Não são raras as mensagens sobre o lançamento de novos dispositivos de IoT ou conjuntos de casas inteligentes, mas raramente há comentários sobre o uso real desses sistemas. Eu recebi uma tarefa que é bastante comum em toda a Rússia e em países vizinhos: era necessário garantir a segurança de uma casa de campo e garantir a possibilidade de uso no período de outono e inverno. Tanto a segurança quanto a automação de aquecimento foram resolvidas em apenas um dia. Todos os interessados, fiquem à vontade para continuar lendo. Como de costume, para os que preferem assistir a ver, fiz um vídeo.
Começaremos com os recursos disponíveis: uma casa de madeira com rede elétrica conectada (anteriormente havia uma fase de 5 kW), gás conectado e localizada em um lugar tranquilo, quase isolado. A casa tem uma grande e bonita lareira de lenha, mas recentemente instalamos uma caldeira a gás e distribuímos radiadores por toda a casa.
Agora sobre as tarefas: apesar de haver vizinhos próximos, é desejável ter conhecimento sobre qualquer possível invasão na casa. Além disso, é necessário manter uma temperatura mínima dentro da casa e aquecê-la antes da chegada dos proprietários, ou seja, é necessário controle remoto da caldeira. E, naturalmente, é imprescindível ser alertado sobre possíveis incêndios ou fumaça no ambiente. Portanto, a lista de requisitos para o sistema foi a seguinte:
- Presença de um detector de fumaça
- Presença de um detector de movimento
- Presença de um termostato controlável
- Presença de uma unidade principal que transmite informações para o smartphone ou e-mail
Escolha do equipamento
Pesquisando na internet, percebi que, para atender ao que foi solicitado, eu teria duas opções: um sistema monstruoso e caro com funcionalidades excessivas, ou teria que montar algo simples e separado. Então, cheguei à conclusão de que segurança e controle da caldeira são coisas diferentes. Após essa decisão, tudo fluiu de forma muito simples e rápida. Busquei principalmente entre desenvolvedores russos, para que o serviço e os desenvolvedores estivessem acessíveis. No final, a tarefa foi resolvida com dois conjuntos diferentes:
- Termostato Zont H-1 para controle de aquecimento
- Conjunto de casa inteligente LifeControl "Dacha" para construção do sistema de segurança
Vou explicar a escolha. Acredito que os sistemas devem ter linhas de comunicação independentes, para que a falha de um canal não afete o funcionamento de outro sistema. Também adquiri um par de cartões SIM de diferentes provedores: um funciona no termostato, o outro - no hub da casa inteligente.
A tarefa do termostato: manter a temperatura de acordo com um cronograma (na sexta-feira à noite começar a aquecer a casa para a chegada dos proprietários, no domingo à noite entrar em modo econômico mantendo a temperatura em torno de 10 graus), informar sobre quedas de energia ou quedas de temperatura inesperadas.
A tarefa da casa inteligente: controlar a abertura da porta de entrada, monitorar o movimento dentro da casa, detectar fumaça no início de um incêndio, notificar os proprietários sobre várias ocorrências anormais no smartphone, garantir a presença de Internet na casa.
Desenvolvimento russo com uma série de sensores. Em primeiro lugar, o que me interessava era a confiabilidade e a autonomia. Este termostato tem um modem GSM embutido, um sensor de temperatura e um relé embutido para controlar a caldeira. O modem suporta apenas a tecnologia de transmissão de dados GPRS, e isso é o que precisa, já que o volume de dados transmitidos é extremamente baixo e a velocidade não é importante. O pacote inclui uma antena externa para melhorar o sinal em casos de má qualidade de conexão. O relé funciona no princípio do contato seco e envia um comando à caldeira para ligar e desligar ao atingir a temperatura programada. Há uma configuração específica para que a caldeira não enfrente problemas com ligações e desligamentos constantes perto da temperatura alvo. O dispositivo pode ser equipado com uma bateria, permitindo que funcione autonomamente por várias horas. O controlador envia uma notificação quando a rede externa é desconectada. Também chega uma notificação quando a alimentação externa aparece.
Mais uma solução desenvolvida na Rússia, com uma ampla gama de sensores, dispositivos de atuação e um bom potencial de expansão. A grande vantagem é que a casa inteligente opera com suporte ao protocolo ZigBee, o que significa que em breve será possível conectar uma variedade de dispositivos de terceiros. Porém, mesmo agora, há uma lista suficiente para equipar a casa, e ainda há uma série de dispositivos esperados. O que me chamou a atenção é que a unidade central, ou hub, vem com um modem 3G/4G integrado, possui um módulo Wi-Fi e suporta conexões a provedores de internet via cabos. Ou seja, é possível conectar o dispositivo como um roteador e compartilhar Wi-Fi, conectá-lo sem fio ao roteador existente ou levar o hub para a Internet através da rede de um operador celular. Neste último caso, o hub se torna um roteador e pode compartilhar a Internet via Wi-Fi! Além disso, o hub possui um microfone e uma câmera embutidos, além de uma bateria para operação autônoma, caso a rede externa desligue. O kit "de veraneio" também inclui um sensor de movimento, um sensor de abertura de porta e um sensor de fumaça. A comunicação entre os dispositivos é sem fio, e os próprios sensores funcionam com suas próprias fontes de energia.
Configuração e início
Honestamente, eu esperava que teríamos problemas com a configuração dos nossos produtos, mas eu estava enganado. Expectava interfaces simples e sem graça, mas novamente me enganei. Serei consistente e começarei com o termostato Zont H-1.
O dispositivo vem com um chip SIM com algum plano pré-configurado e está pronto para uso. A instalação e a conexão da caldeira com a passagem de todos os fios levou cerca de meia hora. Cada caldeira possui alguns contatos para conectar o termostato, que se fecham quando a caldeira deve ser acionada e se abrem quando a temperatura desejada é alcançada. A própria caldeira deve ser previamente ajustada para a temperatura necessária do fluido térmico. As configurações da caldeira vão além deste artigo, mas se você tiver interesse, posso responder a perguntas nos comentários. Depois disso, tudo foi simples: a instalação do aplicativo no smartphone, a vinculação do termostato na área do cliente e as configurações de perfis (econômico, conforto e programação). Vale lembrar que, se o sensor de temperatura for posicionado mais alto, a temperatura real no ambiente não será muito elevada, e se colocado próximo ao chão, o ambiente ficará muito quente. O ideal é instalar o sensor a uma altura de 1-1,5 m do chão para criar condições de conforto máximas. É possível conectar vários sensores de temperatura, incluindo sem fio, mas a caldeira será controlada apenas por um deles. O termostato pode ser gerenciado tanto pelo site quanto pelo smartphone.
Agora vou descrever as funcionalidades e interfaces do sistema de casa inteligente Life Control 2.0. Começarei pela unidade central ou hub. Decidi usá-lo como um roteador móvel. Adquiri um chip de internet ilimitada e o inseri no roteador. A propósito, a antena na parte traseira do roteador serve para aumentar a área de Wi-Fi, enquanto a antena interna recebe o sinal da operadora de telefonia. Não precisei configurar nada, conectei meu smartphone e laptop ao roteador e comecei a usar a internet. Em seguida, instalei o aplicativo no smartphone e já através dele adicionei todos os sensores. Também configurei regras de ativação para eventos dos sensores: por exemplo, ao abrir a porta, recebo uma notificação no smartphone e no e-mail. Uma foto do hub também é adicionada. O mesmo acontece em caso de ativação do sensor de movimento ou do sensor de fumaça. O hub está posicionado de forma a permanecer discreto na sala, mas ainda permitindo ver a porta de entrada e o ambiente com o aquecedor a gás. Ou seja, no caso de não haver ninguém em casa, se o sensor de fumaça disparar, é possível conectar e ver em tempo real o que está acontecendo na casa.
Outro ponto positivo é a presença de uma bateria interna. Se a rede externa falhar, o hub continua funcionando com a bateria embutida por mais 5 ou 6 horas. Aqui dá até para assistir a um filme no laptop ou smartphone enquanto aguardo a energia voltar. E o sistema de segurança continuará funcionando, mesmo que os criminosos tentem desligar a energia da casa, na esperança de desativar o sistema de proteção. Fiquei especialmente preocupado com a distância de funcionamento dos sensores e o tempo de operação com uma única bateria. Isso é simples: a distância é medida em dezenas de metros dentro de casa, se as paredes não forem revestidas, e o protocolo ZigBee opera na frequência de 868 MHz, garantindo baixo consumo de energia, de modo que o sensor pode funcionar com uma única bateria por até um ou dois anos, dependendo da frequência de ativação.
É interessante notar que o protocolo ZigBee funciona com base em sistemas Mesh, onde um dispositivo intermediário atua como um elo de ligação entre o hub e o sensor mais distante. No sistema LifeControl, esse elo é formado apenas por dispositivos que estão constantemente conectados à rede elétrica: atualmente, isso inclui tomadas gerenciáveis e lâmpadas (desde que recebam energia continuamente).
E o que fazer com aqueles que não têm gás? Se a casa é aquecida por aquecedores elétricos, é possível programar as tomadas gerenciáveis para que liguem antes da sua chegada, permitindo que os aquecedores aqueçam a casa a tempo. Além disso, as tomadas podem servir como um sistema de backup para ligar os aquecedores caso a caldeira falhe, evitando que o líquido refrigerante nos tubos congele. Vale acrescentar que, se a casa tem um bom isolamento, é possível programar o aquecimento para funcionar durante a tarifa noturna, aquecendo a casa durante a noite e desligando-se durante o dia — a economia neste modo de aquecimento pode variar de 30 a 50%, dependendo da diferença nas tarifas de eletricidade.
Testes
Então, os dispositivos estão posicionados e funcionando. A caldeira está operando e a casa está quente, até quente demais. O termostato mantém a temperatura de forma adequada, como se pode notar pelo funcionamento da caldeira, que às vezes desliga e depois liga novamente. O sensor de temperatura foi transferido da sala com a caldeira para a sala de estar, na altura da cintura. Agora, em relação ao sistema de casa inteligente. Coloquei o hub na cozinha, que também é a sala da caldeira, com vista para a porta de entrada. Na própria porta de entrada, pendurei um sensor de abertura, enquanto o sensor de movimento foi instalado em uma sala distante, que não é visível da rua, e direcionado para as janelas. Ou seja, se intrusos tentarem entrar em casa pela janela do fundo, eu também receberei uma notificação. O sensor de fumaça foi instalado no meio da cozinha e fiz um teste. Mesmo ao queimar um pedaço de papel, ele disparou aproximadamente um minuto depois, embora não houvesse muita fumaça. Portanto, se você frita com frequência e gera fumaça, instale um exaustor para evitar ativar o sensor de fumaça de forma falsa. Ele sinaliza não apenas remotamente, mas também localmente — com um apito alto que ecoa pela casa.
Ambos os sistemas permitem monitorar ou gerenciar não apenas de forma autônoma, mas também conceder acesso a outros usuários. No sistema Zont, isso é realizado através da transmissão de login e senha para acesso completo ou criando um login de convidado, quando a pessoa pode acompanhar o estado, mas não pode impactar o funcionamento do sistema. O sistema de casa inteligente LifeControl também permite enviar convites a usuários externos, mas apenas com a possibilidade de visualizar o estado do sistema. Tudo funciona através da nuvem, então em ambos os casos não haverá problemas de funcionamento, independentemente do canal de comunicação e das particularidades da conexão.
Resultado
Então, a casa de campo está pronta para o inverno. O sistema de aquecimento permitirá chegar a uma casa já aquecida e economizar no aquecimento quando não há ninguém em casa. E o sistema de casa inteligente dará a oportunidade de não se preocupar com a segurança da moradia, tanto contra aqueles que desejam se apropriar de seus bens, quanto contra situações imprevistas. Vale acrescentar que a casa ainda deve ser equipada com sistemas automáticos de combate a incêndio da série OSP ou Buran. Além disso, o sistema LifeControl é modular, e a quantidade de sensores pode ser aumentada de acordo com as necessidades. Acredito que serão adicionados mais alguns sensores de movimento a esse sistema para cobrir todo o perímetro da casa. Devo dizer que a configuração e a operação dos sistemas não geraram nenhuma dúvida: se com o termostato era necessário consultar o manual, com o sistema de casa inteligente tudo era intuitivamente claro.
BÔNUS
Após pesquisar no site do fabricante, encontrei onde é possível encomendar um kit de casa de campo com um desconto de um terço, comparado a montá-lo separadamente. Não há link direto no próprio site, mas eu fiz o pedido e comecei a esperar. Depois de 10 minutos, ligaram e confirmaram o pedido. Portanto, enquanto está funcionando, estou compartilhando. Estou pronto para responder perguntas sobre a operação de ambos os sistemas. Não se esqueçam — o inverno está chegando!
Fonte: habr.com
