Как я пилю умный дом ч.1⁠⁠

Всем привет. Расскажу о своем опыте внедрения на дачном участке устройств умного дома. Для людей, не дружащих с паяльником и компьютером, такой путь покажется сложным, но для меня он превратился в своего рода хобби.

Началось все с того, что я зачем-то заказал 2 умных реле на Aliexpress. Типа вот таких:

Эти реле привязываются через приложение к облачному серверу и позволяют управлять через телефон включением и отключением нагрузки. Так же можно создавать сценарии на включение/отключение по времени. Я отложил их в дальний ящик и благополучно про них забыл, пока не наткнулся на просторах интернета на прошивки Tasmota для таких реле. Вкратце расскажу о начинке:
Наряду с известными всем микроконтроллерами Arduino есть такие контроллеры как ESP8266, ESP32 и им подобные.

Они недорогие, производительные и их легко купить. К ним можно подключать кнопки, датчики, реле и прочее. И эти же контроллеры устанавливают во многие умные устройства, включая реле которые я купил. Это я понял вскрыв корпус реле и осмотрев плату.

Теперь о программной части: на данные контроллеры устанавливаются разные прошивки. Можно установить microPython, можно программировать на них с помощью среды разработки для Arduino. А можно устанавливать готовые прошивки, которые сильно упрощают работу с устройством. В эти прошивки уже встроен Web интерфейс, работа с беспроводными сетями и многое другое. Одна из них это Tasmota и есть несколько довольно простых способов прошить ее на ESP. Готовые модули ESP уже имеют разъем MicroUSB, для голых плат придется приобрести программатор.

С готовыми устройствами типа реле чуть сложнее. Придется вскрывать устройство и искать контакты для подключения программатора, но для многих устройств уже уже инструкции в интернете с распиновкой и подсказками.

Следующие фото взял из интернета, но у меня было точно так же.

Так выглядит внутрянка реле:

Синяя перпендикулярная плата как раз та, на которой ESP8266.

Это она же с обратной стороны:

В правой нижней части видно контакты нашей целевой платы

К этим контактам нужно подпаять провода, которые в последствии подключатся в программатор

Питание 220В на плату подавать не нужно. Контроллер возьмет питание от программатора. Только будьте внимательны, сам контроллер ESP питается от 3,3В. А на программаторе может быть выход только 5В. Тогда нужно будет обеспечить 3,3В от другого источника. Подробно здесь этот вопрос описывать не буду.

После смены прошивки и подключения к Wi-Fi прошивальщик сам отправит нас по нужному ip-адресу и мы окажемся на главной странице нашего устройства

Таким образом мы ушли от облачных серверов, что с одной стороны не дает нам быстро и легко управлять устройством отовсюду где есть интернет. С другой стороны теперь наше устройство никуда не завязано и мы можем делать с ним все что захотим.

Управлять включением/отключением реле из WEB интерфейса и в домашней сети мы теперь можем. Передо мной встали несколько вопросов:

1. Как заставить устройства общаться между собой.

2. Управление устройством через приложение, получать от него обратную связь.

3. Сделать автоматизацию, управление по сценариям и событиям в целом.

4. Удаленное управление из интернета.

Побродив по интернету понял что нужно идти в сторону протокола MQTT. Это протокол передачи данных между устройствами с помощью коротких сообщений.

Если коротко, то каждое устройство может рассылать и получать определенные топики вида
/статус/устройство/№реле "состояние" или команда/устройство/№реле "действие".
Для того чтобы устройства могли общаться между собой им нужен сервер. Слать сообщения напрямую они не могут. Применимо к MQTT сервер называется Брокер

Но брокер сам по себе не управляет устройствами, а лишь является связующим звеном, хранит и передает сообщения. На что поставить брокер? Так как для него не требуется больших вычислительных способностей я решил установить его прямо на роутер. Так как роутер всегда включен и к нему же подключаются беспроводные устройства. Если есть какое-то устройство которое будет работать 24/7 и управлять умным домом, можно воспользоваться им.

У меня уже имелся простенький роутер с 4G модемом. ZBT1626

Прочитав инструкцию на 4pda установил на нее кастомную прошивку OpenWRT. И затем установил на него брокер Mosquitto. В настройках Tasmota вводим ip-адрес mqtt брокера и теперь наши устройства могут общаться меджу собой. В следующих постах расскажу подробнее о настройке MQTT, из чего делал сервер умного дома и какие устройства уже есть в работе