Er zijn behoorlijk wat recensies en video's op internet over het bouwen van slimme huizen. Er is een mening dat dit allemaal vrij duur en lastig te organiseren is, dat wil zeggen, in het algemeen, veel nerds. Maar de vooruitgang staat niet stil. Apparaten worden goedkoper, maar functioneler, en ontwerp en installatie zijn vrij eenvoudig. Over het algemeen concentreren beoordelingen zich echter op 1-2 gebruiksvoorbeelden, waarbij de nuances praktisch niet worden behandeld en geen holistisch beeld ontstaat. Daarom wil ik in dit artikel het voltooide project beoordelen, gebruiksscenario's en valkuilen demonstreren die je tegenkomt bij het bouwen van een slim huis met behulp van Xiaomi-apparaten, aan de hand van het voorbeeld van een badhuis. De beschreven ideeën kunnen, met kleine variaties, ook worden toegepast bij het automatiseren van een appartement.
Achtergrond of waarom dit allemaal nodig is
Eerst wat achtergrondinformatie zodat de context duidelijk is. Begin najaar 2018 is de definitieve afwerking van het badhuis afgerond en in gebruik genomen. Het badhuis is een autonome kapitaalstructuur met het hele jaar door verwarming en watervoorziening.
Om voor de hand liggende redenen woont niemand permanent in het badhuis of controleert de staat van het pand. Hoe graag ik dat ook zou willen, een badhuis bezoeken komt ook niet vaak voor. Dienovereenkomstig waren er vanaf het allereerste begin van het project gedachten over het creëren van een ‘slim’ badhuis. In de eerste plaats vanwege de veiligheid (brand, wateroverlast, toegangscontrole). Het uitschakelen van de verwarming bij -35 graden buiten (ik woon in Novosibirsk) is bijvoorbeeld een zeer gevaarlijke situatie. In tegenstelling tot het hoofdgebouw heb ik het automatiseringsproject van het badhuis echter niet vanaf het begin doordacht en geen extra bedrading naar de noodzakelijke plaatsen gemaakt. Aan de andere kant is internet geïnstalleerd in het badhuis en wordt er vanaf de andere twee gebouwen videobewaking uitgevoerd van de buitenkant (je kunt visueel beoordelen wat er gebeurt).
Toen ik in november 2019 terugkeerde van een zakenreis, ging ik 's avonds naar het badhuis, opende de voordeur en was geschokt door wat ik zag. De LED's van het WiFi-punt flitsten uit de duisternis en er stroomde een stroom water over mijn voeten. Dat wil zeggen dat er overstromingen plaatsvonden, maar de elektriciteit was niet uitgeschakeld. Het water in het badhuis wordt geleverd via een eigen bron, een dompelpomp en automatisering die het proces regelt. Zoals later bleek, was een van de fittingen in de kruising in het toilet afgescheurd en stond de hele kamer onder water. Ik heb nooit ontdekt waarom de automatisering medelijden kreeg en toch uitschakelde, maar hij slaagde erin om 15 cm water per 30 vierkante meter te pompen. Het was die dag -14 graden buiten. De warme vloer hield het vol en bleef de temperatuur in de kamer op het juiste niveau houden, maar er ontstond een luchtvochtigheid van 100%. Het was onmogelijk om verder uit te stellen met betrekking tot de organisatie van een slim huis - we moeten ermee beginnen.
Uitrusting selectie
Tijdens het bouwen van het hoofdgebouw heb ik ervaring opgedaan met het werken met apparaten (de bijbehorende bedrading is gemaakt). Een deel van de automatisering is doorgevoerd . Een ander deel bevindt zich op apparaten . De optie met Raspberry PI vond ik het aantrekkelijkst en in eerste instantie overwoog ik deze voor het badhuis. Maar helaas vergt het aanzienlijk meer inspanning om te organiseren. Dit is nog steeds geen plug-and-play-apparaat - van oefeningen met hardware tot het schrijven van software voor eigen behoeften. Om bepaalde redenen paste niet bij mij. Het kruisen van Raspberry PI, ZigBee Adapter (om te profiteren van draadloze Xiaomi-sensoren) en Apple HomeKit vereiste leerproces (en de Apple HomeKit-interface is op dit moment niet bijzonder spannend). Er was weinig tijd (ik wilde geen herhaling van de situatie) en er was geen bedrading voor elk noodzakelijk punt, dus besloot ik alles op Xiaomi-apparaten te doen.
Het belangrijkste apparaat in een dergelijke situatie is de hub. In het geval van Xiaomi zijn er twee hubopties: Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2 en Xiaomi Aqara Gateway. Deze laatste is ongeveer twee keer zo duur, is geschikter voor de lokale markt en kan apparaten integreren in Apple HomeKit. Als u echter de Aqara Home-applicatie installeert en de regio "Rusland" selecteert, zijn er op het moment dat u deze regels schrijft slechts 13 verschillende apparaten (schakelaars, stopcontacten, sensoren) beschikbaar. Als u de Xiaomi Home-applicatie installeert en de regio "China Mainland" selecteert, zijn er honderden apparaten beschikbaar voor verbinding. Als u tegelijkertijd de regio “China Mainland” hebt geselecteerd, kunt u geen Europees stopcontact aansluiten en omgekeerd. Het selecteren van de regio “China Mainland” binnen de Aqara Home-applicatie biedt niet dezelfde volledigheid aan apparaten die aanwezig is binnen Xiaomi Home met dezelfde regio. Uit angst voor incompatibiliteit besloot ik voor de Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2-hub te gaan, de prijs is ongeveer 2000 roebel. Overigens fungeert de hub zelf als lamp - hiermee kan tijdens de installatie rekening worden gehouden.
Een aparte interessante vraag is hoe lang dit allemaal zal werken. Dan hebben we het niet eens over sensoren en batterijen daarin, maar over het synchroniseren en opslaan van data in de cloud. Op dit moment is het account gratis. Alle informatie wordt opgeslagen op Xiaomi-servers. Als de jongens morgen besluiten dat gebruikers uit Rusland geen gegevens mogen opslaan in de regio 'China Mainland' of als Roskomnadzor om de een of andere reden hun servers verbiedt, riskeert het hele slimme huis in een pompoen te veranderen. Ik heb voor mezelf besloten dat in dit geval de sensoren blijven en de hub wordt vervangen door een Raspberri PI + ZigBee Adapter.
Controle en preventie van lekkages
Het eerste en belangrijkste automatiseringsscenario was een natuurlijke voortzetting van het probleem dat zich voordeed: in geval van een lek moet u de watertoevoer, dat wil zeggen de pomp, uitschakelen en een waarschuwing over het probleem naar uw telefoon sturen. Er waren twee potentieel gevaarlijke plaatsen waar een lek kon ontstaan.
Naast de hub vereiste dit scenario twee leksensoren en een aan de muur gemonteerd slim stopcontact. De prijs van een leksensor is ongeveer 1400 roebel. De prijs van een slim stopcontact voor wandmontage is ongeveer 1700 roebel. De lekkagesensoren zijn autonoom en werken op batterijen. De fabrikant beweert dat één batterij 2 jaar meegaat.
De installatie van het slimme stopcontact was een beetje ingewikkeld omdat voor Chinese stopcontacten vierkante stopcontactdozen nodig zijn, die niet in onze reguliere winkels worden verkocht (maar wel op bestelling kunnen worden gebracht). Het boren van vierkante gaten is erg leuk. Bovendien heb je echt een adapter nodig, al is er ook een stopcontact voor een Europese stekker. De Aqara-versie voor de lokale markt heeft momenteel geen wandcontactdoos, wat ons verbindt met de regio “China Mainland”. Als alternatief was het mogelijk om een gewoon stopcontact te installeren en een slim stopcontact aan te sluiten met een stekker van Xiaomi, maar hiervoor waren twee extra adapters nodig. Een ander alternatief is een relais. Maar ik koos voor een stopcontact aan de muur.
Aan de Xiaomi Home-app zijn een stopcontact en een sensor toegevoegd. Hieronder volgt een script “bij lekkage” voor twee acties: schakel het stopcontact uit en stuur een waarschuwing.
De eerste leksensor werd naast de pomp (en feitelijk naast de naaf) geïnstalleerd. Voor de test werd water in een klein plaatje gegoten en werd de sensor erin neergelaten. Alle handelingen heb ik direct op de plek waar de sensor was geïnstalleerd uitgevoerd om de situatie zo dicht mogelijk bij de werkelijkheid te brengen. De test was succesvol: het stopcontact ging uit, er kwam een melding op de telefoon en de hub knipperde in de noodmodus.
De tweede leksensor zou in het toilet nabij de leidingovergang worden geïnstalleerd. Maar bij de installatie ontstonden er enkele nuances: de hub zag de sensor niet, hoewel de afstand klein was. Dit komt door de configuratie van het pand.
Tussen de installatielocatie van de hub (toilet) en de installatielocatie van de tweede leksensor (toilet) bevond zich een stoomkamer. De stoomkamer wordt, volgens de beste tradities, met folie in een cirkel genaaid, waardoor er problemen ontstaan met de signaaloverdracht.
De fabrikant beweert dat de apparaten een mesh-netwerk kunnen vormen, dat wil zeggen dat het ene apparaat via een ander apparaat gegevens naar de hub kan verzenden. Ik kwam ergens informatie tegen dat alleen apparaten die op het netwerk zijn aangesloten (en niet op batterijen werken) als dergelijke zenders kunnen fungeren in een mesh-netwerk. Voor mij was het echter voldoende om een temperatuursensor in de hoek van de wasruimte te installeren, zodat het signaal van de lekkagesensor niet meer verdween. Misschien is dit toeval, want verderop in de wasruimte is onder het plafond een relais geïnstalleerd om de straatverlichting aan te sturen (misschien fungeert het als zender in het mesh-netwerk). Het probleem met het signaalverlies van de lekkagesensor in het toilet was echter opgelost. Bovendien kunt u de verbinding tussen het apparaat en de hub controleren door op de sensor in het midden te drukken. Als alles goed is, zal de relevante informatie vanuit de hub in puur Chinees te horen zijn (in het geval van de Aqara-hub zal de communicatie in prettig Engels verlopen).
Uit het controleren van de uitschakeling en het vervolgens inschakelen van de elektriciteit met behulp van de machine bleek dat het slimme stopcontact in de uit-stand gaat. Om ervoor te zorgen dat het naar de aan-status overschakelt wanneer er elektriciteit verschijnt, is er een overeenkomstige instelling:
Een bijkomend teken van overstroming van de kamer was een stijging van de luchtvochtigheid tot 100%. De bediening van deze functie wordt in de volgende sectie besproken.
Rook- en temperatuurbeheersing
Het badhuis is een brandgevaarlijke ruimte, dus het volgende scenario was het vaststellen van de tekenen van brand.
Voor dit scenario waren twee temperatuur- (en vochtigheids)sensoren en een rooksensor nodig. De prijs van een temperatuursensor is ongeveer 1000 roebel. Een rookmelder kost ongeveer 2000 roebel. In de Aqara-versie voor de lokale regio is er momenteel geen rooksensor, wat ons opnieuw verbindt met de regio “China Mainland”.
De rooksensor werd aan het plafond van de gang in de wasruimte gemonteerd (in feite niet ver van de kachel en de uitgang van de stoomkamer). Vervolgens werd een apparaat toegevoegd in de Xiaomi Home-applicatie en werd er een scenario gemaakt “in geval van rookdetectie” met aansluitend een melding naar de telefoon. De test werd uitgevoerd met een haardmatch. De sensor heeft de test met succes doorstaan. De hub gaf een alarm af en de geluidsmelding werkte. De sensor zelf piepte ook heel gemeen en luid, waarschuwend voor een probleem.
Een ander teken van brand is een temperatuurstijging. Om de temperatuur te controleren werden twee sensoren geïnstalleerd: één in de toiletruimte en de andere in de wasruimte. Vervolgens zette de applicatie een scenario op “voor het geval de temperatuur hoger is dan de ingestelde temperatuur” met een bijbehorende melding op de telefoon. Op dit moment heb ik de drempelwaarde voor de toiletruimte ingesteld op 30 graden (in de zomer zal het waarschijnlijk nodig zijn om opnieuw te configureren).
Ook werd er een scenario opgesteld “voor het geval de temperatuur onder de ingestelde grens komt” met een triggerdrempel van 18 graden en een melding via de telefoon. Als de verwarming om wat voor reden dan ook niet meer werkt, wil ik dat graag zo snel mogelijk weten. Op dezelfde manier werden voor beide sensoren scenario's gemaakt "in geval van verhoogde luchtvochtigheid" met een responsdrempel van 70%, een melding op de telefoon en het uitschakelen van de watertoevoerpomp.
Als leuke bonus voor temperatuur- en vochtigheidssensoren zijn historische grafieken beschikbaar in de applicatie. Zo kunt u bijvoorbeeld vaststellen op welke momenten de sauna gebruikt is waarvoor deze bedoeld is (temperatuurpieken in onderstaande grafiek) of vergelijken of de huidige temperatuur abnormaal is.
Ventilatieregeling
De stoomkamer heeft een geforceerd uitlaatsysteem vanuit de kamer. Na het voltooien van de procedures is het raadzaam om de kamer te ventileren. De ventilatie wordt aangezet met een sleutelschakelaar en de ventilatie zelf duurt minimaal 30 minuten, maar vaak eindigen de bijeenkomsten in het badhuis om één of twee uur in de ochtend. Het is niet altijd mogelijk om alles van tevoren te doen, en nog eens 30 minuten aan het eind zitten wachten tot de stoomkamer is geventileerd is ondermaats plezier omdat je al wilt slapen.
Voor dit scenario hadden we een sleutelschakelaar van Xiaomi nodig met een nullijn en wandmontage. De uitgifteprijs bedraagt ongeveer 1900 roebel. De schakelaars zijn verkrijgbaar in de Aqara-versie voor de lokale markt.
In mijn geval kun je een gewone schakelaar niet zomaar vervangen door een slimme; er is een stroomkabel nodig. Dienovereenkomstig moest ik de nullijn verlengen tot aan het montagegat voor de schakelaar, gelukkig was er zo'n mogelijkheid. Bij een schakelaar zonder nullijn zou de installatie eenvoudiger zijn.
Na installatie werd de slimme schakelaar als apparaat aan de applicatie toegevoegd en werden de prestaties getest. Er zit een timer in de schakelaarinstellingen en je kunt de uitschakeltijd instellen. Dat wil zeggen, voordat u het badhuis verlaat, wordt de uitschakeltimer ingesteld op nog eens 30 minuten ventilatie en kunt u veilig naar bed gaan.
Een andere optie om het proces te automatiseren is mogelijk. Na het voltooien van de badprocedures gaat, naast ventilatie, de deur naar de stoomkamer volledig open. Dit leidt tot een temperatuurstijging in de wasruimte waar de temperatuursensor is geïnstalleerd. Op basis van de meetwaarden van deze sensor kun je scenario’s maken voor het in-/uitschakelen van de ventilatie. Maar deze optie heb ik nog niet geprobeerd. Daarnaast zou je kunnen experimenteren met een sensor voor het openen van de deur naar de stoomkamer. Maar ik ben bang dat het snel zal afsterven of eraf zal vallen, aangezien de deur van glas is en in de stoomkamer 120 graden kan zijn.
Controle van straatverlichting
Een andere taak die ik wilde automatiseren was het aansturen van de straatverlichting op de veranda. Een van de typische scenario’s: doe het licht op de veranda aan als je dichtbij het gebouw bent en het buiten donker is. Het badhuis is afgesloten, de straatlantaarnschakelaar bevindt zich in de kamer. Ik moest de sleutel halen om de deur te openen en het licht aan te doen. Het uitschakelen van de lichten vereiste een soortgelijke procedure. Een ander scenario dat regelmatig naar voren kwam, was het aan- of uitschakelen van de veranda in het hoofdgebouw. Heel vaak vergat ik bij het verlaten van het badhuis het licht op de veranda uit te doen en ontdekte dit al toen ik in huis was: door uit het raam te kijken of door naar de bewakingscamera's te kijken. Op dit moment is er meestal geen behoefte om ergens heen te gaan, dus het licht bleef de hele nacht branden.
Om dit idee te implementeren werd een tweekanaals relais aangeschaft. De uitgifteprijs bedraagt ongeveer 2000 roebel. Er zijn momenteel geen relais beschikbaar in de Aqara-versie voor de lokale markt. Maar het kan worden vervangen door een sleutelschakelaar (het is duidelijk dat het installeren in een verdeelkast een lastiger proces is).
In eerste instantie was het de bedoeling om het relais achter de sleutelschakelaar te monteren, maar het bereiken van de voedingslijn op de gewenste plek (het relais heeft weer stroom nodig) bleek erg problematisch. De ideale locatie is de aansluitdoos waar de stroomlijn, de lijn van de schakelaar en de lijnen van de straatverlichting samenkomen. Het bevond zich onder een verlaagd plafond, daarom was het nodig om verschillende lamellen van de voering te demonteren. Het is raadzaam om dit punt van tevoren goed door te denken. De installatie is echter succesvol voltooid. Het aansluitschema is merkbaar ingewikkelder dan bij stopcontacten en schakelaars (in mijn geval zitten er vier 3-aderige draden en 8 aansluitingen op het relais zelf). Om het niet in mijn hoofd te houden en niets te verwarren, heb ik het circuit op een stuk papier getekend voordat ik het installeerde. Vervolgens heb ik een testinstallatie uitgevoerd om alles te controleren:
Het apparaat werd in de applicatie aangesloten en de testfase begon. De straatverlichting moest worden in- en uitgeschakeld via een reeds bestaande sleutelschakelaar of via een app. Er zijn twee lampen op straat: één aan de linkerkant, de andere aan de rechterkant. Het relais heeft twee kanalen, maar het had geen zin om ze afzonderlijk in te schakelen. Aan de andere kant wilde ik ze ook niet één voor één met twee klikken in de applicatie inschakelen. Daarom vond de besturing plaats op één relaiskanaal. Door een vreemd toeval werkte deze optie niet normaal: hij bleef in een of andere positie hangen. Er was niet veel tijd meer voor experimenten, aangezien het daglicht begon te dringen en ik de bekleding van het plafond weer in elkaar wilde zetten. Daarom heb ik de lampen gewoon parallel op beide kanalen aangesloten en alles werkte zoals ik wilde. Om ervoor te zorgen dat de fysieke en softwareschakelaars als pass-through-schakelaars zouden werken, werd de optie Interlock ingeschakeld in de relaisinstellingen.
Het zou ook mogelijk zijn om de lichten aan/uit te regelen met behulp van een timer. Maar ik was nog niet geïnteresseerd in dit scenario.
Toegangscontrole tot het terrein
Een ander interessant punt was de controle over het openen van de straatdeur. Allereerst om vast te stellen en te melden dat iemand vergeten is juist deze deur goed dicht te slaan of helemaal open te laten staan.
Voor dit scenario was een raam-/deursensor nodig. De vraagprijs is ongeveer 1000 roebel. Er zijn sensoren gemaakt door Aqara voor de lokale markt (deze hebben minder afgeronde randen).
De installatie is heel eenvoudig: de sensoren worden met dubbelzijdig plakband bevestigd. Voor de montage is het beter om de sensor in de applicatie aan te sluiten om te zien op welke afstand de trigger optreedt. De instructies schrijven over een opening van maximaal 20 mm, maar dit is op zijn zachtst gezegd niet waar: de sensor en de responsmagneet moeten bijna dichtbij elkaar worden gemonteerd. In het hoofdgebouw is een soortgelijke sensor op de garagedeur geïnstalleerd. Tussen de geleider en de kraag bevindt zich een afdichtende rubberen band van 1 cm breed. Op deze afstand toonde de sensor de "open" positie en was het noodzakelijk om de responsmagneet te vergroten.
Zodra een nieuw apparaat aan de applicatie is toegevoegd, kunt u overgaan tot automatisering. Wij zetten het scenario ‘als de deur langer dan 1 minuut open staat’ op met een melding op de telefoon. In de Engelse lokalisatie is het deel van de zin ongeveer 1 minuut niet zichtbaar, maar de triggerdrempel is precies dat. In de versie van de Aqara-sensor en de Aqara Home-applicatie kunt u andere reactie-intervallen configureren. Helaas kan dit nog niet binnen de Xiaomi Home-app. Maar de praktijk leert dat een interval van 1 minuut ruim voldoende is: er zijn geen valse alarmen, alle alarmen waren correct. Ook kunt u logs van de sensoren bekijken. Deze sensor is geen uitzondering. U kunt aan de hand van het logboek bijvoorbeeld bepalen wanneer u het badhuis binnenkwam (de eerste opening van de deur op een bepaalde dag) en wanneer u het verliet (de laatste sluiting van de deur), waardoor u een schatting kunt maken van de totale tijd die u in het badhuis heeft doorgebracht. kamer.
Indrukken van gebruik
De algemene indruk van de bediening is louter positief. Natuurlijk zijn er enkele kleine nuances, maar het hoofddoel van automatisering is bereikt. Allereerst is dit psychologische rust, bevestigd door testresultaten. Comfort is ook belangrijk: er werd afstandsbediening voor straatverlichting en afzuigkappen verkregen en er verscheen een extra nachtlamp. Wanneer u op vakantie gaat, kunt u het water onthouden en op afstand afsluiten.
De kosten voor alle hierboven beschreven apparaten worden hieronder bij benadering weergegeven (zonder verwijzing naar een specifieke winkel). Bij bestellen op AliExpress zullen de prijzen minder verschillen.
Bij het kiezen van een set apparatuur moet rekening worden gehouden met compatibiliteit (voor welke regio deze apparatuur is geproduceerd en tot welke familie deze behoort). Binnen de applicatie zal het niet mogelijk zijn om een script te maken dat bijvoorbeeld een stopcontact voor de Europese regio aanstuurt op basis van een rooksensorgebeurtenis (voor de regio “China Mainland”). Als je niet iets exotisch als een rookmelder nodig hebt, kun je beter naar Aqara-apparaten voor de lokale markt kijken. Uiteindelijk kan het relais bijvoorbeeld worden vervangen door een tweesleutelschakelaar. Een aantal winkels die Xiaomi-toestellen verkopen, importeren deze blijkbaar op grijze wijze (deze toestellen zijn bedoeld voor de Chinese regio). Maar Svyaznoy heeft bijvoorbeeld apparaten die bedoeld zijn voor onze markt. Naast de compatibiliteit van dezelfde stopcontacten, bevatten ze ook instructies in het Engels en Russisch. Hieronder staat een foto van twee identieke sensoren, maar voor verschillende regio's (intern Chinees - links en extern Europees - rechts):
De responsiviteit van app-bedieningselementen is niet altijd goed. Soms kunt u bijvoorbeeld een situatie tegenkomen waarin u keer op keer, in plaats van het licht aan te doen, een foutmelding krijgt zoals 'Verzoek mislukt'. Een experimenteel geïdentificeerde behandeling – het verwijderen van de applicatie uit het geheugen en het opnieuw starten ervan – lost dit probleem sneller op dan wachten op een reactie bij de volgende poging. Ook zijn er soms merkbare vertragingen (tot 20-30 seconden) bij het updaten van de status van een bepaalde sensor. Op deze momenten kun je beter niet nogmaals op de aan/uitknop van het toestel drukken, maar gewoon wachten op de statusupdate. Wanneer u de applicatie start, ziet u in sommige situaties mogelijk een lege lijst in plaats van een lijst met apparaten. Er is hier geen reden tot paniek; het verschijnt meestal binnen enkele seconden. Waarschuwingen op de telefoon zijn niet gelokaliseerd en worden opgeslagen door de juiste naamgeving van de gebeurtenissen zelf. Bovendien gebruiken de auteurs van de applicatie periodiek het pushmeldingskanaal voor advertenties (opnieuw in het Chinees). Natuurlijk vind ik dit niet leuk, maar ik heb niet echt een keus.
Ik hoop dat dit artikel heeft geholpen om voldoende inzicht te krijgen in de mogelijkheden van een aantal Xiaomi-apparaten voor het bouwen van een smart home en scenario's voor praktisch gebruik ervan. Mocht je toch nog vragen, aanpassingen of aanvullingen hebben, dan bespreek ik deze graag in de reacties.
Bron: www.habr.com