- Умная дача своими руками из доступных компонентов
- Что внутри?
- Как это работает?
- Как применить?
- Как я автоматизировал дачу на 90%
- Прокладка кабелей
- Выбор щита
- Что потребовалось для автоматизации
- Освещение
- Удалённое управление и бесперебойное питание
- Отопление
- Водоснабжение и канализация
- Интересные функции
- Что ещё не сделано и что ещё планируется
Умная дача своими руками из доступных компонентов
Экология потребления.Усадьба:Наконец-то стало реально собрать удобный, функциональный, недорогой комплект «умный дом» из доступных простых компонентов.
Когда-то, уже давным-давно, когда я ввязался в тему разработки электроники, на рынке «умно-домовых» устройств было пусто. Пусто — для меня. Мне хотелось использовать устройства, одновременно, и достаточно недорогие, и адекватно функциональные. Дешевые девайсы на 433-ем радиоканале для этого не подходили в силу своей простоты. У них нет обратной связи, нет шифрования. Легко можно прослушать команды управления в эфире и делать с «его» умным домом любые пакости. Нельзя быть уверенным, включилось ли реально устройство в результате посланной команды. Всё остальное имело неадекватный ценник.
С тех пор утекло много воды. Разработка диммера так и не дошла до финала. Не получилось устранить все проблемы с питанием — wi-fi модуль довольно прожорлив и недостаточно стабильно работает в нашей схеме включения. Пока разработка вяло текла, рынок заполнился светодиодными лампами, не диммируемыми в своем большинстве. Изменилось моё понимание умного дома. Вроде бы диммер в том его формате, как мной задумывался, не очень-то и нужен. Ибо «умный дом» должен работать сам, без выключателей. Изменился курс доллара, что осложнило разработку любого электронного проекта, а разработку диммера осложнило значительно. Устройство у него не простое, себестоимость высокая и зависит она от доллара практически напрямую. Поэтому проект диммера пока на паузе. До лучших времен. Или насовсем.
Своего решения всё не было и не было, а дача строилась. Если в квартире «умный дом» все-таки больше «погремушка», то за городом автоматика может сделать жизнь значительно более комфортной. Я регулярно искал возможные решения от других производителей. И все не находил. До недавнего времени.
Бродя в очередной раз по сети и решив зайти на сайт ITEAD, я обнаружил очень интересное обновление ассортимента. Товарищи начали выпускать недорогое, да что греха таить — копеечное (от $6 за модуль, $4,85 по акции), решение для управления силовой нагрузкой. Готовое, в корпусе, с адекватной схемой включения, с обратной связью, с управлением через мобильное приложение, как локально, так и через облако. Вытерев слюни с рабочего стола я понял, что будущее уже здесь и наконец-то появилось решение для автоматизации моего дачного хозяйства. Дёшево и вроде как даже совершенно не сердито.
На свою первую покупку я потратил $32,71. Взял два модуля просто с вайфаем по $4,85 (по акции, позже ценник поднимется до $6) и два с дополнительным 433Мгц-интерфейсом на борту по $7,20 (позже обещают поднять до $9,50). Доставка Китай-Екатеринбург стоила $8,61, суммарный ценник за посылку с доставкой — $32,71.
В рублях с карты списалось 2 605,01 RUB, то есть доллар был грубо по 80 и стоимость модулей с учетом доставки в рублях составила 550 за простую модель и 750 за фильдеперсовую. С таким ценообразованием, если у производителя это не сильно временная акция, новые модули — безусловный хит, переплюнуть который вряд ли кому-либо удастся. Подробнее о функционале модулей будет чуть ниже.
Сначала попытался заказать доставку на китайский адрес склада, которым пользуюсь. Но великий и ужасный PayPal сказал «фигу», мол только в Россию можно доставку оплатить с моей карты. Если кто-то знает, как с этим бороться, поделитесь пожалуйста в комментах или личке.
Оплатил я посылку 26 февраля. Прилетела она ко мне довольно быстро, хоть и с пикулями, да простят меня московские читатели. Дело в том, что уже давненько в Екатеринбурге построен в аэропорту специальный терминал для таких, китайских, посылок. Мол, чтобы сразу к нам летели, без виляний по нашей необъятной родине. Но, нет, эта радость пока только на бумаге, видимо, остается.
Что внутри?
Аккуратная посылка содержала в себе четыре аккуратных коробочки с модулями. Надо сказать, производитель немного путается в показаниях. Старший модуль называется по-разному на коробке (Sonoff Pro) и на лейбле самого устройства (Sonoff RF). Так же забавно видеть на сайте фотку модуля рядом с пультиком и яркую надпись здесь же, что «пультик в комплект не входит». Детские болезни позиционирования не критичны. Главное — качественный девайс, а здесь придраться не к чему.
Картонная коробочка. Крепеж в комплекте. Качественный пластиковый корпус. Аккуратная печатная плата. Более чем подходящий форм-фактор для автоматизации дачи или загородного дома. Для квартиры, возможно, размер чуть великоват. Куча фотографий расскажет о качестве лучше лучше любых слов.
При этом производителю есть, куда стремиться. Если уж совсем приглядываться и придираться, то можно обратить внимание, что у модулей по-разному выдаются из глубины корпуса кнопки управления и светодиоды. Конечно, это не критично.
Как это работает?
Очень просто, удобно, доступно. На Android или Apple-смартфон ставится фирменное приложение. Ищется в магазине приложений по не очень релевантному названию «eWeLink». Я ставил только на андроид, и описываю поведение только на нем, на iOS алгоритм может чутка различаться.
Запускаем приложение. Регистрируемся в системе, указывая номер телефона и код, пришедший по смс. Нажимаем «Добавить устройство». Включаем в сеть Sonoff. Долго жмем его единственную кнопку управления до того, как она начнет быстро мигать. Смартфон находит модуль, предлагает ввести название для него и указать параметры wi-fi-сети, в которой модуль будет работать. Всё, настройка окончена.
После этого мы имеем возможность управлять девайсом из локальной wi-fi сети. Если мы находимся не в ней, а локальная wi-fi-сеть подключена к интернету, то без каких-либо переключений и дополнительных настроек задействуется облако. В приложении отображается, какие выключатели находятся на связи, какие в оффлайне. Выключателями на связи можно управлять, включая и выключая их. Статус выключателя на экране меняется только после реального переключения железки. Обратная связь есть и работает.
Расширенную версию модуля с 433Мгц-интерфейсом можно легко подружить с дешевым китайским пультиком или PIR-сенсором. При переключения состояния модуля с 433Мгц-интерфейса состояние модуля в приложении мгновенно меняется. То же происходит и при локальном включении-выключении модуля путем короткого нажатия на его кнопку управления.
Все подключенные устройства отображаются в приложении. Устройства можно расшаривать между аккаунтами. Например, можно наградить супругу возможностью управлять каким-то небольшим куском вашего умного дома с ее смартфона.
Как применить?
Я приобрел себе четыре модуля для реализации «программы-минимум» по автоматизации своей дачи. Модули только с wi-fi на борту будут управлять конвекторами в предбаннике и в теплой комнате дома. Чтобы я имел возможность включить их заранее из города, перед выездом на дачу. Мечтаю приезжать в уже теплые прогретые помещения. Модули с дополнительным 433Мгц будут использованы для управления освещением на участке. Хочется включать свет из машины на подъезде к участку, хочется выключать свет около бани уже из дома, чтобы не гулять в темноте. Дополнительный радиоинтерфейс понадобится для спаривания с какими-нибудь дешевыми радиокнопками. Конвекторами достаточно комфортно будет управлять только через приложение, свет на улице хочется дополнительно уметь включать-выключать реальными выключателями.
Чтобы нормально подключить эти четыре модуля, я купил супербюджетный «комплект умного дома», состоящий из:
а) старого роутера ASUS WL500Gp со сгоревшим блоком питания (300 рублей),
б) нового блока питания для роутера (100 рублей),
в) 4G-модема, втыкающегося в роутерный разъем USB (400 рублей).
Итого 800 рублей, прибавим к ним потраченные на модули 2600, получится 3400 рублей. За полноценное управление четырьмя точками через интернет с обратной связью. Бюджетнее решения, думаю, выдумать просто не реально. Даже если паять модули самому.
Система собрана в тестовом режиме у меня в офисе, настроен openwrt, протестирована работа с реальным 1,5кВт конвектором и скоро будет инсталлирована на даче. Позже к роутеру добавится ардуинка с разными полезными датчиками и небольшой веб-интерфейс. В серии постов про «Умную дачу» я покажу, что наконец-то стало реально собрать удобный, функциональный, недорогой комплект «умный дом» из доступных простых компонентов. опубликовано econet.ru
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
Источник
Как я автоматизировал дачу на 90%
Дачная электрика – известная проблема, отношение к ней в большинстве случаев наплевательское, если не сказать хуже. Если есть возможность подключить что-то не так и не туда — это, конечно, будет сделано.
Когда мы с женой начинали строить новую дачу вместо старой (где электрика прокладывалась многими поколениями и представляла собой жуткую мешанину из проводов и распаячных коробок), то прежде всего решили, что электрика будет грамотной, а дача – умной.
Примечание от маркетолога Wiren Board: автор статьи — ранее обычный пользователь Wiren Board, а ныне — инженер в составе нашей команды. Собственную дачу он автоматизировал до присоединения к нашей команде. Весь текст написан автором, кроме примечаний в конце.
На фотографии справа: наука о контактах — практические следствия.
Первым подопытным кроликом стал хозблок. По завершении его электрификации стало примерно понятно, какой масштаб работ ждёт в жилом доме, как прокладывать кабели, как решать другие задачи. Все, кроме одной – автоматизации.
Я потратил много зимних вечеров, готовя телегу выбирая систему, на которой будет базироваться всё управление будущей «умной дачей». Приглядывался к Siemens, к Овен, к Raspberry, но в итоге остановился на Wiren Board. На нём есть Linux? Для настоящего «одмина» это просто бальзам на душу!
Первым тренировочным экземпляром был Wiren Board версии 4. С ним было много проблем, и программирование его не столь очевидно, как казалось поначалу. Зато все подводные камни были изучены досконально, каждая мурена, сидящая в расселинах, поименована, и к моменту появления 5-ой версии я был уверен в том, что с моими задачами контроллер справится.
Чего хотелось: во-первых, максимально автоматизировать все те процессы, которые в старом доме приходилось делать вручную – например, подачу воды в дом из скважины, которую мы делим с соседями. Во-вторых, автоматически управлять климатом. В-третьих, управлять домом удаленно и иметь возможность мониторинга всего и вся. В-четвёртых, сделать удобным и действительно умным освещение.
А ещё очень хотелось бесперебойного электроснабжения, надёжного заземления и человеческого интернета.
Прокладка кабелей
Умный дом подразумевает сотни метров кабелей, выходящих из распределительного щита и расходящихся по всем самым удалённым местам.
Дом деревянный (каркасный), и прокладка жгутов даже из пятнадцати-двадцати кабелей в таком доме уже настоящая проблема. При скрытой проводке в перекрытиях и стенах кабели можно прокладывать только в толстостенных металлических трубах. А если из щита их выходит несколько десятков? А если где-то что-то не контачит? А если надо проложить ещё парочку непредусмотренных кабелей?
Короче, было решено использовать кабель-каналы. Посовещавшись, мы с женой выбрали Legrand DLP 80 мм с установочными изделиями Mosaic. Закрадывались подозрения, что дача станет немного похожа на офис, но они не оправдались. Каналы DLP выглядят очень эстетично, их удобно монтировать, в них удобно прокладывать кабели, а главное, в них удобно прокладывать много кабелей!
Кабель канал Legrand DLP с установленными розетками, выключателями и кабельным выводом серии Mosaic
Выбор щита
Шкаф ABB TwinLine с EDF-профилями и EDF-модулями в сборе перед началом подключения
Щиты большими не бывают. Особенно если в них монтируется автоматика всего дома. И если вам вдруг показалось, что щит слишком большой, а ваши друзья смеются: «Вы питаете весь дачный поселок?!» — смело берите щит в полтора раза больше! Если вы думаете, что десяти кабелей вам хватит, проложите ещё пять. Десять розеток на комнату – перебор? Ещё столько же точно не помешает. Если для второго этажа удобнее смонтировать второй щит — значит так тому и быть!
Что потребовалось для автоматизации
Конечно, сам контроллер Wiren Board 5 (смотри примечание 1 в конце). Основные исполнительные элементы — релейные модули, с которыми контроллер связывается по RS-485. Коммуникационный кабель был выбран специализированный, с толстыми жилами и экраном — Belden RS-232/RS-485 2x2x28 (смотри примечание 2 в конце), поскольку прокладывать его предстояло в разных местах, в том числе рядом с силовыми кабелями. Экран заземлён в щите, на вводе я сделал заземление TN-C-S с закопанным металлическим сварным контуром заземления рядом с домом в качестве заземлителя и повторным заземлением входящей нейтрали во вводном щите. Сопротивление заземлителя мерил специальным тестером UNI-T UT521, который купил по случаю со скидкой.
Вводной щиток перед опломбировкой
Освещение
В щитах использованы релейные модули WB-MR14 и WB-MR11, мощные потребители подключались через модульные контакторы ABB (смотри примечание 3 в конце).
Релейные модули и контакторы
Через реле WB-MR14 коммутируются группы из двух-трёх светодиодных ламп Ledare из IKEA.
Подключение практически каждого источника света к своему входу позволило реализовать самые смелые желания. Вместе с диммерами WB-MD2 освещение становится совсем умным. Через движок правил я реализовал астрономическое реле — прожектор на столбе при въезде включается, когда наступают сумерки. Светильники в одном помещении можно включать по отдельности, с необходимой яркостью. Запрограммировал “escort light” (сопровождающий режим подсветки, функция “мы все уезжаем”): наружное и садовое освещение в вечернее время гаснет через некоторое время после отъезда всех обитателей с дачи — можно все закрыть, проверить, снова закрыть и снова проверить 🙂
Вместо обычных выключателей везде в доме установлены кнопки без фиксации: они дают больше возможностей, позволяя обрабатывать длительное нажатие: например, для включения режима сопровождающей подсветки используется та же кнопка, что и включает свет на крыльце дома, но при нажатии с задержкой включается режим сопровождающего света. Это сделано таким правилом с двумя таймерами (один определяет длительное нажатие, второй — выключает освещение):
Скорость шины RS-485 по умолчанию — 9600 бит/с — оказалась слишком медленной для управления освещением в сценариях типа “если включили эту лампу, то включаем и две другие”. Релейные модули пришлось переводить на скорость 115200 бит/с, а медленные устройства подключать к незадействованному порту RS-485. И это помогло — задержка включения из правил стала примерно полсекунды. При этом, вопреки ожиданиям, повышение скорости не ухудшило качество обмена данными по шине.
Удалённое управление и бесперебойное питание
Резервное питание — аккумуляторный инвертор Микроарт MAP с четырьмя аккумуляторами 200 А*ч 12 В
Удалённое управление и бесперебойное питание делают автоматику дома доступными везде и всегда. Я долго бился с местным провайдером за оптоволоконный кабель (мобильная связь, особенно летом с наплывом дачников, оставляет желать лучшего, несмотря ни на какие ухищрения с антеннами), и с появлением оптики управлять домом стало легко и просто. При этом резервные каналы в виде 4G и SMS остались. 4G приходит в выделенный маршрутизатор Mikrotik RB750UP (физически находится прямо в антенне). Ограниченный набор SMS-команд, когда интернета не осталось совсем, принимает Wiren Board через встроенный модуль GPRS и gammu-smsd. Обрабатывать это было решено не через движок правил, а через скрипты на Perl (привет, Linux!). Каждый телефонный номер имеет свои права и может выполнять команды, которые описываются скриптами (например, “pingpong text” ответит словом “text”, “reboot” перезагрузит устройство, “relay 21 K2 on” замкнёт нужный контакт нужного реле). Конечно, безопасность такого решения стоит тщательно контролировать, но руки до этого пока не дошли.
Удалённое управление контроллером доступно отовсюду: между локальными сетями дачи и дома проброшен VPN, через VPN подключаются и мобильные устройства членов семьи — соответственно, все имеют доступ к веб-интерфейсу контроллера.
Резервный 4G-канал. Роутер Mikrotik RB750UP находится внутри антенны
Коммуникационный шкаф (Mikrotik RB2011UiAS + маршрутизатор GPON) и сервер видеонаблюдения
Отопление
Отопление дома было принципиально выбрано электрическим, во многом из-за удобства управления, в том числе удалённого. Собираясь на дачу в прохладную погоду, можно включить отопление на ночь, на следующий день дома тепло.
Конвектор Noirot Spot
Установленные конвекторы Noirot не поддерживают совместимых с Wiren Board протоколов управления, но термодатчики 1-wire DS18B20, подключенные к WB-M1W2, позволили регулировать температуру средствами самого контроллера (включение/выключение подогрева по заданной температуре). А в санузле контролируется не только температура, но и влажность модулем WB-MS(TH).
Датчик DS18B20 в корпусе, смонтированный в кабель-канале
Датчик WB-MS в санузле (это конец линии RS-485, установлен терминатор 120 Ом)
Теплый пол в санузле. Санузел – единственное помещение, где пол имеет бетонное основание и выложен керамической плиткой поверх нагревательного мата Devi. Теплый пол включается автоматически в 23:00 и выключается в 7:00, потребляя электроэнергию исключительно по ночному тарифу. Этого достаточно, чтобы утром в санузле было тепло и комфортно. HVAC-контроллер Siemens общается с Wiren Board по Modbus.
HVAC-контроллер Siemens серии RDF с управлением по Modbus
Водоснабжение и канализация
Вода подается в дом из скважины через промежуточный резервуар, давление в водопроводе нагнетается насосной станцией и удерживается расширительным баком, канализация стекает в септик. Как оказалось, эта часть наиболее капризна и требует автоматизации как ни одна из подсистем.
Исправность скважинного насоса контролируется счетчиком с импульсным выходом (планирую поменять на счетчики с RS-485). Импульсы считаем счётчиком WB-MCM16. Мы подали напряжение – а вода не течет? Авария. Всё отключаем и идем разбираться. Накопительная ёмкость опустела? Отключаем насосную станцию, наполняем ёмкость.
Счётчик с импульсным выходом (один импульс на литр)
Wiren Board следит за датчиками уровня воды ELKO HRH-5 с нержавеющими стержнями. Септик должен вовремя сливаться, и если откачной насос не сработал, мы снова узнаём об аварии. Датчик в септике – поплавок с сухим контактом. Септик аэрируемый, и если компрессор стал подавать слишком мало (что-то забилось) или слишком много (что-то порвалось) воздуха в септик – это срочно требует вмешательства, иначе все бактерии погибнут, и флору придется долго восстанавливать. Контроль скорости потока выполняет сам Wiren Board через общий вход A1, запрограммированный на счёт импульсов.
Газовый счётчик с импульсным выходом измеряет объем подачи воздуха в септик
Септик имеет ограниченную пропускную способность – если увлекаться приёмом душа в жаркий день, то качество очистки сточных вод заметно (всем заметно:)) ухудшится… Количество потреблённой за сутки воды также учитывается импульсным счётчиком и модулем WB-MCM16.
Горячей водой дом обеспечивают два накопительных электрических водонагревателя AEG (подключены через релейный модуль + контактор), и по приезде на дачу горячая вода – вот она, сразу! Удаленное управление, как уже говорил, осуществляется из веб-интерфейса самого контроллера через VPN.
Интересные функции
При этом остаётся огромное пространство для экспериментов. К боковому модулю сухих контактов WBIO-DI-DR-14 подключаем дальнобойный китайский радиопульт для управления всем и вся (правда, к пульту лучше всё-таки не подключать ничего критичного). В движке правил пульт описывается как виртуальное устройство.
Китайский пульт в веб-интерфейсе
Управление Wiren Board через Telegram-канал (но он последнее время как-то недоступен?) сделано через ioBroker и MQTT на Raspberry Pi. В Wiren Board 6, на который я пока что не перевёл дачу, надеюсь сделать это без “малины”. На крайний случай контроллер принимает SMS с командами (как это сделать СОВСЕМ безопасно с учетом уязвимостей в SS7, я пока не придумал: одноразовые пароли?).
Всего этого уже достаточно для комфортного проживания в дачном доме. Но нет предела совершенству.
Что ещё не сделано и что ещё планируется
- Управление кондиционерами с помощью модулей WB-MIR. Сейчас кондиционеры включаются вручную, и иногда можно наблюдать, как в одной комнате нагреватель сражается за «правильную» температуру с кондиционером. Бой увлекательный, но, увы, проходит за хозяйский счёт 🙂
- Автоматизация распределения воды из скважины между двумя соседями без переключения шлангов и затопления (по забывчивости) половины участка.
- Хочется контролировать работу аккумуляторного инвертора и состояние аккумуляторных батарей (через модуль аналоговых входов WBIO-AI-DV-12).
- Хочется настроить интеграцию с охранной системой и системой видеонаблюдения Xeoma.
Система видеонаблюдения контролирует движение по периметру вокруг дома и на участке
Источник