Голосовое управление умным домом своими руками
Умный дом от Apple, Google и Яндекс – голосовое управление
Что такое умный дом. Голосовое управление умным домом с помощью системы Apple HomeKit, Google Ассистент или Яндекс Алиса.
Всё чаще можно услышать про умное освещение, умные розетки, умные замки, самообучающиеся термостаты, датчики протечки воды и умные камеры видеонаблюдения. Кажется, за последние несколько лет у каждого производителя бытовой электроники появились «умные» приборы для дома, но мало кто из потребителей понимает, что из себя представляют эти устройства и как их связать друг с другом.
Содержание
- Что такое Умным Дом
- Зачем нужен Умный дом
- Старая модель Умного Дома
- Современный Умный Дом: Apple, Google, Яндекс
- Голосовое управление: Siri, Google Ассистент, Алиса
- Как выбрать систему Умного Дома, с чего начать
Появилось настолько много систем Умного дома, такое количество всевозможных умных устройств, что возникла гигантская по масштабам путаница, отбивающая у людей все желание разбираться в этой новой и интересной теме. Ситуация осложняется ещё и тем, что на рынке появились компании, которые вводят нас в заблуждение: они продают свои устройства без сертификации у Apple и Google, выдавая свои системы умного дома за современное и универсальное решение.
Что такое Умный Дом
Умный дом – это система связанных между собой устройств, которая помогает выполнять повседневные задачи в доме или квартире.
В более широком смысле, умный дом (Smart Home) или домашняя автоматизация (Home Automation) – это система связанных между собой устройств, которая помогает выполнять повседневные задачи в доме/квартире. Эта система позволяет контролировать и управлять освещением, температурой, влажностью, безопасностью и даже бытовой техникой, такой как холодильник, стиральная машина, микроволновая печь, и многими другими электроприборами.
Важно понимать, что не все устройства являются “умными”. Электроприбор можно назвать “умным” в том случае, если он может связываться с другими устройствами через беспроводную связь.
Все умные устройства можно поделить на 2 вида:
- Датчики (сенсоры) – получают информацию из окружающей среды и передают ее другим устройствам. К ним относятся датчик движения, датчик протечки воды, датчики температуры и др. Также к сенсорам можно отнести и устройства с голосовыми помощниками, которые способны распознавать вашу речь и передавать сигнал на выполнение команды. Но об этом позже.
- Исполнительные устройства (акторы) – это все те умные электроприборы, которые выполняют команды: лампочки, выключатели, розетки, кондиционеры, увлажнители воздуха, камеры, замки, двери гаража и многие другие.
Внимательный читатель скажет, что исходя из этих определений, обычную лампу накаливания в паре с датчиком движения (такая схема используется повсеместно уже много лет) тоже можно назвать элементом Умного дома. Наверное, можно, но современная система умного дома предоставляет намного большие возможности:
- Беспроводная связь между устройствами.
- Возможность объединять в единую систему устройства разных производителей.
- Возможность управлять умным домом со смартфона.
- Поддержка голосового управления.
- Возможность создавать сценарии автоматизации.
Система умного дома избавляет нас от рутинных повторяющихся действий.
Предназначение Умного Дома состоит в том, чтобы сделать нашу жизнь комфортнее и безопаснее, избавить нас от рутинных повторяющихся действий. Кроме этого, автоматизированный дом значительно повышает качество жизни людей с ограниченными возможностями, помогая им взаимодействовать с окружающим миром.
Зачем нужен умный дом
Одно из самых распространенных применений системы умного дома – умное освещение, позволяющее включать и выключать свет голосом, регулировать теплоту света, управлять яркостью. Умный свет невероятно удобен. Стоит начать управлять освещением только с помощью голоса, как привычные выключатели покажутся устаревшим способом для людей из прошлого, 20-го века. Вам больше не нужно вставать с кровати, чтобы выключить свет в спальне – просто попросите об этом своего голосового помощника.
Другое часто используемое устройство умного дома – умная розетка, применение которой находят сразу. Представьте: вы ушли из дома или вовсе уехали в отпуск, и вспомнили, что забыли выключить утюг. Или забеспокоились и хотите проверить. Что делает человек без умного дома? Правильно! Начинает изо всех сил вспоминать, выключил ли он утюг, затем пытается вспомнить есть ли у его утюга авто-выключение, ну и, наконец, начинает перебирать в голове все возможные варианты развития событий. Кто-то не выдерживает и возвращается домой, другие просят близких прийти и проверить пресловутый утюг. А если у вас есть умная розетка, достаточно зайти в приложение и выключить питание нажатием одной кнопки. Вот так просто можно спасти свой отпуск. Или квартиру.
Приложение для управления умной розеткой TP-Link
Помимо лампочек и розеток существует огромное количество различных умных устройств: выключатели, термостаты, вентиляторы, кондиционеры, увлажнители воздуха, дверные замки, аудиоколонки, различные датчики, охранные системы, видеокамеры и многое другое. Число умных устройств постоянно растет, и, по всей видимости, в ближайшие несколько лет подключение к платформе умного дома станет стандартом для электроприборов.
Сценарии в Apple HomeKit могут запускаться автоматически, без вашего участия
Современные платформы домашней автоматизации являются крайне гибкими системами, которые каждый подстраивает индивидуально под свои нужды. Причем совсем не обязательно привязываться к одному определенному производителю устройств или тратить большие деньги, нанимая специалистов. И тем более, не нужно программировать никакие микрокомпьютеры (как советуют некоторые “эксперты”) и дорабатывать программное обеспечение. Но так было не всегда.
Устаревшая модель Умного Дома
Идея умного дома не нова. Начиная с 50-х годов прошлого века инженеры многих стран работали над домашней автоматизацией. Наибольшее развитие этих систем происходило в США и западных Европейских странах. Первые системы домашней автоматизации использовали проводное соединение и только потом беспроводную связь. Часть из них не получила дальнейшего практического применения, но некоторым крупным производителям удалось создать не слишком дорогие системы, которые пользовались спросом в конце прошлого века, например British Telecom, Siemens, Philips.
На фоне развития Интернета и электроники системы умного дома активно развивались, но технологический рывок в домашней автоматизации произошел только в 2007 году, когда вышел iPhone, а затем другие смартфоны. Появилась возможность управлять домом, нажимая на экран телефона – это ли не техническое чудо. Сразу же начался бурный рост новых компаний, производящих различные умные устройства и мобильные приложения для них.
Прорывом оказалась простая, но гениальная разработка компании Nest, которая в 2011 году выпустила термостат со встроенным Wi-Fi датчиком. Это устройство давало возможность включить отопление или охлаждение в доме по дороге с работы прямо через приложение на смартфоне, чтобы владелец дома приехал в комфортную для себя температуру. Такая полезная ежедневная потребность, но до компании Nest никому и в голову не приходило её решить. Своей разработкой компания Nest достигла большого успеха, и позже была куплена компанией Google.
Производители устройств стали повторять за Nest – делать каждый свое мобильное приложение для управления своими же умными электроприборами. Так появились Hue от Philips, Mi Smart Home от Xiaomi и многие другие.
Для управления устройствами от разных производителей требовалось запускать на смартфоне разные приложения, что было крайне неудобно. Устройства того времени не могли связываться с приборами других производителей. Печально то, что некоторые компании до сих пор предлагают покупателям такие “закрытые” линейки девайсов, рекламируя свою продукцию как современное решение для умного дома.
Умный Дом от Apple, Google и Amazon
Переломным моментом в развитии систем умного дома стал выход платформы HomeKit от Apple в 2014 году. Идея Хоумкит очень проста – предоставить пользователю единый центр управления устройствами умного дома от разных производителей. Вместо нескольких сторонних приложений на своём iPhone теперь вам нужно только одно приложение от Apple – Дом (Home).
Приложение Дом от Apple с добавленными HomeKit-устройствами от разных производителей
При этом всеми устройствами, добавленными в приложение Дом на айфоне, можно управлять голосовыми командами через персонального ассистента Siri даже без разблокировки телефона. Как же это удобно, просто сказать “Привет Siri, выключи свет” для того, чтобы выключить свет во всех комнатах, несмотря на то, что в гостиной у вас лампочки от Икея, а в спальне – от Philips. Фантастические фильмы про Железного Человека и его виртуального помощника, управляющего домом, становятся реальностью.
Возможность связывать воедино устройства разных производителей через голосового помощника стала настолько успешной у пользователей, что компания Amazon в конце 2014 года выпустила отдельный гаджет для дома с “живущим” в нём голосовым помощником – умную колонку Amazon Echo с ассистентом Alexa. Эта колонка может понимать голосовые команды и управлять бытовыми устройствами в доме.
Эти события означали, что на рынок дорогих закрытых систем, которые не совместимы между собой, пришли технологические гиганты. Пришли и начали вводить стандарты, позволяющие совместить продукцию разных производителей и управлять всем этим из одного приложения на вашем телефоне или вообще с помощью голоса из любой точки вашей квартиры.
Умные колонки от Google, Apple и Amazon со встроенными голосовыми помощниками
Началась новая эпоха домашней автоматизации: три крупнейшие IT-корпорации взяли на себя роль ведущих разработчиков программного обеспечения для Умного Дома, начав задавать свои правила игры. Теперь Apple, Google и Amazon предоставляют программную часть Умного Дома, а производители техники теперь делают только то, что у них получается лучше всего – бытовые электроприборы. При этом оснащая их модулями для подключения к беспроводной сети умного дома (Wi-Fi или Zigbee). Выстраивается схема очень похожая на взаимодействие производителей телефонов и операционной системы Android, которую делает Google.
Получается, сегодня мы имеем 3 передовых конкурирующих между собой платформы для Умного Дома: HomeKit от компании Apple, Google Ассистент от компании Google и Amazon Alexa от Amazon. В России также развивается своя платформа Умного дома Yandex. И любая компания, которая занимается устройствами Умного Дома, должна сотрудничать, как минимум, с одной из этих платформ, интегрировать свои устройства в экосистемы этих компаний. Если производитель «железа» не будет сотрудничать с Apple и Google, то с ним, вероятно, произойдёт то же, что произошло с производителями мобильных телефонов, которые отказались от использования Android. Его приборы не смогут связываться с Siri и Google Ассистентом, и их не будут покупать.
Ведущие мировые производители бытовой электроники уже начали активно сотрудничать с Apple, Google и Amazon и активно выпускать совместимые с их системами приборы. Для того, чтобы покупатель мог легко отличить совместимые устройства от несовместимых, лидеры рынка придумали специальную пометку для сертифицированных «одобренных» товаров. Так, устройства совместимые с платформой HomeKit от Apple имею наклейку Works with HomeKit (работает с Apple HomeKit). Аналогична ситуация с умными устройствами, которые совместимы с Google, Amazon и Яндекс (Works with Google Assistant, Works with Amazon Alexa, Работает с Алиса).
Логотипы на упаковках одобренных и сертифицированных умных устройств
Именно совместимость устройств с экосистемами Эпл, Гугл, Амазон или Яндекс и делает умный дом современным. Поэтому сегодня каждый, кто хочет автоматизировать свой дом, должен выбрать одну из этих ведущих платформ, точно так же, как мы это делаем при выборе операционной системы телефона: Андроид или iOS.
Именно совместимость устройств с экосистемами Apple, Google, Amazon и Яндекс и делает умный дом современным.
Голосовое управление: Siri, Google Assistant, Алиса
Голосовое управление умными устройствами осуществляется через персональных помощников. Подробнее о том, что такое голосовой помощник, можно прочитать в нашей статье про Siri.
Голосовой ассистент теперь является центром управления автоматизированным домом.
Голосовое управление – необходимая характеристика для современного Умного Дома в 2018 году. Более того, благодаря технологическим достижениям в области голосового управления и искусственного интеллекта, голосовой ассистент теперь является центром управления автоматизированным домом.
Умный дом с управлением через приложение в телефоне, без голосового помощника – это уровень, в лучшем случае, 2011 года. И для того, чтобы элементарно включить или выключить свет, нужно найти телефон, открыть приложение производителя, найти соответствующее устройство и только потом выполнить нужное действие. С голосовым помощником вам достаточно сказать: «Включи свет».
На данный момент среди четырёх голосовых ассистентов для умного дома управление домом на русском языке работает только в Алиса и Siri. Google Ассистент заговорил на русском, но вызывать команды дома пока нельзя, и Siri не работает на русском в HomePod. Поэтому для России сейчас наиболее актуален помощник Yandex Алиса.
Наиболее популярным устройством с голосовым помощником сегодня выступает смартфон. Голосовой ассистент сейчас имеется практически во всех современных телефонах: на iPhone встроенная Siri, на смартфонах под Android приложение Google Ассистент. Активировать помощник можно нажатием на кнопку или же стартовой командой, если ассистент на вашем телефоне находится в режиме «Всегда слушать». Так, если у вас iPhone, вам необходимо сказать: «Привет, Siri», а затем произнести команду.
Главным же устройством для управления Умным Домом в 2018 году становятся умные колонки со встроенным голосовым помощником. Это принципиально новый способ взаимодействия человека с квартирой. Каждый IT-гигант уже выпустил свою умную колонку или целую линейку колонок: у Амазон это Amazon Echo и Amazon Echo Dot, у Гугл – Google Home и Google Home Mini, у Эпл – HomePod, у Яндекска – Станция и Irbis A.
Управление домом через колонку имеет ряд преимуществ:
- Колонка всегда подключена к питанию, она не может разрядиться.
- Колонка всегда вас слушает, не нужно носить с собой по дому телефон/планшет/часы.
- Не требуется собственный дорогой телефон каждому члену семьи.
- Колонку можно использовать как домашнюю аудиосистему с высоким качеством звука, особенно если речь идет о HomePod или Amazon Echo.
Умная колонка позволяет давать команды голосовому помощнику на расстоянии
Как выбрать систему Умного Дома
Сегодня можно с уверенностью сказать, что настоящее и будущее Умного Дома полностью за крупнейшими IT-компаниями, прежде всего за Apple, Google, Amazon, в России – Яндекс. И такое явное доминирование ведущих технологических корпораций на рынке Умного Дома для нас, как для потребителей, сказывается исключительно положительно, как минимум, по следующим причинам:
- Стоимость устройств постоянно снижается.
- Подключение и настройка умных устройств становится всё проще.
- Появляется гибкость в использовании устройств разных производителей.
- Программное обеспечение постоянно обновляется, а значит ваши устройства будут все «умнее» и полезнее в работе.
На нашем сайте доступен каталог различных устройств для каждой платформы с ценами и подробными характеристиками.
Если вам понравилась эта статья, и вы разобрались с тем, что такое домашняя автоматизация, и теперь хотите начать добавлять умные устройства в свою квартиру или коттедж – подписывайтесь на нашу рассылку, telegram и youtube-канал. Мы расскажем и покажем с чего начать и как шаг за шагом выстроить недорогую продвинутую систему Умного Дома.
Умный Дом — голосовое управление в три шага. Raspberry + HomeKit
Мы решили поделиться с Вами бюджетным готовым решением, надеемся Вы оцените наши старания. Решение проверенное, рабочее. Во вложении можно скачать все файлы программ и настройки. Отдаем все бесплатно.
Умный дом для заказчика в основном «игрушка» которым можно похвастаться перед друзьями, но эти игры стоят не малых усилий интеграторам!
Речь пойдет о некоторых проблемах и решениях, связанных именно с освещением в доме, как о неотъемлемом блоке «умного дома».
Проблема 1: Если система централизованная, то в случае сбоя центрального контроллера программа не может управлять реле включения света.
Решение: Использовать распределенные модули управления с внутренней логикой, по нашему опыту одним из самых зарекомендовавших себя устройств в этом — программируемое реле ПР200 производства компании ОВЕН. Советуем использовать версию 220в, т.к. бытовые выключатели рассчитаны именно на это напряжение и будет меньше проблем с логической «единицей» на дискретном входе.
Это устройство имеет 8 каналов (реле) которые можно запрограммировать с использованием внутренней логики (как распределенную систему), дополнительно подключаются еще модули расширения 2шт. по 8 каналов, но тут есть риск остаться без большего количество управляемых светильников при выходе из строя самого ПР200 (8 каналов против 24), если соберетесь экономить, подумайте!
Несмотря на то, что программу выглядит просто, к ней мы шли несколько лет не по своей вине, компания Овен относительно недавно (после появления ПР200) добавила возможность управлять сетевой переменной как с наружи, так и изнутри.
Подробнее о программе:
I8 – это дискретный вход с 8 выключателя в доме или комнате
RTRIG – детектор переднего, необходим для формирования единичного (на один цикл программы) импульса
TO INT – преобразования Bool в INT можно было бы и обойтись, но Slave сетевая переменная в Owen Logic не поддерживает bool.
XOR – исключающее или, если на одном входе 1, то и выход 1, если на оба входа подать 1 выход обнулится, основной элемент программы, который решает по нажатию на выключатель включить или выключить свет.
Реле8 – входная и выходная сетевая переменная, как я и говорил выше с недавнего времени можно использовать эти две переменные с одним регистром (адресом) Modbus, это нам дает возможность сохранить в нее необходимое нам состояние как снаружи, так и внутри без использования различных триггеров. Эти сетевые переменные имеют энергонезависимую память, поэтому при скачке напряжения освещение вернется в последнее состояние.
TO BOOL – конвертируем INT в BOOL значение, потому как реле на выходе имеет состояние False/True.
Шаг 1: программу для 8 каналов можно скачать по ссылке в конце статьи и залить в программируемое реле, не забудьте сменить целевую платформу для своей версии ПР200/110 иначе прошить устройство не удастся!
Проблема 2: стандартные бытовые выключатели имеют состояния включен либо выключен, что в корне противоречит логике управления освещением в умном доме, нам нужны кнопки без фиксации (с пружинками).
Решение 1: Использовать готовые кнопки без фиксации, которые есть у большинства производителей выключателей таких как Shneider, Biticino, ABB и др. (рекомендованное решение, хоть кнопки в одном положении и включенных и выключенных ламп это выглядит эстетически красиво)
Решение 2: Отлавливать в ПР200/110 изменение состояния входа при использование типичного бытового выключателя с фиксацией и дальше посылать импульс программе которую скачали выше, если свет был включен то он погаснет и наоборот (не рекомендуется, т.к. через некоторое время все кнопки будут перепутаны верх и низ)
Проблема 3: верхний уровень у большинства производителей систем умного дома не дотягивает до эстетического и функционального совершенства.
Решение: используем HomeKit от Apple, которое: функционально, удобно и есть голосовое управление.
Шаг 2: стыкуем ПР200/110 с HomeKit
Для этого необходимы следующие инструменты:
Решение рекомендованное для демонстраций:
Raspberry Pi 2/3/4 и к нему usb конвертер rs485 (например с Alliexpress)
Решение рекомендованное для инсталляций на базе модуля Raspberry CM3+ в промышленном исполнении c 2 двумя встроенными RS485 портами:
Подключите Ваше устройство на базе Raspberry к питанию и домашней сети желательно патчкордом, а не по wifi.
Соедините RS485 порт Вашего устройства и ПР200/110.
Далее определите IP адрес который выдал Ваш роутер и подключитесь по SSh например через программу PUTTY (по умолчанию логин pi пароль raspberry)
Установите программный продукт node-red для стыковки протокола HomeKit на верхнем уровне и Modbus Rtu на нижнем, смотри инструкцию по установке тут.
Не забудьте сделать Ваш node-red сервисом для автозагрузки.
Установите пакет HomeKit и modbus для node-red
Ждем перезагрузки и переходим в браузер «ВАШ IP»:1880 (например 192.168.1.110:1880)
Копируем следующий поток (код в конце статьи) и вставляем в веб интерфейс «движка» правил node-red
Заходим в Menu -> import -> вставляем код потока
Необходимо применить поток нажав на кнопку Deploy
В случае неудачи советуем правильно указать RS485 порт в настройках Modbus плагина «Запрос модбас» и «Write Reset FC6» (пример /dev/ttyUSB0).
Для достоверности перезагрузите Ваше устройство SSH ? sudo reboot
Шаг 3. Настройка приложения на Вашем Apple устройстве довольно простая.
Даем имя нашему дому по желанию, в нашем примере ПР200
Добавляем и соглашаемся использовать несертифицированный аксессуар
Вводим код доступа, в нашем случае 111 11 111, его можно заменить в настройках Node-red в каждом из аксессуаров HomeKit
Добавляем все наши лампы в комнаты, это можно сделать позже.
Желаем Вам приятного использования такой недорогой, но очень удобной системы.
Мы не агитируем к коммерческому использованию протокол HomeKit, любые действия противоречащие лицензионному соглашению APPLE по использованию протокола HomeKit разработчик берет на себя!
Программу для ОВЕН ПР200 и скрипт для NodeRed можно бесплатно скачать тут.
Голосовое управление умным домом Z-Wave и не только. Homekit + Siri. Инструкция
2) Устанавливаем последнюю версию Node.js
Node.js это платформа для запуска JavaScript кода на сервере основанная на движке Google V8.
3) Устанавливаем Homebridge и плагин Homebridge-zway
Homebrige реализует поддержку Homekit. Homebrige-zway это плагин добавляющий улучшенную поддержку Homekit в Z-Way.
4) Создаем конфиг Homebrige /usr/local/lib/node_modules/homebridge/config.json
Последний слэш в url очень важен, без него не работает.
5) Запускаем Z-Way и Homebridge
Если все верно то в логе вы увидите устройства которыми можете управлять и PIN код.
6) С помощью приложения Home на телефоне или других (MyTouchHome, MyHome App и др.) добавляем Homekit устройства.
7) Готово! Теперь домом можно управлять с помощью голоса! Комфортного управления!
Умный дом, опыт построения, бег по граблям (MajorDomo, Tasmota и Алиса)
Решил обобщить и систематизировать накопленный опыт в создании умного дома. Началось все с управления розетками (светом) на даче – если уехал и забыл выключить свет, можно через интернет выключить и спать спокойно. Потом появилось ограничение по мощности и желание автоматически реагировать на превышение мощности отключением маловажных потребителей типа чайника. Ну а дальше уже сложно остановиться. Климат, автономное снабжение, комфортный свет и все это - не вкладывая много денег, хотя если все посчитать..
Если теорию знаете, можно перейти к моей истории поисков идеального решения.
NB! Так же для удобства, жирным курсивом подсветил названия технологий и платформ. А просто жирным - важные наблюдения или выявленные глобальные засады.
Ну, а теперь по порядку, немного теории
Умным домом принято называть что угодно, от 2 лампочек, управляемых по таймеру до сложной системы, реагирующей на множество факторов и делающей жизнь владельца комфортной.
В любом случае речь про управление устройствами, кратко их можно собрать в группы:
Бытовая техника (пылесосы, телевизоры, чайники, кондиционеры)
Лампочки/ленты (меняют цвет и яркость)
Датчики (мощность, напряжение, температура, влажность, концентрация газов)
Диммеры (пропорциональный выходной сигнал)
Исполнительные устройства (регуляторы температуры, привод штор)
Шлюзы (пульты, универсальные передатчики команд)
Построение умного дома начинается с выбора платформы. Разные платформы имеют разную функциональность, стоимость, сложность настройки. Например:
Умный дом Яндекс - нет логики, только команды, много совместимых устройств
Xiaomi (Aqara) – простые скрипты
Google Home – простые скрипты, много совместимых устройств
Domoticz – ограничен набор устройств, развитая логика
IFTTT - ограничен набор устройств, развитая логика
HomeAssistant - ограничен набор устройств, развитая логика, настройка интерфейса плагинами
Majordomo (php) - развитая логика, открытый проект, активно развивается, требует умения программировать.
Нужно заметить, что платформы от именитых производителей умеют работать друг с другом. То есть их экосистемы можно объединять, что существенно расширяет перечень подключаемых устройств. Кстати, о подключениях тут есть 2 аспекта: как подключаться физически и как общаться с концентратором умного дома.
Физически можно связываться через локальную компьютерную сеть (проводную или беспроводную), сеть малого радиуса (Bluetooth, ZigBee) или просто по радио или инфракрасному каналу (последнее обычно только в одну сторону работает).
Устройства – это хорошо, но что же ими управляет? Центральное устройство/ центр управления. Кстати, хабы типа Aqara это нифига не центральный модуль, а всего лишь концентратор сети ZigBee или какой иной, понравившейся производителю – логика остается в самих устройствах или на телефоне пользователя или в облаке.
Насколько я понял, большинство облачных сервисов не поддерживают логику. То есть в «Яндекс доме» можно узнать температуру и включить обогреватель. Но заставить Яндекс следить за температурой и держать в комфортном диапазоне – нет!
Для реализации логики нужен центральный блок, причем желательно локальный. Вот тут вариантов масса – поставить на свой домашний комп программу управления, собрать отдельный сервер, разместить сервер в облаке.
Из программных серверов умного дома можно выделить популярные: Blynk (есть вариант облака и локальный), IFTTT (чисто облако, но с мобильным приложением), Home Assistant, Domotics, Majordomo.
История рождения моего умного дома
На момент начала моей автоматизации, у меня были штук 6 устройств SonOff (у них родное приложение и облако – eWeLink), управлял розетками на даче. И поставил камеры Xiaomi Dafang (камеры не понимали русский, но это PTZ, FullHD, да еще и стоили всего 2 тысячи рублей каждая). Камеры принесли на дачу постоянный интернет (мобильный), роутер. А также облако Xiaomi. Итого, 2 облака – Xiaomi + eWeLink. Надо было собирать в единую панель управления. Первым был установлен HomeAssistant, даже игрался с камерами (хотел на датчик движения у камер прикрутить и сохранять в системе). Но дальше скриншотов, и то не всегда, дело не пошло. С SonOff вообще не смог подружить. Решив, что логика для розеток все-таки важнее, начал играться с MajorDomo, который имел для этих устройств коннектор, а также более-менее понятный интерфейс настроек (субъективно, да, php+html, объектно-ориентированная модель).
Первый тревожный звоночек пришел от Роскомнадзора – в попытке убить телеграмм (безуспешной) они прибили доступ ко многим облакам, в том числи и Xiaomi. В середине зимы было очень неприятно оказаться без видеонаблюдения за дачей, расположенной в 100 км от дома..
Итог – камеры перепрошиты на Dafang Hack (прошивка делающая локальный RTSP сервер потокового видео) и первая моя Raspberry c MotionEyeOS (локальный видео сервер), а также белый IP дома и VPN между домом и дачей (на роутерах Mikrotik). Локальный сервер держит архив на 500Гб (пара месяцев с двух камер), питается от аккумулятора (до 3 дней без света).
Для логики нужно не только управлять, но и контролировать, для этого купил SonOff POW R2 – это фактически, счетчик электроэнергии с выключателем на 16А (стоимость по 750 рублей). Это позволило при включении посудомоечной машины, бойлера для воды (суммарно 4 кВт) блокировать розетку с чайником. Сейчас это модно называется DemandResponse. А так же стало возможно контролировать работоспособность насосов водоснабжения и канализации (по графику дренаж включается и на графике мощности есть пики, по которым можно понять, много ли воды и вообще, не завис ли поплавок!) - дистанционная диагностика оборудования. Так же для управления низковольтными устройствами (включение дизельного отопителя, насоса аэрации воды для очистки, отключения зарядника от аккумулятора, когда нет напряжения в сети СНТ) был куплен клон SonOff G4 – четырехканального реле с радиопультом (еще 1100 рублей).
Второй «звоночек» пришел от eWeLink – с выходом в массы устройства контроля напряжения SonOff POW R2 поток через их сервер, видимо, стал превышать их возможности (ток, напряжение, мощность активная, мощность реактивная, мощность полная, коэффициент мощности и все это 5 раз в секунду с каждого такого устройства) и они решили, что датчики будут телеметрию слать один раз в минуту. То есть у вас уже минуту мощность за разумными рамками или напряжение просело до Америки (113 вольт реально было летом), а умный дом живет в розовых мечтах, что все хорошо.
Итог – модуль MojorDomo для локального режима SonOff и окончательный переход на MajorDomo на Orange Pi (стоила около 1000 рублей всего, пришлось осваивать Linux, а точнее – Armbian и по инструкциям ставить MajorDomo). Но недолго музыка играла… SonOff почувствовали что-то неладное и очередная прошивка на их сервере отрубила локальный режим, то есть только через облако, только раз в минуту..
Полная локализация
Так как умный дом к этому моменту управлял в том числе зарядкой аккумулятора и переключением на инвертор в случае аварии, зависеть от облака на «вражеских» серверах, а так же наличия связи с интернет показалось не очень разумной идеей.
Очередной шаг – перепрошивка всех устройств на Tasmota, отказ от протокола eWeLink и уход на MQTT. Это, кстати, открыло путь в полный лоукост – прошивка легко настраивается, а плата Wemos из Китая стоит всего 120 рублей, при этом на борту 12 линий для подключения периферии, АЦП, WiFi. Так число устройств в умном доме увеличилось раза в 3 – выключатели, датчики напряжения на АКБ, датчики температуры и влажности (кстати, оказалось, что лучший AM2301 – это AM2320! Программно совместим с AM2301, который еще называют DHT21, но при этом стабилен, не глючит и не зависает).
Тут Остапа понесло и в умном доме появились солнечные панели, 2 контроллера (один PWM, второй - MPPT), датчики тока от солнечных панелей в систему и на АКБ (просто по напряжению на клеммах степень заряда не измерить). От АКБ, кстати, на этот момент питаются 3 камеры, 2 микросервера, 2 роутера, общее потребление примерно 40Вт постоянно.
После примерно полугода, когда все было настроено и отлажено пришла беда – умерла карта памяти. Свежего бэкапа не оказалось – все ждал идеального состояния, не дождался. Изучил, какие карты бывают – узнал про MicroSD A2 – это карты с контроллером, как у SSD дисков - то есть много и часто писать/читать мелкие файлы им не страшно. Настроил, по памяти восстановил логику и оформление, сделал бэкап. Через месяца три началось неладное – зависания, тормоза при открытии графиков за месяц. Анализ (я почти стал спецом по Linux) показал, что база данных тупит из-за очень большого числа накопленных данных. Пришлось делать удаление старых данных, оставляя только по 2 отсчета за минуту для данных старше месяца. Помогло, но не сильно. Надежда была на плату с большим объемом памяти – Orange Pi One Plus (700 рублей), но не судьба. В итоге куплена Raspberry Pi4 c 2Гб памяти на борту, а для этой палаты есть оптимизированный образ MajorDomo – и о чудо, там все отлично – БД крутится полностью в памяти, раз в час сбрасывается на карту бэкап, в случае незапланированного падения, при загрузке восстанавливается состояние на начало часа.
Все это было отлично, управляется с компьютера, с телефона (экран на картинке – там 2 таких сцены, одна для управления и климата, вторая для телеметрии).
Но вот беда – чтобы включить свет надо все равно тянуться за телефоном и тыкать мелкие кнопки. А на даче еще и родители бывают, а для них много кнопок на экране – слишком сложно.
Появление голосового управления
И вот тут я задумался, что пора подключать голосовой помощник. Сначала думал про Google Assistant/Home, но увидав, что они творят со своим президентом, да еще к новому году отключили поддержку русского на колонках (оставив только на телефонах), решил, что вполне реально повторение с отключенными облаками Xiaomi и eWeLink. В итоге, Алиса от Яндекса. Каково же было мое удивление, когда увидел, что есть стандартный коннектор (навык Алисы) к MajorDomo! Яндекс станция мини отлично подошла по функциям и размеру, более того, нашел и обратный коннектор – из MajorDomo можно выдавать команды на устройства, подключенные к Алисе – пультам кондиционеров, телевизиров и даже роботу-пылесосу. И это не считая проговаривания статусов типа «внимание, работаем от аккумуляторов!». Соединение с Алисой можно сделать двумя способами – через платный сервис Connect (2 тысячи рублей в год, бонусом облачные бэкапы) или через Яндекс.Диалоги – для этого надо SSL сертификат на сайт, белый IP, и выставленный в интернет сайт с MajorDomo, то есть свет или отопление сможет отключить случайный прохожий. В общем, 2к в год – не большая цена за сохранение комфорта, да и SSL покупать не надо.
Естественно, управление через Яндекс – это чисто функция комфорта, основная логика реализована на локальном уровне.
Как сделать умный дом своими руками на Arduino и Яндекс.Алиса — пошаговая инструкция
Уже больше года Яндекс развивает систему управления умным домом через Алису. Благодаря ей вы сможете включать свет, переключать каналы телевизора, заваривать кофе, изменять цвет подсветки, будить умные пылесосы и контролировать температуру в помещении.
Чтобы создать такую продвинутую экосистему умных устройств, совсем не обязательно штурмовать магазины электроники. Яндекс предоставляет API для интеграции ваших собственных решений через платформу навыков.
В этой статье расскажем, как с помощью микроконтроллера и обычного реле сделать умную лампочку и управлять ей с помощью Алисы.
Как работает такой умный дом?
Чтобы создать умный дом своими руками, потребуется навык Домовёнок Кузя. Через него можно не только контролировать умный дом, но и интегрировать виртуальные устройства напрямую в Яндекс.Алису. Это значит, что вам не придётся постоянно открывать навык, чтобы просто выключить лампочку. С микроконтроллером навык будет связываться через веб-хуки.
Для веб-хуков отлично подходит платформа Blynk — панель управления устройствами на Arduino и Raspberry Pi. Там вы сможете без труда создать графический интерфейс, через который можно будет управлять устройством по Wi-Fi (а ещё по Ethernet, USB, GSM и Bluetooth).
Какие устройства можно интегрировать в умный дом?
Через навык можно взаимодействовать с обширным количеством устройств: лампочки, розетки, шторы, замки, роботы-пылесосы, термостаты, очистители воздуха, кондиционеры и чайники. Кроме этого, можно переключать каналы на телевизоре (через универсальный пульт) и менять цвета RGB-ламп.
Все устройства имеют базовую пару функций: включение и выключение (открытие и закрытие для штор и замков). Некоторые из устройств могут работать с диапазоном значений (яркость лампы, температура поддержки тепла для чайника).
Аппаратная и программная часть
Для того, чтобы собрать умный дом своими руками, мы будет использовать Wi-Fi модуль ESP8266. Процесс разработки на нём почти не отличается от традиционной разработки на Arduino.
Знакомство с недорогим и функциональным микроконтроллером ESP8266: прошивка и пример использованияДля начала нужно скачать приложение Blynk из GooglePlay или AppStore и зарегистрироваться в нём. После этого нужно создать новый проект и выбрать соответствующий микроконтроллер. Перед вами появится пустая панель, на которой можно размещать элементы управления. Это могут быть кнопки, иконки, слайдеры, индикаторы, выпадающие списки и многое другое.
После создания проекта на вашу почту придёт токен доступа. Его нужно будет указать в скетче и веб-хуках.
К элементам управления можно подвязать физический пин микроконтроллера или же виртуальный порт. При взаимодействии с каким-либо элементом, его новое значение будет сразу отправляться на микроконтроллер.
Примечание Виртуальные порты в Blynk можно представить как переменные, которые синхронизируются между устройством и сервером.
На этом сайте можно найти много примеров кода для Blynk под разные платформы микроконтроллеров. Ниже приведён скетч, который будет управлять пином. Тот, в свою очередь, будет управлять реле, к которому будет подключена лампа:
Для этого скетча в панели управления Blynk нужно добавить элемент «Button». В его настройках OUTPUT выставить V0, а режим работы переключить в Switch.
Теперь к указанному порту можно подключать реле. Если всё правильно, то при нажатии на кнопку в панели управления реле будет открываться и закрываться.
Голосовое управление светом не мешает управлению им аппаратно. К микроконтроллеру можно подключить физическую кнопку или выключатель, которые тоже будут включать и выключать свет. Если это необходимо, то изменять состояние виртуального порта можно методом Blynk.virtualWrite(port, value) . Тогда изменения будут отображаться и на панели управления.
Примечание При работе с механическими кнопками и выключателями не забывайте про дребезг контактов.
Всё работает? Тогда можете переходить к следующему этапу.
Получение веб-хуков
От Blynk вам потребуется не панель управления, а контроль виртуальных портов через GET-запросы. Вот так выглядит веб-хук на изменение состояния порта:
Чтобы включить виртуальный порт, <value> нужно указать как 1, чтобы выключить — как 0.
Помимо этого, значение с порта можно получить таким запросом:
Настройка навыка «Домовёнок Кузя»
Активационная фраза — название запроса, которое будет отображаться в списке (например «свет на кухне, включение»). Если вы не планируете контролировать умный дом конкретно изнутри навыка, то больше фраза нигде не понадобится. Поле Ответ Кузи тоже оставляйте пустым. В поле URL вставляете соответствующий веб-хук на включение света (виртуального порта). Остальные параметры можно не изменять. После этого нужно сделать идентичное правило на выключение света.
Пример настройки правила на включение света
Дальше нужно перейти во вкладку виртуальных устройств и добавить устройство «Лампа». Тут нужно дать название устройству, по которому его будет идентифицировать Алиса. Например: свет, бра, подсветка, лампа или торшер. Место расположения — комната, в которой будет установлено устройство. Это нужно на тот случай, если в нескольких комнатах будут одинаковые по названию элементы. К тому же, одной голосовой командой можно включать и выключать все устройства в определённой комнате.
В Правило на включение/выключение из списка выбираете соответствующие запросы. В лампе имеется возможность управления яркостью. Для этого нужно создать ещё одно правило, но значение параметра value установить как . Тогда в запрос будет подставляться число от 0 до 100, которое будет обозначать требуемую яркость. Вам лишь остаётся обработать это значение в скетче.
Пример настройки виртуального устройства
Примечание Если вы планируете изменять яркость, то параметр value в веб-хуке на включение нужно изменить с 1 на 100.
Современные гаджеты, которые можно сделать своими рукамиНастройка Алисы
В приложении Яндекс перейдите в раздел Устройства->Управление устройствами. Нажмите на кнопку «Добавить»->«Другое устройство». В открывшемся списке найдите навык «Домовёнок Кузя».
На этом этом этапе вы уже создали умный дом своими руками. Теперь система полностью готова к голосовому контролю. К ней имеет доступ лишь ваш аккаунт. В настройках виртуальных устройств можно расширить доступ на другие аккаунты.
Читайте также: