Как я пилю умный дом ч.2⁠⁠

В продолжении темы вчерашнего поста, делюсь опытом внедрения устройств и граблями, на которые наступал в процессе.

Основными вопросами был:

Какая задача стояла изначально? Сформирую несколько проблем, которые хотелось решить:

1. На участке находится скважина, не глубокая, в связи с чем, после непродолжительной работы насоса, вода заканчивалась и насос начинал работать в сухую. Приходилось бежать к насосу либо к автоматам и выключать его.

2. Так же на участке есть несколько емкостей с водой, и бывали случаи, когда забывали выключить насос и вода начинала вытекать.

3. В межсезонье на даче холодно и приезжать в холодный дом, включать обогреватели и ждать около часа, пока все прогреется не хотелось.

4. Как наверное в любом СНТ, бывают случаи отключения электричества и если отключение долгое, то нужно что-то решать с холодильником, увозить продукты. Хотелось сделать уведомления в виде смс или телеграмм сообщений.

5. Ну и в процессе, захотелось автоматически управлять светом, выключать свет в туалете если никого долго нет, включать уличный свет по движению, получать какие-либо другие уведомления, например о движении на участке и т.д.

Почему не использовал Home assistant? (ПО для связывания умных устройств и управления ими)
На самом деле, таких систем великое множество и выбирать есть из чего. У всех есть плюсы и минусы и самым распространенным наверное является Home assistant. Была идея использовать его в качестве основной системы, но на руках был только Raspberry pi zero W. который я купил в 2021 году за 700р. и которому как раз нашлось применение.

У него на борту всего 512 МБ оперативной памяти. И что-то тяжелое он однозначно не потянет. В комментариях писали, что устройств с 1 гб ОЗУ для всего хватает, но почитав тематические форумы понял, что нужно минимум 2 гб, даже если не применять большое количество плагинов.
И напомню, что я еще в процессе работ и не сделал даже половины из намеченного. Возможно в будущем обзаведусь каким-нибудь мини-сервером, желание есть.

Так же были комментарии, что готовые решения вышли бы дешевле. Возможно это так, но у готовых решений ограничен функционал и удовлетворить все хотелки врятли бы вышло.

Теперь обо всем по порядку

Остановились мы на том, что объединили устройства в одну сеть и подключили к MQTT брокеру. Теперь начнем с управления с телефона. Для этого подойдет любое приложение, которое может получать и отправлять MQTT сообщения. У всех них есть плюсы и минусы, можно выбрать любое, которое понравится фукционалом и визуально. Я остановился на IoT MQTT Panel.
После настройки в нем подключения к брокеру, необходимо добавить нужные вам кнопки, графики, индикаторы состояния и т.д.

Первым делом я добавил одно реле, которое будет управлять насосом и уже прошил в Tasmota.
Контроллеры ESP имеют так называемые GPIO, порты ввода/вывода, к которым подключаются датчики, кнопки, реле. Здесь так же не буду углубляться, скажу только что в готовых устройствах само реле привязывается к одному из GPIO и в настройках Tasmota нужно настроить режим его работы как Relay.

Теперь можно управлять этим реле по MQTT по беспроводной связи. Напомню: для общения по MQTT используются топики (Topic - условно тема сообщения) и само сообщение. Для управления реле нам нужно отправить на него MQTT сообщение которое выглядит следующим образом:
cmnd/relay1/POWER ON, где

relay1 это название устройства в настройках Tasmota
POWER это выход устройства relay1. Если на этом устройстве несколько реле можно управлять ими отдельно используя POWER1, POWER2 и т.д.
ON - наше сообщение для включения реле, может быть OFF для отключения или TOGGLE для переключения.

В ответ на эти сообщения Tasmota отправляет брокеру состояние данного выхода в топик stat/relay1/POWER с сообщением ON или OFF

В приложении, в поле Topic пишем cmnd/relay1/POWER
Payload ON - ON
Payload OFF - OFF
Subscribe Topic, это топик, подписываясь на который мы будем получать актуальное состояние нашего реле. В нашем случае stat/relay1/POWER

Ну и дальше на ваше усмотрение можно выбрать разные иконки, цвета. Можно включить запрос перед отправкой сообщения, который защитит от случайных нажатий. В конечном счете у нас появится первая кнопка.

Не знаю, нужно ли так подробно расписывать, но когда делал все это сам, очень долго собирал информацию, потому что совсем не было опыта и информации одновременно много в целом, но мало по конкретным темам. Надеюсь кому-то это пригодится.

Теперь мы можем включать устройства с телефона в домашней сети. Двигаемся дальше.
В процессе поиска системы для автоматизации всего что у меня будет, наткнулся на Node-red. Дальше речь пойдет о нем. Ни разу не пожалел о своем выборе, так как система может построить практически все сценарии, которые могут придти в голову. Оправка и получение данных по MQTT, работа с Telegram ботами, скачивание и отправка в интернет любой информации, интеграция с Алисой, Zigbee, SmartTV (по крайней мере с моим LG на WebOS), работа с почтой, ModBus, SNMP и многое дрегое. А строится все управление путем создания так называемых Нод и их соединения. К тому же абсолютно бесплатна и не требовательна к ресурсам.

И так я начал решать свою первую задачу с насосом. Напомню, что вода в скважине, после непродолжительной работы насоса заканчивается и нужно было сделать периодическое включение/отключение насоса. Но это время всегда разное. В какие-то дни можно качать по 10 минут, а в какие-то вода заканчивалась через 2-3 минуты. То есть нужно оставить возможность регулировки интервалов включения.

Сначала надо настроить приложение чтобы оно отправляло сообщения с разными цифровыми значениями на нужный топик. Для этого в приложении есть виджет Slider (ползунок).

Нужно задать топик для отправки. Его будет считывать Node-red, поэтому мы можем написать все что угодно. Например control/relay1. Payload min и payload max это крайние состояния ползунка. Для себя я сделал от 0 до 10 это мои минуты для управления. Slider step это шаг значений. Factor это наш множитель, который будет применяться к нашему числу для отправки. Unit просто обозначение наших единиц на виджете.

Теперь с помощью приложения мы отправим брокеру сообщение с топиком control/relay1 и значением от 0 до 10. Нужно обработать его в Node-red и отправить на реле. Переходим в Node-red. Его установка подробно описана на сайте, ее описывать не буду. После установки переходим на страницу его настройки по ip-адресу. Web-интерфейс выглядит так

Слева доступные ноды. Они выставляются на рабочую область и соединяются линиями. Есть ноды со входом, есть ноды с выходом, есть ноды у которых есть вход/выход. Немного про ноды

• Switch позволяет разделять пути для сообщения, что-то вроде условия IF в языках программирования.

• Delay добавляет задержку сообщениям или служить как фильтр выдавая сообщения определенный промежуток времени.

• Trigger позволяет отправлять сообщение через определенный промежуток времени если не было "Стоп" сообщения.

• Inject запускает внесенное сообщение вручную, служит для отладки. Но так же может отправлять сообщения по расписанию или с определенным интервалом.

• Function для обработки сообщений с помощью ЯП JavaScript

Debug выводит сообщение в окно Debug, в правом краю окна. Служит для отладки.

и многие другие, с разными функциями.

Для получения сообщений MQTT используется нода mqtt in, для отправки mqtt out. После добавления ноды mqtt in в ее свойствах указываем параметры брокера. Добавляем нужные ноды и нажимаем Развернуть. Если ноды mqtt настроены правильно, то под ними появится надпись connected или подключен.

Теперь если сменить положение ползунка в приложении на нужное количество минут, насос будет включатся на заданное время и останавливаться на 4 минуты. Этого времени достаточно чтобы вода набралась и можно было включать снова. На самом деле эта функция реле очень облегчила жизнь. И не думаю что готовые решения могли бы предоставить мне такие возможности по такому же бюждету.

В следующих постах расскажу как делал отключение насоса по поплавкам в баках, получал события от камер и планах на будущее.