В інтернеті досить багато оглядів та відеороликів про будівництво розумних будинків. Існує думка, що все це досить дорого і клопітно в організації, тобто, загалом, доля гіків. Але прогрес не стоїть на місці. Пристрої стають дешевшими, при цьому більш функціональними, а проектування та монтаж – досить простими. Проте, переважно, огляди фокусуються на 1-2 прикладах використання, мало покриваючи нюанси і створюючи цілісної картини. Тому в цій статті я хочу зробити огляд закінченого проекту, продемонструвати сценарії використання і підводні камені, що зустрілися, в побудові розумного будинку за допомогою пристроїв Xiaomi на прикладі лазні. Описані ідеї з невеликими варіаціями можна застосувати і за умови автоматизації квартири.
Передісторія чи навіщо все це потрібно
Для початку невелика передісторія, щоб був зрозумілий контекст. На початку осені 2018 року було завершено фінішне оздоблення лазні та було запущено в експлуатацію. Лазня є автономною капітальною будовою з цілорічним опаленням і водопостачанням.
Зі зрозумілих причин, у лазні ніхто постійно не проживає та не контролює стан приміщень. Як би мені не хотілося, але відвідування лазні теж не дуже частою подією. Відповідно, думки про створення "розумної" лазні були присутні від початку проекту. Насамперед, заради безпеки (пожежа, затоплення, контроль доступу). Наприклад, відключення опалення -35 градусів на вулиці (я живу в Новосибірську) - дуже небезпечна ситуація. Однак, на відміну від основного будинку, я не продумував проект автоматизації лазні з самого початку та не зробив додаткової проводки до потрібних місць. З іншого боку, в лазню було проведено інтернет, а за зовнішнім виглядом із двох інших будівель ведеться відеоспостереження (можна оцінити те, що відбувається візуально).
Повернувшись із відрядження у листопаді 2019 року, увечері я пішов у лазню, відкрив вхідні двері та був шокований побаченим. Мені з темряви блимали світлодіоди WiFi-крапки, а на ноги ринув потік води. Тобто сталося затоплення, причому електрика не відключалася. Вода в лазні організована за допомогою власної свердловини, насоса і автоматики, що контролює процес. Як з'ясувалося пізніше, зірвало один із фітингів у розв'язці в туалеті та затопило всі приміщення. Я так і не дізнався, чому автоматика зглянулася і все ж таки відключилася, але 15 см води на квадратів 30 вона встигла накачати. На вулиці у цей день було 14 градусів. Тепла підлога впоралася, продовжуючи тримати температуру в приміщенні на належному рівні, але виникла 100% вологість. Прокрастинувати далі з приводу організації розумного будинку не можна було – треба починати робити.
вибір обладнання
Під час будівництва основного будинку я отримав досвід роботи з пристроями (Була створена відповідна проводка). Частина автоматизації зроблена на . Ще частина – на пристроях . Варіант із Raspberry PI був мені найбільш симпатичним і спочатку для лазні розглядав саме його. Але, на жаль, він вимагає помітно більше зусиль щодо організації. Це все ж таки не plug-and-play пристрій - починаючи з вправ із залізом і закінчуючи написанням софту під власні потреби. З певних причин не влаштовував. Схрещування Raspberry PI, ZigBee Adapter (щоб скористатися бездротовими датчиками Xiaomi) і Apple HomeKit вимагало вивчення (та й інтерфейс Apple HomeKit на даний момент не дуже тішить). Часу було мало (не хотілося повторення ситуації), а проводки під кожну потрібну точку не було, тому вирішив робити все на пристроях Xiaomi.
Головним пристроєм у такій ситуації виступає хаб. У випадку з Xiaomi варіантів хаба два: Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2 та Xiaomi Aqara Gateway. Останній приблизно вдвічі дорожчий, більш придатний для локального ринку і вміє інтегрувати пристрої Apple HomeKit. Однак якщо встановити програму Aqara Home і вибрати регіон "Росія", то на момент написання цих рядків буде доступно всього 13 різних пристроїв (вимикачі, розетки, сенсори). Якщо ж поставити програму Xiaomi Home, вибрати регіон "China Mainland", то доступно для підключення сотні пристроїв. При цьому, якщо ви вибрали регіон "China Mainland", то не зможете підключити європейську розетку і навпаки. Вибір регіону “China Mainland” у програмі Aqara Home не дає тієї повноти пристроїв, що є в рамках Xiaomi Home з тим же регіоном. Побоявшись несумісності, я вирішив зупинитися на хабі Xiaomi Mi Smart Home Gateway 2. Ціна питання – близько 2000 року. До речі, сам хаб виступає світильником – це можна врахувати під час монтажу.
Окреме цікаве питання, наскільки довго це все пропрацює. Йдеться навіть не про датчики та батареї в них, а про синхронізацію та зберігання даних у хмарі. На даний момент обліковий запис безкоштовний. Уся інформація зберігається на серверах Xiaomi. Якщо завтра хлопці вирішать, що користувачі з Росії не повинні зберігати дані в регіоні "China Mainland" або Роскомнагляд з якоїсь причини забанить їхні сервери, весь розумний будинок ризикує перетворитися на гарбуз. Для себе вирішив, що в такому разі датчики залишаться, а хаб буде замінено на Raspberri PI+ZigBee Adapter.
Контроль та запобігання протіканню
Перший і найголовніший сценарій автоматизації був природним продовженням проблеми - при протіканні потрібно відключити подачу води, тобто насос, і надіслати повідомлення про проблему на телефон. Потенційно небезпечних місць виникнення протікання було два.
На додаток до хаба для даного сценарію знадобилися два датчики протікання та розумна розетка з монтажем у стіну. Ціна датчика протікання – приблизно 1400 грн. Ціна розумної розетки для монтажу у стіну – приблизно 1700 грн. Датчики протікання автономні, працюють на батарейках. Виробник стверджує, що однієї батареї вистачить на 2 роки.
Монтаж розумної розетки трохи ускладнювався тим, що під китайські розетки потрібні квадратні підрозетники, які в наших звичайних магазинах не продаються (але можна привезти на замовлення). Свердлити квадратні отвори - це ще задоволення. Плюс по-доброму потрібен перехідник, хоча є й вихід під європейську вилку. У варіанті виконання Aqara для місцевого ринку розетка з монтажем у стіну на даний момент відсутня, що прив'язує нас до регіону "China Mainland". Альтернативно можна було встановити звичайну розетку, в неї встромити розумну розетку з вилкою від Xiaomi, але це потребувало б двох додаткових перехідників. Ще одна альтернатива – це реле. Але я зупинився на розетці з монтажем у стіну.
У додатку Xiaomi Home були додані розетка та датчик. Далі прописаний сценарій “у разі витоку” на дві дії: вимкнути розетку та надіслати оповіщення.
Перший датчик протікання було встановлено поруч із насосом (і, по суті, поруч із хабом). Для тесту в невелику тарілочку було налито воду, і в неї був опущений датчик. Усю дію я робив безпосередньо в місці встановлення датчика, щоб максимально наблизити ситуацію до реальності. Тест пройшов успішно: розетка відключилася, оповіщення на телефон прийшло, плюс хаб моргав аварійним режимом.
Другий датчик протікання планувалося встановити в туалет поруч із розв'язкою труб. Але з його установкою виникли нюанси – хаб не бачив датчика, хоча відстань була невелика. Виною тому конфігурація приміщень.
Між місцем встановлення хаба (кімната відпочинку) та місцем встановлення другого датчика протікання (туалет) знаходилася парилка. Парилка ж, у найкращих традиціях, зашита у коло фольгою, створюючи проблеми із проходженням сигналу.
Виробник стверджує, що пристрої можуть формувати mesh-мережа, тобто один пристрій може передавати дані хабу через інший пристрій. Мені десь траплялася інформація, що такими передавачами в mesh-мережі можуть виступати лише пристрої, підключені до мережі (а не батарейки). Однак мені вистачило установки датчика температури в кутку миття, щоб сигнал від датчика протікання перестав пропадати. Можливо, це збіг, тому що далі в мийній під стелею було змонтовано реле з керування вуличним світлом (можливо воно і виступає передавачем в mesh-мережі). Тим не менш, проблема з пропаданням сигналу від датчика протікання в туалеті була вирішена. Додатково перевірити зв'язок пристрою з хабом можна натисканням на датчик по центру. Якщо все добре, то чистою китайською з хаба прозвучить відповідна інформація (у разі хаба Aqara спілкування буде приємною англійською).
Перевірка відключення з наступним включенням електрики за допомогою автомата показала, що розумна розетка перетворюється на вимкнений стан. Для того, щоб вона переходила у включений стан при появі електрики, є відповідне налаштування:
Додатковою ознакою затоплення приміщення було підвищення вологості до 100%. Про контроль цієї ознаки – у наступному розділі.
Контроль задимлення та температури
Лазня є пожежонебезпечним приміщенням, тому наступний сценарій полягав у визначенні ознак пожежі.
Для цього сценарію знадобилися два датчики температури (і вологості) та датчик диму. Ціна датчика температури – приблизно 1000 грн. Датчик диму коштує приблизно 2000 грн. У варіанті виконання Aqara під місцевий регіон датчик диму зараз відсутній, що знову прив'язує нас до регіону "China Mainland".
Датчик диму був змонтований на стелі коридору в мийну (фактично неподалік печі та виходу з парильні). Далі в Xiaomi Home було додано пристрій і створено сценарій "у разі визначення диму" з подальшим надсиланням повідомлення на телефон. Тест проводився камінною сірником. Датчик успішно впорався із тестом. Хаб заморгав аварійною сигналізацією, плюс працювало звукове сповіщення. Сам датчик теж дуже бридко і голосно пищав, попереджаючи про проблему.
Ще одна ознака пожежі – підвищення температури. Для контролю температури було встановлено два датчики: один у кімнаті відпочинку, інший у мийній. Далі в програмі був налаштований сценарій "у разі температури вище заданої" з відповідним оповіщенням на телефон. На даний момент поставив для кімнати відпочинку поріг спрацьовування 30 градусів (влітку, ймовірно, потрібно буде переналаштувати).
Також був налаштований сценарій “у разі температури нижче заданої” з порогом спрацьовування 18 градусів та оповіщення на телефон. Якщо з якоїсь причини перестане працювати опалення, я хотів би про це дізнатися якомога раніше. Аналогічно були створені сценарії "у разі підвищення вологості" для обох датчиків з порогом спрацьовування в 70%, оповіщенням на телефон та вимкненням насоса подачі води.
Із приємних бонусів за датчиками температури та вологості у додатку доступні історичні графіки. Можна, наприклад, визначити, у які моменти користувалися лазнею за прямим призначенням (піки температури на графіці нижче) або зіставити чи є поточна температура аномальною.
Управління вентиляцією
У парилці організовано примусову витяжку з приміщення. Після завершення процедур бажано приміщення провітрювати. Включення вентиляції зроблено клавішним вимикачем, а на саму вентиляцію необхідно хоча б хвилин 30. Однак нерідко посиденьки в лазні закінчуються о першій або другій годині ночі. Зробити все заздалегідь не завжди виходить, а сидіти в кінці ще додаткові 30 хвилин і чекати доки провітриться парилка - задоволення нижче середнього через те, що хочеться вже спати.
Для цього сценарію знадобився клавішний вимикач від Xiaomi з нульовою лінією та монтажем у стіну. Ціна питання – приблизно 1900р. Вимикачі є у варіанті виконання Aqara для місцевого ринку.
У моєму випадку просто замінити звичайний вимикач на розумний не можна - потрібна силова лінія. Відповідно довелося дотягнути нульову лінію до монтажного отвору під вимикач, благо така можливість була. У разі вимикача без нульової лінії монтаж був би простішим.
Після монтажу розумний вимикач був доданий додаток як пристрій та протестована працездатність. У налаштуваннях вимикача є таймер, і можна встановити час вимкнення. Тобто тепер перед виходом із лазні виставляється таймер вимкнення на додаткові 30 хвилин вентиляції, і можна спокійно йти спати.
Можливий ще один варіант автоматизації процесу. Після закінчення лазневих процедур на додаток до вентиляції двері в парильню відчиняються повністю. Це призводить до підвищення температури в мийній, де встановлено датчик температури. На підставі показань цього датчика можна створити сценарії увімкнення/вимкнення вентиляції. Але я поки що не обкочував цей варіант. Крім того, можна було б поекспериментувати з датчиком відкриття дверей у лазню. Але, боюся, він швидко помре або відвалюватиметься, бо двері зі скла, а в парилці буває і по 120 градусів.
Управління вуличним світлом
Ще одним завданням, яке хотілося автоматизувати – це керування вуличним світлом на веранді. Один із типових сценаріїв: увімкнути світло на веранді, коли знаходишся недалеко від будівлі і на вулиці стемніло. Лазня закривається на ключ, вимикач вуличного світла знаходиться усередині приміщення. Доводилося йти за ключем, щоб відчинити двері та ввімкнути світло. Вимкнення світла вимагало аналогічної процедури. Інший сценарій виник регулярно: увімкнути або вимкнути світло на веранді, коли знаходишся в основному будинку. Я досить часто, йдучи з лазні, забував вимкнути світло на веранді і виявляв це вже в будинку: або глянувши у вікно, або подивившись камерами спостереження. У цей момент йти зазвичай уже нікуди не хочеться, тому світло продовжувало горіти всю ніч.
Для реалізації цієї ідеї було придбано двоканальне реле. Ціна питання – приблизно 2000р. Реле у варіанті виконання Aqara для місцевого ринку зараз відсутні. Але його можна замінити на клавішний вимикач (зрозуміло, що встановлення його в розподіл коробку - це більш клопіткий процес).
Спочатку я припускав змонтувати реле за клавішним вимикачем, проте дотягнути до потрібного місця силову лінію (для реле знову ж таки потрібне живлення) виявилося дуже проблематично. Ідеальне місце – це розподільна коробка, де сходилися силова лінія, лінія від вимикача та лінії від вуличних ліхтарів. Вона перебувала під фальш-стелі, через що довелося демонтувати кілька рейок вагонки. Бажано цей момент було заздалегідь продумати. Проте монтаж був успішно здійснений. Схема підключення помітно складніше, ніж для розеток та вимикачів (у моєму випадку чотири 3-х жильних дроти та 8 клем на самому реле). Для того щоб не пам'ятати і нічого не переплутати, я розмалював схему на папірці, перш ніж монтувати. Далі зробив пробний монтаж, щоб усе перевірити:
Пристрій було підключено додатку, і настав етап тестування. Вуличне світло повинно було вмикатися/вимикатися як існуючим клавішним вимикачем, так і за допомогою програми. На вулиці знаходяться два ліхтарі – один ліворуч, інший праворуч. Реле має два канали, але включати їх окремо не мало сенсу. З іншого боку, включати їх по черзі двома кліками у додатку також не хотілося. Тому керування було зроблено на одному каналі реле. За дивним збігом обставин такий варіант нормально не запрацював – відбувалося залипання то в одному, то в іншому становищі. Часу на експерименти особливо не було, оскільки закінчувався світловий день і хотілося зібрати вагонку на стелі назад. Тому просто зачепив ліхтарі паралельно на обидва канали і все заробило так, як хотілося. Для того, щоб фізичний та програмний вимикач працювали як прохідні, в налаштуваннях реле було включено опцію Interlock.
Також можна було б організувати увімкнення/вимкнення світла за таймером. Але цей сценарій поки що не цікавив.
Контроль доступу до приміщення
Ще одним цікавим моментом був контроль за відчиненням вуличних дверей. Насамперед, визначати та сповіщати про те, що хтось забув ці самі двері нормально зачинити або зовсім залишив відчиненими.
Для цього сценарію знадобився датчик відкриття вікон/дверей. Ціна питання – приблизно 1000 грн. Є датчики у виконанні Aqara для місцевого ринку (вони із менш закругленими краями).
Монтаж дуже простий – датчики кріпляться на двосторонній скотч. Перш ніж монтувати, краще підключити датчик у додатку, щоб бачити, на якій відстані відбувається спрацьовування. В інструкції пишуть про зазор до 20 мм, але це неправда - датчик і магніт у відповідь доводиться монтувати практично впритул. В основному будинку на гаражній брамі встановлено аналогічний датчик. Між направляючою і воротиною є гума ущільнювача шириною в 1 см. На такій відстані датчик показував положення "відкрито" і довелося нарощувати магніт у відповідь.
Після того, як у програмі було додано новий пристрій, можна перейти до автоматизації. Налаштовуємо сценарій "якщо двері відчинені більше 1 хвилини" з оповіщенням на телефон. В англійській локалізації не видно частина фрази про 1 хвилину, але поріг спрацьовування саме такий. У варіанті датчика Aqara та програми Aqara Home можна налаштувати інші інтервали спрацьовування. У рамках програми Xiaomi Home цього зробити поки що, на жаль, не можна. Але практика показала, що інтервал в 1 хвилину більш ніж достатній - хибних спрацьовувань немає, всі спрацьовування були у справі. Також датчиками можна дивитися логи. Не виняток і цей датчик. Можна, наприклад, по логу визначити, коли в лазню прийшли (перше відкриття дверей в даний день) і коли її покинули (останнє закриття дверей), оцінивши сумарний час перебування в приміщенні.
Враження від експлуатації
Загальні враження від експлуатації є суто позитивними. Звичайно, є деякі дрібні нюанси, але основної мети автоматизації досягнуто. Насамперед, це психологічний спокій, підтверджений результатами тестів. Також важливий і комфорт – було отримано віддалене керування вуличним освітленням, витяжкою, з'явився додатковий нічний світильник. Виїхавши у відпустку, можна згадати та віддалено відключити воду.
Витрати на всі вищеописані пристрої в зразковому вигляді (без прив'язки до конкретного магазину) наведені нижче. При замовленні на AliExpress ціни відрізнятимуться у менший бік.
При виборі набору обладнання необхідно враховувати сумісність (для якого саме регіону це обладнання було зроблено та до якого сімейства належить). В рамках програми не вдасться створити сценарій, який, наприклад, за подією датчика диму (для регіону "China Mainland") керуватиме розеткою під європейський регіон. Якщо не потрібна екзотика типу датчика диму, краще подивитися на пристрої Aqara для локального ринку. Зрештою, реле можна замінити, наприклад двоклавішним вимикачем. Ряд магазинів, що торгують Xiaomi пристроями, мабуть, ввозить їх по-сірому (ці пристрої призначені для китайського регіону). А ось, наприклад, Зв'язковий, везе пристрої, призначені для нашого ринку. Крім сумісності тих же розеток, у них будуть інструкції англійською та російською мовами. Нижче фото двох однакових датчиків, але під різні регіони (внутрішній китайський – ліворуч та зовнішній європейський – праворуч):
Чуйність управління через програму не завжди хороша. Наприклад, іноді можна зіткнутися з ситуацією, що щоразу замість включення світла отримуємо помилку в дусі “request failed”. Експериментально виявлене лікування – вивантаження програми з пам'яті та повторний запуск – вирішує цю проблему швидше, ніж очікування на відповідь при черговій спробі. Також іноді бувають помітні затримки (до секунд 20-30) з оновленням статусу того чи іншого датчика. У ці моменти краще не натискати повторно кнопки ввімкнення/вимкнення пристроїв, а просто дочекатися оновлення статусу. Під час запуску програми в деяких ситуаціях можна побачити порожній список замість списку пристроїв. Тут не треба впадати в паніку – він зазвичай з'являється протягом наступних кількох секунд. Оповіщення на телефон не локалізовані та рятує правильне найменування самих подій. Крім того, автори програми періодично використовують канал push-оповіщень для реклами (знову ж таки китайською). Це, звісно, не подобається, але вибору особливо немає.
Сподіваюся, ця стаття допомогла отримати достатнє уявлення про можливості ряду пристроїв Xiaomi для побудови розумного будинку та сценарії їх практичного застосування. Якщо у вас залишилися якісь питання, є коригування та доповнення, буду радий обговорити їх у коментарях.
Джерело: habr.com