Ci sono molte recensioni e video su Internet sulla costruzione di case intelligenti. C'è un'opinione secondo cui tutto questo è piuttosto costoso e problematico da organizzare, cioè, in generale, molti geek. Ma il progresso non si ferma. I dispositivi stanno diventando più economici, ma più funzionali e la progettazione e l'installazione sono piuttosto semplici. Tuttavia, in generale, le recensioni si concentrano su 1-2 esempi di utilizzo, praticamente non coprendo le sfumature e non creando un quadro olistico. Pertanto, in questo articolo voglio rivedere il progetto completato, dimostrare i casi d'uso e le insidie incontrate nella costruzione di una casa intelligente utilizzando i dispositivi Xiaomi usando l'esempio di uno stabilimento balneare. Le idee descritte, con piccole variazioni, possono essere applicate anche quando si automatizza un appartamento.
Background o perché tutto questo è necessario
Innanzitutto, un po’ di background in modo che il contesto sia chiaro. All'inizio dell'autunno 2018 è stata completata la finitura finale dello stabilimento balneare che è stato messo in funzione. Lo stabilimento balneare è una struttura di capitale autonoma con riscaldamento e approvvigionamento idrico tutto l'anno.
Per ovvi motivi nessuno abita stabilmente nello stabilimento balneare né controlla le condizioni dei locali. Per quanto mi piacerebbe, anche visitare uno stabilimento balneare non è un evento molto frequente. Di conseguenza, l’idea di creare uno stabilimento balneare “intelligente” era presente fin dall’inizio del progetto. Innanzitutto per ragioni di sicurezza (incendi, allagamenti, controllo accessi). Ad esempio, spegnere il riscaldamento a -35 gradi fuori (vivo a Novosibirsk) è una situazione molto pericolosa. Tuttavia, a differenza della casa principale, non ho pensato fin dall'inizio al progetto di automazione dello stabilimento balneare e non ho effettuato cablaggi aggiuntivi nei luoghi necessari. Nello stabilimento balneare invece è stato installato Internet e dagli altri due edifici viene effettuata la videosorveglianza esterna (è possibile valutare visivamente cosa sta succedendo).
Di ritorno da un viaggio d'affari nel novembre 2019, la sera sono andato allo stabilimento balneare, ho aperto la porta d'ingresso e sono rimasto scioccato da quello che ho visto. I LED del punto WiFi lampeggiavano dall'oscurità e un getto d'acqua mi scorreva sui piedi. Cioè, si è verificata un'alluvione, ma l'elettricità non è stata interrotta. L'acqua nello stabilimento balneare viene fornita utilizzando un pozzo proprio, una pompa sommersa e un'automazione che controlla il processo. Come si è scoperto in seguito, uno dei raccordi nella giunzione della toilette è stato strappato e l'intera stanza è stata allagata. Non ho mai scoperto perché l'automazione abbia avuto pietà e si sia comunque spenta, ma è riuscita a pompare 15 cm d'acqua per 30 metri quadrati. Fuori c'erano -14 gradi quel giorno. Il pavimento caldo ha resistito, continuando a mantenere la temperatura nella stanza al livello adeguato, ma si è creata un'umidità del 100%. Era impossibile procrastinare ulteriormente l'organizzazione di una casa intelligente: dobbiamo iniziare a farlo.
Selezione dell'attrezzatura
Durante la costruzione della casa principale, ho acquisito esperienza lavorando con i dispositivi (è stato creato il cablaggio corrispondente). Parte dell'automazione è completata . Un'altra parte riguarda i dispositivi . L'opzione con Raspberry PI è stata per me la più interessante e inizialmente l'ho presa in considerazione per lo stabilimento balneare. Ma, sfortunatamente, l’organizzazione richiede uno sforzo molto maggiore. Questo non è ancora un dispositivo plug-and-play: dagli esercizi con l'hardware alla scrittura di software per le proprie esigenze. Per determinati motivi non mi andava bene. Incrociare Raspberry PI, ZigBee Adapter (per sfruttare i sensori wireless Xiaomi) e Apple HomeKit ha richiesto apprendimento (e l'interfaccia di Apple HomeKit non è particolarmente entusiasmante al momento). C'era poco tempo (non volevo che la situazione si ripetesse), e non c'erano cavi per ogni punto necessario, quindi ho deciso di fare tutto sui dispositivi Xiaomi.
Il dispositivo principale in una situazione del genere è l'hub. Nel caso di Xiaomi ci sono due opzioni hub: Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2 e Xiaomi Aqara Gateway. Quest'ultimo costa circa il doppio, è più adatto al mercato locale e può integrare i dispositivi nell'Apple HomeKit. Tuttavia, se installi l'applicazione Aqara Home e selezioni la regione "Russia", al momento in cui scrivo queste righe saranno disponibili solo 13 dispositivi diversi (interruttori, prese, sensori). Se installi l'applicazione Xiaomi Home e selezioni la regione "Cina continentale", saranno disponibili per la connessione centinaia di dispositivi. Allo stesso tempo, se hai selezionato la regione “Cina continentale”, non potrai collegare una presa europea e viceversa. La selezione della regione “Cina continentale” all'interno dell'applicazione Aqara Home non fornisce la stessa completezza di dispositivi presente all'interno di Xiaomi Home con la stessa regione. Temendo l'incompatibilità, ho deciso di optare per l'hub Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2. Il prezzo è di circa 2000 rubli. A proposito, l'hub stesso funge da lampada: questo può essere preso in considerazione durante l'installazione.
Una domanda interessante separata è per quanto tempo funzionerà tutto questo. Non stiamo nemmeno parlando di sensori e batterie al loro interno, ma di sincronizzazione e archiviazione dei dati nel cloud. Al momento il conto è gratuito. Tutte le informazioni sono archiviate sui server Xiaomi. Se domani i ragazzi decidessero che gli utenti russi non dovrebbero archiviare dati nella regione della "Cina continentale" o se Roskomnadzor per qualche motivo bandisse i loro server, allora l'intera casa intelligente rischierebbe di trasformarsi in una zucca. Ho deciso da solo che in questo caso i sensori rimarranno e l'hub verrà sostituito con un adattatore Raspberri PI + ZigBee.
Controllo e prevenzione delle perdite
Il primo e più importante scenario di automazione è stato una naturale continuazione del problema sorto: in caso di perdita, è necessario chiudere la fornitura d'acqua, cioè la pompa, e inviare un avviso sul problema al telefono. C'erano due posti potenzialmente pericolosi in cui poteva verificarsi una perdita.
Oltre all'hub, questo scenario richiedeva due sensori di perdite e una presa intelligente montata a parete. Il prezzo di un sensore di perdite è di circa 1400 rubli. Il prezzo di una presa intelligente per il montaggio a parete è di circa 1700 rubli. I sensori di perdite sono autonomi e funzionano a batterie. Il produttore afferma che una batteria durerà 2 anni.
L'installazione della presa intelligente è stata un po' complicata dal fatto che le prese cinesi richiedono scatole quadrate, che non vengono vendute nei nostri negozi abituali (ma possono essere ordinate). Praticare fori quadrati è molto divertente. Inoltre è necessario un adattatore, anche se è presente anche una presa per una spina europea. La versione Aqara per il mercato locale attualmente non dispone di presa a muro, il che ci lega alla regione della “Cina continentale”. In alternativa era possibile installare una presa normale e collegare una presa intelligente con un connettore Xiaomi, ma ciò richiederebbe due adattatori aggiuntivi. Un'altra alternativa è un relè. Ma ho optato per una presa a muro.
All'app Xiaomi Home sono stati aggiunti una presa e un sensore. Quello che segue è uno script “in caso di perdita” per due azioni: spegnere la presa e inviare un avviso.
Il primo sensore di perdite è stato installato accanto alla pompa (e, di fatto, accanto al mozzo). Per il test, l'acqua è stata versata in una piccola piastra e il sensore è stato abbassato al suo interno. Ho eseguito tutte le azioni direttamente nel luogo in cui è stato installato il sensore in modo da avvicinare la situazione il più possibile alla realtà. Il test ha avuto esito positivo: la presa si è spenta, è arrivata una notifica al telefono e l'hub ha lampeggiato in modalità di emergenza.
Il secondo sensore di perdite doveva essere installato nella toilette vicino alla giunzione del tubo. Ma con la sua installazione sono emerse alcune sfumature: l'hub non ha visto il sensore, sebbene la distanza fosse piccola. Ciò è dovuto alla configurazione dei locali.
Tra il luogo di installazione dell'hub (bagno) e il luogo di installazione del secondo sensore di perdite (WC) era presente un bagno turco. Il bagno turco, nelle migliori tradizioni, è cucito in un cerchio con un foglio, creando problemi con la trasmissione del segnale.
Il produttore afferma che i dispositivi sono in grado di formare una rete mesh, ovvero un dispositivo può trasmettere dati all'hub tramite un altro dispositivo. Da qualche parte mi sono imbattuto in informazioni secondo cui solo i dispositivi collegati alla rete (e non alimentati a batteria) possono fungere da trasmettitori in una rete mesh. Tuttavia mi è bastato installare un sensore di temperatura nell'angolo del bagno affinché il segnale del sensore di perdita smettesse di scomparire. Forse è una coincidenza, perché più in basso nel lavatoio è stato installato un relè sotto il soffitto per controllare l'illuminazione stradale (forse funge da trasmettitore nella rete mesh). Tuttavia, il problema relativo alla perdita di segnale del sensore di perdite nella toilette è stato risolto. Inoltre, puoi verificare la connessione tra il dispositivo e l'hub premendo il sensore al centro. Se tutto va bene, le informazioni pertinenti verranno ascoltate dall'hub in cinese puro (nel caso dell'hub Aqara, la comunicazione avverrà in un inglese piacevole).
Il controllo dello spegnimento e la successiva accensione dell'elettricità utilizzando la macchina ha dimostrato che la presa intelligente si spegne. Per passare allo stato acceso quando appare l'elettricità, esiste un'impostazione corrispondente:
Un ulteriore segno di allagamento della stanza è stato l'aumento dell'umidità fino al 100%. Il controllo di questa funzionalità è discusso nella sezione successiva.
Controllo fumi e temperatura
Lo stabilimento balneare è una stanza a rischio di incendio, quindi lo scenario successivo era determinare i segni di un incendio.
Per questo scenario erano necessari due sensori di temperatura (e umidità) e un sensore di fumo. Il prezzo di un sensore di temperatura è di circa 1000 rubli. Un rilevatore di fumo costa circa 2000 rubli. Nella versione Aqara per la regione locale al momento non è presente alcun sensore di fumo, il che ci lega ancora una volta alla regione della “Cina continentale”.
Il sensore di fumo è stato montato sul soffitto del corridoio del bagno (in effetti, non lontano dalla stufa e dall'uscita del bagno turco). Successivamente è stato aggiunto un dispositivo nell'applicazione Xiaomi Home ed è stato creato uno scenario “in caso di rilevamento di fumo” con successivo invio di una notifica al telefono. La prova è stata effettuata con un fiammifero da camino. Il sensore ha superato il test con successo. L'hub ha emesso un allarme e la notifica sonora funzionava. Anche il sensore stesso emetteva un segnale acustico molto vile e rumoroso, avvertendo di un problema.
Un altro segno di incendio è l’aumento della temperatura. Per controllare la temperatura sono stati installati due sensori: uno nel bagno, l'altro nel lavatoio. Successivamente, l'applicazione imposta uno scenario “nel caso in cui la temperatura sia superiore a quella impostata” con una corrispondente notifica sul telefono. Per il momento ho impostato la soglia di attivazione per la toilette a 30 gradi (in estate probabilmente sarà necessario riconfigurarla).
È stato predisposto anche uno scenario “nel caso in cui la temperatura sia inferiore a quella impostata” con una soglia di intervento di 18 gradi e un avviso sul telefono. Se per qualche motivo il riscaldamento dovesse smettere di funzionare, vorrei saperlo al più presto. Allo stesso modo sono stati creati scenari “in caso di aumento dell'umidità” per entrambi i sensori con una soglia di risposta del 70%, una notifica al telefono e lo spegnimento della pompa di alimentazione dell'acqua.
Come bel bonus per i sensori di temperatura e umidità, nell'applicazione sono disponibili grafici storici. Potete ad esempio determinare in quali momenti la sauna è stata utilizzata per lo scopo previsto (picchi di temperatura nel grafico sottostante) o confrontare se la temperatura attuale è anomala.
Controllo della ventilazione
Il bagno turco ha un sistema di scarico forzato dalla stanza. Dopo aver completato le procedure, si consiglia di ventilare la stanza. La ventilazione viene attivata tramite un interruttore a chiave e la ventilazione stessa richiede almeno 30 minuti, ma spesso gli assembramenti nello stabilimento balneare finiscono all'una o alle due del mattino. Non è sempre possibile fare tutto in anticipo, e sedersi alla fine per altri 30 minuti e aspettare che il bagno turco si ventili è un piacere inferiore alla media perché hai già voglia di dormire.
Per questo scenario avevamo bisogno di un interruttore a chiave Xiaomi con linea zero e montaggio a parete. Il prezzo di emissione è di circa 1900 rubli. Gli interruttori sono disponibili nella versione Aqara per il mercato locale.
Nel mio caso, non puoi semplicemente sostituire un normale interruttore con uno intelligente: è necessaria una linea elettrica. Di conseguenza, ho dovuto estendere la linea zero fino al foro di montaggio dell'interruttore, fortunatamente c'era una tale opportunità. Nel caso di un interruttore senza linea zero l'installazione sarebbe più semplice.
Dopo l'installazione, lo switch intelligente è stato aggiunto all'applicazione come dispositivo e le prestazioni sono state testate. C'è un timer nelle impostazioni dell'interruttore ed è possibile impostare l'orario di spegnimento. Cioè, ora prima di lasciare lo stabilimento balneare, il timer di spegnimento è impostato per ulteriori 30 minuti di ventilazione e puoi tranquillamente andare a letto.
È possibile un'altra opzione per automatizzare il processo. Dopo aver completato le procedure del bagno, oltre alla ventilazione, la porta del bagno turco si apre completamente. Ciò porta ad un aumento della temperatura nella stanza di lavaggio dove è installato il sensore di temperatura. In base alle letture di questo sensore, è possibile creare scenari per l'attivazione/disattivazione della ventilazione. Ma non ho ancora provato questa opzione. Inoltre, potresti sperimentare un sensore per l'apertura della porta del bagno turco. Ma temo che morirà o cadrà rapidamente, poiché la porta è di vetro e nel bagno turco possono esserci 120 gradi.
Controllo dell'illuminazione stradale
Un altro compito che volevo automatizzare era il controllo dell'illuminazione stradale sulla veranda. Uno degli scenari tipici: accendi la luce sulla veranda quando sei vicino all'edificio e fuori è buio. Lo stabilimento balneare è chiuso a chiave, l'interruttore dell'illuminazione stradale si trova all'interno della stanza. Dovevo andare a prendere la chiave per aprire la porta e accendere la luce. Spegnere le luci richiedeva una procedura simile. Un altro scenario che si presentava regolarmente era accendere o spegnere la luce del portico mentre ci si trovava nella casa principale. Molto spesso, uscendo dallo stabilimento balneare, mi dimenticavo di spegnere la luce in veranda e me ne accorgevo già quando ero in casa: o guardando fuori dalla finestra, oppure guardando le telecamere di sorveglianza. In questo momento di solito non c'è voglia di andare da nessuna parte, quindi la luce ha continuato a bruciare tutta la notte.
Per implementare questa idea, è stato acquistato un relè a due canali. Il prezzo di emissione è di circa 2000 rubli. Al momento non sono disponibili relè nella versione Aqara per il mercato locale. Ma può essere sostituito con un interruttore a chiave (è chiaro che installarlo in una scatola di distribuzione è un processo più problematico).
Inizialmente, avevo intenzione di montare il relè dietro l'interruttore a chiave, ma raggiungere la linea elettrica nella posizione desiderata (il relè richiede nuovamente alimentazione) si è rivelato molto problematico. La collocazione ideale è la scatola di derivazione dove convergono la linea elettrica, la linea dell'interruttore e le linee dei lampioni. Si trovava sotto un controsoffitto, motivo per cui è stato necessario smontare diversi listelli del rivestimento. Sarebbe opportuno riflettere su questo punto in anticipo. Tuttavia, l'installazione è stata completata con successo. Lo schema di collegamento è notevolmente più complicato rispetto a prese e interruttori (nel mio caso ci sono quattro fili a 3 fili e 8 terminali sul relè stesso). Per non tenerlo in testa e non confondere nulla, ho disegnato il circuito su un pezzo di carta prima di installarlo. Successivamente, ho eseguito un'installazione di prova per verificare tutto:
Il dispositivo è stato collegato all'applicazione ed è iniziata la fase di test. L'illuminazione stradale doveva essere accesa/spenta tramite un interruttore a chiave preesistente o tramite un'app. Sulla strada ci sono due lampioni: uno a sinistra, l'altro a destra. Il relè ha due canali, ma non aveva senso accenderli separatamente. D’altro canto non volevo nemmeno accenderli uno per uno con due clic nell’applicazione. Pertanto, il controllo è stato effettuato su un canale di relè. Per una strana coincidenza, questa opzione non ha funzionato normalmente: è rimasta bloccata in una posizione o nell'altra. Non c’era più molto tempo per gli esperimenti, perché la luce del giorno stava finendo e volevo rimettere insieme il rivestimento del soffitto. Pertanto ho semplicemente collegato le luci in parallelo ad entrambi i canali e tutto ha funzionato come volevo. Affinché gli interruttori fisici e software funzionino come interruttori pass-through, l'opzione Interblocco è stata abilitata nelle impostazioni del relè.
Sarebbe anche possibile organizzare l'accensione/spegnimento delle luci utilizzando un timer. Ma non ero ancora interessato a questo scenario.
Controllo degli accessi ai locali
Altro punto interessante era il controllo sull'apertura della porta stradale. Prima di tutto, accertare e avvisare che qualcuno ha dimenticato di chiudere bene questa porta o di averla lasciata completamente aperta.
Per questo scenario era necessario un sensore per porte/finestre. Il prezzo richiesto è di circa 1000 rubli. Esistono sensori realizzati da Aqara per il mercato locale (hanno bordi meno arrotondati).
L'installazione è molto semplice: i sensori sono fissati con nastro biadesivo. Prima del montaggio è meglio collegare il sensore nell'applicazione per vedere a quale distanza avviene l'attivazione. Le istruzioni parlano di uno spazio fino a 20 mm, ma questo, per usare un eufemismo, non è vero: il sensore e il magnete di risposta devono essere montati quasi vicini. La casa principale ha un sensore simile installato sulla porta del garage. Tra la guida ed il collare è presente un elastico di tenuta largo 1 cm, a questa distanza il sensore indicava la posizione “aperto” ed è stato necessario aumentare la risposta del magnete.
Una volta aggiunto un nuovo dispositivo all'applicazione, puoi passare all'automazione. Impostiamo lo scenario “se la porta rimane aperta per più di 1 minuto” con notifica sul telefono. Nella localizzazione inglese la parte della frase circa 1 minuto non è visibile, ma la soglia di attivazione è esattamente quella. Nella versione del sensore Aqara e dell'applicazione Aqara Home è possibile configurare altri intervalli di risposta. Sfortunatamente, questo non è ancora possibile farlo all'interno dell'app Xiaomi Home. Ma la pratica ha dimostrato che un intervallo di 1 minuto è più che sufficiente: non ci sono falsi allarmi, tutti gli allarmi erano corretti. È inoltre possibile visualizzare i registri dai sensori. Questo sensore non fa eccezione. Puoi, ad esempio, determinare dal registro quando sei arrivato allo stabilimento balneare (la prima apertura della porta in un dato giorno) e quando ne sei uscito (l'ultima chiusura della porta), stimando così il tempo totale trascorso nello stabilimento balneare camera.
Impressioni dall'operazione
Le impressioni generali sul funzionamento sono puramente positive. Naturalmente ci sono alcune piccole sfumature, ma l'obiettivo principale dell'automazione è stato raggiunto. Prima di tutto, questa è calma psicologica, confermata dai risultati dei test. Anche il comfort è importante: è stato ottenuto il controllo remoto dell'illuminazione stradale e delle cappe ed è apparsa una lampada notturna aggiuntiva. Quando vai in vacanza, puoi ricordarti di chiudere l'acqua da remoto.
I costi per tutti i dispositivi sopra descritti sono di seguito riportati in forma approssimativa (senza riferimento ad uno specifico negozio). Quando si ordina su AliExpress, i prezzi differiranno meno.
Quando si sceglie un set di apparecchiature, è necessario tenere conto della compatibilità (per quale regione è stata prodotta questa apparecchiatura e a quale famiglia appartiene). All'interno dell'applicazione non sarà possibile creare uno script che, ad esempio, controllerà un punto vendita per la regione europea in base a un evento di sensore di fumo (per la regione “Cina continentale”). Se non hai bisogno di qualcosa di esotico come un rilevatore di fumo, allora è meglio guardare ai dispositivi Aqara per il mercato locale. Alla fine il relè può essere sostituito, ad esempio, con un interruttore a due chiavi. Sembra che diversi negozi che vendono dispositivi Xiaomi li importino in grigio (questi dispositivi sono destinati alla regione cinese). Ma, ad esempio, Svyaznoy trasporta dispositivi destinati al nostro mercato. Oltre alla compatibilità delle stesse prese, conterranno anche le istruzioni in inglese e russo. Di seguito una foto di due sensori identici, ma per regioni diverse (cinese interna - a sinistra ed europea esterna - a destra):
La reattività dei controlli dell'app non è sempre buona. Ad esempio, a volte potresti riscontrare una situazione in cui, più e più volte, invece di accendere la luce, ricevi un errore come “richiesta non riuscita”. Un trattamento identificato sperimentalmente, ovvero scaricare l'applicazione dalla memoria e avviarla nuovamente, risolve questo problema più velocemente dell'attesa di una risposta al tentativo successivo. Inoltre, a volte si verificano notevoli ritardi (fino a 20-30 secondi) nell'aggiornamento dello stato di un particolare sensore. In questi momenti è meglio non premere nuovamente i pulsanti di accensione/spegnimento del dispositivo, ma semplicemente attendere l’aggiornamento dello stato. Quando avvii l'applicazione, in alcune situazioni potresti vedere un elenco vuoto anziché un elenco di dispositivi. Non c'è bisogno di farsi prendere dal panico: di solito appare entro pochi secondi. Gli avvisi al telefono non sono localizzati e vengono salvati mediante la corretta denominazione degli eventi stessi. Inoltre, gli autori dell'applicazione utilizzano periodicamente il canale delle notifiche push per la pubblicità (sempre in cinese). Ovviamente questo non mi piace, ma non ho davvero scelta.
Spero che questo articolo abbia contribuito ad acquisire una comprensione sufficiente delle capacità di una serie di dispositivi Xiaomi per costruire una casa intelligente e degli scenari per il loro utilizzo pratico. Se hai ancora domande, aggiustamenti o integrazioni, sarò felice di discuterne nei commenti.
Fonte: habr.com