W Internecie można znaleźć całkiem sporo recenzji i filmów na temat budowy inteligentnych domów. Panuje opinia, że to wszystko jest dość drogie i kłopotliwe w organizacji, czyli w ogóle mnóstwo maniaków. Ale postęp nie stoi w miejscu. Urządzenia stają się coraz tańsze, bardziej funkcjonalne, a projektowanie i instalacja są dość proste. Jednak ogólnie recenzje skupiają się na 1-2 przypadkach użycia, prawie bez ukrywania niuansów i bez tworzenia pełnego obrazu. Dlatego w tym artykule chcę dokonać przeglądu zrealizowanego projektu, pokazać przypadki użycia i pułapki napotkane przy budowie inteligentnego domu z wykorzystaniem urządzeń Xiaomi na przykładzie sauny. Opisane pomysły z niewielkimi różnicami można zastosować w automatyzacji mieszkania.
Tło lub dlaczego to wszystko jest potrzebne
Najpierw trochę tła, żeby kontekst był jasny. Na początku jesieni 2018 zakończono wykończenie sauny i oddano ją do użytku. Łaźnia jest autonomicznym budynkiem kapitałowym z całorocznym ogrzewaniem i zaopatrzeniem w wodę.
Z oczywistych względów nikt w łaźni nie mieszka na stałe i nie kontroluje stanu lokalu. Tak bardzo bym chciała, ale wizyty w łaźni też nie są zbyt częstym wydarzeniem. W związku z tym od samego początku projektu pojawiały się myśli o stworzeniu „inteligentnej” wanny. Przede wszystkim ze względu na bezpieczeństwo (pożar, powódź, kontrola dostępu). Przykładowo wyłączenie ogrzewania przy -35 stopniach na zewnątrz (mieszkam w Nowosybirsku) to bardzo niebezpieczna sytuacja. Jednak w odróżnieniu od domu głównego nie przemyślałem projektu automatyki wanny od samego początku i nie wykonałem dodatkowego okablowania w odpowiednich miejscach. Natomiast do łaźni podłączono Internet, a z pozostałych dwóch budynków prowadzony jest monitoring wizyjny (można wizualnie ocenić co się dzieje).
Wracając z podróży służbowej w listopadzie 2019, wieczorem poszłam do łaźni, otworzyłam drzwi wejściowe i byłam zszokowana tym, co zobaczyłam. Z ciemności błysnęły do mnie diody punktu WiFi, a na moje stopy spłynął strumień wody. Oznacza to, że doszło do powodzi, podczas gdy prąd nie został wyłączony. Organizacja wody w wannie odbywa się za pomocą własnej studni, pompy głębinowej i automatyki sterującej procesem. Jak się później okazało, urwana została jedna z armatury w złączu w toalecie, a wszystkie pomieszczenia zostały zalane. Nigdy nie dowiedziałem się, dlaczego automatyka zlitowała się i nadal się wyłączyła, ale udało jej się przepompować 15 cm wody na 30 kwadratów. Tego dnia na zewnątrz było -14 stopni. Ciepła podłoga dała sobie radę, utrzymując w dalszym ciągu temperaturę w pomieszczeniu na odpowiednim poziomie, jednak wilgotność powietrza wynosiła 100%. Nie można było dłużej zwlekać z organizacją inteligentnego domu – trzeba zacząć to robić.
Dobór sprzętu
Podczas budowy domu głównego zdobywałem doświadczenie z urządzeniami (utworzono odpowiedni wpis). Część automatyzacji jest włączona . Kolejna część - na urządzeniach . Opcja z Raspberry PI wydała mi się najbardziej atrakcyjna i początkowo rozważałam ją do kąpieli. Ale niestety organizacja wymaga znacznie więcej wysiłku. To wciąż nie jest urządzenie typu plug-and-play – zaczynając od ćwiczeń ze sprzętem, a kończąc na pisaniu oprogramowania na własne potrzeby. Z pewnych powodów nie pasowało. Skrzyżowanie Raspberry PI, adaptera ZigBee (w celu wykorzystania czujników bezprzewodowych Xiaomi) i Apple HomeKit wymagało nauki (a interfejs Apple HomeKit nie jest obecnie szczególnie ekscytujący). Czasu było mało (nie chciałem, żeby sytuacja się powtórzyła), a do każdego potrzebnego punktu brakowało okablowania, więc zdecydowałem się zrobić wszystko na urządzeniach Xiaomi.
Głównym urządzeniem w takiej sytuacji jest koncentrator. W przypadku Xiaomi dostępne są dwie opcje koncentratora: Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2 i Xiaomi Aqara Gateway. Ten ostatni jest około dwukrotnie droższy, bardziej odpowiedni na lokalny rynek i umożliwiający integrację urządzeń z Apple HomeKit. Jeśli jednak zainstalujesz aplikację Aqara Home i wybierzesz region „Rosja”, wówczas w momencie pisania tych wierszy dostępnych będzie tylko 13 różnych urządzeń (przełączniki, gniazda, czujniki). Jeśli zainstalujesz aplikację Xiaomi Home, wybierz region „China Mainland”, wówczas do połączenia będą dostępne setki urządzeń. Jednocześnie, jeśli wybrałeś region „China Mainland”, nie będziesz mógł podłączyć gniazdka europejskiego i odwrotnie. Wybranie regionu „China Mainland” w aplikacji Aqara Home nie zapewnia kompletności urządzeń, które są obecne w Xiaomi Home w tym samym regionie. W obawie przed niekompatybilnością postanowiłem zatrzymać się przy koncentratorze Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2. Cena emisyjna to około 2000 rubli. Nawiasem mówiąc, sama piasta działa jak lampa - można to wziąć pod uwagę podczas instalacji.
Osobnym interesującym pytaniem jest to, jak długo to wszystko będzie działać. Nie chodzi nawet o znajdujące się w nich czujniki i akumulatory, ale o synchronizację i przechowywanie danych w chmurze. Konto jest obecnie bezpłatne. Wszystkie informacje przechowywane są na serwerach Xiaomi. Jeśli jutro chłopaki zdecydują, że użytkownicy z Rosji nie powinni przechowywać danych w regionie „China Mainland” lub Roskomnadzor z jakiegoś powodu zbanuje ich serwery, wówczas cały inteligentny dom może zamienić się w dynię. Sam zdecydowałem, że w tym przypadku czujniki pozostaną, a piastę wymienię na Raspberri PI + Adapter ZigBee.
Kontrola i zapobieganie wyciekom
Pierwszy i najważniejszy scenariusz automatyzacji był naturalną kontynuacją powstałego problemu – w przypadku wycieku trzeba wyłączyć dopływ wody, czyli pompę, i wysłać powiadomienie o problemie na swój telefon. Doszło do dwóch potencjalnie niebezpiecznych wycieków.
Oprócz koncentratora w tym scenariuszu wymagane były dwa czujniki zalania i inteligentna wtyczka montowana na ścianie. Cena czujnika wycieku wynosi około 1400 rubli. Cena inteligentnego gniazda do montażu na ścianie wynosi około 1700 rubli. Czujniki wycieków są autonomiczne, zasilane bateryjnie. Producent twierdzi, że jedna bateria wytrzyma 2 lata.
Instalacja inteligentnego gniazda była nieco bardziej skomplikowana, ponieważ chińskie gniazda wymagają gniazd kwadratowych, których nie ma w naszych zwykłych sklepach (ale można je sprowadzić na zamówienie). Wiercenie kwadratowych otworów to świetna zabawa. Poza tym w dobrym tego słowa znaczeniu potrzebujesz adaptera, chociaż jest też gniazdko na wtyczkę europejską. Wersja Aqara przeznaczona na rynek lokalny nie posiada obecnie gniazdka naściennego, co wiąże nas z regionem „China Mainland”. Alternatywnie można było zamontować zwykłe gniazdko, wpiąć do niego inteligentne gniazdko z wtyczką od Xiaomi, ale wymagałoby to dwóch dodatkowych adapterów. Inną alternatywą jest przekaźnik. Zdecydowałem się jednak na gniazdko ścienne.
Do aplikacji Xiaomi Home dodano gniazdo i czujnik. Następnie zapisywany jest scenariusz „w przypadku wycieku” dla dwóch działań: wyłącz gniazdko i wyślij alert.
Pierwszy czujnik nieszczelności zamontowano obok pompy (a właściwie obok piasty). W celu przeprowadzenia testu do małej płytki nalano wodę i opuszczono na nią czujnik. Całość czynności wykonałem bezpośrednio w miejscu montażu czujnika, tak aby sytuacja była jak najbardziej zbliżona do rzeczywistości. Test przeszedł pomyślnie: gniazdko wyłączone, na telefon przyszło powiadomienie, a dodatkowo hub mrugnął w trybie awaryjnym.
Drugi czujnik wycieku planowano zamontować w toalecie obok złącza rurowego. Ale wraz z jego instalacją pojawiły się niuanse - piasta nie widziała czujnika, chociaż odległość była niewielka. Wynika to z konfiguracji pomieszczeń.
Pomiędzy miejscem montażu koncentratora (pomieszczeniem wypoczynkowym) a miejscem montażu drugiego czujnika wycieku (toaleta) znajdowała się łaźnia parowa. Łaźnia parowa, według najlepszych tradycji, jest wszyta w okrąg z folią, co stwarza problemy z przejściem sygnału.
Producent twierdzi, że urządzenia mają możliwość tworzenia sieci mesh, czyli jedno urządzenie może przesyłać dane do koncentratora za pośrednictwem innego urządzenia. Gdzieś natknąłem się na informację, że jedynie urządzenia podłączone do sieci (a nie na baterie) mogą pełnić rolę takich nadajników w sieci mesh. U mnie jednak wystarczyło zamontowanie czujnika temperatury w rogu pralni, aby sygnał z czujnika wycieków przestał zanikać. Może to zbieg okoliczności, bo w dalszej części pralni pod stropem zamontowano przekaźnik sterujący oświetleniem ulicznym (być może pełni on funkcję nadajnika w sieci mesh). Rozwiązano jednak problem utraty sygnału z czujnika wycieku w toalecie. Dodatkowo możesz sprawdzić połączenie urządzenia z koncentratorem klikając na czujnik znajdujący się pośrodku. Jeśli wszystko będzie w porządku, odpowiednie informacje będą nadawane z hubu w czystym języku chińskim (w przypadku hubu Aqara komunikacja będzie prowadzona w przyjemnym języku angielskim).
Sprawdzenie odłączenia, a następnie włączenie prądu za pomocą maszyny wykazało, że inteligentne gniazdko przechodzi w stan wyłączenia. Aby włączyć się, gdy pojawi się prąd, istnieje odpowiednie ustawienie:
Dodatkowym objawem zalania lokalu był wzrost wilgotności do 100%. Sterowanie tą funkcją zostało omówione w następnej sekcji.
Kontrola dymu i temperatury
Łazienka jest pomieszczeniem zagrożonym pożarem, dlatego kolejnym scenariuszem było ustalenie oznak pożaru.
W tym scenariuszu potrzebne były dwa czujniki temperatury (i wilgotności) oraz czujnik dymu. Cena czujnika temperatury wynosi około 1000 rubli. Czujnik dymu kosztuje około 2000 rubli. W wersji Aqara dla regionu lokalnego nie ma obecnie czujnika dymu, co ponownie wiąże nas z regionem „China Mainland”.
Czujnik dymu zamontowano na suficie korytarza prowadzącego do pralni (właściwie niedaleko pieca i wyjścia z łaźni parowej). Następnie dodano urządzenie w aplikacji Xiaomi Home i utworzono scenariusz „w przypadku wykrycia dymu”, po czym nastąpiło powiadomienie na telefon. Test przeprowadzono z zapałką do kominka. Czujnik pomyślnie przeszedł test. Koncentrator błysnął alarmem, a alert dźwiękowy zadziałał. Sam czujnik też był bardzo obrzydliwy i głośno piszczał ostrzegając o problemie.
Kolejną oznaką pożaru jest wzrost temperatury. Do kontroli temperatury zamontowano dwa czujniki: jeden w toalecie, drugi w toalecie. Dodatkowo w aplikacji skonfigurowano scenariusz „w przypadku temperatury powyżej zadanej” z odpowiednim powiadomieniem na telefonie. Na chwilę obecną próg dla pokoju wypoczynkowego ustawiłem na 30 stopni (w lecie zapewne będzie trzeba go przekonfigurować).
Ustawiono także scenariusz „w przypadku temperatury poniżej zadanej” z progiem 18 stopni i alertami na telefon. Jeżeli z jakiegoś powodu ogrzewanie przestanie działać, chciałbym się o tym jak najszybciej dowiedzieć. Podobnie stworzono scenariusze „na wypadek wzrostu wilgotności” dla obu czujników z progiem 70%, powiadomieniem na telefonie i wyłączeniem pompy doprowadzającej wodę.
Z przyjemnych bonusów dla czujników temperatury i wilgotności w aplikacji dostępne są wykresy historyczne. Można na przykład określić, w jakich momentach kąpiel była używana zgodnie z jej przeznaczeniem (szczyty temperatur na poniższym wykresie) lub porównać, czy aktualna temperatura jest odbiegająca od normy.
Kontrola wentylacji
W łaźni parowej zorganizowany jest wymuszony wyciąg z pomieszczenia. Po zakończeniu procedur pożądane jest przewietrzenie pomieszczenia. Włączenie wentylacji odbywa się za pomocą wyłącznika kluczykowego, a sama wentylacja trwa co najmniej 30 minut, jednak często spotkania w łaźni kończą się o pierwszej lub drugiej godzinie nocy. Nie zawsze da się zrobić wszystko z wyprzedzeniem, a siedzenie po dodatkowych 30 minutach i oczekiwanie, aż łaźnia parowa się wywietrze, to przyjemność poniżej średniej, bo już się chce spać.
Do tego scenariusza wymagany był wyłącznik kluczykowy od Xiaomi z linią zerową i montaż naścienny. Cena emisyjna wynosi około 1900 rubli. Przełączniki dostępne są w wersji Aqara na rynek lokalny.
W moim przypadku nie da się po prostu zastąpić zwykłego włącznika inteligentnym - wymagana jest linia energetyczna. W związku z tym musiałem rozciągnąć linię zerową do otworu montażowego przełącznika, ponieważ była taka możliwość. W przypadku wyłącznika bez przewodu neutralnego instalacja byłaby łatwiejsza.
Po instalacji inteligentny przełącznik został dodany do aplikacji jako urządzenie i przetestowano jego działanie. W ustawieniach przełącznika znajduje się timer i można ustawić czas wyłączenia. Oznacza to, że teraz przed wyjściem z wanny ustawiany jest timer wyłączenia na dodatkowe 30 minut wentylacji i możesz bezpiecznie iść spać.
Istnieje inna możliwość automatyzacji procesu. Po zakończeniu zabiegów kąpielowych, oprócz wentylacji, drzwi do łaźni parowej otwierają się całkowicie. Prowadzi to do wzrostu temperatury w łazience, w której zamontowany jest czujnik temperatury. Na podstawie odczytów tego czujnika można tworzyć scenariusze włączenia/wyłączenia wentylacji. Ale jeszcze nie testowałem tej opcji. Ponadto można poeksperymentować z czujnikiem otwierającym drzwi do łaźni parowej. Ale obawiam się, że szybko umrze lub spadnie, ponieważ drzwi są wykonane ze szkła, a w łaźni parowej może wynosić 120 stopni.
sterowanie oświetleniem ulicznym
Kolejnym zadaniem, które chciałem zautomatyzować, było sterowanie oświetleniem ulicznym na werandzie. Jeden z typowych scenariuszy: włącz światło na werandzie, gdy jesteś blisko budynku, a na zewnątrz jest ciemno. Wanna zamykana jest na klucz, włącznik oświetlenia ulicznego znajduje się wewnątrz pomieszczenia. Musiałem sięgnąć po klucz, żeby otworzyć drzwi i włączyć światło. Wyłączenie świateł wymagało podobnej procedury. Innym scenariuszem, który pojawiał się regularnie, było włączanie i wyłączanie świateł na werandzie, gdy jesteś w głównym domu. Dość często wychodząc z łaźni zapominałem zgasić światło na werandzie i odkrywałem to, gdy byłem już w domu: wyglądając przez okno lub patrząc na kamery monitoringu. W tej chwili zwykle nie chce się nigdzie wychodzić, więc światło paliło się przez całą noc.
Aby zrealizować ten pomysł, zakupiono przekaźnik dwukanałowy. Cena emisyjna wynosi około 2000 rubli. Przekaźniki w wersji Aqara na rynek lokalny nie są obecnie dostępne. Można go jednak zastąpić przełącznikiem kluczykowym (oczywiste jest, że zainstalowanie go w skrzynce rozdzielczej jest procesem bardziej kłopotliwym).
Początkowo planowałem zamontować przekaźnik za stacyjką, jednak bardzo problematyczne okazało się dotarcie do odpowiedniego miejsca na linię zasilającą (przekaźnik znów potrzebuje zasilania). Idealnym miejscem jest skrzynka przyłączeniowa, w której zbiegają się linia energetyczna, linia od przełącznika i linie od latarni ulicznych. Znajdowała się pod podwieszanym sufitem, przez co trzeba było zdemontować kilka szyn okładzinowych. Dobrze byłoby pomyśleć o tym wcześniej. Jednak instalacja przebiegła pomyślnie. Schemat podłączenia jest zauważalnie bardziej skomplikowany niż w przypadku gniazd i włączników (u mnie cztery przewody 3-żyłowe i 8 zacisków na samym przekaźniku). Aby niczego nie zapamiętać i nie pomylić, przed montażem namalowałem schemat na kartce papieru. Następnie wykonałem instalację testową, aby wszystko sprawdzić:
Urządzenie zostało podłączone w aplikacji i rozpoczęła się faza testowania. Oświetlenie uliczne należało włączać i wyłączać zarówno za pomocą istniejącego przełącznika kołyskowego, jak i za pomocą aplikacji. Na ulicy znajdują się dwie latarnie - jedna po lewej, druga po prawej stronie. Przekaźnik ma dwa kanały, ale nie było sensu włączać ich osobno. Z drugiej strony też nie chciałem ich włączać po kolei dwoma kliknięciami w aplikacji. Dlatego też sterowanie odbywało się na jednym kanale przekaźnikowym. Dziwnym zbiegiem okoliczności ta opcja nie działała normalnie - występowało zacinanie się w tej czy innej pozycji. Nie było już zbyt wiele czasu na eksperymenty, bo dzień już się kończył, a ja chciałem z powrotem zamontować okładzinę na suficie. Dlatego po prostu podłączyłem światła równolegle do obu kanałów i wszystko działało tak, jak chciałem. Aby przełączniki fizyczne i programowe działały jako przełączniki przelotowe, w ustawieniach przekaźnika włączono opcję Blokada.
Możliwe byłoby również zorganizowanie włączania / wyłączania światła za pomocą timera. Ale ten scenariusz nie jest jeszcze zainteresowany.
Kontrola dostępu do lokalu
Kolejnym ciekawym momentem była kontrola otwarcia drzwi ulicznych. Przede wszystkim ustalić i powiadomić, że ktoś zapomniał normalnie zamknąć te drzwi lub zostawił je całkowicie otwarte.
W tym scenariuszu potrzebny był czujnik otwarcia okna/drzwi. Cena emisji wynosi około 1000 rubli. Istnieją czujniki produkowane przez firmę Aqara na rynek lokalny (mają mniej zaokrąglone krawędzie).
Montaż jest bardzo prosty - czujniki mocowane są za pomocą taśmy dwustronnej. Przed montażem lepiej podłączyć czujnik w aplikacji, aby zobaczyć z jakiej odległości następuje działanie. W instrukcji jest napisane o szczelinie do 20 mm, ale to delikatnie mówiąc nie jest prawdą - czujnik i magnes zwrotny trzeba zamontować niemal blisko siebie. W budynku głównym podobny czujnik jest zainstalowany na bramie garażowej. Pomiędzy prowadnicą a kołnierzem znajduje się uszczelka gumowa o szerokości 1 cm, przy tej odległości czujnik wskazywał pozycję „otwartą” i konieczne było zwiększenie zadziałania magnesu.
Po dodaniu nowego urządzenia do aplikacji możesz przejść do automatyzacji. Ustaliliśmy scenariusz „jeśli drzwi będą otwarte dłużej niż 1 minutę” z powiadomieniem na telefon. W lokalizacji angielskiej część frazy około 1 minuty nie jest widoczna, ale próg odpowiedzi jest dokładnie taki. W wariancie czujnika Aqara i aplikacji Aqara Home istnieje możliwość skonfigurowania innych odstępów czasu reakcji. W ramach aplikacji Xiaomi Home niestety nie da się tego jeszcze zrobić. Ale praktyka pokazała, że odstęp 1 minuty jest więcej niż wystarczający - nie ma fałszywych alarmów, wszystkie pozytywne były w tej sprawie. Można także przeglądać logi według czujników. Ten czujnik nie jest wyjątkiem. Z dziennika można np. ustalić, kiedy przyszli do łaźni (pierwsze otwarcie drzwi w danym dniu) i kiedy ją opuścili (ostatnie zamknięcie drzwi), szacując w ten sposób łączny czas spędzony w pokoju.
Wrażenia z operacji
Ogólne wrażenia z działania są czysto pozytywne. Oczywiście są pewne drobne niuanse, ale główny cel automatyzacji został osiągnięty. Przede wszystkim jest to spokój psychiczny, potwierdzony wynikami badań. Ważny jest także komfort - zdalne sterowanie oświetleniem ulicznym, otrzymano okap, pojawiła się dodatkowa lampka nocna. Po wyjeździe na wakacje możesz pamiętać i zdalnie wyłączyć wodę.
Poniżej podane są koszty wszystkich powyższych urządzeń w przybliżonej formie (bez odniesienia do konkretnego sklepu). Przy składaniu zamówienia na AliExpress ceny będą się różnić w dół.
Wybierając zestaw sprzętu, należy wziąć pod uwagę kompatybilność (dla jakiego regionu ten sprzęt został wyprodukowany i do jakiej rodziny należy). W aplikacji nie będzie możliwości stworzenia skryptu, który np. po zdarzeniu z czujnika dymu (dla regionu „China Mainland”) będzie sterował placówką na region europejski. Jeśli nie potrzebujesz egzotyki, takiej jak czujnik dymu, lepiej przyjrzeć się urządzeniom Aqara na lokalny rynek. Ostatecznie przekaźnik można zastąpić np. wyłącznikiem dwubiegowym. Wydaje się, że wiele sklepów sprzedających urządzenia Xiaomi importuje je w kolorze szarym (urządzenia te są przeznaczone dla regionu chińskiego). Ale na przykład Svyaznoy przewozi urządzenia przeznaczone na nasz rynek. Oprócz kompatybilności tych samych gniazd, będą miały również instrukcje w języku angielskim i rosyjskim. Poniżej zdjęcie dwóch identycznych czujników, ale dla różnych regionów (wewnętrzny chiński - po lewej i zewnętrzny europejski - po prawej):
Responsywność sterowania poprzez aplikację nie zawsze jest dobra. Przykładowo czasami można spotkać się z sytuacją, że w kółko zamiast zapalić światło pojawia się błąd w duchu „żądanie nie powiodło się”. Eksperymentalnie zidentyfikowane lekarstwo - wyładowanie aplikacji z pamięci i ponowne uruchomienie - rozwiązuje ten problem szybciej niż oczekiwanie na odpowiedź przy następnej próbie. Czasami zauważalne są także opóźnienia (do 20-30 sekund) z aktualizacją stanu konkretnego czujnika. W takich momentach lepiej nie naciskać ponownie przycisków włączania / wyłączania, ale po prostu poczekać na aktualizację statusu. Po uruchomieniu aplikacji w niektórych sytuacjach zamiast listy urządzeń może pojawić się pusta lista. Nie ma tu powodu do paniki – zwykle pojawia się ona w ciągu kilku kolejnych sekund. Powiadomienia na telefonie nie są lokalizowane i zapisywane jest prawidłowe nazewnictwo samych wydarzeń. Ponadto autorzy aplikacji okresowo wykorzystują kanał powiadomień push do wyświetlania reklam (znowu w języku chińskim). Oczywiście, że mi się to nie podoba, ale nie mam wielkiego wyboru.
Mam nadzieję, że ten artykuł pomógł w wystarczającym zrozumieniu możliwości szeregu urządzeń Xiaomi w zakresie budowy inteligentnego domu i scenariuszy ich praktycznego zastosowania. Jeśli nadal masz jakieś pytania, są poprawki i uzupełnienia, chętnie omówię je w komentarzach.
Źródło: www.habr.com