DIY სახლის ავტომატიზაციის სისტემის დაგეგმვა: 12 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ამ ინსტრუქციის მიზანი არ არის გითხრათ, თუ როგორ შეგიძლიათ გააკეთოთ ის, რისი გაკეთებაც გსურთ თქვენს სახლში. ამის ნაცვლად, იგი დაწერილია იმისათვის, რომ იდეა რეალობად აქციოს, მაგრამ ასევე სიგიჟე აქციოს გონიერება ზღვრების გაგებით (ტექნოლოგია, ღირებულება, საჭირო დრო, უსაფრთხოება …).

ინტერნეტში არის ძალიან კარგი სახელმძღვანელო და სტატია, რომ გაიგოთ ბევრი რამ ძალიან ვრცელი დეტალებით. ეს არ არის ის, რაც ჩვენ გვინდა. ჩვენ გვინდა დიდი სურათი. რა ძირითადი უნარ -ჩვევები შეგვიძლია ვისწავლოთ ან გავაუმჯობესოთ. რასაც უნდა შევეხოთ.

ეს მოიცავს ძირითად საკითხებს, როგორიცაა:

• რა არის სახლის ავტომატიზაცია? ჯერ შეამოწმეთ შეესაბამება თუ არა ეს თქვენს მოლოდინს.
• საიდან დავიწყო? საკმაოდ მარტივად, დაიწყეთ იქ, სადაც ხართ, ალბათ სახლში. შიგნიდან იცი?
• Რა შემიძლია გავაკეთო? ყველაფრის გარდა, თქვენ უნდა დაგეგმოთ და იცოდეთ თქვენი საზღვრები. ეს მოიცავს სიცოცხლის შენარჩუნებას (მუშაობს ნებისმიერ დღეს, საღამოს ჩათვლით).
• რა არის ამ თავსატეხის ნაჭრები? უფრო რთული, ბევრი ფორმაა და ზოგიერთი ნაწილის დაკარგვა ძალიან ადვილია. ჩვენ შევეცდებით შევინარჩუნოთ გონიერება.
• როგორ გავაერთიანოთ ეს? ეს უფრო კონკრეტული ხდება, ჩვენ ამას რეალურად ვაკეთებთ. ჰო ჰო!

ასევე, ეს ინსტრუქცია უკვე ხელმისაწვდომია ჩემი პირადი გვერდიდან:

ნაბიჯი 1: რა არის სახლის ავტომატიზაცია?

გუგლით "სახლის ავტომატიზაციამ" დააბრუნა 33 მილიონი შედეგი. ეს ან საკმარისზე მეტია, ან უბრალოდ ზედმეტი.

პირველი შედეგი, ვიკიპედიის სტატია (რა თქმა უნდა), აცხადებს:

"სახლის ავტომატიზაცია ან ჭკვიანი სახლი [1] (ასევე ცნობილია როგორც დომოტიკა ან დომოტიკა) არის შენობის ავტომატიზაციის საცხოვრებელი გაფართოება და მოიცავს განათების, გათბობის (როგორიცაა ჭკვიანი თერმოსტატი), ვენტილაციის, კონდიცირების (HVAC) კონტროლს და ავტომატიზაციას და უსაფრთხოება, ასევე საყოფაცხოვრებო ტექნიკა, როგორიცაა სარეცხი მანქანა/საშრობები, ღუმელები ან მაცივრები/საყინულეები, რომლებიც იყენებენ WiFi დისტანციურ მონიტორინგს. თანამედროვე სისტემები ძირითადად შედგება კონცენტრატორებისა და სენსორებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ცენტრალურ კვანძთან, რომელსაც ზოგჯერ უწოდებენ "კარიბჭეს", საიდანაც სისტემა კონტროლდება მომხმარებლის ინტერფეისით, რომელიც ურთიერთკავშირშია ან კედელზე დამონტაჟებულ ტერმინალთან, მობილური ტელეფონის პროგრამულ უზრუნველყოფასთან, პლანშეტურ კომპიუტერთან ან ვებ ინტერფეისთან, ხშირად, მაგრამ არა ყოველთვის ინტერნეტ ღრუბლოვანი სერვისების საშუალებით."

რას ამბობს?

• ჭკვიანი სახლი: სახლს „აცნობიერებდეს“საკუთარ თავს ან აძლევს მას რაღაცეების გაკეთების უნარს.
• საცხოვრებელი: წვრილმანებზე ფოკუსირებით, ნუ ეცდებით ამას სამსახურში:) როგორც ჩანს, ის არის, რისი დაფარვაც გვინდა.
• შენობის ავტომატიზაცია: მართლაც, როგორც ზარმაცი გიკი, მინდა კომპიუტერი გააკეთოს ის, რისი გაკეთებაც მე თვითონ არ მინდა. როგორც წესი, ავტოფარეხის კარის შემოწმება, გათბობის ჩართვა/გამორთვა და ასე შემდეგ. დიდი!
• კონცენტრატორები და სენსორები: შეხედეთ ამას, როგორც სახლის თვალები და თითები, ორივეს გარეშე ეს ბევრს არ გააკეთებს.
• ცენტრალური კერა: ამ ჭკვიან სახლს სჭირდება ტვინი? საინტერესოა. ერთი ტვინი მართავს ყველაფერს. ეს იქნება კონტროლერი.
• ურთიერთქმედება: სახლს შეიძლება ჰქონდეს საკუთარი ცხოვრება, მაგრამ ჩვენ გვინდა ვიყოთ მისი ნაწილი. ეს ჩვენი ადგილია. დაელოდეთ, როგორ ესაუბროთ სახლს? ეს არის მოწყობილობები/კვანძები.
• ღრუბლოვანი ინტერნეტ სერვისები: მე არ მომწონს, სადღაც მანქანამ არ უნდა იცოდეს ჩემ შესახებ, როდესაც სარეცხი მანქანა მაქვს ჩართული. მაგრამ ეს პირადია. ნუ დაგავიწყდებათ "არ არსებობს ღრუბელი, ეს არის სხვისი კომპიუტერი". დაელოდეთ, სერვისი გაცილებით მეტია ვიდრე კომპიუტერი. თვითმფრინავით მგზავრობა უფრო მეტია, ვიდრე საკუთარი თვითმფრინავის ქონა. თუმცა წვრილმანი ასპექტი თავს იკავებს გარე დახმარების/მოტყუებისგან.

ასე რომ, თუ შევაჯამებთ, ჩვენ ვასრულებთ შემდეგს: მე მინდა დავდო ეკრანი, რათა ჩემი საყოფაცხოვრებო ტექნიკა შევასრულო ის, რაც მინდა. თითქმის რასაც ველოდით.

როგორც მეგობრული შეხსენება, ჩვენ არ ვაპირებთ ტექნიკური ასპექტების გაშუქებას, როგორიცაა პროტოკოლები, გამყიდველები, მომწოდებლები და მსგავსი. ეს არის წვრილმანი პროექტი. როგორც თავად ჰობისტი, არ ვიცი ამ გალაქტიკის შემქმნელი ნივთების ყველა დეტალი. ვიცი, რომ ჩემი სახლი არის იქ, სადაც მინდა დავიწყო. ამრიგად, მე გაგიზიარებ ძირითადად ჩემს პირად გამოცდილებას.

თუმცა, მე უბრალოდ იგნორირებას უკეთებს ყველა შეფუთულ გადაწყვეტილებას ბაზრიდან, რადგან ეს არ არის ის, რაც ჩვენ გვსურს. ეს სახელმძღვანელო შეიძლება მაინც გამოგადგეთ, თუკი გსურთ გაიაროთ ძირითადი ცნებები.

შენიშვნა: ჩვენ არ გვაინტერესებს თქვენი სახლის ზომა. ცა არის ზღვარი. ამ სტატიის უმეტესობა დაიწერა იმით, რომ ჩემს მაგიდაზე იყო რამდენიმე მოწყობილობა.

ნაბიჯი 2: დიდი სურათი

ჩამონათვალი:

• უკვე გაქვთ რაიმე იდეა?
• ჩამოთვალეთ რისი მოდელირება გსურთ: შენობა, იატაკი, ოთახები, სისტემები, ტექნიკა…
• ჩამოთვალეთ ის, რითაც თავს კომფორტულად არ გრძნობთ: იქნებ გსურთ გამოტოვოთ უსაფრთხოების აღჭურვილობა ან წვდომის კონტროლი.
• დააყენეთ პრიორიტეტები: ჭეშმარიტი წვრილმანებისთვის, უმეტეს დროს მარტო იქნებით. ფოკუსირება მიღწევებზე.
• შეაფასეთ ღირებულება: გამორიცხეთ ის, რაც, თქვენი აზრით, ზედმეტად ძვირია ან არ ღირს.
• შეაფასეთ უნარ -ჩვევები: ამჟამად მე არ შემიძლია რაიმე დიზაინის შექმნა 3D- ში, მაგრამ ეს არის უნარი, რომლის შეძენაც მსურს.

თუ ასე შორს ხართ, ახლა უნდა გქონდეთ საკმაოდ კარგი წარმოდგენა იმის შესახებ, რისი მიღწევაც გსურთ. ამ ინსტრუქციისთვის მე ვივარაუდებ რამეს საკუთარი გამოცდილების შესახებ:

• სახლს აქვს დაახლოებით 15 ოთახი. ეს ძალიან ბევრია "რაღაცის დასაწყებად".
• მე გავამახვილებ ყურადღებას გათბობაზე: მონიტორინგის ტემპერატურა და ჩართვა/გამორთვა.
• მე ვიყენებ იაფი D1 მინი კლონებს Ali Express– დან. რამოდენიმე თვის წინ მე არც მქონდა გასაყიდი რკინა.
• მე ნამდვილად მსურს ამის გამოყენება, მე შევეცდები მივაღწიო "3D ბეჭდვით დანართებს, რომლებიც დამონტაჟებულია სახლში". ჯერ არ არის მიღწეული…
• არსებობს გარკვეული განზომილება "ცოლის მიღების". ეს უნდა იყოს სასარგებლო და გამოსაყენებელი.

გაითვალისწინეთ, რომ მე წარსულში შევქმენი გარაჟის კარის გამხსნელი ჟოლოს პიზე დაყრდნობით, LCD ეკრანი, წყვილი გადამრთველი და რელე. ზოგიერთი პითონის კოდი აერთიანებს ამას. გარკვეულწილად მე დაინტერესებული ვარ შევაერთო ეს ინსტრუქციულად, რომ ჰქონდეს სათანადო არქიტექტურა. ეს არის "ცოლის მიღების" ნაწილი, სახლის ავტომატიზაცია უნდა მოხდეს ერთი ინტერფეისიდან.

ნაბიჯი 3: თქვენი ადგილის მოდელირება

რაღაც თეორია

სახლის ავტომატიზაცია ვარაუდობს, რომ კონტროლერს აქვს უფლება იცოდეს ყველაფრის შესახებ. ის ასევე გაგზავნის თქვენს შეკვეთებს სახლში.

მოწყობილობები გავრცელდება ყველგან. უმჯობესია იცოდეთ სად გინდათ რომ იყვნენ ისინი.

მას შემდეგ რაც ჩვენ გვყავს ჭკვიანი კონტროლერი, მას უნდა შეეძლოს მოწყობილობებთან ურთიერთობა.

WiFi არის ბუნებრივი გზა, თუნდაც არც ისე გავრცელებული. ამდენი პროტოკოლი არსებობს, რომლის ირგვლივ ძნელია არჩევა.

პასუხისმგებლობის უარყოფა

დიახ, ეს ტექნიკური ხდება, ბოდიში. მე მაინც მინდა ვაჩვენო რეალური პერსონალი, ამიტომ ჩვენ გვჭირდება ფიზიკური და პროგრამული უზრუნველყოფის კომპონენტები. კიდევ ერთხელ აღვნიშნავ იმას, რასაც მე რეალურად ვიყენებ. უკაცრავად, ამდენი გზა არსებობს ასეთი თემების გადასაჭრელად: -ო

ამის გადატანა შემდეგ საფეხურზე

ახლა ბევრი გზა არსებობს "კონტროლერსა" და სხვადასხვა "კვანძს" შორის. დაგეგმვის შესახებ, უკვე განსაზღვრეთ როგორ უნდა იმუშაოს თქვენს სახლში. საკომუნიკაციო საშუალების განსაზღვრა დაგეხმარებათ განსაზღვროთ სად მოათავსოთ კონტროლერი და მოწყობილობები.

• კავშირი კონტროლერსა და მოწყობილობას შორის: უკაბელო თუ სადენიანი?
• ელექტროენერგიის მიწოდება: შესაძლებელია თუ არა ელექტროენერგიის მიწოდება კედელზე, ბატარეაზე ან მზის ენერგიაზე?
• საქმე: არის თუ არა ეს ტესტი თქვენს სკამზე, ალფა აპარატურაზე, სადაც კაბელები იშლება ან გსურთ მისი ინტეგრირება ავეჯში/ტექნიკაში?

როგორც ქვემოთ არის განმარტებული, ნიმუშისთვის ჩვენ გამოვიყენებთ Homie-ESP8266. ეს არის firmware ESP8266 კონტროლერებისათვის WiFi და MQTT გამოყენებით. ეს ასეა აღწერილი მისი ავტორის მიერ:

"ტექნიკური აღჭურვილობის მაგალითს (Arduino, ESP8266 …) ეწოდება მოწყობილობა. მოწყობილობას აქვს მოწყობილობის თვისებები, როგორიცაა ამჟამინდელი ადგილობრივი IP, Wi-Fi სიგნალი და ა.შ. მოწყობილობას შეუძლია გამოამჟღავნოს მრავალი კვანძი. მაგალითად, ამინდის მოწყობილობამ შეიძლება გამოაშკარავოს ტემპერატურის კვანძი და ტენიანობის კვანძი. კვანძს შეიძლება ჰქონდეს რამოდენიმე კვანძის თვისება. ტემპერატურის კვანძს შეუძლია გამოაშკარავოს ფაქტობრივი ტემპერატურის შემცველი გრადუსიანი თვისება და ერთეულის თვისება. კვანძის თვისებები შეიძლება იყოს დიაპაზონი. მაგალითად, თუ თქვენ გაქვთ LED ზოლები, შეგიძლიათ გქონდეთ კვანძის თვისება 1 – დან 10 – მდე, LED– ების დამოუკიდებლად გასაკონტროლებლად. ტემპერატურის სენსორი: ეს დამოკიდებულია გარემოზე და აზრი არ აქვს მის შეცვლას. თუმცა, თქვენ გინდათ რომ გრადუსების თვისება მორგებული იყოს თერმოსტატის შემთხვევაში."

Შემაჯამებელი

Შენ გჭირდება:

• ერთი ცენტრალური კონტროლერი, მასპინძლობს თქვენი სახლის ავტომატიზაციის სერვერს. მე გამოვიყენებ PiDome– ს Raspberry Pi– ზე.
• ერთი ან მეტი მოწყობილობა თქვენს სახლთან მონიტორინგისა და ინტერაქციისთვის. მე გამოვიყენებ D1 Mini და Homie.
• ქსელი ამ ყველაფრის ერთმანეთთან დასაკავშირებლად.
• გადაწყვიტეთ, როგორ იკვებოთ მოწყობილობები (ბატარეა, ადაპტერი, მასპინძელი მოწყობილობიდან …). ტესტირებისთვის მე ვიყენებ კომპიუტერის USB პორტს (და სერიული გამართვა) ან ტელეფონის დამტენს.

ნაბიჯი 9: კონტროლერის შესახებ…

აპარატურის ნაწილი

ჩვენ გამოვიყენებთ Raspberry Pi- ს, რომ ვიმოქმედოთ როგორც ჩვენი სახლის ბატონ -პატრონი. RPi იქნება პასუხისმგებელი:

• სახლის შესახებ მონაცემების შენახვა
• მოწყობილობების მონაცემების გაერთიანება
• მონაცემების მომხმარებლისთვის წარდგენა
• აგზავნის შეკვეთებს მოწყობილობებზე

ტექნიკის თვალსაზრისით, მხოლოდ RPi საკმარისია ამ ყველაფრის გასაკეთებლად. ის თითქმის დამოუკიდებელია და სიხარულით გაიქცევა თქვენი სარდაფიდან (ჰე! ეს თქვენი პირველი სახლის მონაცემთა ცენტრია სარდაფში ?!:-D).

მიიღეთ პაკეტი (RPi, კვების ბლოკი, SD ბარათი …) და მზად ხართ.

შენიშვნა WiFi– ს შესახებ: შესაძლებელია RPi– ს გაშვება WiFi– ზე, თუმცა მე ბევრად უფრო სტაბილურად მიმაჩნია მისი სახლის როუტერთან დაკავშირება სტანდარტული RJ45 კაბელის გამოყენებით.

შენიშვნა RPi Zero– ს შესახებ: აპარატურის ზუსტი არჩევანი, რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ, დამოკიდებულია იმაზე, რაც გსურთ. როგორც ჩანს, RPi Zero ასევე საკმაოდ კარგია, როგორც RPi 3 ამ სამუშაოსთვის. ნულოვანი გაცილებით იაფია, მაგრამ სამუშაოს დასასრულებლად უფრო მცირე ნაწილებს მოითხოვს. თუმცა, ეს საუკეთესო არჩევანია, როდესაც საქმე ჩადგმულ მოწყობილობებს ეხება. უახლესი Raspberry Pi Zero W ახლა კი მოყვება WiFi და Bluetooth!

პროგრამული ნაწილი

RPi არის ერთჯერადი კომპიუტერი, ის საკმაოდ შეზღუდულია დისკის/პროცესორის/ოპერატიული მეხსიერების თვალსაზრისით. ამ მიზნით ჩვენ ვეყრდნობით Linux– ის მსუბუქ ოპერატიულ სისტემებს. ამ სამუშაოსთვის, Raspbian ალბათ ჩვენი საუკეთესო არჩევანია, რადგან ეს არის ერთგვარი ნაგულისხმევი ოპერაციული სისტემა RPi– სთვის.

სახლის ავტომატიზაციაზე საუბარი ნიშნავს იმას, რომ გჭირდებათ დამატებითი პროგრამული უზრუნველყოფა მოწყობილობების მართვისთვის. ჩემი არჩევანია PiDome (გადმოწერა).

ნაბიჯი 10: მოწყობილობების შესახებ

აპარატურის ნაწილი

შემდეგი ნაბიჯები დაეყრდნობა Wemos D1 Mini- ს (ან უფრო იაფ კლონებს:)). ეს მიკრო კონტროლერები ემყარება ESP-8266 მოდულებს. ეს შეფუთულია ერთ პატარა დაფაზე (34.2 მმ * 25.6 მმ): WIFI, CPU, RAM, Flash, ციფრული ქინძისთავები და ანალოგური პინი 10 გრ პაკეტში. თუ გჭირდებათ მეტი ფლეშ სივრცე, შეამოწმეთ Wemos D1 Mini Pro. თქვენ შეგიძლიათ შეიძინოთ ფარები, რომ დაამატოთ რელეები, DHT22, ღილაკი, OLED ეკრანი … ერთ -ერთი მათგანია ბატარეის ფარი, რომელიც საშუალებას აძლევს მოწყობილობას იმუშაოს სრულიად უკაბელოდ.

რამოდენიმე მინი გამწოვი დაფისა და ჯუმბერის მავთულის ქონა დაგეხმარებათ თქვენი მომავალი სახლის პროტოტიპში. თუ გსურთ თქვენი მოწყობილობებისთვის მორგებული შემთხვევები, 3D დიზაინისა და 3D პრინტერზე წვდომის ცოდნა კიდევ უფრო გაზრდის თქვენს გიჟურობის დონეს. მაგრამ რა შეიძლება იყოს სახლის ავტომატიზაცია, თუ არ მიიღებთ სენსორებს, LED- ებს, რეზისტორებს, კონდენსატორებს და ასე შემდეგ?

მე ჩავრთე ჩემი "საოფისე მოწყობილობა" სურათზე, ეს არის მარტივი პურის დაფა + D1 Mini + DHT22 + OLED ეკრანი. LED და IR მასალები ამჟამად გამოუყენებელია.

პროგრამული ნაწილი

ESP-8266 არის საკმაოდ გავრცელებული ჩიპი, თქვენ ნახავთ უამრავ ესკიზს. მე უბრალოდ ზარმაცი ვიქნები და გამოვიყენებ შესანიშნავი Homie- ს ESP-8266 პროგრამისთვის მარვინ როჯერისგან. თუმცა ეს სასწავლო არ არის სახელმძღვანელო ჰომი.

ნაბიჯი 11: მოწყობილობების დანართი

დანართები არის ის, რასაც ელოდებით. მე უკვე აღვნიშნე ისეთი საკითხები, როგორიცაა პურის დაფა, მუყაო (როგორც ჩემი Garage Opener ალფა მოდელი), ციკლით მოსიარულე ყუთები (ჩემი Garage Opener ხრახნიანი ყუთში), პროექტის ყუთები ან 3D პრინტერის სათავსოები. როგორც ყოველთვის, ლიმიტი არის თქვენი ფანტაზია.

გაითვალისწინეთ, რომ თქვენ მოგიწევთ ჩაერთოთ ელექტრონიკაში, რომლის განლაგებასაც აპირებთ. რაც არ უნდა დიდი იყოს ის, პატარა ნიშნავს არ წასვლას.

თუ თქვენ აკვირდებით გარემოს ისეთ ნივთებს, როგორიცაა ტემპერატურა ან შუქი, დარწმუნდით, რომ განათავსეთ იგი გონივრულად. სენსორის დაყენება უბრალო მზეზე არის ის, რისი თავიდან აცილებაც გსურთ (თითქმის) ნებისმიერ ფასად. PIR სენსორის განთავსება ერთი და იგივე ამბავია, დარწმუნდით, რომ დიაპაზონი კარგია და ის მოიცავს იმას, რასაც მოელით.

ქვემოთ მოყვანილი ვარაუდები ემყარება დამოუკიდებელ, ბატარეაზე მომუშავე, ტემპერატურის / ტენიანობის მონიტორს.

ტიპიურ მოწყობილობას მოუწევს შეფუთვა:

• მიკროკონტროლი, ჩვენი მაგალითებისთვის, ეს არის D1 Mini, ზომა: 34.2 მმ * 25.6 მმ
• 0 და ბევრ სენსორს შორის ავიღოთ DHT22: 27 მმ x 59 მმ x 13.5 მმ
• ელექტრომომარაგება, D1 Mini მოითხოვს 5V, ბატარეის ფარის გამოყენება გეგმას ჰგავს: 34.2 მმ * 25.6 მმ
• ბატარეის პაკეტი, ბატარეის ფარისთვის, ჩვენ შევხედავთ 3.7 ვ ლითიუმის ბატარეის პაკეტს: 40 მმ * 25 მმ * 6 მმ
• გარკვეული ადგილი მავთულხლართებისთვის, კონცენტრატორებისთვის, LED- ებისთვის … უბრალოდ აიღეთ AliExpress– ის რამდენიმე ასორტიმენტი (LED- ები, ჯუმბერის მავთულები, რეზისტორები).

ისევ და ისევ, უბრალოდ შეარჩიეთ ის გზა, სადაც თავს კომფორტულად გრძნობთ.

შენიშვნა საკუთარ თავს: დროა ვისწავლო 3D დიზაინი:-(

ნაბიჯი 12: საბოლოო სიტყვები

როდესაც დადგა დრო, რომ დამეწერა ეს ბოლო თავი, მე მაინტერესებდა "რა იქნა მიღწეული?".

პასუხი საკმაოდ მარტივია და მიჰყვება თემას: დაზოგეთ დრო და დაგეგმეთ რამე. ეს გახდის მთელ პროექტს ბევრად უფრო თანმიმდევრულს. სახლის ავტომატიზაცია არ არის ისეთი მარტივი, როგორც უკაბელო კვების ბლოკის ყიდვა ადგილობრივ მაღაზიაში. ეს გაცილებით მეტია.

ამ ეტაპზე მე ჯერ კიდევ მაინტერესებს რა არის დანაზოგი. მართლა გვაინტერესებს?

იყო ეს სასწავლო? საკმაოდ ბევრი, მიღწევა მიღწეული!

გთხოვთ გადაამოწმოთ ჩემი სხვა ინსტრუქციები, მე ვგეგმავ უფრო პრაქტიკული წერილების დაწერას. მე ძალიან მომეწონა დრო დამეწერა ამ ერთის დასაწერად.