Existem muitas análises e vídeos na Internet sobre a construção de casas inteligentes. Há uma opinião de que tudo isso é muito caro e difícil de organizar, ou seja, em geral, o destino dos geeks. Mas o progresso não pára. Os dispositivos estão se tornando mais baratos, mais funcionais e o design e a instalação são bastante simples. No entanto, em geral, as análises concentram-se em 1-2 casos de uso, quase sem cobrir as nuances e sem criar uma imagem completa. Portanto, neste artigo, quero revisar o projeto concluído, demonstrar casos de uso e armadilhas encontradas na construção de uma casa inteligente usando dispositivos Xiaomi, usando uma sauna como exemplo. As ideias descritas com pequenas variações podem ser aplicadas na automação de um apartamento.
Antecedentes ou por que tudo isso é necessário
Primeiro, algumas informações básicas para que o contexto fique claro. No início do outono de 2018, foram concluídos os acabamentos da sauna e esta foi colocada em funcionamento. O banho é uma estrutura de capital autônoma com aquecimento e abastecimento de água durante todo o ano.
Por razões óbvias, ninguém mora permanentemente no balneário e não controla o estado das instalações. Por mais que eu queira, mas visitar o balneário também não é um evento muito frequente. Nesse sentido, a ideia de criar um banho “inteligente” esteve presente desde o início do projeto. Em primeiro lugar, por uma questão de segurança (incêndio, inundação, controlo de acessos). Por exemplo, desligar o aquecimento a -35 graus lá fora (moro em Novosibirsk) é uma situação muito perigosa. Porém, ao contrário da casa principal, não pensei no projeto de automação do banheiro desde o início e não fiz fiação adicional nos locais certos. Por outro lado, a Internet foi ligada ao balneário e a videovigilância está a ser feita a partir dos outros dois edifícios (é possível avaliar visualmente o que está a acontecer).
Retornando de uma viagem de negócios em novembro de 2019, à noite fui ao balneário, abri a porta da frente e fiquei chocado com o que vi. Na escuridão, os LEDs do ponto WiFi piscaram para mim e um jato de água jorrou em meus pés. Ou seja, houve uma inundação, enquanto a eletricidade não foi cortada. A água do banho é organizada com auxílio de poço próprio, bomba submersível e automação que controla o processo. Como se descobriu mais tarde, um dos acessórios da junção do banheiro foi arrancado e todos os quartos foram inundados. Nunca descobri porque a automação ficou com pena e ainda desligou, mas conseguiu bombear 15 cm de água por 30 quadrados. Estava -14 graus lá fora naquele dia. O piso quente aguentou, continuando a manter a temperatura do ambiente no nível adequado, mas havia 100% de umidade. Era impossível procrastinar ainda mais na organização de uma casa inteligente - você precisa começar a fazer isso.
Seleção de equipamentos
Durante a construção da casa principal, ganhei experiência com aparelhos (a postagem correspondente foi criada). Parte da automação é feita em . Outra parte - em dispositivos . A opção com Raspberry PI foi a que mais me atraiu e inicialmente considerei para o banho. Mas, infelizmente, exige muito mais esforço para se organizar. Ainda não é um dispositivo plug-and-play - começando com exercícios com hardware e terminando com a criação de software para suas próprias necessidades. Por certas razões não combinava. Cruzar um Raspberry PI, um adaptador ZigBee (para aproveitar as vantagens dos sensores sem fio da Xiaomi) e um Apple HomeKit exigiu aprendizado (e a interface do Apple HomeKit não é particularmente interessante no momento). Havia pouco tempo (não queria que a situação se repetisse) e não havia fiação para cada ponto necessário, então resolvi fazer tudo em aparelhos Xiaomi.
O principal dispositivo nesta situação é o hub. No caso da Xiaomi, existem duas opções de hub: Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2 e Xiaomi Aqara Gateway. Este último é cerca de duas vezes mais caro, mais adequado para o mercado local e capaz de integrar dispositivos ao Apple HomeKit. No entanto, se você instalar o aplicativo Aqara Home e selecionar a região “Rússia”, no momento em que escrevo estas linhas, apenas 13 dispositivos diferentes (interruptores, tomadas, sensores) estarão disponíveis. Se você instalar o aplicativo Xiaomi Home, selecione a região “China Continental” e centenas de dispositivos estarão disponíveis para conexão. Ao mesmo tempo, se tiver escolhido a região “China Continental”, não poderá ligar uma tomada europeia e vice-versa. Selecionar a região “China Continental” no aplicativo Aqara Home não fornece a integridade dos dispositivos presentes no Xiaomi Home com a mesma região. Temendo incompatibilidade, decidi parar no hub Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2. O preço de emissão é de cerca de 2000 rublos. A propósito, o próprio hub funciona como uma lâmpada - isso pode ser levado em consideração durante a instalação.
Outra questão interessante é por quanto tempo tudo isso funcionará. Não se trata nem de sensores e baterias neles, mas de sincronização e armazenamento de dados na nuvem. A conta atualmente é gratuita. Todas as informações são armazenadas nos servidores Xiaomi. Se amanhã os caras decidirem que os usuários da Rússia não devem armazenar dados na região “China Continental” ou se Roskomnadzor proibir seus servidores por algum motivo, então toda a casa inteligente corre o risco de se transformar em uma abóbora. Decidi por mim mesmo que neste caso os sensores permanecerão e o hub será substituído por um adaptador Raspberri PI + ZigBee.
Controle e prevenção de vazamentos
O primeiro e mais importante cenário de automação foi uma continuação natural do problema surgido - em caso de vazamento, é necessário desligar o abastecimento de água, ou seja, a bomba, e enviar uma notificação sobre o problema para o seu telefone. Houve dois vazamentos potencialmente perigosos.
Além do hub, este cenário exigia dois sensores de inundação e uma tomada inteligente montada na parede. O preço do sensor de vazamento é de aproximadamente 1400 rublos. O preço de uma tomada inteligente para montagem na parede é de aproximadamente 1700 rublos. Os sensores de vazamento são autônomos e funcionam com bateria. O fabricante afirma que uma bateria dura 2 anos.
A instalação de uma tomada inteligente foi um pouco mais complicada porque as tomadas chinesas exigem tomadas quadradas, que não são vendidas em nossas lojas regulares (mas podem ser encomendadas). Fazer furos quadrados é muito divertido. Além disso, no bom sentido, você precisa de um adaptador, embora também exista uma tomada para um plugue europeu. A versão Aqara para o mercado local não possui atualmente tomada de parede, o que nos liga à região “China Continental”. Alternativamente, era possível instalar uma tomada normal, conectar nela uma tomada inteligente com um plugue da Xiaomi, mas isso exigiria dois adaptadores adicionais. Outra alternativa é um relé. Mas optei por uma tomada montada na parede.
Um soquete e um sensor foram adicionados ao aplicativo Xiaomi Home. A seguir, está escrito o cenário “em caso de vazamento” para duas ações: desligar a tomada e enviar um alerta.
O primeiro sensor de vazamento foi instalado próximo à bomba (e, de fato, próximo ao cubo). Para o teste, água foi colocada em um pequeno prato e o sensor foi colocado nele. Realizei todas as ações diretamente no local de instalação do sensor para aproximar ao máximo a situação da realidade. O teste foi aprovado com sucesso: a tomada foi desligada, uma notificação chegou ao telefone e o hub piscou em modo de emergência.
O segundo sensor de vazamento foi planejado para ser instalado no vaso sanitário próximo à junção da tubulação. Mas com a sua instalação surgiram nuances - o hub não viu o sensor, embora a distância fosse pequena. Isto é devido à configuração das instalações.
Havia uma sala de vapor entre o local de instalação do hub (banheiro) e o local de instalação do segundo sensor de vazamento (banheiro). A sauna a vapor, nas melhores tradições, é costurada em círculo com papel alumínio, criando problemas na passagem do sinal.
A fabricante afirma que os dispositivos são capazes de formar uma rede mesh, ou seja, um dispositivo pode transmitir dados para o hub através de outro dispositivo. Em algum lugar me deparei com informações de que apenas dispositivos conectados à rede (e não com baterias) podem atuar como transmissores em uma rede mesh. Porém, bastou-me instalar um sensor de temperatura no canto da lavanderia para que o sinal do sensor de vazamento parasse de desaparecer. Talvez seja uma coincidência, porque mais adiante no lavabo, sob o teto, foi montado um relé para controlar a iluminação pública (talvez atue como um transmissor na rede mesh). Porém, o problema da perda de sinal do sensor de vazamento do vaso sanitário foi resolvido. Além disso, você pode verificar a conexão do dispositivo com o hub clicando no sensor no centro. Se tudo estiver bem, as informações relevantes serão ouvidas do hub em chinês puro (no caso do hub Aqara, a comunicação será em um inglês agradável).
A verificação da desconexão seguida do acionamento da eletricidade pela máquina mostrou que a tomada inteligente entra no estado desligado. Para que ligue quando a eletricidade aparecer, existe uma configuração correspondente:
Um sinal adicional de inundação das instalações foi o aumento da umidade para 100%. O controle desse recurso é discutido na próxima seção.
Controle de fumaça e temperatura
O banho é uma sala com risco de incêndio, então o próximo cenário foi determinar os sinais de incêndio.
Para este cenário foram necessários dois sensores de temperatura (e umidade) e um sensor de fumaça. O preço do sensor de temperatura é de cerca de 1000 rublos. O detector de fumaça custa cerca de 2000 rublos. Na versão Aqara para a região local, atualmente não há sensor de fumaça, o que mais uma vez nos liga à região “China Continental”.
O detector de fumaça foi montado no teto do corredor de acesso à lavanderia (na verdade, não muito longe do fogão e da saída da sauna a vapor). Em seguida, foi adicionado um dispositivo na aplicação Xiaomi Home e criado um cenário “em caso de deteção de fumo”, seguido de uma notificação para o telefone. O teste foi realizado com fósforo de lareira. O sensor passou no teste com sucesso. O hub emitiu um alarme e o alerta sonoro funcionou. O sensor em si também era muito nojento e chiava alto, alertando sobre um problema.
Outro sinal de incêndio é o aumento da temperatura. Para controlar a temperatura foram instalados dois sensores: um no banheiro e outro no lavabo. Além disso, o cenário “em caso de temperatura acima da definida” foi configurado no aplicativo com a correspondente notificação no telefone. No momento, defini o limite do banheiro para 30 graus (no verão provavelmente precisará ser reconfigurado).
O cenário “em caso de temperatura inferior à definida” também foi configurado com limite de 18 graus e alertas para o telefone. Se por algum motivo o aquecimento parar de funcionar, gostaria de ser informado o mais rápido possível. Da mesma forma, foram criados cenários “em caso de aumento de umidade” para ambos os sensores com limite de 70%, notificação no telefone e desligamento da bomba de abastecimento de água.
Dos agradáveis bônus para sensores de temperatura e umidade, gráficos históricos estão disponíveis no aplicativo. Você pode, por exemplo, determinar em quais momentos o banho foi utilizado para o fim a que se destina (picos de temperatura no gráfico abaixo) ou comparar se a temperatura atual está anormal.
Controle de ventilação
Na sala de vapor, é organizada uma exaustão forçada da sala. Após a conclusão dos procedimentos, é aconselhável ventilar o ambiente. O acendimento da ventilação é feito por meio de interruptor de chave, e a ventilação propriamente dita leva no mínimo 30 minutos, porém muitas vezes os encontros no balneário terminam na primeira ou segunda hora da noite. Nem sempre é possível fazer tudo com antecedência, e sentar ao final de mais 30 minutos e esperar a sauna arejar é um prazer abaixo da média pelo fato de você já querer dormir.
Para este cenário, foi necessário um interruptor de chave da Xiaomi com linha zero e montagem na parede. O preço de emissão é de aproximadamente 1900 rublos. Os switches estão disponíveis na versão Aqara para o mercado local.
No meu caso, é impossível simplesmente substituir um switch comum por um inteligente - é necessária uma linha de energia. Assim, tive que esticar a linha zero até o orifício de montagem do switch, pois essa oportunidade existia. No caso de um disjuntor sem linha neutra, a instalação seria mais fácil.
Após a instalação, o switch inteligente foi adicionado ao aplicativo como um dispositivo e seu desempenho foi testado. Nas configurações do switch existe um temporizador, e você pode definir a hora para desligar. Ou seja, agora antes de sair do banho, um temporizador de desligamento é ajustado para mais 30 minutos de ventilação, e você pode dormir com segurança.
Existe outra opção para automatizar o processo. Após o término dos procedimentos de banho, além da ventilação, a porta da sala de vapor abre totalmente. Isto leva a um aumento da temperatura na casa de banho onde o sensor de temperatura está instalado. Com base nas leituras deste sensor, é possível criar cenários para ligar/desligar a ventilação. Mas ainda não testei essa opção. Além disso, pode-se experimentar um sensor para abrir a porta da sala de vapor. Mas, temo que ele morra ou caia rapidamente, já que a porta é de vidro, e na sauna pode estar a 120 graus.
controle de iluminação pública
Outra tarefa que quis automatizar foi o controle da iluminação pública da varanda. Um dos cenários típicos: acender a luz da varanda quando estiver perto do prédio e estiver escuro lá fora. A banheira é trancada com chave, o interruptor da luz da rua está localizado dentro do quarto. Tive que pegar a chave para abrir a porta e acender a luz. Apagar as luzes exigia um procedimento semelhante. Outro cenário que surgia regularmente era acender ou apagar as luzes da varanda quando você estava na casa principal. Muitas vezes, ao sair do balneário, esquecia de apagar a luz da varanda e descobri isso quando já estava em casa: seja olhando pela janela, seja olhando as câmeras de vigilância. Nesse momento, geralmente fica relutante em ir a qualquer lugar, então a luz continuou acesa a noite toda.
Para implementar essa ideia, foi adquirido um relé de dois canais. O preço de emissão é de aproximadamente 2000 rublos. Atualmente, os relés na versão Aqara para o mercado local não estão disponíveis. Mas ele pode ser substituído por um interruptor de chave (é claro que instalá-lo em uma caixa de distribuição é um processo mais problemático).
Inicialmente, planejei montar o relé atrás da chave, mas acabou sendo muito problemático chegar ao local certo para a linha de energia (o relé precisa de energia novamente). O local ideal é uma caixa de junção onde convergiram a linha de energia, a linha do interruptor e as linhas da iluminação pública. Estava sob um teto falso, por isso vários trilhos de revestimento tiveram que ser desmontados. Teria sido bom ter pensado nisso com antecedência. No entanto, a instalação foi bem-sucedida. O diagrama de conexão é visivelmente mais complicado do que para tomadas e interruptores (no meu caso, quatro fios de 3 fios e 8 terminais no próprio relé). Para não lembrar e não confundir nada, pintei o diagrama em um pedaço de papel antes de montar. A seguir, fiz uma instalação de teste para verificar tudo:
O dispositivo foi conectado ao aplicativo e a fase de testes foi iniciada. A iluminação pública teve que ser ligada/desligada tanto com o interruptor basculante pré-existente quanto com a ajuda do aplicativo. Existem duas lanternas na rua - uma à esquerda e outra à direita. O relé possui dois canais, mas não fazia sentido ligá-los separadamente. Por outro lado, também não queria ativá-los alternadamente com dois cliques no aplicativo. Portanto, o controle foi feito em um canal de retransmissão. Por uma estranha coincidência, esta opção não funcionou normalmente - o travamento ocorreu em uma ou outra posição. Não havia mais muito tempo para experimentos, pois o dia estava acabando e eu queria montar o forro na parte de trás do teto. Portanto, simplesmente conectei as luzes em paralelo aos dois canais e tudo funcionou como eu queria. Para que as chaves físicas e de software funcionem como chaves walk-through, a opção Interlock foi habilitada nas configurações do relé.
Também seria possível organizar o acendimento/apagamento da luz em um temporizador. Mas este cenário ainda não interessou.
Controle de acesso às instalações
Outro momento curioso foi o controle da abertura da porta da rua. Em primeiro lugar, para determinar e avisar que alguém se esqueceu de fechar normalmente esta mesma porta ou a deixou totalmente aberta.
Para este cenário foi necessário um sensor de abertura de janela/porta. O preço de emissão é de aproximadamente 1000 rublos. Existem sensores fabricados pela Aqara para o mercado local (têm bordas menos arredondadas).
A instalação é muito simples - os sensores são fixados com fita dupla-face. Antes da montagem é melhor conectar o sensor na aplicação para ver a que distância ocorre a operação. As instruções escrevem sobre uma folga de até 20 mm, mas isso, para dizer o mínimo, não é verdade - o sensor e o ímã recíproco devem ser montados quase próximos. Na casa principal, um sensor semelhante está instalado no portão da garagem. Entre a guia e o colar existe uma borracha de vedação com 1 cm de largura, nesta distância o sensor apresentou a posição “aberto” e foi necessário aumentar o ímã de resposta.
Depois que um novo dispositivo for adicionado ao aplicativo, você poderá prosseguir para a automação. Montamos o cenário “se a porta ficar aberta por mais de 1 minuto” com uma notificação para o telefone. Na localização em inglês, parte da frase cerca de 1 minuto não é visível, mas o limite de resposta é exatamente esse. Na variante do sensor Aqara e do aplicativo Aqara Home, outros intervalos de resposta podem ser configurados. Como parte do aplicativo Xiaomi Home, isso ainda não pode ser feito, infelizmente. Mas a prática tem mostrado que um intervalo de 1 minuto é mais que suficiente - não há falsos positivos, todos os positivos estavam no caso. Você também pode visualizar registros por sensores. Este sensor não é exceção. É possível, por exemplo, determinar a partir do registo quando chegaram ao balneário (a primeira abertura da porta num determinado dia) e quando saíram (o último fecho da porta), estimando assim o tempo total gasto no quarto.
Impressões da operação
As impressões gerais da operação são puramente positivas. Claro, existem algumas nuances menores, mas o objetivo principal da automação foi alcançado. Em primeiro lugar, é uma calma psicológica, confirmada pelos resultados dos testes. O conforto também é importante - controle remoto da iluminação pública, foi obtido um exaustor, apareceu uma lâmpada noturna adicional. Depois de sair de férias, você pode lembrar e desligar a água remotamente.
Os custos de todos os dispositivos acima de forma aproximada (sem referência a uma loja específica) são apresentados a seguir. Ao fazer pedidos no AliExpress, os preços serão diferentes para baixo.
Na escolha de um conjunto de equipamentos deve-se levar em consideração a compatibilidade (para qual região este equipamento foi produzido e a que família pertence). Dentro da aplicação não será possível criar um script que, por exemplo, aquando de um evento de sensor de fumo (para a região “China Continental”), controle uma saída para a região Europeia. Se você não precisa de itens exóticos como um detector de fumaça, então é melhor procurar os dispositivos Aqara para o mercado local. No final, o relé pode ser substituído, por exemplo, por um interruptor de dois grupos. Várias lojas que vendem dispositivos Xiaomi parecem importá-los na cor cinza (esses dispositivos são para a região chinesa). Mas, por exemplo, a Svyaznoy transporta dispositivos destinados ao nosso mercado. Além da compatibilidade dos mesmos soquetes, eles também terão instruções em inglês e russo. Abaixo está uma foto de dois sensores idênticos, mas para regiões diferentes (interno chinês - à esquerda e externo europeu - à direita):
A capacidade de resposta do controle por meio do aplicativo nem sempre é boa. Por exemplo, às vezes você pode se deparar com uma situação em que repetidamente, em vez de acender a luz, recebemos um erro no espírito de “solicitação falhada”. Uma cura identificada experimentalmente – descarregar o aplicativo da memória e reinicializá-lo – resolve esse problema mais rapidamente do que esperar por uma resposta na próxima tentativa. Além disso, às vezes há atrasos perceptíveis (até 20 a 30 segundos) na atualização do status de um sensor específico. Nesses momentos, é melhor não pressionar novamente os botões liga/desliga, mas simplesmente aguardar a atualização do status. Ao executar o aplicativo, em algumas situações você poderá ver uma lista vazia em vez de uma lista de dispositivos. Não há necessidade de pânico aqui - geralmente aparece nos próximos segundos. As notificações no telefone não são localizadas e a nomenclatura correta dos próprios eventos é salva. Além disso, os autores do aplicativo usam periodicamente o canal de notificação push para anúncios (novamente em chinês). Não gosto disso, claro, mas não tenho muita escolha.
Espero que este artigo tenha ajudado a obter uma compreensão suficiente das capacidades de vários dispositivos Xiaomi para construir uma casa inteligente e dos cenários para sua aplicação prática. Se você ainda tiver alguma dúvida, há correções e acréscimos, terei prazer em discuti-las nos comentários.
Fonte: habr.com