Мини-сервер в гараже: автополив и умные ворота

- Увлёкся я беспроводным управлением 8 лет назад, когда начал строить дом. Мне хотелось, чтобы в моём жилище было не так, как у всех, нестандартно. Эдакий дом будущего: мобильный, практичный и удобный. Начал воплощать задуманное с беспроводного управления всем, чем только можно с телефона, часов и голосом.

Как только мы заезжаем во двор частного дома, программист начинает разговор об «умной» электрике и ведёт нас в гараж, где расположен домашний мини-сервер.

- Здесь два блока nooLite (продуктовый бренд компании «Ноотехника») и «сердце» всей системы - Raspberry Pi. Радиоуправляемый блок SR211 используется для автополива (подключён к электромагнитному клапану, который открывается при подаче напряжения). Конечно, можно было применить любой другой блок, но мне нравится этот. Он легко масштабируется и подключается к моей системе управления домом через простой API. А управляется с помощью команд через протокол MQTT.

По словам Александра, чтобы сделать автополив, многого не надо, достаточно форсунки, электромагнитного клапана и блока nooLite. И всё работает: вода подаётся под давлением, форсунка выстреливает, и полив идёт.  

Автоматически в доме открываются и гаражные и откатные ворота. Управление ими настроено через микроконтроллер Esp8266, собеседник называет его гиковским: «Я инженер-программист, и мне все эти штуки с автоматизацией процессов очень нравятся, это моё хобби. Всё, где нужно писать код, - трогает за душу и хочется этим заниматься дальше».

Инженер удалённо управляет домом через цепочку «телефон/часы - MQTT-протокол - домашний мини-сервер - USB-адаптер - блоки nooLite.

Айтишник демонстрирует нам управление через приложение Mqtt Buddy(Open Hub) на смартфоне и наручных часах: «На часах одну кнопочку нажал - и всё заработало». На экране телефона появляется окошко с несколькими человеческими фигурами. «Это мы с вами, - говорит Александр. - В гараже стоят камеры, они и передают картинку на телефон. Где бы я ни находился, я всегда могу посмотреть, что происходит в доме, вот как сейчас».

Автономная газонокосилка и мусорка под землёй

Александр - занятой человек, поэтому времени на домашние дела у него в обрез: «Я не могу ходить с газонокосилкой два часа. У меня нет столько времени, поэтому я бегаю». Решение этой проблемы он уже нашёл - автономная газонокосилка, работающая от электричества.

- Роботы, которые косят траву, уже есть, но стоят они дорого. Я же хочу сделать газонокосилку на электричестве, чтобы она сама подъезжала к зарядке и заряжалась. Алгоритм для неё уже продумывал, но есть большая проблема в навигации. У GPS погрешность может доходить до 10 метров, а лидар стоит в пределах 150 долларов. К тому же там сложная инфраструктура, а мне хотелось бы на простых системах сделать, чтобы сильно не заморачиваться.  

По словам инженера, обычно идеи рождаются из проблем. Например, мусор вывозят раз в неделю и летом, когда жарко, он воняет. И Александр придумал, как его можно спрятать под землёй. «Я продумал механическую часть, как вагонетка будет опускаться и подниматься по нажатию кнопки. В наручных часах уже заложил API «мусорка». В Европе целые контейнеры опускаются под землю, да и в Минске тоже есть тестовые проекты. Думаю, для реализации понадобится где-то $100-150».

Идея механической мусорки со своим API

Баня на Arduino со светодиодами

Самая большая задача, которая стоит сейчас перед программистом - это строительство бани. Её он планирует сделать полуавтоматизированной на базе Arduino и nooLite.

- Хочу связать несколько систем управления: контроль климата (температура/влажность), отопление, насос в бассейне и освещение. Общая температура будет поддерживаться от электричества, а сама парилка - на дровишках (какая же это баня, если там нет дровишек?). Конечно, можно самому каждый раз бегать и проверять, разогрелась ли баня, но мне проще настроить всё автоматически. Контролировать температуру будет целая плата на Arduino (её уже спроектировал), а я - иногда проверять удалённо.  

Плата Arduino

Изменить какой-либо из параметров можно будет на специальном экране, он, кстати, будет с физическими кнопками. Это для того, чтобы не сидеть в бане с телефоном, а просто нажать на кнопку и задать нужную температуру. А ещё в парилке Александр протянет светодиодную ленту под управлением RGB-контроллера nooLite. Она уже готова, осталось выбрать место и закрепить.  

- Кому-то покажется всё это излишеством. Но это как с телефонами - раньше без них обходились, а потом появился iPhone. Это тот же прогресс, только на бытовом уровне. А почему бы и нет?

Беспроводное освещение и сенсорные выключатели

- Ещё на этапе строительства дома я решил, что в комнатах будет беспроводное освещение, поэтому проводку даже не закладывал. Единственный кнопочный выключатель установлен в гараже, но его тоже нужно заменить на сенсорный, - рассказывает Александр.

Силовые блоки, управляющие светом, спрятаны в стенном отверстии и находятся вблизи источников освещения. По словам программиста, их можно устанавливать как на этапе строительства или проектирования, так и поверх традиционных выключателей (вклиниваются в текущую проводку). Один (такой) блок noolite выдерживает нагрузку в 300 Ватт - это значит, что к нему можно подключить до 30 лампочек по 10 Ватт (светодиодные).  

В больших домах, чтобы не бегать из одной комнаты в другую, а выключать свет везде сразу, обычно используют проходные выключатели. Но их настройка - это головная боль. А в nooLite один силовой блок обслуживает сразу несколько выключателей и лампочек. Можно сделать первичную привязку (задать режим), обозначив, какая кнопка какой светильник будет включать/выключать. А затем выбрать одну кнопку, которая будет отключать все блоки с лампочками - это называется сценарий. Для большой квартиры или дома - незаменимая вещь.

- У компании есть пульты с разным функционалом, но я заказал себе выключатели одного типа. На каждом из них по две функциональные кнопки и одна сценарная. Помню, в выключателях первого поколения можно было даже менять лицевую обложку, распечатать, например, и наклеить свою. С диммируемыми лампами как-то тоже игрался, но это на любителя.

Человек в кустах, перехватывающий сигнал

- Времени по жизни мало, и физически всё успеть невозможно. Поэтому иногда проще автоматизировать какие-то вещи, чтобы не тратить на них время. Я каждый вечер что-то делаю по дому, поэтому стройка идёт быстро. К такой автоматизации, как у меня, нужно прийти. Это ведь совокупность отдельных элементов, собранных не за один день. Блоки nooLite использую, потому что они многофункциональны, их можно применять не только в освещении. Плюс у них хороший ценник по сравнению с устройствами на базе таких протоколов, как Z-Wave или ZigBee (суммы доходят до тысячи долларов).

Один из главных плюсов выбора белорусского производителя - это то, что ты всегда можешь обратиться в поддержку и решить свою проблему. Например, раньше в блоках был только однонаправленный протокол, а потом по просьбам клиентов компания разработала блоки с обратной связью и шифрованием канала управления.

«Мне многие говорили, а вдруг тебя взломают. Интересно было бы посмотреть на человека, который будет сидеть в кустах и перехватывать сигнал, включая и выключая свет», - смеясь, добавляет собеседник.

- Я уже четвёртый год не меняю батарейки на пультах. Они практически не садятся, потому что всё время находятся в режиме ожидания. В одном исследовании говорилось, что, чтобы посадить такую батарейку, нужно без остановки кликать на неё целый год. А вообще, когда мы строили дом, я спросил у жены, хочет ли она вообще сенсорные выключатели? Она ответила, что ей всё равно, главное, чтобы работало. Если бы я выбрал китайские устройства, то гарантии у меня не было бы. Перегорели блоки - сразу на мусорку. А в «Ноотехнике» их без проблем можно поменять.

Честно говоря, белорусы, которые делают эти выключатели, настоящие хардкорные парни. Они так проработали эту систему на аппаратном уровне и микроконтроллерах (на ассемблере), что за четыре года ни одного лага не было. Они всё сами делают: и платы, и прототипы на 3D-принтере, и конечный продукт. А сейчас ещё и датчики загазованности и дыма разрабатывают.

«Siri, выключи свет» не прижилась

Если вам нужно управлять любой нагрузкой, то nooLite подойдет во всех вариантах. У них есть реле, датчики температуры, влажности, движения - всё, что нужно для системы управления. Она очень удобна и эргономична, но я не называю её «умным домом» (это понятие придумали маркетологи). Лучше автоматизация или умная автоматизация.

«Умный дом - это что-то вроде нейронной сети, когда система запоминает все ваши действия (когда включили/выключили) и на сотый раз сама предлагает включить свет.

Можно даже заморочиться и привязать голосовое управление домом. Но, на мой взгляд, таким системам пока тяжело взаимодействовать с человеком. Та же Siri - это просто пульт с голосом. Ты же не будешь говорить «Siri, выключи свет», когда все спят. Я пробовал внедрять у себя похожую систему, но мне не понравилось. Голосовое распознавание пока не на таком хорошем уровне, чтобы это можно было использовать. Возможно, это хорошо для квартиры или студии, но не для дома. Всё равно рано или поздно надоест. Тихое переключение лучше всего.

Фото: Андрей Давыдчик. Чертежи предоставлены героем статьи

Материал с сайта: dev.by