Умный дом для чайника

[Alexey N]

Приветствую участников форума! Наверное не совсем удачное название выбрал для темы. В общем чайник это я. В первой же созданной мной теме, мое желание создать умный дом назвали фикцией . И я с этим, в принципе, согласен. Проект умного дома пока только проект. Дом строится медленно и печально и впереди у меня есть как минимум пару лет, чтобы мое желание из фикции превратилось в реальность. Хотел бы обсудить концепцию своего умного дома.
Для меня в первую очередь умным будет являться дом, который при отключении электричества и интернета не превратится в нежилое помещение. И из этой идеи я исхожу. Все умные устройства в моем доме будут призваны облегчить жизнь, привнести некоторый комфорт, но никак не являться центром жизнеобеспечения. Где-то мне попадалось такое выражение "свистелки и перделки". Вот в моем понимании умный дом это именно свистелки. То есть заказывать разработку и установку профессиональным разработчикам я не готов, но если получится разобраться и сделать своими руками, то будет просто прекрасно. Концепт пока действительно сырой, многие вещи до конца не продуманы, но в процессе изучения становится все более понятно. И одна из понятых вещей это необходимость иметь расширяемую систему. То есть, чтобы в нее можно было добавлять устройства по мере их изготовления/изобретения и делать это безболезненно. Поэтому очевидный выбор это сеть беспроводных устройств. Начинал я с использования радиомодулей nRF24l01, но как-то не срослось. Хочу рассмотреть вариант с использованием ESP8622. Собственно так я и оказался на вашем форуме.
Умный дом будет состоять из отдельных автономных устройств. Каждое из них выполняет свои определенные задачи, а данные о своем состоянии (температура на улице, уровень воды в накопителе) отправляет на мастер-модуль (это я его так называю). Мастер-модуль это ардуино Мега с эзернет-шилом, СД-картой и модулем времени. Мастер модуль в определенное время опрашивает автономные устройства и полученные данные записывает на СД-карту. Алгоритм я представляю такой:

08 часов
Опрашиваем модуль уровня воды (это некие функции в которую входит запрос, ответ и запись на карту)
Опрашиваем модуль температуры
16 часов
Опрашиваем модуль температуры
24 часа
Опрашиваем модуль уровня воды
Опрашиваем модуль температуры
Опрашиваем модуль монитора энергопотребления.

В качестве средства визуализации мне очень понравился Мажордомо. Я не планирую использовать его функционал на полную, так как компьютер у меня как правило не работает круглые сутки, а хочу использовать как базу данных и средство визуализации. При запуске Мажордомо он будет подключаться к мастер-модулю и копировать данные с СД-карты в собственную MySQL базу данных. И соответственно выводить всякие красивые и полезные графики.
С исполняющими устройствами у меня нет вопросов. Освоение Ардуино позволяет достаточно просто и быстро сделать почти все что угодно. Но объединение всех этих устройств в единую сеть, у меня пока не очень получается. И первоочередной вопрос, на который хотелось бы ответить это как правильно организовать беспроводную сеть, подходящую для моих целей? Подойдет ли мне ESP8622? Или это перебор и все-таки стоит упираться в капризные радиомодули? Как правильно организовать получение данных мастер-модулем? Есть опять же несколько вариантов. Можно организовать передачу по запросу, а можно сделать так чтобы модули слали информацию беспрерывно, а мастер-модуль будет ловить ее в нужное время. Тоже пока не ясно.
Жду вопросов, советов, просто комментариев. В реальном мире у меня, к сожалению, нет знакомых, которые имели бы хоть какое-то отношение к электронике, поэтому интеренеты это единственный источник информации для меня.

 

[=AK=]

Дом строится медленно и печально и впереди у меня есть как минимум пару лет

Значит, у вас еще есть время проложить кабели.

Беспроводная связь имеет смысл только в двух случаях:
- Неответственное/вспомогательное применение
- Трудно/дорого проложить кабель

Ну а пока дом строится, кабель проложить и нетрудно, и недорого.

 

[Юрий Ботов]

Внесу немного своего сумбура в логику умного дома.
1. Все датчики потребляют электричество. Если вы тянете к ним питание - заодно протяните и сеть, она надежнее любого радиоканала. Если внешнее питание в принципе недоступно - тогда ставьте RF, причем не обязательно WiFi. В любом случе вам придется учитывать необходимость минимизации потребления, а потому наиболее логична схема "датчик спит, потом просыпается, проверяет параметры, отсылает их на сервер и потом опять 'надолго' засыпает".
2. Есть датчики и "управленцы" правильность действия которых существенно влияет на безопасность жилья и карман хозяина: управление входной дверью, окнами, элементы пожарной сигнализации, сигнализации воды на полу, температура в парилке бани и многое другое. Такие вещи надо делать исключительно на проводах, да еще и резервировать... И понимать что ни один контроллер не в состоянии работать под водой или при температуре внешнего воздуха 130 градусов, каким бы хорошим он не был.

 

[=AK=]

проложите кабель ethernet вместе с сетевым

Необходимо сделать два уточнения:
- Сигнальные кабели надо прокладывать в отдалении от сетевых.
- Эзернет надо проложить в любом случае, независимо от того, "умный" дом или нет. А для "умного дома" дополнительно надо проложить еще один кабель, или KNX, или Cat5/Cat6.

 

[Alexey N]

По поводу проектирования сверху вниз я вроде написал. Система "умный дом" должна предоставлять информацию о том, что происходит в доме, облегчать настройки различных приборов, но при этом не оказывать решающего влияния на системы жизнеобесппечения. Это если в самых общих чертах. Более подробно нарисовано на схеме. Еще более подробно это уже схема каждого устройства и его программирование. @nikolz, Вы уже назвали мою идею фикцией, а меня дилетантом. И я даже не буду с этим спорить, но не могли бы Вы ответить, почему мой подход не является "системным"? Что именно я упускаю из виду? Этап проектирования дома я уже прошел и могу со всей ответственностью сказать, что сначала утвердить проект дома, а потом решать из кирпича он будет или из бревна, это даже не дилетанство, а слабоумие. Какое-то общее представление о конечном результате должно быть с самого начала.
Удивительно видеть на форуме, посвященном беспроводным коммуникациям, единогласные советы проложить кабель Я, честно говоря, думал про такой вариант, и проложить кабель пока строится дом, действительно не очень сложно. Тем более, что локальная сеть с мультимедийным сервером у меня запланирована. И питание к датчикам я планировал подводить от сети 220. Но этот вариант я оставил на самый крайний случай, если не сумею разобраться ни в одной беспроводной сети. Меня в беспроводной системе очень привлекает возможность ее безболезненного расширения. С кабелем такого не сделаешь.

 

[tretyakov_sa]

В реальном мире у меня, к сожалению, нет знакомых, которые имели бы хоть какое-то отношение к электронике, поэтому интеренеты это единственный источник информации для меня.

, интернет это только средства связи. Звоните мне по скайп познакомимся.
Посмотрел вашу схему, Сложно придумано.
Может просто все устройства к роутеру на прямую. Все arduino в топку.

 

[=AK=]

Что именно я упускаю из виду?
....
И питание к датчикам я планировал подводить от сети 220.

Если вы планируете, что ваши датчики будут питаться святым духом, то, конечно, приведенная вами структура хороша.

У вас примерно половина датчиков находится на улице. Как вы к ним планируете подавать питание? Вы собираетесь по всему участку расставить сетевые розетки в уличном исполнении, в которые будут воткнуты блоки питания, скажем, на 5В, но не обычные, а какие-то в пылебрызгозащитном исполнении? Или вы собираетесь поставить эти блоки питания где-то внутри дома, а к датчикам вести низковольтным кабелем? Или у вас датчики будут от батареек питаться, и заменять батарейки раз в несколько месяцев вам не в лом? Или каждый датчик будет питаться от своего аккумулятора, подзаряжаемого от маленькой солнечной панели?

Кабельные системы для "умного дома" в одном кабеле передают и сигнал, и питание. Вы делаете ставку на так называемую "беспроводную систему", в которой по факту все равно к каждому узлу приходит кабель - но с одним только питанием, без сигнала.

 

[tretyakov_sa]

Вы делаете ставку на так называемую "беспроводную систему", в которой по факту все равно к каждому узлу приходит кабель - но с одним только питанием, без сигнала.

И это правильно!

 

[Atom]

И это правильно!

С чего это правильно? Если есть возможность пробросить провода с питанием, то совсем уж глупо не позаботиться хотяб о паре жил для данных. Совсем другое дело если где то уже есть ТОЛьКО провода питания и ничего более. Точнее електричка в X-вольт(например робот-пылесос). То да - использовать беспроводное разумно.

PS: хоть парнишка еще не дошел до глубокой логической структуры своей постройки, уже имеют какую либо концепцию, которую собрался реализовать, но этот топик уже превращается в срач.

 

[Alexey N]

@Atom, разве это срач? По-моему пока это просто обсуждение. Да и тему я изначально обозначил как годную для срача . Мне действительно интересно услышать мнение людей, которые разбираются в вопросе. И в принципе я вижу смысл в этом обсуждении. Мне, например, указали на возможность постройки проводной системы. Я правда про этот вариант уже знал, но нигде это не написал и вполне могло оказаться так, что это было бы для меня открытием. Да и сейчас я уже не настроен так категорично против проводов. Но все-таки хотелось бы попробовать сделать беспроводную систему. Скорее всего это кончится тем, что я закажу у китайцев парочку ESPшек, да и просто попробую. Как я собственно и сделал с нРФ24. Не получится, не понравится, буду думать про провода.
@=AK=, я опять же не описал все нюансы. Сложно так сразу взять и одном первом посте описать все, что уже придумано. Устройства располагаются не на участке а в доме. Что-то на чердаке, что-то в котельной, погодный модуль, естественно будет вынесен на улицу, но будет расположен под скатом крыши. Каждое устройство это законченная конструкция в корпусе и со своим блоком питания на 5 вольт.
На картинке приложил схему модуля уровня воды в баке накопителе, как наиболее проработанный и оттестированный.
@tretyakov_sa, Я так понимаю, пока только Вы отговариваете меня от данной схему. Глядя на приложенную схемку, скажите можно ли реализовать такое только на ESP? И Вы написали, что "сложно придумано". Я тоже сторонник простых и понятных вещей, и если придумываемую мной систему можно как то упростить, то я с удовольствием готов обсудить. Только Скайп я, к сожалению, не освоил. И мне удобнее общаться в режиме форума, чтобы была возможность обдумать ответы, найти какую-то информацию.

 

[tretyakov_sa]

Глядя на приложенную схемку, скажите можно ли реализовать такое только на ESP? И Вы написали, что "сложно придумано". Я тоже сторонник простых и понятных вещей, и если придумываемую мной систему можно как то упростить, то я с удовольствием готов обсудить. Только Скайп я, к сожалению, не освоил. И мне удобнее общаться в режиме форума, чтобы была возможность обдумать ответы, найти какую-то информацию.

В приложенной схеме регулятора уровня, замените arduino на ESP8266 все что у вас делает arduino сделает и ESP, только появится wifi подключение. Зачем нужен центральный блок не понятно? Хотя, если очень хочется его тоже на ESP можно сделать. Какие реле для насоса используете и для сирены?

 

[Alexey N]

Самая большая проблема перехода с ардуино на ЕСП это как я уже понимаю количество пинов. Для данного модуля нужно 5 пинов, один из которых аналоговый (2 пина датчик уровня + 1 пин реле насоса + 1 пин реле сирены + 1 аналоговый пин на LM3914). Вдогонку еще вопрос. Это будет необходимо работать с какой-то прошивкой? Или можно обойтись простым программированием как для ардуино? Пока меня пугают только эти самые прошивки. Мне-то по сути нужен достаточно простой код.
Реле использую твердотельные. Для насоса: Новый твердотельные реле SSR 50DA 3 32VDC 50A / 250 В выход 24 380VAC вт / обложка купить на AliExpress. Для сирены (самый громкий и противный дверной звонок, который я смог найти): 10 ШТ./ЛОТ Новый оригинальный твердотельные реле G3MB 202P DC AC PCB ССР В 5VDC, 240 В AC 2A купить на AliExpress
Центральный блок служит для сбора информации. Энергосбережение мне не чуждо и компьютер не включен целыми сутками. Поэтому на центральный блок возложена функция опроса датчиков в определенное время, запись полученных данных на СД карту и передача этих накопленных данных в компьютер, когда он включается. Дальнейшим хранением базы данных и средством визуализации будет служить Мажордомо.

 

[tretyakov_sa]

Самая большая проблема перехода с ардуино на ЕСП это как я уже понимаю количество пинов. Для данного модуля нужно 5 пинов, один из которых аналоговый (2 пина датчик уровня + 1 пин реле насоса + 1 пин реле сирены + 1 аналоговый пин на LM3914). Вдогонку еще вопрос. Это будет необходимо работать с какой-то прошивкой? Или можно обойтись простым программированием как для ардуино? Пока меня пугают только эти самые прошивки. Мне-то по сути нужен достаточно простой код.
Реле использую твердотельные. Для насоса: Новый твердотельные реле SSR 50DA 3 32VDC 50A / 250 В выход 24 380VAC вт / обложка купить на AliExpress. Для сирены (самый громкий и противный дверной звонок, который я смог найти): 10 ШТ./ЛОТ Новый оригинальный твердотельные реле G3MB 202P DC AC PCB ССР В 5VDC, 240 В AC 2A купить на AliExpress
Центральный блок служит для сбора информации. Энергосбережение мне не чуждо и компьютер не включен целыми сутками. Поэтому на центральный блок возложена функция опроса датчиков в определенное время, запись полученных данных на СД карту и передача этих накопленных данных в компьютер, когда он включается. Дальнейшим хранением базы данных и средством визуализации будет служить Мажордомо.

ESP сама прекрасно может хранить лог данные. Ног 11 цифровых с возможностью шима на каждой ноге , 1 аналоговый вход. Так что хватит для такого устройства. Прошивку можно писать в точности как в Arduino. Для экспериментов с кодом и макетом возьмите Wemos d1 R2 доска развития WiFi esp8266 программа совместима Arduino UNO Arduino IDE по c китайского склада, если купите с европейского доставка будет 10 дней, но цена будет дороже. Сэкономите кучу времени и денег. Если подумать, то и можордомо не понадобится.

 

[Alexey N]

Я уже в прошлой теме спрашивал, но не понял ответ. Вот эта данная плата. Чем она лучше использования вот таких переходников Бесплатная доставка 3 шт./лот = 1 ШТ. PL2303 + 1 ШТ. CP2102 + 1 ШТ. CH340 USB К TTL купить в магазине MT Technology Co., Ltd.  на AliExpress ? Ведь отлаженный код потом все равно переносить на рабочий модуль?

 

[=AK=]

Вот эта данная плата. Чем она лучше использования вот таких переходников

Тем, что на ней все есть. Не надо париться с источником питания, правильной схемой подключения, резисторами, джамперами и прочей мутотой. Воткнули в USB и работаете, нарабатываете свой код очень быстро и без головной боли. А уж когда наработаете, тогда и перенесете. Если захотите.

По мне, так лучше вообще NodeMCU плату использовать - на ней тоже все есть, с Ардуино IDE полностью совместима, а стоит ненамного дороже "голого" ESP-12F модуля. Вот прямо на такой плате все и делать, как на breakout board, по образу и подобию Ардуино Нано, только с WiFi на борту.

 

[nikolz]

проект должен включать детальное описание всех функций и алгоритмов, которые Вы хотите реализовать, описание интерфейсов, тестов, спецификацию, структуру, смету.
Вы все это уже сделали?
Нет. Полагаю потому, что Вы и понятие об этом не имеете, как и о сложности разработки реального проекта.

 

[Alexey N]

@nikolz, Вы один из тех людей на форумах, которые считают своим долгом объяснять новичкам, что они никто и звать их никак? С какой целью Вы в каждом своем сообщении указываете на то, что я не разбираюсь в вопросе? И это при том, что я это обозначил сам с самого первого своего поста.
Да, я новичок. У меня нет пока четкого понимания о конечном результате. Я начал с описания общей концепции. Могу представить подробное ТЗ, только зачем? Вы же на любой мой коментарий можете написать, что я не разбираюсь в спецификациях и интерефейсах и сам не знаю чего хочу. Однако, с Вашего позволения, я бы задержался на форуме и попытался чему-то научиться у тех людей, которые не считают зазорным ответить на несколько вопросов или подсказать где найти нужную информацию. Я готов потратить время на изучение ESP, как когда-то начал изучать ардуино не имея никакого представления о программировании и электронике. Мне несложно заказать пару модулей на алиэкспрессе и попробовать уже вживую покрутить их и попытаться с ними разобраться.
Кстати, Homekit apple я посмотрел. Вполне обычное "Спустите воду в унитазе через интернет. Теперь по цене айфона" Да впрочем 90% любого умного дома это "смотреть на изменения температуры в туалете"

 

[nikolz]

@nikolz, Вы один из тех людей на форумах, которые считают своим долгом объяснять новичкам, что они никто и звать их никак? С какой целью Вы в каждом своем сообщении указываете на то, что я не разбираюсь в вопросе? И это при том, что я это обозначил сам с самого первого своего поста.
Да, я новичок. У меня нет пока четкого понимания о конечном результате. Я начал с описания общей концепции. Могу представить подробное ТЗ, только зачем? Вы же на любой мой коментарий можете написать, что я не разбираюсь в спецификациях и интерефейсах и сам не знаю чего хочу. Однако, с Вашего позволения, я бы задержался на форуме и попытался чему-то научиться у тех людей, которые не считают зазорным ответить на несколько вопросов или подсказать где найти нужную информацию. Я готов потратить время на изучение ESP, как когда-то начал изучать ардуино не имея никакого представления о программировании и электронике. Мне несложно заказать пару модулей на алиэкспрессе и попробовать уже вживую покрутить их и попытаться с ними разобраться.
Кстати, Homekit apple я посмотрел. Вполне обычное "Спустите воду в унитазе через интернет. Теперь по цене айфона" Да впрочем 90% любого умного дома это "смотреть на изменения температуры в туалете"

-----------------------------------------
Вы же сами просили объяснить и научить. Но то, как Вы отреагировали на мои пояснения говорит об обратном.
Почему?
А Вы прочтите свои высказывания.
То Вы жалеете, что уже потратили столько времени на NRF поэтому вам не надо экономить 150ма ( т е ничего не поняли из моих объяснений, но оправдали свое решение).
Тто Вы заявляете , что уже разработали проект ( а этому учат в вузе не один день )
Т е Все Ваши высказывания показывали, что Вы считаете свои поверхностные решения верными изначально , так как Вы имеете, как Вы выражаетесь, представление об этом.
Верно?
К сожалению Вы не одиноки.
Большинство, приходящих на форум с вопросами именно так и считают.
Типа - я новичок, но я все знаю и мне некогда,
поэтому хочу ответ на свой вопрос здесь и сейчас и что бы я все понял.
--------------------------------------
Я попытался объяснить, что Вы делаете не так и объяснить Вам причину этого.
Судя по Вашему ответу, Вы это поняли и что не так и причину.
Что же касается формы объяснения.
Вы же не написали , в какой форме Вам объяснять.
Возможно она жесткая, но я объясняю так.
Вникайте в суть и не обращайте на форму и будет Вам счастье.

 

[=AK=]

И одна из понятых вещей это необходимость иметь расширяемую систему. То есть, чтобы в нее можно было добавлять устройства по мере их изготовления/изобретения и делать это безболезненно. Поэтому очевидный выбор это сеть беспроводных устройств.
...
Умный дом будет состоять из отдельных автономных устройств. Каждое из них выполняет свои определенные задачи, а данные о своем состоянии (температура на улице, уровень воды в накопителе) отправляет на мастер-модуль (это я его так называю). Мастер-модуль это ардуино Мега с эзернет-шилом, СД-картой и модулем времени. Мастер модуль в определенное время опрашивает автономные устройства и полученные данные записывает на СД-карту.

Требование "иметь расширяемую систему" находтся в противоречии с выбранной вами архитектурой, построенной на основе WiFi и фиксированного мастера, да к тому же с очень ограниченными способностями. До какой-то степени вы свою систему расширите, но вот, например, светом она у вас управлять уже вряд ли сможет. Для таких задач желательно иметь систему, где модули могут общаться между собой напрямую, без мастера. Впрочем, раз уж выбрали WiFi, то децентрализованную надежную систему вроде KNX сделать уже не сможете: выключили питание роутеру - и все сдохло, вот и света не будет.

СД-карта вообще непонятно зачем нужна. Если хотите вести лог, то поручите это дело Мажордому. А записывать данные сначала на карту, а потом отправлять Мажордомы - нафиг это нужно? Никакой от этого пользы, один геморрой.

 

[tretyakov_sa]

Требование "иметь расширяемую систему" находтся в противоречии с выбранной вами архитектурой, построенной на основе WiFi и фиксированного мастера, да к тому же с очень ограниченными способностями. До какой-то степени вы свою систему расширите, но вот, например, светом она у вас управлять уже вряд ли сможет. Для таких задач желательно иметь систему, где модули могут общаться между собой напрямую, без мастера. Впрочем, раз уж выбрали WiFi, то децентрализованную надежную систему вроде KNX сделать уже не сможете: выключили питание роутеру - и все сдохло, вот и света не будет.

СД-карта вообще непонятно зачем нужна. Если хотите вести лог, то поручите это дело Мажордому. А записывать данные сначала на карту, а потом отправлять Мажордомы - нафиг это нужно? Никакой от этого пользы, один геморрой.

Хочу отметит, что пока никакой архитектуры у человека нет, есть только некоторое видение. Способности системы - это функций конкретных модулей. Один модуль управляет светом, другой бойлером, третий открытием жалюзи, четвертый снимает показания со счетчиков или одно устройство делает ряд задач для этой локальной области пространства.
WiFi роутер не является мастером, это устройство которое создает среду общения. Когда вы говорите выключили питание роутер и света нет, это все равно что сказать - порвали шину KNX и света нет.
Если логи нужны, то проще вести их в каждом отдельном устройстве.