Как я пришёл к "очень умной тепличке"⁠⁠

Одно из моих увлечений - хищные растения, конкретно Венерина Мухоловка и Саррацения. Подробно о первой я уже рассказывал в Мой домашний хищник , но, поскольку я всё же немного понимаю в IT и много ленив, я плавно шёл-шёл-шёл к автоматизации такого сложного процесса как зимовка - и пришёл. Наш маленький дискорд-канал со мной вместе решил что я должен описать свои злоключения по поиску оптимального варианта размещения растений-хищников в условиях Московской квартиры. Основная причина такого желания - нежелание перетаскивать растения в холодильник и именно поэтому основная цель моей работы - зимовка, хотя автоматизации работают в любое время года.

Первая версия теплички предполагала размещение в комнате с использованием стекла окна как поставщика холода и дополнительного охладителя - элемента Пельте. Это такая штука которой даёшь 12 вольт а она с одной стороны греется а с другой охлаждается.  Первые испытания  выглядели многообещающе, вдобавок их используют в автомобильных холодильниках. Увы, без обдува элемент охлаждался сильно, а ёмкость - слабо, а ведь наиболее высокий КПД у него при наименьшей разнице температур на обеих сторонах, то есть надо было как-то отводить холод потому что тепла генерируется больше и его я отводил сразу.

Простой воздуховод можно собрать хоть из картона, но, увы, эксперимент провалился. Пластиковый стеклопакет достаточно эффективно разграничивает температуры, и довести температуру в тепличке до +9 было большим успехом и заслугой бутылок со льдом. Возможно, с обычными окнами такое решение себя оправдывает, но слишком высокая влажность и большое количество "ручных" действий поставили на этой идее крест. Вдобавок, вентиляторы шумели по ночам, а большая коробка на подоконнике воровала свет, хотя и не сильно. Весь "ум" заключался в банальной розетке с управлением по выносному датчику.

В следующем году я решил пойти "от противного" и отправить растения на балкон, обеспечив им нагрев. Основа - тот же технониколь, но если на окне свет пропускало само стекло окна, тут в качестве светопропускающего но теплоизолирующего материала я взял сотовый поликарбонат - материал, из которого делают теплицы. Греющий элемент - инфракрасный тёплый пол. Греет предметы на которые направлен, сам даже при комнатной температуре не прогревается выше 50 градусов, производительность падает при нагреве из-за повышения сопротивления. И вы знаете? Это сработало!

Хотя, конечно, зарешала и зима 2019-20 которая в Москве была крайне тёплой. Примерно тогда же количество растений в моём распоряжении начало увеличиваться, а меня беспокоила возможность контролировать что же происходило с температурой в тепличке когда я, например, спал. Поэтому я решил попробовать совершено новую для себя сферу - устройства умного дома.

Для начала я связался с Mi Home и быстро выяснил, что выбрав "китайский" набор вы обрекаете себя на регулярные тупняки в приложении и несрабатывающие сценарии из-за того что регион Китай и сервера - в Китае. Если вы более-менее понимаете в IT, то можно поменять DNS для головного устройства на китайский в роутере и сценарии будут работать чётко, но приложение всё равно будет тупить. Я приобрёл набор из умной розетки, датчика температуры и влажности, головного устройства (далее - шлюз) и ещё нескольких девайсов не относящихся к теме. Ну и потом ещё розетку докупил. Автоматизации были просты но эффективны:

- если температура в тепличке упала ниже нуля - оповестить пользователя

- если температура в тепличке упала ниже 3 градусов - включить розетку в которую воткнут обогрев (и аналогичная автоматизация на выключение)

- если наступил рассвет в китайском городе сиан (ближайший по длине светового дня к Уилмингтону), подождать 6 часов (поправка на часовой пояс) и включить розетку в которую воткнута подсветка (и аналогичная автоматизация на выключение)

К сожалению, помимо ценника x2 для Российского MiHome есть и другие ограничения. Так, сценарии работают через интернет и при его отсутствии могут не сработать. А, к примеру, датчик освещенности требует для себя 3ю версию шлюза, в то время как у меня была вторая. Поэтому я съехал с Mi Home в HomeAssistant, бета-версию программной "головы" умного дома, которая может быть интересна любителям поковырять конфиги, но пока крайне посредственно работает для обывателя, поэтому о HomeAssistant я тут рассказывать не буду - сообщество в основном в курсе, авторов с таким контентом хватает. Я буду упоминать что сделано, но не буду расписывать код, разве что в комментариях).

К весне количество растений ещё подросло, а я понял что меня не устраивает стоящая на подоконнике балкона дурында размером с половину высоты окна. От неё откровенно темно было в комнате! И я решил вынести тепличку за край окна на свободный стол балкона. Фактически это просто угловая ниша. У меня не сохранилось фотографий с постройки этого варианта, но он отличается и существенно.

Не буду слишком вдаваться в подробности - тут и так простыня. В двух словах: рейки-каркас, технониколь на глухую стену, съёмные листы поликарбоната на стенки, тёплый пол в полу, фитолампы на регулируемых подвесах. Вентиляторы на лампах летом работают на их охлаждение а зимой - перемешивают воздух в теплице чтобы избежать застоя и плесени.

На сегодня "очень умная тепличка" умеет:

- включать и выключать свет с поправкой на длину светового дня и наличие солнца - автоматизация HomeAssistant. Наличие солнца определяет датчик освещенности, без него HomeAssistant может опираться на прогноз погоды. Используется: датчик освещенности, фитолампы досветки, умная розетка

- включать и выключать вентиляцию при низких температурах в попытке снизить влажность но не переохладить растения - автоматизация HomeAssistant. Используется датчик температуры и влажности, прогноз погоды (не вентилируем в дождь), кулер с блоком питания, умная розетка.

- включать или выключать обогрев - розетка с выносным датчиком, автономная. Используется: розетка с датчиком, тёплый пол и обогреватель.

- оповещать если температура упала ниже нуля. Сценарий HomeAssistant, оповещение по СМС (нет, я не мажор, это sms.ru даёт 10 бесплатных СМСок)

- главное: строить красивенькие графики всего этого дела:

На графике сверху вниз:

- голубая температура в теплице и красная температура улицы (на основе прогноза погоды)

- освещенность в тепличке на основе датчика

- данные об облачности из прогноза

- работа освещения (при температуре ниже +5 не включается потому что нет смысла - растения не фотосинтезируют)

- влажность на основе датчика

- вентиляция (не попала в график)

MiHome конечно тоже умел их строить (см. скрин выше, но до такого уровня ему далеко. К слову, чтобы опираться на данные объекта HomeAssistant "солнце" мне пришлось поставить "дом" в Анкаре. Если кто-то знает как использовать данные над горизонтом солнца иначе чем через sun.sun и без привязки к точке "дом" - скажите.

В таком объёме теплички (почти полкубометра) тёплый пол уже не слишком справлялся поэтому в помощь ему был подключён 400-ваттный обогреватель. Дует на ура, хотя при +3 он думает до минуты прежде чем таки стартануть - холодно ему)) Управляет всё та же Zigbee розетка.

Иней тут - исключительно на стёклах балкона. Внутри теплички всегда тепло и приемлемо влажно.

Говоря чисто о техничке, реализовано это так. Ахтунг! Непонятные для растениеводов слова:

Есть домашний NAS который умеет в Докер-контейнеры. В Докере развернуты HomeAssistant, Z2M, MQTT, MariaDB, свисток провешен к Z2M. Учитывая частоту обновлений HomeAssistant, это удобно. Никаких Алис, Google Home и т.п. - тупо контейнеры, приложение HA на телефоне и телеграм-бот как резервный канал управления. HomeAssistant также управляет светом и влажностью в санузле, а шлюз подрабатывает индикатором "занято" :D

Честно говоря я несколько колебался с тем, куда же отправить этот пост - к любителям растений или в умный дом. Но умного дома тут всё же больше, хотя сценарии и просты. Умный дом - открытое сообщество, значит пост увидят и подписанные на теги по растениям - возможно кому-то я подам идею по зимовке его любимых хищников, а может кого с умным домом наведу на мысль о растениях.

Спасибо за внимание.