Raspberry pi 3 управление поливом

Опыт построения умного дома на Raspberry Pi и открытой платформе OpenHAB. Часть 1

Два года назад у нас появился загородный дом. Только сейчас, во время пандемии, мы поняли, что это была инвестиция, а не трата бабла повышение уровня жизни. Изначально планировали жить на два дома — квартира в городе и дом за городом. Поэтому появилось желание автоматизировать его по максимуму. Ну, как минимум, чтобы зимой можно было прогреть дом перед приездом.

Эта статья не является полной инструкцией что и как делать, а больше сборником куда копать и что почитать или посмотреть, чтобы сделать самому.

Тем не менее вы найдете для себя много полезной информации и ссылок, а главное при минимальных навыках поиска информации в интернете вы сможете сами найти все необходимые пошаговые инструкции. В наш век DIY (Do It Yourself, самоделки), вы все можете получить в виде 5-20 минутных делай-как-я видео инструкций. Нынче никто уже не пишет по-старинке.


Перед началом эпического описания собранной системы несколько наблюдений. Если вы хотите умный дом так как вы хотите, вам придется делать его своими руками. Эта истина все еще свежа как и два года назад. К сожалению, производители с мировым именем выпускают какое-то барахло, непонятно кому и зачем нужное. Вы можете накупить множество различных штук, каждая из которых будет автоматизировать одну определенную задачу, но собрать все воедино в одном приложении — нереально. То одного нет, то другого. Несмотря на весь хайп вокруг IoT, плаг энд плеем это так и не стало.

Для начала расскажу что и как было сделано до начала автоматизации и какие наиболее актуальные задачи стоят.

Итак, характеристики того что есть.

  1. Дом — 2 этажа, 140 кв.м, брус.
  2. В доме 15 КВт электроэнергии
  3. Разводка электрики сделана в щиток на DIN рейку. Щиток правда барахло, надо бы поменять, на что-нибудь получше, но пока довольствуемся тем что есть, уж очень геморройно будет все переделывать…
  4. Водоснабжение — скважина 35м и колодец 15м. В колодце 2 насоса, один — полив участка, дает где-то 2.5бар, и харьковский скважинный на водоснабжение дома (планируется переезд на скважину, если мы поймем, что там вода лучше). В скважине маленький насос из разряда чтобы был и скважина не заиливалась, что-то типа малыша. Сейчас не используется, но думаем все-таки перейти на него. Вода в дом подается через джилексовский «Краб 24». Точно такой же «Краб 24» стоит в колодце для управления насосом на полив.
  5. Так как все новое, все освещение изначально делаем только на светодиодах.
  6. Разводка довольно грамотная, по комнатам. Каждая комната заведена на свой автомат 16А.
  7. Обогрев организован радиаторами с разводкой пластиковыми трубами по всему дому.
  8. Теплоноситель в батареях зимний, что-то типа тосола. Но при падении давления предусмотрен клапан добавить давления в систему.
  9. Обогрев осуществляется электрическим котлом Protherm, 12кВт, достаточно умным, чтобы уметь поддерживать заданную температуру теплоносителя и ограничивать свою мощность двумя-четырьмя-шестью-восемью и двенадцатью киловаттами.
  10. Горячая вода — два электрических водонагревательных котла. Один на ванную комнату, чтобы можно было мыться и принимать ванну (100л) и один в кухне, мыть посуду, литров 15.
  11. Канализация — септик Юнилос, живет своей жизнью. Все что нужно — подача электричества.
  12. Internet Gpon, 70Mb/s. Я когда своим коллегам из Европы рассказываю, что у нас в деревне в 80км от Москвы есть оптика, они делают круглые глаза. Я сам сделал круглые глаза когда уже после покупки дома во второй свой приезд, увидел оптический кабель на столбе напротив моего дома.
  13. Apple TV. Ну не смотрим мы TV, зато нетфликсы и другие стрим сервисы вполне себе.

Что хотелось иметь:

  1. Управление котлами (2 водонагревательных), один системы отопления.
  2. Управление светом на улице в темное время суток. Включать с закатом, выключать с рассветом.
  3. Управление светом дома из разряда когда-нибудь.
  4. Управление поливом. У нас есть 12 грядок, засаженных горохом и клубникой. Ну и зелень к шашлыкам.
  5. Система видеонаблюдения на будущее, пока дом на пультовой охране Дельта.

Забегая вперед, все удалось реализовать, кроме света в доме и видео. Это как оказалось самый очевидная, но и самый бесполезный функционал. Как нибудь все равно сделаю.

Итак, проект начал два года назад не имея большого опыта в домашней автоматизации, зато с опытом системного администрирования Windows. Не сказать что я когда-либо был продвинутым Linux-администратором, но кое что умею. А еще у меня есть коллега, который если что может подсказать.

Первое что пришлось делать — выбирать платформу. Вариантов много, кто-то использует Domoticz, мой же выбор пал на OpenHAB. Во многом благодаря вот этому видеоблогу. Видео на YouTube:

Почему выбор пал на нее:

  • Она очень гибкая, можно сделать все что угодно.
  • Есть коннектор в мир автоматизации Apple Home Kit.
  • Работает на Raspberry Pi.
  • Есть свое приложение для телефона и свой Cloud для работы с ним.

Второе — железо. Как работник Broadcom, не могу заставить себя купить какой-нибудь Intel ;))) Есть две вещи, в котором BCM лучше всех в масс-маркет сегменте, это чипы для Raspberry Pi и чипы для роутеров :). Ну а если еще более развернуто, то мне хотелось дополнительно к автоматизации дома на своем собственном проекте посмотреть как обстоят дела в мире embedded-систем, что там с ARM, что там с софтом. Ну и сам по себе комп за 50 баксов (на самом деле дороже из-за корпуса, флэшки и блока питания), это же круто. Очень хотелось попробовать. Это был мой первый RaspPi, поэтому все было интересно.

Кроме этого, для того, чтобы что-то сделать рабочее, нужно чем-то как-то управлять. На связке OpenHAB-RaspPi управлять можно выводами GPIO RaspPi и через WiFi с протоколом MQTT (Mosquito) https://mosquitto.org/man/mqtt-7.html. Если вы еще не знаете, что это, советую почитать про него. Это легковесный message-based протокол, который может работать на самых простых микроконтроллерах. Я честно думал, что буду собирать сам датчики на ардуинках, даже купил две. Но практика показала, что все есть готовое и надо только его правильно подать (перепрошить). Об этом речь пойдет во второй части.

В качестве устройств которыми управлять после недели поисков в интернете и просмотра блогов (видеоблогов, каюсь), выбрал следующие два устройства:

Для того, чтобы запитать такого зверя мне понадобились реле. Паять желания нет, да и кто сейчас такое паяет. Идем в Чип и Дип (не реклама) или любой другой магазин электроники и покупаем. Рублей 300.

Пока писал, подивился, оказывается появились прямо готовые платки с реле для крепления на борду моей малинки. https://www.chipdip.ru/product/rpi-relay-board. Куплю как-нибудь.

Итак, железо собрано. Теперь дело за софтом.

Первый этап — накатываем OpenHABian. Это образ, который надо распаковать на флэшку вашего будущего сервера домашней автоматизации. Качаем отсюда, там же есть подробная инструкция что и как. Потом вставляем флэшку в малинку, подключаем питание и ждем часик. В этот момент установочный скрипт сам все для вас настроит. Далее вы заходите на веб-мордочку и администрируете там. Кроме этого, у системы есть несколько текстовых файлов, которые приходится время от времени править ручками. Sitemap, Items и Rules, предназначенных для различных нужд. Например в Sitemap вы описываете то, что будет в вашем управляющем софте. То есть кнопочки и переключатели-выключатели. В Rules можно писать разные правила, например там я сделал включение-выключение света в темное время суток по астрономическим данным. Items описывает ваши устройства, которыми вы управляете. Прежде чем умело начать всем этим пользоваться, я смотрел пошаговые видео инструкции от уже упомянутого подростка mk-smarthome.

Второй этап — сборка схемы в электрощитке. Установка контактора, блока реле, проводки между ними. С GPIO я подаю сигнал на блок реле, а уже оттуда 220V AC на контактор. Контактор включает 12КВт электропечку.

Ну и третий этап — конфигурируем наше только что собранное в софте OpenHAB.

Я сделал это за первый вечер. Итогом моей работы стало рабочее приложение на айфоне (а также на андроиде или просто в браузере), которое через свое родное облако связывается с моим Raspberry Pi с OpenHAB. Это особо важно при выборе платформы, чтобы самому не заниматься написанием кода для своего телефона, не устанавливать клаужных серваков и.т.д. И все это забесплатно. То есть по цене оборудования. Софт OpenHAB — безвозмезден.

Что омрачило мои занятия — так это борьба Роскомнадзора с Телеграммом. Если помните, они начали банить все IP-подсети подряд. В том числе и github, OpenHAB.org, и.т.д. И если основные ресурсы пришли в себя довольно скоро, то вот OpenHAB, которым в РФ пользуется, видимо, три инвалида включая меня еще год работал с косяками. Нет, не в боевых своих функциях, а в моменты апгрейдов и апдейтов софта. Я год ходил на сайт OpenHAB через анонимайзер-прокси… Это убедило меня, что с IoT в нашей стране все грустно. Еще одно замечание в сторону OpenHAB. Не надо апгрейдить рабочую конфигурацию. Сделайте бэкап всего и вся перед любыми подобными действиями. При переходе на какую-то новую мажорную версию я как-то зимой оставил себя без обогрева… Пришлось сначала подключать все байпассом, чтобы не замерзнуть, а потом полночи чинить сломанную конфигурацию. При переходе на новые версии у них меняются форматы, подходы и.т.д.

Вот так в итоге выглядит мое приложение.

Через пару недель я реализовал программный термостат в OpenHAB, используя беспроводной датчик температуры-влажности на Sonoff TH16 (ардуиноподобный китайский процессор ESP8266 с вайфаем и релюшечки типа уже продемонстрированной сверху). Но обо всем этом во второй части. А пока пишите что вам рассказать поподробней. Во второй части добавлю.

Источник

Raspberry Pi Model 3 B — устанавливаем систему управления умным домом Domoticz

После того, как я испытал возможности системы управления умным домом Domoticz на своем настольном компьютере и убедился в том, что она отлично дополняет, а где и заменяет Mi Home — штатную систему Xiaomi — я решил приобрести для нее отдельный одноплатный компьютер — Raspberry Pi. И в этом обзоре я расскажу про свой опыт.

Вступление

Для тех кто не читал мой первый обзор про Domoticz — Domoticz + Xiaomi — строим умный дом, введение. Буквально после первых удачных экспериментов, я загорелся идеей отдельной аппаратной базы для нее, в качестве рабочей платформы настольный ПК не подходит. Выбор свой я остановил, после штудирования пабликов — на Raspberry Pi Model 3 B — компактный но мощный одноплатный компьютер на базе Soc процессора BCM2837 с 4 ядрами Cortex-A53, работающим на частоте 1.2GHz, 1GB ОЗУ и беспроводными модулями Wi-Fi и Bluetoth 4.1.

Комплект

В свой заказ я включил 4 позиции —

Raspberry Pi Model 3 B Motherboard — страница товара

Что интересно в магазине имеется две модификации — китайская и английская. На момент покупки китайская стоила на 7 долларов дешевле, ее я и взял. Чего там китайского — честно говоря для меня загадка.

Корпус для Raspberry Pi Model 3 B — страница товара

Блок питания HN — 528i AC / DC 5V 2A — страница товара

Медные радиаторы для Raspberry Pi — страница товара

Еще для полного комплекта вам понадобится microSD карта — не менее 4 GB и HDMI кабель. У меня в загашнике был и кабель и карта на 32 ГБ, потому покупать не стал.

Что в посылке

Через положенный срок — чуть более двух недель, курьер принес посылку с моим заказом.

Рассмотрим подробнее. Блок питания с вилкой Тип С и разъемом micro-USB.

Заявленный максимальный ток — 2А при напряжении 5 В.

Тестовое включение с нагрузкой в 2А — показывает некоторое проседание напряжения, но в пределах допустимого, блок питания — более-менее честный.

Комплект из трех медных радиаторов в пакетике, для пассивного охлаждения.

Все радиаторы имеют квадтарную форму, два радиатора с штырями и длиной стороны около 12 мм и один плоский со стороной около 15 мм.

Корпус из темного пластика с выдавленным изображением ягоды малины на крышке

Размеры корпуса — примерно 90 на 65 мм

Корпус разбирается на 5 частей — держится все защелках, никаких винтов.

С аксессуарами покончено — пора переходить к самому главному

RASPBERRY PI 3 MODEL B

Raspberry Pi 3 Model B является прямым наследником Raspberry Pi 2 Model B. Плата полностью совместима с предшественником, но наделена большей производительностью и новыми средствами коммуникации:
64-х битным четырёхядерным процессором ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,2 ГГц на однокристальном чипе Broadcom BCM2837; встроенными Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1.
Кроме того, процессор имеет архитектуру ARMv53, а значит вы сможете использовать любимую операционную систему: Debian Wheezy, Ubuntu Mate, Fedora Remix и даже MS Windows 10.

Технические характеристики подробнее

CPU — Broadcom BCM2837, ARM Cortex-A53 Quad Core, 1.2 GHz
Количество ядер процессора — 4
GPU — VideoCore IV 3D
RAM — 1 GB
Хранилище — microSD
Сетевые возможности
Ethernet 10/100
WiFi 2.4G 150 mb/s
Видео вывод — HDMI
USB порты — 4
Беспроводные возможности — Bluetooth
Аудио вывод — 3,5 Jack
85,6 х 53,98 х 17мм, 45 грамм

В коробке имеется документация и буклет по быстрой установке — кстати на английском языке, а так же пакет из плотной коричневой бумаги с компьютером.

На одной из длинных сторон компьютера размещены порты micro USB для питания, полноразмерный порт HDMI, CSI-2 Camera port — для подключения камеры по интерфейсу MIPI, 3,5 мм аудиоразъем. Так же на верхней стороне находится модуль процессора и Ethernet/USB Hub lan9514-jzx

На торцевой стороне скомпонованы 4 USB порта и порт Ethernet

На другой стороне материнской платы находится 40 контактов ввода/вывода общего назначения (GPIO)

На второй торцевой стороны — находится DSI Display Port для подключения штатного дисплея

На нижней стороне платы находится модуль памяти LPDDR2 SDRAM — EDB8132B4PB-8D-F

И micro-SD разъем для карты памяти

Медные радиаторы ставятся на USB/Ethernet Hub и процессор с одной стороны

И на чип памяти с другой. Этот радиатор плоский — не мешает установке платы компьютера в корпус

В корпус все устанавливается отлично, винтовых соединений нет — садится на пластиковые выступы.

Все вырезы на корпусе в точности совпадает с разъемами компьютера

Для запуска нам потребуется внешний монитор (телевизор) с HDMI входом, USB клавиатура, будет удобнее если так же будет и мышка и питания. Монитор, клавиатура и мышка — понадобятся только на момент установки, дальше достаточно будет только блока питания.

Установка операционной системы

Для установки операционной системы, первым делом необходимо загрузить архив с дистрибутивами — отсюда . Пока скачивается почти полутора гигабайтный архив, загружаем утилиту для форматирования SD карты — SD Card Formatter — отсюда. Этот дистрибутив гораздо компактнее — всего 6 МБ, поэтому не теряя времени, устанвливаем программу

и, после установки, вставляем карту памяти в картридер (у вас же есть картридер не правда ли) и запускаем SD Card Formatter. В меню Options необходимо установить “FORMAT SIZE ADJUSTMENT” в “ON”

Дождавшись завершения загрузки большого дистрибутива, открываем полученных архив и распаковываем его содержимое на свежеотформатированную флешку.

Следующий шаг — первый запуск Raspberry Pi (флешку с записанным дистрибутивом, конечно устанавливаем в него). Извините за качество нескольких следующих фото — с экрана телевизора :(

При первом запуске стартует меню выбора операционной системы — что ставить, причем в списке имеется даже версия WIndows 10 для Raspberry Pi. На этом этапе можно выбрать язык (внизу экрана) — русский есть и подключится к Wi-Fi сети — кнопка Wi-Fi networks

Нужная мне опарационка — Raspbian базирующаяся на Linux Debian — представлена в двух вариантах, lite И полном, с графическим интерфейсом. Я выбрал полную версию

После этого можем спокойно идти пить чай с баранками, установка займет довльно длительное время.

Периодически измеряя температуру во время установки, максимально что я видел — 38 градусов.

После завершения установки и перезагрузки компьютера, загружается рабочий стол Raspbian

Единственное что я сделал здесь — это в настройках включил SSH — для того чтобы управлять системой с настольного ПК, все остальное я уже делал через терминал.

Для управления Raspberry с настольного ПК, нам понадобится любая программа терминал, я использую старый добрый Putty

Имя пользователя и пароль по умолчанию — pi и raspberry. Для смены пароля воспользуйтесь командой passwd.

Рекомендую сразу установить статический IP адрес для Raspberry. Узнать текущие адреса можно при помощи команды ifconfig, где

eth0 — это Ethernet

lo — это локальный интерфейс 127.0.0.1

wlan0 — это wi-fi интерфейс

а для того что бы отредактировать файл с настройками — вводим команду

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

и в открывшемся файле, пролистав в конец добавляем нужные настройки в зависимости от того какой интерфейс мы будем использовать.

Например мы хотим использовать адрес 192.168.0.222, маска 255.255.255.0, адрес шлюза и DNS — 192.168.0.1

Для Ethernet вставляем

static ip_address=192.168.0.222/24
static routers=192.168.0.1
static domain_name_servers=192.168.0.1

interface wlan0
static ip_address=192.168.0.222/24
static routers=192.168.0.1
static domain_name_servers=192.168.0.1

Для выходя из редактора нажимаем ctrl+x
Для сохранения изменений — нажимаем “Y” и затем enter

Установка Domoticz

Большая часть работы по настройке уже закончена, теперь нам нужно установить систему Domoticz. Делается это одной командой —

sudo curl -L install.domoticz.com | sudo bash

Которая инициализирует процесс загурзки и установки системы

В процессе установки, инсталлятор задаст вопросы по поводу места установки и т.п. — все эти моменты я оставил по умолчанию.

После успешной установки, инсталлятор напишет адреса и порты веб интерфейса системы Domoticz

Но, для работы с шлюзом Xiaomi — нам нужна beta версия системы. Обновление до крайней версии беты производится командами

/domoticz
sudo ./updatebeta

После этого, мы можем приступать к добавлению устройств в систему Domoticz — про это я уже рассказывал в своем предыдущем обзоре про нее.

На данный момент я уже перенес все свои рабочие сценарии с Windows версии на Raspberry — кстати стоит добавить что обе системы мирно сосуществуют одновременно. Для обеспечения бесперебойного питания миникомпьютера достаточно использовать PowerBank, который позволяет одновременно питать устройство и получать питание от внешнего источника.

Все мои обзоры устройств Xiaomi в хронологическом порядке — Список

Все мои видео обзоры — YouTube

Надеюсь обзор был полезен и интересен, спасибо за внимание.

Источник

Adblock
detector