En Internet hay muchas reseñas y vídeos sobre la construcción de casas inteligentes. Existe la opinión de que todo esto es bastante caro y problemático de organizar, es decir, en general, muchos geeks. Pero el progreso no se detiene. Los dispositivos son cada vez más baratos, pero más funcionales, y el diseño y la instalación son bastante sencillos. Sin embargo, en general, las revisiones se centran en 1-2 ejemplos de uso, prácticamente sin cubrir los matices y sin crear una imagen holística. Por lo tanto, en este artículo quiero revisar el proyecto completado, demostrar los casos de uso y los obstáculos encontrados al construir una casa inteligente utilizando dispositivos Xiaomi usando el ejemplo de una casa de baños. Las ideas descritas, con pequeñas variaciones, también se pueden aplicar a la hora de automatizar un apartamento.
Antecedentes o por qué es necesario todo esto.
Primero, un poco de historia para que quede claro el contexto. A principios de otoño de 2018 se terminaron los acabados finales de la casa de baños y se puso en funcionamiento. La casa de baños es una estructura de capital autónoma con calefacción y suministro de agua durante todo el año.
Por razones obvias, nadie vive permanentemente en la casa de baños ni controla el estado del local. Por mucho que me gustaría, visitar una casa de baños tampoco es un evento muy frecuente. En consecuencia, la idea de crear una casa de baños "inteligente" estuvo presente desde el principio del proyecto. En primer lugar, por motivos de seguridad (incendios, inundaciones, control de acceso). Por ejemplo, apagar la calefacción cuando hay -35 grados en la calle (vivo en Novosibirsk) es una situación muy peligrosa. Sin embargo, a diferencia de la casa principal, no pensé en el proyecto de automatización de la casa de baños desde el principio y no realicé cableado adicional en los lugares necesarios. Por otro lado, en la casa de baños se instaló Internet y desde el exterior se realiza videovigilancia desde los otros dos edificios (lo que sucede se puede comprobar visualmente).
Al regresar de un viaje de negocios en noviembre de 2019, por la noche fui a la casa de baños, abrí la puerta principal y me sorprendió lo que vi. Los LED del punto WiFi parpadeaban en la oscuridad y un chorro de agua caía sobre mis pies. Es decir, se produjeron inundaciones, pero no se cortó la electricidad. El agua de la casa de baños se suministra mediante pozo propio, bomba sumergible y automatización que controla el proceso. Como resultó más tarde, uno de los accesorios de la unión del inodoro se arrancó y toda la habitación se inundó. Nunca supe por qué la automatización se compadeció y aun así se apagó, pero logró bombear 15 cm de agua por cada 30 metros cuadrados. Afuera hacía -14 grados ese día. El piso cálido se las arregló y continuó manteniendo la temperatura en la habitación al nivel adecuado, pero surgió un 100% de humedad. Era imposible postergar más la organización de una casa inteligente: tenemos que empezar a hacerlo.
Selección de equipo
Mientras construía la casa principal, adquirí experiencia trabajando con dispositivos. (Se ha creado el cableado correspondiente). Parte de la automatización se realiza en . Otra parte está en dispositivos. . La opción con Raspberry PI me resultó la más atractiva e inicialmente la consideré para la casa de baños. Pero, lamentablemente, la organización requiere mucho más esfuerzo. Este todavía no es un dispositivo plug-and-play, desde ejercicios con hardware hasta escribir software para sus propias necesidades. Por ciertas razones no me convenía. Cruzar Raspberry PI, ZigBee Adapter (para aprovechar los sensores inalámbricos de Xiaomi) y Apple HomeKit requirió aprendizaje (y la interfaz de Apple HomeKit no es particularmente interesante en este momento). Había poco tiempo (no quería que se repitiera la situación) y no había cableado para cada punto necesario, así que decidí hacer todo en dispositivos Xiaomi.
El dispositivo principal en tal situación es el hub. En el caso de Xiaomi, existen dos opciones de hub: Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2 y Xiaomi Aqara Gateway. Este último cuesta aproximadamente el doble, es más adecuado para el mercado local y puede integrar dispositivos en Apple HomeKit. Sin embargo, si instala la aplicación Aqara Home y selecciona la región "Rusia", al momento de escribir estas líneas, solo estarán disponibles 13 dispositivos diferentes (interruptores, enchufes, sensores). Si instala la aplicación Xiaomi Home y selecciona la región "China continental", cientos de dispositivos estarán disponibles para conectarse. Al mismo tiempo, si seleccionó la región "China continental", no podrá conectar un enchufe europeo y viceversa. Seleccionar la región "China continental" dentro de la aplicación Aqara Home no proporciona la misma integridad de dispositivos que está presente en Xiaomi Home con la misma región. Por temor a la incompatibilidad, decidí optar por el concentrador Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2. El precio es de unos 2000 rublos. Por cierto, el propio concentrador actúa como lámpara; esto se puede tener en cuenta durante la instalación.
Otra pregunta interesante es cuánto tiempo funcionará todo esto. Ni siquiera estamos hablando de sensores y baterías, sino de sincronización y almacenamiento de datos en la nube. Por el momento la cuenta es gratuita. Toda la información se almacena en los servidores de Xiaomi. Si mañana los muchachos deciden que los usuarios de Rusia no deberían almacenar datos en la región de "China continental" o Roskomnadzor por alguna razón prohíbe sus servidores, entonces toda la casa inteligente corre el riesgo de convertirse en una calabaza. Decidí por mí mismo que en este caso los sensores permanecerán y el concentrador será reemplazado por un adaptador Raspberri PI + ZigBee.
Control y prevención de fugas
El primer y más importante escenario de automatización fue una continuación natural del problema que surgió: en caso de una fuga, es necesario cerrar el suministro de agua, es decir, la bomba, y enviar una alerta sobre el problema a su teléfono. Había dos lugares potencialmente peligrosos donde podría producirse una fuga.
Además del centro, este escenario requería dos sensores de fugas y un enchufe inteligente montado en la pared. El precio de un sensor de fugas es de aproximadamente 1400 rublos. El precio de un enchufe inteligente para montaje en pared es de aproximadamente 1700 rublos. Los sensores de fugas son autónomos y funcionan con baterías. El fabricante afirma que una batería durará 2 años.
La instalación del enchufe inteligente fue un poco complicada por el hecho de que los enchufes chinos requieren cajas de enchufe cuadradas, que no se venden en nuestras tiendas habituales (pero se pueden encargar). Hacer agujeros cuadrados es muy divertido. Además, realmente necesitas un adaptador, aunque también hay una toma de corriente para un enchufe europeo. La versión Aqara para el mercado local actualmente no tiene enchufe de pared, lo que nos vincula a la región de “China continental”. Alternativamente, era posible instalar un enchufe normal y enchufar un enchufe inteligente con un enchufe de Xiaomi, pero esto requeriría dos adaptadores adicionales. Otra alternativa es un relevo. Pero me decidí por un tomacorriente de pared.
Se han añadido un enchufe y un sensor a la aplicación Xiaomi Home. El siguiente es un guión “en caso de fuga” para dos acciones: apagar el tomacorriente y enviar una alerta.
El primer sensor de fugas se instaló al lado de la bomba (y, de hecho, al lado del buje). Para la prueba, se vertió agua en un plato pequeño y se introdujo el sensor en él. Realicé todas las acciones directamente en el lugar donde estaba instalado el sensor para acercar la situación lo más posible a la realidad. La prueba fue exitosa: el enchufe se apagó, llegó una notificación al teléfono y el concentrador parpadeó en modo de emergencia.
Se planeó instalar el segundo sensor de fugas en el inodoro cerca de la unión de tuberías. Pero durante su instalación surgieron algunos matices: el concentrador no vio el sensor, aunque la distancia era pequeña. Esto se debe a la configuración del local.
Había una sala de vapor entre el lugar de instalación del concentrador (baño) y el lugar de instalación del segundo sensor de fugas (inodoro). La sala de vapor, según la mejor tradición, está cosida en un círculo con papel de aluminio, lo que crea problemas con la transmisión de señales.
El fabricante afirma que los dispositivos son capaces de formar una red en malla, es decir, un dispositivo puede transmitir datos al concentrador a través de otro dispositivo. En alguna parte encontré información de que solo los dispositivos conectados a la red (y no alimentados por baterías) pueden actuar como transmisores en una red en malla. Sin embargo, me bastó con instalar un sensor de temperatura en un rincón del baño para que la señal del sensor de fugas dejara de desaparecer. Quizás sea una coincidencia, porque más abajo, en el lavadero, se instaló un relé debajo del techo para controlar la iluminación de la calle (quizás actúa como transmisor en la red de malla). Sin embargo, se resolvió el problema con la pérdida de señal del sensor de fugas en el inodoro. Además, puedes comprobar la conexión entre el dispositivo y el hub presionando el sensor en el centro. Si todo está bien, la información relevante se escuchará en chino puro desde el centro (en el caso del centro Aqara, la comunicación se realizará en un inglés agradable).
Verificar el apagado y luego encender la electricidad usando la máquina mostró que el enchufe inteligente se apaga. Para que cambie al estado encendido cuando aparece la electricidad, existe una configuración correspondiente:
Una señal adicional de que la habitación se inundó fue un aumento de la humedad hasta el 100%. El control de esta característica se analiza en la siguiente sección.
Control de humo y temperatura.
La casa de baños es una habitación con riesgo de incendio, por lo que el siguiente escenario era determinar los signos de incendio.
Para este escenario, se necesitaban dos sensores de temperatura (y humedad) y un sensor de humo. El precio de un sensor de temperatura es de aproximadamente 1000 rublos. Un detector de humo cuesta aproximadamente 2000 rublos. En la versión de Aqara para la región local, actualmente no hay ningún sensor de humo, lo que nuevamente nos vincula a la región de “China continental”.
El sensor de humo estaba montado en el techo del pasillo del baño (de hecho, no lejos de la estufa y de la salida de la sala de vapor). A continuación, se añadió un dispositivo en la aplicación Xiaomi Home y se creó un escenario “en caso de detección de humo” con posterior envío de una notificación al teléfono. La prueba se realizó con una cerilla de fuego. El sensor pasó la prueba con éxito. El concentrador emitió una alarma y la notificación sonora estaba funcionando. El propio sensor también emitió un pitido muy fuerte y desagradable, advirtiendo de un problema.
Otro signo de incendio es el aumento de temperatura. Para controlar la temperatura se instalaron dos sensores: uno en el baño y otro en el baño. A continuación, la aplicación creó un escenario “en caso de que la temperatura sea superior a la configurada” con la correspondiente notificación en el teléfono. Por el momento, he establecido el umbral de activación para el baño en 30 grados (en verano, probablemente será necesario reconfigurarlo).
También se montó un escenario “en caso de que la temperatura esté por debajo de la establecida” con un umbral de activación de 18 grados y una alerta por teléfono. Si por algún motivo la calefacción deja de funcionar, me gustaría saberlo lo antes posible. Asimismo, se crearon escenarios “en caso de aumento de humedad” para ambos sensores con un umbral de respuesta del 70%, una notificación al teléfono y el apagado de la bomba de suministro de agua.
Como una buena ventaja para los sensores de temperatura y humedad, los gráficos históricos están disponibles en la aplicación. Puede, por ejemplo, determinar en qué momentos se utilizó la sauna para el fin previsto (picos de temperatura en el gráfico siguiente) o comparar si la temperatura actual es anormal.
Control de ventilación
La sala de vapor tiene un sistema de escape forzado de la habitación. Una vez finalizados los trámites, es recomendable ventilar la habitación. La ventilación se activa mediante un interruptor de llave y la ventilación en sí requiere al menos 30 minutos, aunque a menudo las reuniones en la casa de baños terminan a la una o dos de la madrugada. No siempre es posible hacer todo con anticipación, y sentarse al final durante 30 minutos adicionales y esperar a que se ventile la sala de vapor es un placer inferior al promedio porque ya quiere dormir.
Para este escenario, necesitábamos un interruptor de llave de Xiaomi con línea cero y montaje en pared. El precio de emisión es de aproximadamente 1900 rublos. Los interruptores están disponibles en la versión Aqara para el mercado local.
En mi caso, no se puede simplemente reemplazar un interruptor normal por uno inteligente: se requiere una línea eléctrica. En consecuencia, tuve que extender la línea cero hasta el orificio de montaje del interruptor; afortunadamente, existía esa posibilidad. En el caso de un interruptor sin línea cero, la instalación sería más sencilla.
Después de la instalación, el interruptor inteligente se agregó a la aplicación como dispositivo y se probó el rendimiento. Hay un temporizador en la configuración del interruptor y puede configurar el tiempo de apagado. Es decir, ahora, antes de salir de la casa de baños, el temporizador de apagado está configurado para 30 minutos adicionales de ventilación y puede irse a la cama con seguridad.
Es posible otra opción para automatizar el proceso. Después de completar los procedimientos del baño, además de la ventilación, la puerta de la sala de vapor se abre por completo. Esto provoca un aumento de temperatura en la sala de lavado donde está instalado el sensor de temperatura. Según las lecturas de este sensor, puede crear escenarios para encender/apagar la ventilación. Pero aún no he probado esta opción. Además, podrías experimentar con un sensor para abrir la puerta de la sala de vapor. Pero me temo que se morirá o se caerá rápidamente, ya que la puerta es de vidrio y en la sala de vapor puede haber 120 grados.
Control de alumbrado público
Otra tarea que quería automatizar era controlar la iluminación de la calle en la terraza. Uno de los escenarios típicos: enciende la luz de la terraza cuando estás cerca del edificio y afuera está oscuro. La casa de baños está cerrada con llave y el interruptor de la luz de la calle se encuentra dentro de la habitación. Tuve que ir a buscar la llave para abrir la puerta y encender la luz. Apagar las luces requirió un procedimiento similar. Otro escenario que surgía regularmente era encender o apagar la luz del porche mientras estaba en la casa principal. Muy a menudo, al salir de la casa de baños, me olvidaba de apagar la luz de la terraza y lo descubría ya cuando estaba en casa: ya sea mirando por la ventana o mirando las cámaras de vigilancia. En este momento no suele haber ganas de ir a ningún lado, por lo que la luz siguió encendida toda la noche.
Para implementar esta idea, se compró un relé de dos canales. El precio de emisión es de aproximadamente 2000 rublos. Actualmente no hay relés disponibles en la versión Aqara para el mercado local. Pero se puede reemplazar con un interruptor de llave (está claro que instalarlo en una caja de distribución es un proceso más problemático).
Inicialmente, tenía la intención de montar el relé detrás del interruptor de llave, pero llegar a la línea de alimentación hasta la ubicación deseada (el relé nuevamente requiere energía) resultó ser muy problemático. La ubicación ideal es la caja de conexiones donde convergen la línea eléctrica, la línea del interruptor y las líneas del alumbrado público. Estaba ubicado bajo un falso techo, por lo que fue necesario desmontar varias lamas del revestimiento. Sería aconsejable pensar en este punto con antelación. Sin embargo, la instalación se completó con éxito. El diagrama de conexión es notablemente más complicado que el de los enchufes e interruptores (en mi caso, el relé tiene cuatro cables de 3 hilos y 8 terminales). Para no tenerlo en la cabeza y no confundir nada, dibujé el circuito en una hoja de papel antes de instalarlo. A continuación, hice una instalación de prueba para comprobar todo:
El dispositivo se conectó en la aplicación y comenzó la fase de prueba. La luz de la calle tenía que encenderse o apagarse mediante un interruptor de llave preexistente o mediante una aplicación. Hay dos farolas en la calle, una a la izquierda y otra a la derecha. El relé tiene dos canales, pero no tenía sentido encenderlos por separado. Por otro lado, tampoco quería activarlos uno por uno con dos clics en la aplicación. Por lo tanto, el control se realizó en un canal de retransmisión. Por una extraña coincidencia, esta opción no funcionó normalmente: se quedó atascada en una posición u otra. Ya no había mucho tiempo para experimentos, ya que se estaba acabando la luz del día y quería volver a armar el revestimiento del techo. Por lo tanto, simplemente conecté las luces en paralelo a ambos canales y todo funcionó como quería. Para que los interruptores físicos y de software funcionen como interruptores de paso, se habilitó la opción Interlock en la configuración del relé.
También sería posible organizar el encendido y apagado de las luces mediante un temporizador. Pero todavía no estaba interesado en este escenario.
Control de acceso al local
Otro punto interesante fue el control sobre la apertura de la puerta de calle. En primer lugar, determinar y notificar que alguien olvidó cerrar correctamente esta puerta o la dejó completamente abierta.
Para este escenario, se necesitaba un sensor de ventana/puerta. El precio de venta es de aproximadamente 1000 rublos. Hay sensores fabricados por Aqara para el mercado local (tienen bordes menos redondeados).
La instalación es muy sencilla: los sensores se fijan con cinta adhesiva de doble cara. Antes de montarlo, es mejor conectar el sensor en la aplicación para ver a qué distancia se produce el disparo. Las instrucciones hablan de un espacio de hasta 20 mm, pero esto, por decirlo suavemente, no es cierto: el sensor y el imán de respuesta deben montarse casi juntos. La casa principal tiene un sensor similar instalado en la puerta del garaje. Entre la guía y el collar hay una banda de goma selladora de 1 cm de ancho, a esta distancia el sensor mostró la posición “abierto” y fue necesario aumentar la respuesta del imán.
Una vez que se haya agregado un nuevo dispositivo a la aplicación, puede pasar a la automatización. Configuramos el escenario “si la puerta está abierta por más de 1 minuto” con una notificación en el teléfono. En la localización en inglés, la parte de la frase aproximadamente 1 minuto no es visible, pero el umbral de activación es exactamente ese. En la versión del sensor Aqara y la aplicación Aqara Home se pueden configurar otros intervalos de respuesta. Desafortunadamente, esto todavía no se puede hacer dentro de la aplicación Xiaomi Home. Pero la práctica ha demostrado que un intervalo de 1 minuto es más que suficiente: no hay falsas alarmas, todas las alarmas eran correctas. También puede ver los registros de los sensores. Este sensor no es una excepción. Puede, por ejemplo, determinar a partir del registro cuándo llegó a la casa de baños (la primera apertura de la puerta en un día determinado) y cuándo salió (el último cierre de la puerta), estimando así el tiempo total pasado en el habitación.
Impresiones de la operación
Las impresiones generales sobre el funcionamiento son puramente positivas. Por supuesto, hay algunos matices menores, pero se ha logrado el objetivo principal de la automatización. En primer lugar, se trata de calma psicológica, como lo confirman los resultados de las pruebas. La comodidad también es importante: se obtuvo el control remoto del alumbrado público y las campanas, y apareció una lámpara de noche adicional. Cuando te vayas de vacaciones, podrás acordarte y cerrar el agua de forma remota.
Los costos de todos los dispositivos descritos anteriormente se muestran a continuación de forma aproximada (sin referencia a una tienda específica). Al realizar pedidos en AliExpress, los precios diferirán menos.
Al elegir un conjunto de equipos, es necesario tener en cuenta la compatibilidad (para qué región se produjo este equipo y a qué familia pertenece). Dentro de la aplicación, no será posible crear un script que, por ejemplo, controle una salida para la región europea en función de un evento de sensor de humo (para la región “China continental”). Si no necesita algo exótico como un detector de humo, entonces es mejor buscar dispositivos Aqara para el mercado local. Al final, el relé se puede sustituir, por ejemplo, por un interruptor de dos teclas. Varias tiendas que venden dispositivos Xiaomi aparentemente los importan en color gris (estos dispositivos están destinados a la región china). Pero, por ejemplo, Svyaznoy comercializa dispositivos destinados a nuestro mercado. Además de la compatibilidad de los mismos enchufes, también contendrán instrucciones en inglés y ruso. A continuación se muestra una foto de dos sensores idénticos, pero para diferentes regiones (chino interno, a la izquierda y europeo externo, a la derecha):
La capacidad de respuesta de los controles de las aplicaciones no siempre es buena. Por ejemplo, a veces puedes encontrarte con una situación en la que, una y otra vez, en lugar de encender la luz, recibes un error como "solicitud fallida". Un tratamiento identificado experimentalmente (descargar la aplicación de la memoria y ejecutarla nuevamente) resuelve este problema más rápido que esperar una respuesta en el siguiente intento. Además, a veces hay retrasos notables (hasta 20-30 segundos) en la actualización del estado de un sensor en particular. En estos momentos, es mejor no volver a pulsar los botones de encendido/apagado del dispositivo, sino simplemente esperar a que se actualice el estado. Cuando inicia la aplicación, en algunas situaciones es posible que vea una lista vacía en lugar de una lista de dispositivos. No hay por qué entrar en pánico: suele aparecer en los próximos segundos. Las alertas al teléfono no están localizadas y se guardan nombrando correctamente los eventos. Además, los autores de la aplicación utilizan periódicamente el canal de notificaciones push para publicidad (nuevamente en chino). Por supuesto, esto no me gusta, pero realmente no tengo otra opción.
Espero que este artículo haya ayudado a comprender lo suficiente las capacidades de varios dispositivos Xiaomi para construir una casa inteligente y los escenarios para su uso práctico. Si todavía tiene alguna pregunta, ajuste o adición, estaré encantado de comentarlo en los comentarios.
Fuente: habr.com