Planificarea unui sistem de automatizare casnică DIY: 12 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Scopul acestui instructiv nu este să vă spun cum puteți face orice doriți să facă casa dvs. În schimb, a fost scris pentru a face o idee o realitate, dar și pentru a transforma nebunia în sănătate prin înțelegerea limitelor (tehnologie, cost, timp necesar, siguranță …).

Există o mulțime de ghiduri și articole foarte bune pe web pentru a înțelege multe lucruri în detalii foarte extinse. Nu asta vrem. Vrem imaginea de ansamblu. Care sunt abilitățile de bază pe care le putem învăța sau îmbunătăți. Ce ar trebui să atingem.

Aceasta acoperă lucruri de bază, cum ar fi:

• Ce este automatizarea casei? Mai întâi verificați dacă acest lucru corespunde efectiv așteptărilor dvs.
• Unde să încep? Destul de ușor, începe de unde ești, probabil acasă. Știi asta din afară?
• Ce pot face? Despre orice, în afară de care trebuie să vă planificați și să vă cunoașteți limitele. Aceasta include să rămâi în viață (funcționează în orice zi, inclusiv seara).
• Care sunt piesele acestui puzzle? Mai complex, există multe forme și este foarte ușor să pierzi unele piese. Vom încerca să ne păstrăm sănătatea.
• Cum să asociezi asta? Asta devine mai concret, de fapt o facem. H * ll da!

De asemenea, acest instructable este acum disponibil și de pe pagina mea personală:

Pasul 1: Ce este automatizarea casei?

„Automatizarea casei” Google a dat 33 de milioane de rezultate. Acest lucru este fie mai mult decât suficient sau prea mult.

Primul rezultat, articolul Wikipedia (desigur), afirmă:

„Domotica sau casa inteligentă [1] (cunoscută și sub numele de domotică sau domotică) este extensia rezidențială a automatizării clădirilor și implică controlul și automatizarea iluminatului, încălzirii (cum ar fi termostatele inteligente), ventilației, aerului condiționat (HVAC) și securitate, precum și electrocasnice, cum ar fi mașini de spălat / uscătoare, cuptoare sau frigidere / congelatoare care utilizează WiFi pentru monitorizarea de la distanță. cu o interfață de utilizator care este interacționată fie cu un terminal montat pe perete, software de telefonie mobilă, tabletă computeră sau o interfață web, de multe ori, dar nu întotdeauna prin intermediul serviciilor cloud internet."

Ce spune?

• Casă inteligentă: făcând casa „conștientă” de ea însăși sau oferindu-i capacitatea de a face lucruri.
• Rezidențial: concentrându-vă pe DIY, nu încercați acest lucru la locul de muncă:) Se pare că este ceea ce vrem să acoperim.
• Automatizarea clădirilor: într-adevăr, ca un nebun leneș, vreau ca un computer să facă ceea ce nu vreau să fac eu. Verificarea tipică a ușii garajului, pornirea / oprirea încălzirii și așa mai departe. Grozav!
• Comutatoare și senzori: uitați-vă la asta ca la ochi și degete de acasă, fără ca ambele să nu facă prea mult.
• Centrul central: Deci acea casă inteligentă are nevoie de un creier? Interesant. Un creier care să conducă toate lucrurile. Acesta va fi controlorul.
• Interacționat: casa poate avea propria viață, dar vrem să facem parte din ea. Acesta este locul nostru. Așteptați, cum să discutați cu o casă? Acestea sunt dispozitivele / nodurile.
• Servicii de cloud Internet: nu-mi place asta, o mașină de undeva nu ar trebui să știe despre faptul că am spălătorul. Dar asta este personal. Nu uitați „nu există așa ceva ca norul, computerul altcuiva”. Așteptați, un serviciu este mult mai mult decât un computer. Călătoria cu avionul înseamnă mai mult decât să ai propriul avion. Cu toate acestea, aspectul DIY va abține ajutorul / înșelăciunea externă.

Deci, dacă rezumăm, vom termina cu: Vreau să pun un ecran pentru a-mi comanda aparatele electrocasnice să facă ceea ce vreau. Cam cât ne-am aștepta.

Ca o amintire prietenoasă, nu vom acoperi aspecte tehnice precum protocoale, furnizori, furnizori și articole similare. Acesta este un proiect DIY. În calitate de hobbyist, nu știu toate detaliile articolelor care compun acea galaxie. Cunoașterea casei mele este de unde vreau să încep. Ca atare, voi împărtăși mai ales despre experiența mea personală.

Cu toate acestea, voi ignora pur și simplu toate soluțiile din piață, deoarece nu asta ne dorim. Acest ghid ar putea fi util dacă doriți doar să treceți prin concepte de bază.

Notă: Nu ne pasă de dimensiunea casei dvs. Cerul este limita. Majoritatea acestui articol a fost scris având câteva dispozitive pe biroul meu.

Pasul 2: Imaginea de ansamblu

Lista de verificare:

• Ai deja câteva idei?
• Enumerați ce doriți să modelați: clădire, etaje, camere, sisteme, electrocasnice …
• Enumerați cu ce nu vă simțiți confortabil: Poate doriți să ignorați echipamentele de securitate sau controlul accesului.
• Puneți priorități: pentru DIY-ul adevărat, veți fi singur de cele mai multe ori. Concentrați-vă pe realizări.
• Evaluează costul: elimină ceea ce crezi că este prea scump sau nu merită.
• Evaluează abilitățile: momentan nu pot să proiectez nimic în 3D, totuși este o abilitate pe care aș dori să o dobândesc.

Dacă sunteți atât de departe, ar trebui să aveți acum o idee destul de bună despre ceea ce doriți să realizați. Pentru acest instructiv voi presupune lucruri despre propria mea experiență:

• Casa are aproximativ 15 camere. Este destul de mult pentru a „începe doar ceva”.
• Mă voi concentra pe încălzire: monitorizez temperatura și pornesc / opresc încălzirea.
• Folosesc clone D1 Mini ieftine de la Ali Express. Acum câteva luni, nici măcar nu am avut un fier de lipit.
• Vreau să folosesc de fapt asta, voi încerca să ajung la „carcase tipărite 3D instalate în jurul casei”. Nu s-a realizat încă …
• Există o anumită dimensiune a „acceptării soției”. Acest lucru trebuie să fie util ȘI utilizabil.

Rețineți că în trecut am creat un deschizător de uși de garaj bazat pe un Raspberry Pi, un afișaj LCD, o pereche de comutatoare și un releu. Unele coduri Python lipesc asta împreună. Într-o oarecare măsură sunt interesat să fuzionez acest lucru în acest instructabil pentru a avea o arhitectură adecvată. Aceasta face parte din „acceptarea soției”, automatizarea casei ar trebui făcută dintr-o singură interfață.

Pasul 3: Modelarea locului dvs

Ceva teorie

Domotica presupune că există un controlor autorizat să știe despre toate. De asemenea, vă va transmite comenzile către casă.

Dispozitivele vor fi împrăștiate în jurul locului. Mai bine știi unde vrei să fie.

Odată ce avem un controler inteligent în loc, acesta trebuie să poată comunica cu dispozitivele.

WiFi este calea naturală de parcurs chiar dacă nu atât de obișnuită. Există atât de multe protocoale în jurul său greu de ales.

Declinare de responsabilitate

Da, acest lucru devine tehnic, îmi pare rău. Oricum vreau să arăt lucruri reale, așa că avem nevoie de componente fizice și software. Din nou menționez ce folosesc de fapt. Ne pare rău, există atât de multe modalități de a rezolva astfel de subiecte: -O

Trecând la nivelul următor

Există acum multe modalități de a comunica între „controler” și diferitele „noduri”. Despre planificare, definiți deja cum ar trebui să funcționeze acasă. Definirea mediului de comunicare vă va ajuta să definiți unde să puneți controlerul și dispozitivele.

• Conexiuni între controler și dispozitive: fără fir sau prin cablu?
• Alimentare: de la priza de perete, alimentată cu baterie sau încărcată solar?
• Caz: Este un test pe banca dvs., hardware alfa în care cablurile se pot așeza sau doriți să îl integrați în mobilier / aparate?

După cum se explică mai jos, pentru eșantion, vom folosi Homie-ESP8266. Acesta este un firmware pentru controlere ESP8266 care utilizează WiFi și MQTT. Este descris astfel de către autorul său:

„O instanță a unei piese fizice de hardware (un Arduino, un ESP8266…) se numește dispozitiv. Un dispozitiv are proprietăți ale dispozitivului, cum ar fi IP-ul local curent, semnalul Wi-Fi etc. Un dispozitiv poate expune mai multe noduri. de exemplu, un dispozitiv meteorologic ar putea expune un nod de temperatură și un nod de umiditate. Un nod poate avea mai multe proprietăți de nod. Nodul de temperatură ar putea expune, de exemplu, o proprietate de grade care conține temperatura reală și o proprietate de unitate. Proprietățile nodului pot fi intervale. de exemplu, dacă aveți o bandă cu LED-uri, puteți avea o proprietate de nod condusă de la 1 la 10, pentru a controla LED-urile în mod independent. Proprietățile nodului pot fi reglabile. De exemplu, nu doriți ca proprietatea dvs. de grade să fie reglabilă în caz de un senzor de temperatură: acest lucru depinde de mediu și nu ar avea sens să îl modificați. Cu toate acestea, veți dori ca proprietatea de grade să fie reglabilă în cazul unui termostat."

rezumat

Ai nevoie:

• Un controler central, care găzduiește serverul dvs. de automatizare la domiciliu. Voi folosi PiDome pe un Raspberry Pi.
• Unul sau mai multe dispozitive pentru a monitoriza și interacționa cu casa ta. Voi folosi D1 Mini și Homie.
• O rețea pentru a conecta toate acestea împreună.
• Decideți cum să alimentați dispozitivele (bateria, adaptorul, de la un aparat gazdă …). Pentru testare folosesc fie portul USB al computerului (și depanarea serială), fie un încărcător de telefon.

Pasul 9: Despre controler …

Partea hardware

Vom folosi un Raspberry Pi pentru a ne acționa ca domn. RPi va fi responsabil de:

• Păstrarea datelor despre casă
• Agregarea datelor de pe dispozitive
• Prezentarea datelor către utilizator
• Trimiterea comenzilor către dispozitive

Din punct de vedere hardware, RPi singur este suficient pentru a face toate acestea. Este aproape autonom și va rula fericit de la subsol (Hei! Este primul dvs. centru de date la subsol ?!:-D).

Obțineți niște pachete (RPi, sursă de alimentare, card SD …) și sunteți gata.

Notă despre WiFi: Este posibil să rulez RPi prin WiFi, totuși mi se pare mult mai stabil să îl conectez la routerul de acasă folosind cablul RJ45 standard.

Notă despre RPi Zero: alegerea hardware exactă pe care trebuie să o faceți depinde de ceea ce doriți. Un RPi Zero pare să fie la fel de bun ca un RPi 3 pentru această slujbă. Zero este mult mai ieftin, dar necesită mai multe piese mici pentru a face treaba. Cu toate acestea, este cea mai bună alegere când vine vorba de dispozitive încorporate. Cel mai recent Raspberry Pi Zero W vine chiar acum cu WiFi și Bluetooth!

Partea software

RPi fiind un computer cu o singură placă, este destul de limitat în ceea ce privește discul / cpu / ram. În acest scop ne bazăm pe sisteme de operare Linux ușoare. Pentru această slujbă, Raspbian este probabil cea mai bună alegere a noastră, deoarece este un fel de sistem de operare implicit pentru un RPi.

A vorbi despre automatizarea casei înseamnă că aveți nevoie de acel software suplimentar pentru a gestiona dispozitivele. Alegerea mea este PiDome (descărcare).

Pasul 10: Despre dispozitive

Partea hardware

Următorii pași se vor baza pe Wemos D1 Mini (sau clone mai ieftine:)). Aceste microcontrolere se bazează pe module ESP-8266. Acest pachet pe o singură placă mică (34,2 mm * 25,6 mm): WIFI, CPU, RAM, Flash, pini digitali și un pin analogic într-un pachet de 10 gr. Dacă aveți nevoie de mai mult spațiu pentru bliț, verificați Wemos D1 Mini Pro. Puteți cumpăra scuturi pentru a adăuga relee, DHT22, buton, ecran OLED … Unul dintre ele este ecranul bateriei care permite dispozitivului să funcționeze complet fără fir.

Având câteva mini plăci fără sudură și fire jumper vă va ajuta să vă prototipați casa viitoare. Dacă doriți carcase personalizate pentru dispozitivele dvs., cunoștințele despre designul 3D și accesul la o imprimantă 3D vă vor crește și mai mult nivelul de îndrăzneală. Dar ce ar putea fi automatizarea casei dacă nu primiți niște senzori, LED-uri, rezistențe, condensatori și așa mai departe?

Am inclus „dispozitivul de birou” în imagine, este o simplă placă + D1 Mini + DHT22 + ecran OLED. Lucrurile cu LED și IR sunt în prezent neutilizate.

Partea software

Deoarece ESP-8266 este un cip destul de comun, veți găsi o mulțime de schițe pentru acesta. Voi fi leneș și voi folosi excelentul software Homie pentru ESP-8266 de la Marvin Roger. Cu toate acestea, acest instructiv nu este un ghid pentru Homie.

Pasul 11: Incinta dispozitivelor

Carcasele sunt despre ceea ce v-ați aștepta. Am menționat deja lucruri cum ar fi panoul de carton, cartonul (cum ar fi modelul meu alfa Garage Opener), cutii cu ciclu ascuns (deschizătorul meu de garaj într-o cutie cu șurub), cutii de proiect sau carcase de imprimantă 3D. Ca de obicei, limita este imaginația ta.

Rețineți că va trebui să vă încadrați în componentele electronice pe care intenționați să le implementați. Oricât de mare ar putea fi acest lucru, mai mic înseamnă o oprire.

Dacă monitorizați elementele de mediu, cum ar fi temperatura sau lumina, asigurați-vă că îl poziționați cu înțelepciune. Punerea unui senzor în plin soare este probabil ceea ce doriți să preveniți cu (aproape) orice cost. Plasarea unui senzor PIR este aceeași poveste, asigurați-vă că gama este bună și că acoperă orice vă așteptați.

Presupunerile de mai jos se bazează pe un monitor autonom, alimentat cu baterie, de temperatură / umiditate.

Un dispozitiv tipic va trebui să includă:

• Un microcontroler, pentru exemplele noastre, este un D1 Mini, dimensiune: 34,2 mm * 25,6 mm
• Între 0 și mulți senzori, să luăm un DHT22: 27mm x 59mm x 13.5mm
• Sursa de alimentare, D1 Mini necesită 5V, folosind un ecran de baterie arată ca un plan: 34,2 mm * 25,6 mm
• Acumulator, pentru ecranul bateriei, vom arunca o privire la un acumulator de litiu de 3.7v: 40mm * 25mm * 6mm
• Un anumit spațiu pentru fire, comutatoare, LED-uri … Prindeți doar câteva sortimente de la AliExpress (LED-uri, fire jumper, rezistențe).

Din nou, alegeți doar modul în care vă simțiți confortabil.

Notă pentru mine: E timpul să învăț ceva design 3D:-(

Pasul 12: Cuvinte finale

Când a venit timpul să scriu acest ultim capitol, mă întrebam „Ce s-a realizat?”.

Răspunsul este destul de simplu și urmează subiectul: economisiți-vă timp și planificați lucrurile. Acest lucru va face întregul proiect mult mai consistent. Domotica nu este la fel de simplă ca și cum ai cumpăra o priză wireless de la magazinul local. Asta este mult mai mult.

În acest stadiu mă întreb încă care sunt economiile. Chiar ne pasă?

A fost instructiv? Destul de mult, realizare dobândită!

Vă rugăm să verificați celelalte instructabile ale mele, intenționez să scriu altele mai practice. Mi-a plăcut destul să-mi iau timp să scriu aceasta.