Inteligentny-Dom

Dzisiejszy wpis będzie nietypowy. Poza opisem instalacji automatyki domowej, będzie obejmował także przemyślenia dotyczące ogrzewania domu . Obserwacji trochę już mam, jako, że instalacja w kotłowni ma już trzy sezony grzewcze. Trzeba jednak wyraźnie zaznaczyć, że nie jestem hydraulikiem i mój opis może nie być w 100% fachowy, choć myślę, że jednak dość trafny. Nie zabraknie oczywiście informacji o monitorowaniu pracy kotła, sterowaniu ogrzewaniem przez OpenWRT i Arduino, cyrkulacji ciepłej wody użytkowej zgodnie ze zwyczajami domowników czy liczeniu zużycia węgla. Z rozmów z właścicielami kotłów na ekogroszek można wysnuć wniosek, że obserwują i eksperymentują z ustawieniami wszyscy, natomiast niektórzy robią to spędzając czas w kotłowni, a inni, jak ja, przez ekranem monitora, przeglądając wykresy. Czasem mam wręcz wrażenie, że spalanie ekogroszku, to rodzaj hobby ;-)

Sercem mojej kotłowni jest Klimosz Ling 15kW ze sterownikiem RecalArt Premium. Gdy wybierałem kocioł, brałem pod uwagę także to, jaki jest zamontowany sterownik, natomiast zupełnie nie analizowałem możliwości sterowania nim “z zewnątrz”, a są niestety słabe, co nie znaczy, że żadne. Gdybym miał wskazać lidera sterowania piecami na paliwo stałe, to byłby nim z pewnością Bruli wraz z platformą eSterownik.pl - pozwalający zarówno monitorować, jak i zmieniać dowolne parametry ogrzewania przez Internet. Całość świetnie przemyślana i estetycznie wykonana przez ludzi bardzo mocno zaangażowanych w temat, dla których to co robią jest pasją - to się daje wyczuć podczas rozmowy telefonicznej. Niestety eSterowniki nie obsługują zaworów mieszających, które ja bardzo wysoko cenię w instalacji.

Pora na zmiany w garażu. Jako, że napęd Somfy SGS 500, którym sterowałem przez telefon , nie przetrwał ostatniej zimy i nie dało się go naprawić tanim kosztem, zdecydowałem się na małą rewolucję - zamówiłem do bramy wjazdowej napęd Life OP2 24UNI (z centralą sterującą GE UNI 24R DL). To jednak nie koniec - zdecydowałem się także na wymianę starych drzwi garażowych na nową bramę segmentową firmy Wiśniowski z napędem Life Probo PR70 (ze sterownikiem RG1 24DL). Działają jak należy, ale nie są zintegrowane z automatyką domową. Montaż był więc impulsem, żeby ruszyć z instalacją w garażu, tym bardziej, że musiałem zdemontować część oświetlenia, bo było w złym miejscu.

W nowej instalacji inteligentnego domu będą używane dwa moduły 8-przekaźnikowe do Arduino. Jeden będzie obsługiwał urządzenia, które wymagają napięcia 230V, drugi dla sterowania niższymi napięciami. Dla pierwszego z nich kupiłem ładną obudowę hermetyczną z przezroczystym frontem - zgodnie z modą urządzenie będzie widoczne, a dodatkowo elegancko będą świecić diody, informując o stanie przekaźników.

Wczoraj trafiłem na tekst o budowie inteligentnego domu z podobnymi założeniami do mojej instalacji. Być może ktoś będzie miał ochotę zapoznać się z alternatywnym spojrzeniem na temat . Autor wpisu - Minister - opisuje swój projekt oparty o Raspberry Pi (w podobnym zastosowaniu jak routery u mnie) i Arduino. Funkcje są podobne, ale środowisko nieco inne, więc warto przeczytać. Polecam , a autorowi życzę powodzenia.

Dawno, dawno temu zepsuł mi się wideodomofon Orno. Ponieważ wideo było i tak zupełnie nieprzydatne, więc zdecydowałem się na kupno taniego modelu firmy Eura - SD720D6 + AR8 (niemal bliźniaczy dla produktów Orno), który obecnie oznaczany jest przez producenta jako ADP-05A7. Dlaczego wybrałem akurat ten model? Bo bramofon ma dokładnie taką samą obudowę jak przy starym urządzeniu, a co za tym idzie nie trzeba było wiercić dodatkowych otworów, żeby go zainstalować. Być może rozsądniej było kupić od razu coś z RFID, ale podejście praktyczne (i brak możliwości pociągnięcia dodatkowych przewodów) przeważyło. To dodatkowo rozwiązanie ekonomiczne, bo zestaw kosztował około 100PLN.

Bramofon z domofonem łączy się przy pomocy dwóch przewodów i obsługują one zarówno zasilanie, fonię jak i sygnał dzwonienia. Dodatkowo dwa przewody zasilają elektrozaczep przy furtce. Wadą standardowej instalacji tego zestawu jest zasilanie elektrozaczepu prądem stałym. Dlaczego jest to wada? W takiej konfiguracji otwieranie furtki jest zupełnie bezgłośne - osoba dzwoniąca nie wie, że może wejść, gdy się jej nie powie. Gdy zaś podamy prąd zmienny, to przy otwieraniu słychać charakterystyczne “buczenie” i każdy od razu wie, kiedy trzeba pchać furtkę. Właśnie dlatego osobne przewody idące do elektrozaczepu są zaletą - można podłączyć do nich dowolne źródło prądu. Kupując domofon warto zwrócić na to uwagę, bo dostępne są także modele, w których zasilanie elektrozaczepu pochodzi z bramofonu.

Mamy już gotową część sprzętową systemu nawadniania i wiemy jak będzie się komunikować z systemem narzędnym działającym na bazie OpenWRT. Pora zabrać się za oprogramowanie. Przygotowując je należy pamiętać, że posłuży ono za podstawę budowy kolejnych elementów inteligentranego domu (lub jak kto woli, automatyki domowej). Poza tym system podlewania także ma dodatkowe funkcje, co trzeba przewidzieć.

Podsumujmy, co jest do zrobienia:

1. Obsługa Ethernet Shield
2. Klient www na potrzeby zgłaszania zdarzeń do systemu nadrzędnego (mastera)
3. Obsługa serwera www - do przyjmowania komunikatów
4. Sterowanie czterema przekaźnikami (dwa do podlewania, dwa na razie wolne)
5. Pilnowanie zmian czterech wejść (dwa kontaktrony na drzwiach i dwa czujniki zalania)
6. Realizacja różnych faz podlewania ogrodu

Zgodnie z koncepcją , przygotowałem część sprzętową mojego systemu odpowiedzielnego za podlewanie ogródka i parę innych rzeczy. Obiecałem, że wkrótce napiszę, jak to wszystko oprogramować. Wcześniej jednak należałoby zaprojektować komunikację różnych elementów systemu - nie tylko części odpowiedzialnej za podlewanie, ale urządzeń związanych z automatyką domową w szczególności.

Jak już wiecie z koncepcji systemu , “mózgiem” będą routery (jeden główny, drugi zapasowy) z oprogramowaniem w php. Oczywiście nie muszą to być routery - w szczególności mogą to być serwery, komputery, cienkie klienty lub inne urządzenia, na których można uruchomić Linuksa. Router (z zainstalowym OpenWRT ) jest o tyle dobrym wyborem, że jest energooszczędny a dodatkowo i tak działa cały czas pełniąc inne funkcje.

Opisywałem ostatnio , jaka jest koncepcja przeniesienia mojego niewielkiego systemu nawadniania na nową platformę - Arduino . Mamy więc zebrane informacje, jaka będzie architektura i jakie elementy zostaną użyte. Co więcej, wszystko poza Arduino z osprzętem jest już gotowe. Pora więc zabrać się za montowanie całości i łączenie kabelków.

Ponieważ trudno zaakceptować wtykanie poszczególnych przewodów do złącz Arduino, więc najwygodniej jest zastosować moduł prototypowy And Proto Shield , który chwaliłem już wcześniej. Mimo, że na płytce nie będzie żadnych dodatkowych układów, to nawet dla pewnego umieszczenia przewodów we właściwych wejściach Arduino Uno, warto zastosować taki moduł. Docenia się to już po pierwszej konieczności odłączenia przewodów od Arduino i ponownego ich podłączenia.

Gdy dwa lata temu tworzyłem poprzedni system podlewania ogródka, który opisałem gościnnie na Nibyblogu, wiedziałem, że musi być sterowany “przez Internet”, z możliwością autonomicznego działania. Nie znałem jeszcze wtedy Arduino , a rozwiązanie zostało oparte o kartę przekaźnikową podłączoną przez USB do routera. Nie powiem, żeby źle działało, ale pora w zabawie pójść dalej. Pretekstem ku temu jest chęć rozbudowy mojego systemu inteligentnego domu z użyciem Arduino . System podlewania ma być swego rodzaju poligonem doświadczalnym - na nim będę testował stabilność rozwiązania i tworzył pierwsze wersje oprogramowania, którego kawałki potem użyję potem w głównym module.

Nadal zakładam, że nadrzędnym elementem w systemie będzie router z OpenWRT z oprogramowaniem głównie w php. Arduino za to będzie posiadać większą autonomię. Nie będzie, jak karta przekaźnikowa, dostawać prostych poleceń - włącz, wyłącz, przełącz, tylko bardziej złożone, w rodzaju - podlewaj trawę przez 20 minut a pozostałe przez 15. Arduino będzie wykonywać te polecenia i raportować do routera. Co na tym zyskuję? Jeżeli podczas podlewania zawiesi się router, wystąpią problemy z programem w php (np. padnie system plików, pendrive albo hub usb), to czynność zostanie dokończona, a przede wszystkim zatrzymana zgodnie z planem. Jeżeli natomiast popsułoby się Arduino, to router mnie o tym poinformuje i będę miał szansę interweniować.

Co więcej, zyskuję możliwość wprowadzenia, przynajmniej częściowej, odporności na awarię głównego routera sterującego. W przypadku gdy przestanie on działać lub program sterujący nie będzie odpowiadać, chciałbym, żeby jego funkcję przejęło inne urządzenie. Wszak w domu są 3 routery z OpenWRT, więc możliwości jest sporo i zakładam, że przynajmniej część funkcji mogą realizować wymiennie. Co prawda innym założeniem jest, że system nie ma być używany do zastosowań “krytycznych”, czyli takich, których niewykonanie lub złe wykonanie mogłoby czymś poważnym zgrażać, ale czemu ma wyschnąć trawnik przez awarię routera, gdy można się przed tym zabezpieczyć? Będzie więc mój system podlewania pracował w “klastrze niezawodnościowym”… A co? Trzeba mieć fantazję. Oczywiście nie zabezpieczy to przed awarią Arduino, ale o tym zostałbym powiadomiony.

Ostatnio opisywałem mały router Edimaksa . Nie bez powodu. Zamierzam podłączyć Arduino do Internetu. Właściwie głównie do sieci lokalnej, ale z możliwością bezpośrednich zapytań “w świat”. Jak to zrobić? Przez Ethernet Shield - rozszerzenie nakładane na Arduino (kompatybilne zarówno z Uno jak i Mega ).

Komunikuje się ono przez interfejs SPI, który w Arduino Uno wyprowadzony jest na wyjścia 11, 12 i 13, natomiast w Mega na 50, 51 i 52. I tu może pojawić się pytanie, w jaki sposób jest w takim razie, shield jest kompatybilny z obydwoma płytkami. Jest, bo używa pinów oznaczonych jako ICSP, które są połączone z właściwymi wyjściami konkretnego Arduino. Warto to wiedzieć, bo na rynku jest jeszcze kilka “wynalazków” bez złącza ICSP, które używają zwykłych wyjść i nie współpracują poprawnie z wersją Mega (można je zmusić, ale nie w sposób elegancki). Oficjalna wersja działa w każdym razie poprawnie w każdym przypadku.

Przy okazji przenoszenia funkcjonalności systemu podlewania z karty przekaźnikowej do Arduino, muszę podłączyć także czujniki otwarcia drzwi. Opierają się one na kontaktronach. Co to takiego? To po prostu łącznik sterowany polem magnetycznym. A w zrozumiałych słowach, w popularnym wydaniu - tanie i proste urządzenie składające się z magnesu, montowanego zwykle na drzwiach i części wykrywającej pole, z której wychodzą dwa kabelki - montowanej na futrynie. Jak magnes jest w pobliżu kontaktronu (czyli zwykle gdy drzwi są zamknięte), to przewody są zwarte, gdy dalej - nie. Kontaktron działa więc na takiej samej zasadzie jak włącznik, przynamniej z punktu widzenia Arduino.