Kendin Yap Ev Otomasyon Sistemi Planlama: 12 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu talimatın amacı, evinizin yapmasını istediğiniz her şeyi nasıl yapabileceğinizi size anlatmak değildir. Bunun yerine, bir fikri gerçeğe dönüştürmek ve aynı zamanda sınırları (teknoloji, maliyet, gereken zaman, güvenlik…) anlayarak deliliği akla dönüştürmek için yazılmıştır.

Web'de birçok şeyi çok kapsamlı ayrıntılarla anlamak için çok iyi kılavuzlar ve makaleler var. İstediğimiz bu değil. Büyük resmi istiyoruz. Öğrenebileceğimiz veya geliştirebileceğimiz temel beceriler nelerdir? Neye dokunmalıyız.

Bu, aşağıdakiler gibi temel şeyleri kapsar:

• Ev otomasyonu nedir? İlk önce bunun beklentilerinize gerçekten uyup uymadığını kontrol edin.
• Nereden başlamalı? Oldukça kolay, bulunduğunuz yerden başlayın, muhtemelen evde. İçini dışını biliyor musun?
• Ne yapabilirim? Sınırlarınızı planlamanız ve bilmeniz dışında her şey hakkında. Bu, hayatta kalmayı içerir (akşamlar dahil her gün çalışır).
• Bu yapbozun parçaları nelerdir? Daha karmaşık, birçok şekil var ve bazı parçaları kaybetmek çok kolay. Akıl sağlığımızı korumaya çalışacağız.
• Bunu nasıl bir araya getirebiliriz? Bu daha somut hale geliyor, aslında yapıyoruz. Evet!

Ayrıca, bu talimat artık kişisel sayfamdan da edinilebilir:

Adım 1: Ev Otomasyonu Nedir?

Googling "ev otomasyonu" 33 milyon sonuç verdi. Bu ya fazlasıyla yeterli ya da çok fazla.

İlk sonuç, Wikipedia makalesi (elbette), şunları belirtir:

"Ev otomasyonu veya akıllı ev[1] (aynı zamanda domotics veya domotica olarak da bilinir) bina otomasyonunun konut uzantısıdır ve aydınlatma, ısıtma (akıllı termostatlar gibi), havalandırma, klima (HVAC) ve kontrol ve otomasyonu içerir. uzaktan izleme için WiFi kullanan çamaşır makinesi/kurutucu, fırın veya buzdolabı/dondurucu gibi ev aletlerinin yanı sıra modern sistemler genellikle, sistemin kontrol edildiği bazen "ağ geçidi" olarak adlandırılan merkezi bir hub'a bağlı anahtarlardan ve sensörlerden oluşur. duvara monte bir terminal, cep telefonu yazılımı, tablet bilgisayar veya bir web arayüzü ile etkileşime giren bir kullanıcı arayüzü ile, her zaman olmasa da genellikle internet bulut hizmetleri aracılığıyla."

Ne diyor?

• Akıllı ev: Evi kendisinin "farkında" kılmak veya ona bir şeyler yapabilme yeteneği kazandırmak.
• Konut: Kendin Yap'a odaklanarak, bunu işte denemeyin:) Anlatmak istediğimiz şey bu gibi görünüyor.
• Bina otomasyonu: Gerçekten de tembel bir inek olarak, kendi yapmak istemediğim şeyi bir bilgisayarın yapmasını istiyorum. Tipik olarak garaj kapısının kontrol edilmesi, ısıtmanın açılması/kapatılması vb. Harika!
• Anahtarlar ve sensörler: Buna evin gözleri ve parmakları gibi bakın, ikisi de olmadan pek bir işe yaramaz.
• Merkez merkez: Yani bu akıllı evin bir beyne ihtiyacı var mı? İlginç. Her şeye hükmedecek tek bir beyin. Bu kontrolör olacak.
• Etkileşimli: Evin kendi hayatı olabilir ama biz onun bir parçası olmak istiyoruz. Burası bizim yerimiz. Bekle, bir evle nasıl sohbet edilir? Bunlar cihazlar/düğümlerdir.
• İnternet bulut hizmetleri: Bundan hoşlanmıyorum, bir yerlerdeki bazı makineler yıkayıcıyı açtığımı bilmemeli. Ama bu kişisel. "Bulut diye bir şey yoktur, başkasının bilgisayarı" olduğunu unutmayın. Bekle, bir hizmet bir bilgisayardan çok daha fazlasıdır. Uçakla seyahat etmek, kendi uçağına sahip olmaktan daha fazlasıdır. Ancak DIY yönü, dışarıdan yardım/hile yapmaktan kaçınacaktır.

Özetlersek şu sonuca varıyoruz: Ev aletlerimi istediğimi yapacak şekilde sipariş etmek için bir ekran koymak istiyorum. Hemen hemen ne bekleyeceğimiz.

Dostça bir hatırlatma olarak, protokoller, satıcılar, tedarikçiler ve benzerleri gibi teknik konuları ele almayacağız. Bu bir DIY projesidir. Kendim bir hobici olarak, o galaksiyi oluşturan öğelerin tüm ayrıntılarını bilmiyorum. Evimi bilmek, başlamak istediğim yer. Bu nedenle çoğunlukla kişisel deneyimimi paylaşacağım.

Ancak, istediğimiz bu olmadığı için pazardaki tüm paketlenmiş çözümleri görmezden geleceğim. Sadece temel kavramları gözden geçirmek istiyorsanız, bu kılavuz yine de kullanışlı olabilir.

Not: Evinizin büyüklüğü bizi ilgilendirmiyor. Gökyüzü limittir. Bu makalenin çoğu, masamda birkaç cihaz bulundurarak yazılmıştır.

2. Adım: Büyük Resim

Kontrol listesi:

• Zaten bazı fikirleriniz var mı?
• Ne modellemek istediğinizi listeleyin: Bina, katlar, odalar, sistemler, aletler…
• Kendinizi rahat hissetmediğiniz şeyleri listeleyin: Belki güvenlik ekipmanlarını veya erişim kontrolünü atlamak istiyorsunuz.
• Öncelikleri koyun: Gerçek DIY için çoğu zaman yalnız olacaksınız. Başarılara odaklanın.
• Maliyeti değerlendirin: Aşırı pahalı veya buna değmediğini düşündüğünüz şeyleri ortadan kaldırın.
• Becerileri değerlendirin: Şu anda 3B olarak hiçbir şey tasarlayamıyorum, yine de bu, elde etmek istediğim bir beceri.

Eğer bu kadar uzaktaysanız, şimdi neyi başarmak istediğinize dair oldukça iyi bir fikre sahip olmalısınız. Bu talimat için kendi deneyimim hakkında bir şeyler üstleneceğim:

• Evin kabaca 15 odası var. Bu "bir şeye başlamak" için oldukça fazla.
• Isıtmaya odaklanacağım: sıcaklığı izle ve ısıtmayı aç/kapat.
• Ali Express'ten ucuz D1 Mini klonları kullanıyorum. Birkaç ay önce havyam bile yoktu.
• Bunu gerçekten kullanmak istiyorum, "evin etrafına kurulu 3D baskılı muhafazalar" a ulaşmaya çalışacağım. Henüz ulaşılamadı…
• "Eş kabulü"nün bir boyutu var. Bu kullanışlı VE kullanılabilir olmalıdır.

Geçmişte Raspberry Pi, bir LCD ekran, bir çift anahtar ve bir röleye dayalı bir Garaj Kapısı Açıcı oluşturduğumu unutmayın. Bazı Python kodları bunu birbirine yapıştırır. Bir dereceye kadar, uygun bir mimariye sahip olmak için bunu bu talimatla birleştirmek istiyorum. Bu "eş kabulü"nün bir parçası, ev otomasyonu tek bir arayüzden yapılmalıdır.

3. Adım: Yerinizi Modellemek

bazı teori

Ev otomasyonu, her şeyi bilmesine izin verilen bir denetleyici olduğunu varsayar. Ayrıca siparişlerinizi eve iletecektir.

Cihazlar her yere yayılacak. Nerede olmalarını istediğini bilsen iyi olur.

Yerinde bir akıllı kontrolörümüz olduğunda, cihazlarla iletişim kurabilmelidir.

WiFi, çok yaygın olmasa bile gitmenin doğal yoludur. Seçmesi zor olan çok fazla protokol var.

sorumluluk reddi

Evet, bu teknik oluyor, üzgünüm. Zaten gerçek şeyleri göstermek istiyorum, bu yüzden fiziksel ve yazılım bileşenlerine ihtiyacımız var. Yine aslında ne kullandığımdan bahsediyorum. Üzgünüz, bu tür konuları çözmenin pek çok yolu var:-O

Bunu bir sonraki seviyeye taşımak

Artık "denetleyici" ve farklı "düğümler" arasında iletişim kurmanın birçok yolu var. Planlama hakkında, bunun evinizde nasıl çalışması gerektiğini zaten tanımlayın. İletişim ortamının tanımlanması, kontrolör ve cihazların nereye yerleştirileceğini tanımlamaya yardımcı olacaktır.

• Kontrolör ve cihazlar arasındaki bağlantılar: Kablosuz mu yoksa kablolu mu?
• Güç kaynağı: Duvar prizinden, akülü veya güneş enerjisiyle şarj edilmiş olabilir mi?
• Durum: Kabloların uzanabileceği bir alfa donanım olan tezgahınızda bir test mi yoksa mobilya/cihazlara entegre etmek mi istiyorsunuz?

Aşağıda açıklandığı gibi, örnek için Homie-ESP8266'yı kullanacağız. Bu, WiFi ve MQTT kullanan ESP8266 denetleyicileri için bir bellenimdir. Yazarı tarafından şöyle anlatılır:

"Fiziksel bir donanım parçasının (Arduino, ESP8266…) örneğine cihaz denir. Bir cihazın mevcut yerel IP, Wi-Fi sinyali vb. gibi cihaz özellikleri vardır. Bir cihaz birden fazla düğümü açığa çıkarabilir. örneğin, bir hava durumu cihazı bir sıcaklık düğümü ve bir nem düğümü gösterebilir. Bir düğüm birden fazla düğüm özelliğine sahip olabilir. Sıcaklık düğümü, örneğin gerçek sıcaklığı içeren bir derece özelliğini ve bir birim özelliğini gösterebilir. Düğüm özellikleri aralıklar olabilir. Örneğin, bir LED şeridiniz varsa, LED'leri bağımsız olarak kontrol etmek için 1'den 10'a kadar bir düğüm özelliği ledine sahip olabilirsiniz. Düğüm özellikleri ayarlanabilir. bir sıcaklık sensörü: bu ortama bağlıdır ve değiştirmek mantıklı olmaz. Ancak, termostat durumunda derece özelliğinin ayarlanabilir olmasını isteyeceksiniz."

Özet

İhtiyacınız olan:

• Ev otomasyon sunucunuzu barındıran tek bir merkezi kontrolör. Raspberry Pi'de PiDome kullanacağım.
• Evinizi izlemek ve onunla etkileşim kurmak için bir veya daha fazla cihaz. D1 Mini ve Homie kullanacağım.
• Tüm bunları birbirine bağlayan bir ağ.
• Cihazlara nasıl güç sağlanacağına karar verin (pil, adaptör, ana cihazdan…). Test için bilgisayarın USB bağlantı noktasını (ve seri hata ayıklamayı) veya bir telefon şarj cihazını kullanıyorum.

Adım 9: Denetleyici Hakkında…

donanım parçası

Evimizin efendisi olarak hareket etmesi için bir Raspberry Pi kullanacağız. RPi şunlardan sorumlu olacaktır:

• Evle ilgili verilerin tutulması
• Cihazlardan gelen verileri toplama
• Verilerin kullanıcıya sunulması
• Cihazlara sipariş gönderme

Donanım açısından bakıldığında, tüm bunları yapmak için tek başına RPi yeterlidir. Neredeyse bağımsızdır ve bodrumunuzdan mutlu bir şekilde koşacaktır (Hey! Bu bodrumdaki ilk ev veri merkeziniz mi?!:-D).

Biraz paket alın (RPi, güç kaynağı, SD kart…) ve hazırsınız.

WiFi hakkında not: RPi'yi WiFi üzerinden çalıştırmak mümkündür, ancak standart RJ45 kablosu kullanarak ev yönlendiricinize bağlamayı çok daha kararlı buluyorum.

RPi Zero hakkında not: Yapmanız gereken tam donanım seçimi, ne istediğinize bağlıdır. Bir RPi Zero da bu iş için bir RPi 3 kadar iyi görünüyor. Sıfır çok daha ucuzdur ancak işi halletmek için çok daha küçük parçalar gerektirir. Ancak, gömülü cihazlar söz konusu olduğunda en iyi seçimdir. En yeni Raspberry Pi Zero W artık WiFi ve Bluetooth ile birlikte geliyor!

Yazılım bölümü

RPi tek kartlı bir bilgisayar olduğundan, disk/cpu/ram açısından oldukça sınırlıdır. Bu amaçla hafif Linux merkezli işletim sistemlerine güveniyoruz. Bu iş için Raspbian, bir RPi için varsayılan işletim sistemi türü olduğu için muhtemelen en iyi seçimimizdir.

Ev otomasyonu hakkında konuşmak, cihazları yönetmek için bu ekstra yazılıma ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Benim seçimim PiDome (indirme).

Adım 10: Cihazlar Hakkında

donanım parçası

Aşağıdaki adımlar Wemos D1 Mini'ye (veya daha ucuz klonlara:)) dayanacaktır. Bu mikro denetleyiciler, bir ESP-8266 modülünü temel alır. Bu, tek bir küçük tahtada (34.2mm * 25.6mm) bir araya gelir: WIFI, CPU, RAM, Flash, Dijital pinler ve 10 gr'lık bir pakette bir analog pin. Daha fazla flaş alanına ihtiyacınız varsa, Wemos D1 Mini Pro'yu kontrol edin. Röle, DHT22, buton, OLED ekran eklemek için kalkan satın alabilirsiniz… Bunlardan biri de cihazın tamamen kablosuz çalışmasını sağlayan pil kalkanıdır.

Birkaç mini lehimsiz devre tahtasına ve atlama teline sahip olmak, gelecekteki evinizin prototipini oluşturmanıza yardımcı olacaktır. Cihazlarınız için özel kasalar istiyorsanız, 3D tasarım hakkında bilgi ve bir 3D yazıcıya erişim, geekness seviyenizi daha da artıracaktır. Ancak bazı sensörler, LED'ler, dirençler, kapasitörler vb. alamazsanız ev otomasyonu ne olabilir?

"Ofis cihazımı" resime dahil ettim, basit bir breadboard + D1 Mini + DHT22 + OLED ekran. LED ve IR öğeleri şu anda kullanılmamaktadır.

Yazılım bölümü

ESP-8266 oldukça yaygın bir çip olduğundan, bunun için çok sayıda eskiz bulacaksınız. Tembel olacağım ve Marvin Roger'ın mükemmel Homie for ESP-8266 yazılımını kullanacağım. Ancak bu talimat, Homie için bir rehber değildir.

Adım 11: Cihaz Muhafazası

Muhafazalar ne beklediğinizle ilgilidir. Breadboard, karton (Garage Opener alfa modelim gibi), up-cycled kutular (vida kutusundaki Garaj Açıcım), proje kutuları veya 3D yazıcı muhafazaları gibi şeylerden daha önce bahsetmiştim. Her zamanki gibi sınır sizin hayal gücünüz.

Dağıtmayı planladığınız elektroniklere uymanız gerekeceğini unutmayın. Ne kadar büyük olursa olsun, daha küçük, hayır anlamına gelir.

Sıcaklık veya ışık gibi çevresel öğeleri izliyorsanız, akıllıca yerleştirdiğinizden emin olun. Bir sensörü düz güneşe koymak, muhtemelen (neredeyse) ne pahasına olursa olsun önlemek istediğiniz şeydir. Bir PIR sensörü yerleştirmek aynı hikaye, aralığın iyi olduğundan ve beklediğiniz her şeyi kapsadığından emin olun.

Aşağıdaki varsayımlar bağımsız, pille çalışan bir sıcaklık/nem monitörüne dayanmaktadır.

Tipik bir cihazın şunları paketlemesi gerekir:

• D1 Mini olan örneklerimiz için bir mikrodenetleyici, boyut: 34,2 mm * 25,6 mm
• 0 ile birçok sensör arasında bir DHT22 alalım: 27mm x 59mm x 13.5mm
• Güç kaynağı, D1 Mini 5V gerektirir, Pil Kalkanı kullanmak bir plana benziyor: 34,2 mm * 25,6 mm
• Pil takımı, pil kalkanı için 3.7v Lityum pil paketine bir göz atacağız: 40mm * 25mm * 6mm
• Kablolar, anahtarlar, LED'ler için biraz yer… Sadece AliExpress'ten birkaç çeşit ürün alın (LED'ler, atlama telleri, dirençler).

Yine, kendinizi rahat hissedeceğiniz yolu seçin.

Kendime not: Biraz 3D tasarım öğrenme zamanı:-(

Adım 12: Son Sözler

Bu son bölümü yazma zamanı geldiğinde "Ne elde edildi?" diye merak ediyordum.

Cevap oldukça basit ve konuyu takip ediyor: Kendinize biraz zaman ayırın ve bir şeyler planlayın. Bu, tüm projeyi çok daha tutarlı hale getirecektir. Ev otomasyonu, yerel mağazadan kablosuz bir elektrik prizi satın almak kadar basit değildir. Bu çok daha fazlası.

Bu aşamada hala tasarrufların ne olduğunu merak ediyorum. Gerçekten umursuyor muyuz?

Bu öğretici miydi? Oldukça fazla, başarı elde edildi!

Lütfen diğer talimatlarımı kontrol edin, daha pratik olanları yazmayı planlıyorum. Bunu yazmak için zaman ayırmayı çok sevdim.