Philips -Farb -API, sodass das Echo die Geräte, die Sie einrichten. Hier ist ein Beispiel für ein Gerät, das als Front -Room -Lüfter bezeichnet wird.
Durch das Aussprechen des Echos kann der Fan eingeschaltet werden. “Alexa, schalten Sie vor dem Raum ein, indem Sie” Alexa, ausschalten Sie den Vorraum aus “, schalten Sie vor.”
Der Habridge sendet die Befehle mithilfe einer HTTP-Anforderung an Knotenredukt und anschließe dann die URL für die Werte. Dies ist ein grundlegendes Skript, wie unten gezeigt.
Wie geht es mit kostengünstigen Modulen
Nachdem ich meine eigenen Leiterplatten erstellt hatte, um die Module zu ersetzen, brauchte ich eine Möglichkeit, zusätzliche Schaltermodule und Lichtsteuerungen hinzuzufügen.
Meine eigenen hausgemachten Einheiten kosten bei allen PCB und den Teilen zusammen rund 15 US -Dollar. Also immer noch niedrige Kosten.
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Um dieses noch niedriger zu machen, stieß ich auf die Itead Studio Slampher und die S20 Smart Switches. Dies sind jeweils rund 12 US-Dollar für die S20-Module und 8,50 US-Dollar für die Lichtcontroller, die weniger als die Z-Wellen-Module auf dem Markt sind. Sie kommen mit der eigenen Firmware von ITEAD, die von einer iOS- oder Android -App gesteuert wird, aber ich wollte in der Lage sein, Peters Code zu verwenden. Peter hatte einige Nachforschungen angenommen und festgestellt, dass es mit geringfügigen Änderungen seines Code in die ITead -Einheiten und die Arbeit programmieren würde. Sie benötigen einen USB -Wert für UART mit 3,3 V -Ausgang, um dies zu tun. Dies ist jedoch einfach genug, wenn Sie ein Lötkolben ausüben können. Der einzige Nachteil ist, dass die ITead -Module mit einem 512 KB -Blitz ausgestattet sind und Peter Code OTA -Updates ermöglichen, diese auf 8 MB zu ändern. Die Memory ICs kosten bei eBay bei 5 US -Dollar für 5 US -Dollar. Bewaffnet mit einer Heißluft -Nacharbeit (leihen Sie sich einen Freunde aus, wenn Sie keine haben). Der Job ist schnell und riskiert keinen Schaden für die Boards. Das folgende Bild zeigt das SOIC -IC -Oberteil links nach dem Entfernen des alten und des neuen.
Sie müssen auch auf einem Kopfball zur einzelnen Zeile von 4 Löchern auf der Löcher löten. Dadurch wird der Vorstand angewendet und ermöglicht es Ihnen, sie mit der maßgefertigten MQTT-Firmware zu programmieren. Ich habe einen detaillierten Blog, wie man das macht.
Die S20 -Module sehen sehr klug und modern aus. Mit dem Netzschalter können Sie ihn lokal ein- und ausschalten. Die hier gezeigten Euro -Steckdosen sind aber in Kürze sowohl die US- als auch die britischen Optionen anbieten.
Die Slampher -Module sind LAMP -Controller auf ES27 -Basis, so dass sie derzeit für Großbritannien nicht optimal sind, aber sie funktionieren sehr gut.
Wenn man bedenkt, dass sie die Switch -Module als Großbritannien verwenden, würde ich erwarten, dass eine Bajonett -Version bald mitkommen könnte. Ich mag den Schraubentyp jetzt für eine viel einfachere Installation.
Diese sind leicht zu öffnen und zu modifizieren wie zuvor mit einem anderen Schritt als dem Ersatz des Flash -IC, und das dient dazu, einen einzelnen Null -Ohm -Link FR zu erreichen