Beplanning van 'n DIY Home Automation System: 12 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Die doel van hierdie instruksies is nie om u te vertel hoe u kan doen wat u wil hê u huis moet doen nie. In plaas daarvan is dit geskryf om 'n idee 'n werklikheid te maak, maar om van waansin ook gesonde verstand te verander deur die perke te verstaan (tegnologie, koste, tyd benodig, veiligheid …).

Daar is baie goeie gidse en artikels op die internet om baie dinge in baie uitgebreide besonderhede te verstaan. Dit is nie wat ons wil hê nie. Ons wil die groot prentjie hê. Wat is die basiese vaardighede wat ons kan aanleer of verbeter. Waaraan ons moet raak.

Dit dek basiese dinge soos:

• Wat is tuisautomatisering? Kyk eers of dit werklik aan u verwagtinge voldoen.
• Waar om te begin? Redelik maklik, begin waar u is, waarskynlik tuis. Weet jy dit van binne na buite?
• Wat kan ek doen? Omtrent alles behalwe dat u u perke moet beplan en ken. Dit sluit in om te bly lewe (werk enige dag, insluitend aande).
• Wat is die stukke van hierdie legkaart? Meer kompleks, daar is baie vorms en dit is baie maklik om 'n paar stukke te verloor. Ons sal probeer om net ons gesonde verstand te behou.
• Hoe om dit aanmekaar te sit? Dit word meer konkreet, ons doen dit eintlik. H*sal ja!

Hierdie instruksies is ook nou beskikbaar op my persoonlike bladsy:

Stap 1: Wat is tuisautomatisering?

Googging van "tuisautomatisering" het 33 miljoen resultate opgelewer. Dit is óf meer as genoeg óf net te veel.

Die eerste resultaat, Wikipedia -artikel (natuurlik), lui:

"Huis -outomatisering of slim huis [1] (ook bekend as domotika of domotica) is die residensiële uitbreiding van geboutomatisering en behels die beheer en outomatisering van beligting, verwarming (soos slim termostate), ventilasie, lugversorging (HVAC) en sekuriteit, sowel as huishoudelike toestelle, soos wasmasjien/droër, oond of yskas/vrieskas wat WiFi gebruik vir afstandmonitering. met 'n gebruikerskoppelvlak wat interaksie het met 'n muurterminal, selfoonprogrammatuur, tabletrekenaar of 'n webkoppelvlak, maar nie altyd via internetwolkdienste nie."

Wat sê dit?

• Slim huis: maak die huis bewus van homself of gee dit die vermoë om dinge te doen.
• Residensieel: moenie dit op die werk probeer as u op selfdoen fokus nie:) Dit blyk te wees wat ons wil dek.
• Bou -outomatisering: Ek wil inderdaad as 'n lui geek 'n rekenaar maak wat ek nie self wil doen nie. Kontroleer gewoonlik die motorhuisdeur, verwarming aan/af ens. Puik!
• Skakelaars en sensors: Kyk hierna soos oë en vingers van die huis, sonder dat albei nie veel sal doen nie.
• Sentrale spilpunt: het die slim huis 'n brein nodig? Interessant. Een brein om alle dinge te regeer. Dit sal die beheerder wees.
• Interaksie: Die huis kan sy eie lewe hê, maar ons wil deel daarvan wees. Dit is ons plek. Wag, hoe gesels ek met 'n huis? Dit is die toestelle/nodusse.
• Internet wolkdienste: ek hou nie daarvan nie; een of ander masjien moet êrens weet dat ek die wasser aan het nie. Maar dit is persoonlik. Moenie vergeet nie "daar bestaan nie iets soos die wolk nie, dit is iemand anders se rekenaar". Wag, 'n diens is veel meer as 'n rekenaar. Om per vliegtuig te reis is meer as om sy eie vliegtuig te hê. Die DIY -aspek sal eksterne hulp/bedrog egter weerhou.

As ons dus saamvat, eindig ons met: Ek wil 'n skerm sit om my huishoudelike toestelle te beveel om te doen wat ek wil. Amper wat ons sou verwag.

As 'n vriendelike herinnering gaan ons nie oor tegniese aspekte soos protokolle, verkopers, verskaffers en dies meer nie. Dit is 'n DIY -projek. As self 'n stokperdjie, ken ek nie alle besonderhede van die items wat die sterrestelsel bevat nie. Om my huis te ken, is waar ek wil begin. As sodanig deel ek meestal oor my persoonlike ervaring.

Ek sal egter alle gebundelde oplossings uit die mark ignoreer, want dit is nie wat ons wil hê nie. Hierdie gids kan nog steeds handig te pas kom as u net deur basiese konsepte wil gaan.

Opmerking: ons gee nie om oor die grootte van u huis nie. Hemel is die limiet. Die grootste deel van hierdie artikel is geskryf deur 'n paar toestelle op my lessenaar.

Stap 2: Die groot prentjie

Kontrolelys:

• Het jy al 'n paar idees?
• Maak 'n lys van wat u wil modelleer: Gebou, vloere, kamers, stelsels, toestelle …
• Maak 'n lys van dit waarmee u nie gemaklik voel nie: miskien wil u sekuriteitstoerusting of toegangsbeheer oorslaan.
• Stel prioriteite: vir ware DIY is u meestal alleen. Fokus op prestasies.
• Evalueer koste: Elimineer wat u dink te duur is of nie die moeite werd is nie.
• Evalueer vaardighede: Ek kan tans niks in 3D ontwerp nie, maar dit is nog steeds 'n vaardigheid wat ek graag wil aanleer.

As u so ver is, moet u nou 'n goeie idee hê van wat u wil bereik. Vir hierdie instruksies neem ek dinge aan oor my eie ervaring:

• Die huis het ongeveer 15 kamers. Dit is baie om 'net iets te begin'.
• Ek fokus op verwarming: monitor temperatuur en skakel verwarming aan/uit.
• Ek gebruik goedkoop D1 Mini -klone van Ali Express. 'N Paar maande gelede het ek selfs geen soldeerbout gehad nie.
• Ek wil dit eintlik gebruik, en ek sal probeer om '3D -gedrukte omhulsels rondom die huis geïnstalleer' te bereik. Nog nie bereik nie …
• Daar is 'n mate van "vrouaanvaarding". Dit moet nuttig EN bruikbaar wees.

Let daarop dat ek in die verlede 'n Garage Door Opener gemaak het gebaseer op 'n Raspberry Pi, 'n LCD -skerm, 'n paar skakelaars en 'n relais. Sommige Python -kode plak dit saam. Tot 'n mate is ek geïnteresseerd om dit saam te voeg tot hierdie instruksies om 'n behoorlike argitektuur te hê. Dit is deel van die "vrou -aanvaarding", tuisoutomatisering moet vanuit een enkele koppelvlak geskied.

Stap 3: Modelleer u plek

Sommige teorie

Tuisoutomatisering veronderstel dat 'n beheerder oor alles kan weet. Dit sal ook u bestellings aan die huis deurstuur.

Toestelle sal oral versprei word. Weet beter waar jy wil hê hulle moet wees.

As ons eers 'n slim kontroleerder het, moet dit met die toestelle kan kommunikeer.

WiFi is die natuurlike manier, selfs al is dit nie so algemeen nie. Daar is soveel protokolle wat moeilik is om te kies.

Vrywaring

Ja, dit raak tegnies, jammer. Ek wil in elk geval werklike dinge wys, so ons benodig fisiese en sagteware -komponente. Ek noem weer wat ek eintlik gebruik. Jammer, daar is soveel maniere om sulke onderwerpe op te los: -O

Neem dit na die volgende vlak

Daar is nou baie maniere om te kommunikeer tussen 'kontroleerder' en die verskillende 'nodes'. Oor beplanning, definieer reeds hoe dit binne u huis moet werk. Die definisie van die kommunikasiemedium sal help om te bepaal waar die kontroleerder en toestelle geplaas moet word.

• Verbindings tussen kontroleerder en toestelle: draadloos of bedraad?
• Kragtoevoer: miskien uit die stopcontact, met batterye of sonkrag gelaai?
• Geval: is dit 'n toets op u bank, alfa -hardeware waar kabels kan lê, of wil u dit in meubels/toestelle integreer?

Soos hieronder verduidelik, sal ons vir die monster gebruik maak van Homie-ESP8266. Dit is 'n firmware vir ESP8266 -beheerders wat WiFi en MQTT gebruik. Dit word deur die skrywer so beskryf:

'' N Voorbeeld van 'n fisiese stuk hardeware ('n Arduino, 'n ESP8266 …) word 'n toestel genoem. 'N Toestel het toestelleienskappe, soos die huidige plaaslike IP, die Wi-Fi-sein, ens.' N Toestel kan verskeie nodusse blootstel. 'n Weertoestel kan byvoorbeeld 'n temperatuurknoop en 'n humiditeitsknooppunt blootstel. 'n Node kan verskeie knopeienskappe hê. Die temperatuurknoop kan byvoorbeeld 'n grade -eienskap met die werklike temperatuur en 'n eenheidseienskap blootstel. Nodeienskappe kan reekse wees. Vir Byvoorbeeld, as u 'n LED -strook het, kan u 'n node -eiendom tussen 1 en 10 hê om LED's onafhanklik te beheer. Knopeienskappe kan instelbaar wees. 'n temperatuursensor: dit hang af van die omgewing en dit is nie sinvol om dit te verander nie. U sal egter wil hê dat die grade -eiendom in geval van 'n termostaat instelbaar is."

Opsomming

Jy benodig:

• Een sentrale beheerder wat u tuisautomatiseringsbediener huisves. Ek gebruik PiDome op 'n Raspberry Pi.
• Een of meer toestelle om u huis te monitor en te kommunikeer. Ek sal D1 Mini en Homie gebruik.
• 'N Netwerk om dit alles saam te voeg.
• Besluit hoe u toestelle (battery, adapter, van 'n gasheertoestel … Vir die toets gebruik ek 'n rekenaar se USB -poort (en seriële ontfouting) of 'n telefoonlaaier.

Stap 9: Oor die beheerder …

Hardeware deel

Ons sal 'n Raspberry Pi gebruik om as ons huisheer te dien. Die RPi is in beheer van:

• Hou die data oor die huis
• Versameling van die data van die toestelle
• Die voorlegging van die data aan die gebruiker
• Stuur bestellings na toestelle

Vanuit 'n hardeware -oogpunt is die RPi alleen genoeg om dit alles te doen. Dit is amper selfstandig en sal gelukkig uit u kelder loop (Hey! Is dit u eerste tuisdatasentrum ooit in die kelder ?!:-D).

Kry 'n bondel (RPi, kragtoevoer, SD -kaart …) en jy is gereed.

Opmerking oor WiFi: dit is moontlik om die RPi via WiFi uit te voer, maar ek vind dit baie stabieler om dit aan te sluit op u tuisrouter met 'n standaard RJ45 -kabel.

Opmerking oor RPi Zero: Die presiese hardeware keuse wat u moet maak, hang af van wat u wil hê. Dit lyk asof 'n RPi Zero net so goed is as 'n RPi 3 vir hierdie werk. Die Zero is baie goedkoper, maar benodig baie meer klein onderdele om die werk te verrig. Dit is egter die beste keuse vir ingeboude toestelle. Die nuutste Raspberry Pi Zero W kom nou selfs met WiFi en Bluetooth!

Sagteware deel

Aangesien die RPi 'n enkelbordrekenaar is, is dit redelik beperk ten opsigte van skyf/cpu/ram. Vir hierdie doel maak ons staat op ligte Linux -sentriese bedryfstelsels. Vir hierdie werk is Raspbian waarskynlik ons beste keuse, aangesien dit die standaard -bedryfstelsel vir 'n RPi is.

As u oor tuisautomatisering praat, beteken dit dat u ekstra sagteware benodig om die toestelle te bestuur. My keuse is PiDome (aflaai).

Stap 10: Oor die toestelle

Hardeware deel

Die volgende stappe maak staat op Wemos D1 Mini (of goedkoper klone:)). Hierdie mikrobeheerders is gebaseer op 'n ESP-8266-modules. Dit word op 'n enkele bordjie (34,2 mm * 25,6 mm) gebundel: WIFI, SVE, RAM, flits, digitale penne en 'n analoog pen in 'n 10 gr -pakket. Gaan na die Wemos D1 Mini Pro as u meer spasie benodig. U kan skilde koop om relais, DHT22, knoppie, OLED -skerm by te voeg … Een daarvan is die batteryskerm waarmee die toestel heeltemal draadloos kan werk.

As u 'n paar mini -soldeerlose broodborde en jumperdrade het, kan u u toekomstige huis bewys. As u persoonlike gevalle vir u toestelle wil hê, sal kennis oor 3D -ontwerp en toegang tot 'n 3D -drukker u geekness -vlak nog verder verhoog. Maar wat kan tuisoutomatisering wees as u nie 'n paar sensors, LED's, weerstande, kapasitors ensovoorts kry nie?

Ek het my 'kantoorapparaat' op die foto ingesluit, dit is 'n eenvoudige broodbord + D1 Mini + DHT22 + OLED -skerm. Die LED- en IR -materiaal is tans ongebruik.

Sagteware deel

Aangesien die ESP-8266 'n redelik algemene chip is, vind u baie sketse daarvoor. Ek sal net lui wees en die uitstekende Homie vir ESP-8266-sagteware van Marvin Roger gebruik. Hierdie instruksie is egter nie 'n gids vir Homie nie.

Stap 11: Behuizing toestelle

Bylae handel oor wat u sou verwag. Ek het al dinge genoem soos broodbord, karton (soos my Garage Opener alfa-model), opgebruikte bokse (my Garage Opener in 'n skroefdoos), projekbakke of 3D-drukkaste. Soos gewoonlik is u verbeelding beperk.

Hou in gedagte dat u die elektronika wat u wil implementeer, moet inpas. Hoe groot dit ook al is, kleiner beteken nie.

As u omgewingsitems soos temperatuur of lig monitor, moet u dit verstandig plaas. Om 'n sensor in gewone son te plaas, is waarskynlik wat u teen (byna) enige koste wil voorkom. Om 'n PIR -sensor te plaas, is dieselfde storie, maak seker dat die reeks goed is en dat dit dek wat u ook al verwag.

Die onderstaande aannames is gebaseer op 'n selfstandige, battery -aangedrewe, temperatuur- / humiditeitsmonitor.

'N Tipiese toestel moet saamgevoeg word:

• 'N Mikrobeheerder, vir ons voorbeelde: 'n D1 Mini, grootte: 34,2 mm * 25,6 mm
• Tussen 0 en baie sensors, laat ons 'n DHT22 neem: 27 mm x 59 mm x 13,5 mm
• Kragtoevoer, die D1 Mini benodig 5V, met 'n batteryskerm lyk dit soos 'n plan: 34,2 mm * 25,6 mm
• Batterypak, vir die batteryskerm, kyk ons na 'n 3.7v litiumbattery: 40mm * 25mm * 6mm
• Beter ruimte vir drade, skakelaars, LED's … Gryp net 'n paar assortimente van AliExpress (LED's, jumperdrade, weerstande).

Weereens, kies net die manier waarop u gemaklik voel.

Let op by myself: Tyd om 'n bietjie 3D-ontwerp te leer:-(

Stap 12: Finale woorde

Toe die tyd aanbreek om hierdie laaste hoofstuk te skryf, wonder ek: "Wat is bereik?".

Die antwoord is redelik eenvoudig en volg die onderwerp: Spaar jouself tyd en beplan dinge. Dit sal die hele projek baie meer konsekwent maak. Tuisoutomatisering is nie so eenvoudig soos om 'n draadlose aansluiting by die plaaslike winkel te koop nie. Dit is soveel meer.

In hierdie stadium wonder ek nog steeds wat die besparing is. Gee ons regtig om?

Was dit leersaam? Nogal baie, prestasie verkry!

Kyk na my ander instruksies, ek is van plan om meer praktiese artikels te skryf. Ek het nogal daarvan gehou om tyd te neem om hierdie een te skryf.