Merencanakan Sistem Otomasi Rumah DIY: 12 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Tujuan dari instruksi ini bukan untuk memberi tahu Anda bagaimana Anda dapat melakukan apa pun yang Anda ingin rumah Anda lakukan. Alih-alih telah ditulis untuk membuat ide menjadi kenyataan, tetapi juga mengubah kegilaan menjadi kewarasan dengan memahami batasannya (teknologi, biaya, waktu yang dibutuhkan, keamanan…).

Ada banyak panduan dan artikel yang sangat bagus di web untuk memahami banyak hal dalam detail yang sangat luas. Ini bukan yang kami inginkan. Kami ingin gambaran besarnya. Keterampilan dasar apa yang dapat kita pelajari atau tingkatkan. Apa yang harus kita sentuh.

Ini mencakup hal-hal dasar seperti:

• Apa itu otomatisasi rumah? Pertama periksa apakah itu benar-benar sesuai dengan harapan Anda.
• Mulai dari mana? Cukup mudah, mulailah di mana Anda berada, mungkin di rumah. Apakah Anda mengetahuinya luar dalam?
• Apa yang dapat saya? Tentang apa pun kecuali Anda perlu merencanakan dan mengetahui batasan Anda. Ini termasuk tetap hidup (bekerja setiap hari, termasuk malam hari).
• Apa saja potongan teka-teki ini? Lebih kompleks, ada banyak bentuk dan sangat mudah kehilangan beberapa bagian. Kami akan berusaha menjaga kewarasan kami.
• Bagaimana cara menyatukannya? Itu semakin konkret, kami benar-benar MELAKUKANnya. H*ll ya!

Juga, instruksi ini sekarang juga tersedia dari halaman pribadi saya:

Langkah 1: Apa itu Otomatisasi Rumah?

Googling "otomatisasi rumah" mengembalikan 33 juta hasil. Ini lebih dari cukup atau terlalu banyak.

Hasil pertama, artikel Wikipedia (tentu saja), menyatakan:

Otomatisasi rumah atau rumah pintar[1] (juga dikenal sebagai domotik atau domotika) adalah perluasan otomatisasi bangunan perumahan dan melibatkan kontrol dan otomatisasi pencahayaan, pemanas (seperti termostat pintar), ventilasi, pendingin udara (HVAC), dan keamanan, serta peralatan rumah tangga seperti mesin cuci/pengering, oven atau lemari es/freezer yang menggunakan WiFi untuk pemantauan jarak jauh Sistem modern umumnya terdiri dari sakelar dan sensor yang terhubung ke hub pusat yang terkadang disebut "gerbang" dari mana sistem dikendalikan dengan antarmuka pengguna yang berinteraksi baik dengan terminal yang terpasang di dinding, perangkat lunak ponsel, komputer tablet, atau antarmuka web, sering kali tetapi tidak selalu melalui layanan cloud internet."

Apa yang dikatakan?

• Rumah pintar: Membuat rumah "sadar" akan dirinya sendiri atau memberinya kemampuan untuk melakukan sesuatu.
• Residential: Dengan fokus pada DIY, jangan coba ini di tempat kerja:) Sepertinya itu yang ingin kita bahas.
• Otomatisasi bangunan: Memang, sebagai geek yang malas, saya ingin komputer membuat sendiri apa yang tidak ingin saya lakukan. Biasanya memeriksa pintu garasi, menyalakan/mematikan pemanas, dan sebagainya. Besar!
• Sakelar dan sensor: Lihat ini seperti mata dan jari rumah, tanpa keduanya tidak akan banyak membantu.
• Hub pusat: Jadi rumah pintar itu butuh otak? Menarik. Satu otak untuk mengatur segala sesuatu. Itu akan menjadi pengontrol.
• Berinteraksi: Rumah dapat memiliki kehidupannya sendiri tetapi kita ingin menjadi bagian darinya. Itu tempat kami. Tunggu, bagaimana cara mengobrol dengan rumah? Ini adalah perangkat/node.
• Layanan cloud internet: Saya tidak suka itu, beberapa mesin di suatu tempat seharusnya tidak tahu tentang saya yang sedang menyalakan mesin cuci. Tapi itu pribadi. Jangan lupa "tidak ada yang namanya cloud, itu komputer orang lain". Tunggu, layanan lebih dari sekadar komputer. Bepergian dengan pesawat lebih dari memiliki pesawat sendiri. Namun aspek DIY akan menahan bantuan/kecurangan eksternal.

Jadi jika kita rangkum kita berakhir dengan: Saya ingin memasang layar untuk memesan peralatan rumah tangga saya untuk melakukan apa yang saya inginkan. Cukup banyak apa yang kita harapkan.

Sebagai pengingat, kami tidak akan membahas aspek teknis seperti protokol, vendor, pemasok, dan sejenisnya. Ini adalah proyek DIY. Sebagai seorang penghobi, saya tidak tahu semua detail item yang menyusun galaksi itu. Mengetahui rumah saya adalah tempat saya ingin memulai. Karena itu saya akan berbagi sebagian besar tentang pengalaman pribadi saya.

Namun saya akan mengabaikan semua solusi yang dibundel dari pasar karena ini bukan yang kita inginkan. Panduan ini mungkin masih berguna jika Anda hanya ingin mempelajari konsep dasar.

Catatan: Kami tidak peduli dengan ukuran rumah Anda. Langit adalah batas. Sebagian besar artikel ini ditulis dengan memiliki beberapa perangkat di meja saya.

Langkah 2: Gambaran Besar

Daftar periksa:

• Apakah Anda sudah memiliki beberapa ide?
• Buat daftar apa yang ingin Anda modelkan: Bangunan, lantai, kamar, sistem, peralatan…
• Buat daftar apa yang menurut Anda TIDAK nyaman: Mungkin Anda ingin melewatkan peralatan keamanan atau kontrol akses.
• Prioritaskan: Untuk DIY sejati, Anda akan sering sendirian. Fokus pada pencapaian.
• Evaluasi biaya: Hilangkan apa yang menurut Anda terlalu mahal atau tidak sepadan.
• Evaluasi keterampilan: Saat ini saya tidak dapat mendesain apa pun dalam 3D, tetap saja itu adalah keterampilan yang ingin saya peroleh.

Jika Anda sejauh ini, Anda sekarang harus memiliki gagasan yang cukup bagus tentang apa yang ingin Anda capai. Untuk instruksi ini, saya akan menganggap hal-hal tentang pengalaman saya sendiri:

• Rumah memiliki sekitar 15 kamar. Itu cukup banyak untuk "memulai sesuatu".
• Saya akan fokus pada pemanasan: memantau suhu dan menyalakan/mematikan pemanas.
• Saya menggunakan klon D1 Mini murah dari Ali Express. Beberapa bulan yang lalu saya bahkan tidak memiliki besi solder.
• Saya ingin benar-benar menggunakannya, saya akan mencoba menjangkau "Enklosur cetak 3D yang dipasang di sekitar rumah". Belum tercapai…
• Ada beberapa dimensi "penerimaan istri". Ini harus berguna DAN dapat digunakan.

Perhatikan bahwa saya pernah membuat Pembuka Pintu Garasi berdasarkan Raspberry Pi, layar LCD, sepasang sakelar, dan relai. Beberapa kode Python merekatkan itu bersama-sama. Sampai batas tertentu saya tertarik untuk menggabungkan ini ke dalam instruksi ini untuk memiliki arsitektur yang tepat. Itu bagian dari "penerimaan istri", otomatisasi rumah harus dilakukan dari satu antarmuka tunggal.

Langkah 3: Memodelkan Tempat Anda

Beberapa teori

Otomatisasi rumah mengasumsikan ada pengontrol yang diizinkan untuk mengetahui segalanya. Ini juga akan meneruskan pesanan Anda ke rumah.

Perangkat akan tersebar di semua tempat. Lebih baik tahu di mana Anda ingin mereka berada.

Setelah kami memiliki pengontrol pintar di tempat, itu harus dapat berkomunikasi dengan perangkat.

WiFi adalah cara alami untuk pergi meskipun tidak begitu umum. Ada begitu banyak protokol yang sulit untuk dipilih.

Penafian

Ya ini semakin teknis, maaf. Saya tetap ingin menunjukkan hal-hal yang sebenarnya, jadi kami membutuhkan komponen fisik dan perangkat lunak. Sekali lagi saya menyebutkan apa yang sebenarnya saya gunakan. Maaf ada begitu banyak cara di luar sana untuk menyelesaikan topik seperti itu:-O

Membawa itu ke tingkat berikutnya

Sekarang ada banyak cara untuk berkomunikasi antara "controller" dan "node" yang berbeda. Tentang perencanaan, sudah tentukan bagaimana seharusnya bekerja di dalam rumah Anda. Mendefinisikan media komunikasi akan membantu menentukan di mana menempatkan pengontrol dan perangkat.

• Koneksi antara pengontrol dan perangkat: Nirkabel atau kabel?
• Catu daya: Dari stopkontak, bertenaga baterai atau bertenaga surya mungkin?
• Kasus: Apakah ini pengujian di bangku Anda, perangkat keras alfa di mana kabel dapat diletakkan atau apakah Anda ingin mengintegrasikannya ke dalam furnitur/peralatan?

Seperti yang dijelaskan di bawah ini, untuk sampel, kami akan menggunakan Homie-ESP8266. Ini adalah firmware untuk pengontrol ESP8266 menggunakan WiFi dan MQTT. Ini digambarkan seperti ini oleh penulisnya:

"Instance dari perangkat keras fisik (Arduino, ESP8266…) disebut perangkat. Perangkat memiliki properti perangkat, seperti IP lokal saat ini, sinyal Wi-Fi, dll. Perangkat dapat mengekspos beberapa node. Untuk misalnya, perangkat cuaca mungkin mengekspos node suhu dan node kelembaban. Sebuah node dapat memiliki beberapa properti node. Node suhu mungkin misalnya mengekspos properti derajat yang berisi suhu aktual, dan properti unit. Properti node dapat berupa rentang. contoh, jika Anda memiliki strip LED, Anda dapat memiliki properti node yang dipimpin mulai dari 1 hingga 10, untuk mengontrol LED secara independen. Properti node dapat disetel. Misalnya, Anda tidak ingin properti derajat Anda dapat disetel jika terjadi sensor suhu: ini tergantung pada lingkungan dan tidak masuk akal untuk mengubahnya. Namun, Anda ingin properti derajat dapat disetel dalam kasus termostat."

Ringkasan

Anda membutuhkan:

• Satu pengontrol pusat, menghosting server otomatisasi rumah Anda. Saya akan menggunakan PiDome pada Raspberry Pi.
• Satu atau lebih perangkat untuk memantau dan berinteraksi dengan rumah Anda. Saya akan menggunakan D1 Mini dan Homie.
• Sebuah jaringan untuk menghubungkan semua itu bersama-sama.
• Putuskan cara memberi daya pada perangkat (baterai, adaptor, dari peralatan host…). Untuk pengujian, saya menggunakan port USB komputer (dan debug serial) atau pengisi daya telepon.

Langkah 9: Tentang Pengontrol…

Bagian perangkat keras

Kami akan menggunakan Raspberry Pi untuk bertindak sebagai tuan rumah kami. RPI akan bertanggung jawab atas:

• Memegang data tentang rumah
• Menggabungkan data dari perangkat
• Menyajikan data kepada pengguna
• Mengirim pesanan ke perangkat

Dari sudut pandang perangkat keras, RPi saja sudah cukup untuk melakukan semua itu. Itu hampir mandiri dan akan berjalan dengan gembira dari ruang bawah tanah Anda (Hei! Apakah itu pusat data rumah pertama Anda di ruang bawah tanah?!:-D).

Dapatkan beberapa bundel (RPi, catu daya, kartu SD…) dan Anda siap.

Catatan tentang WiFi: Dimungkinkan untuk menjalankan RPi melalui WiFi, namun saya merasa jauh lebih stabil untuk menghubungkannya ke router rumah Anda menggunakan kabel RJ45 standar.

Catatan tentang RPi Zero: Pilihan perangkat keras yang tepat yang harus Anda buat tergantung pada apa yang Anda inginkan. Sebuah RPi Zero tampaknya juga cukup bagus seperti RPi 3 untuk pekerjaan ini. Zero jauh lebih murah tetapi membutuhkan lebih banyak bagian kecil untuk menyelesaikan pekerjaan. Namun ini adalah pilihan terbaik untuk perangkat yang disematkan. Raspberry Pi Zero W terbaru kini hadir dengan WiFi dan Bluetooth!

Bagian perangkat lunak

RPi sebagai komputer papan tunggal, cukup terbatas dalam hal disk/cpu/ram. Untuk tujuan ini, kami mengandalkan sistem operasi sentris Linux yang ringan. Untuk pekerjaan ini, Raspbian mungkin adalah pilihan terbaik kami karena ini adalah jenis OS default untuk RPi.

Berbicara tentang otomatisasi rumah berarti Anda memerlukan perangkat lunak tambahan untuk mengelola perangkat. Pilihan saya adalah PiDome (unduh).

Langkah 10: Tentang Perangkat

Bagian perangkat keras

Langkah-langkah berikut akan bergantung pada Wemos D1 Mini (atau klon yang lebih murah:)). Kontroler mikro ini didasarkan pada modul ESP-8266. Bundel ini dalam satu papan kecil (34.2mm * 25.6mm): WIFI, CPU, RAM, Flash, Pin digital dan pin analog dalam paket 10 gr. Jika Anda membutuhkan lebih banyak ruang flash, periksa Wemos D1 Mini Pro. Anda dapat membeli pelindung untuk menambahkan relai, DHT22, tombol, layar OLED… Salah satunya adalah pelindung baterai yang memungkinkan perangkat berjalan sepenuhnya nirkabel.

Memiliki beberapa papan tempat memotong roti mini tanpa solder dan kabel jumper akan membantu membuat prototipe rumah bukti masa depan Anda. Jika Anda menginginkan kasing khusus untuk perangkat Anda, pengetahuan tentang desain 3D dan akses ke printer 3D akan meningkatkan tingkat geekness Anda lebih jauh. Tapi apa yang bisa menjadi otomatisasi rumah jika Anda tidak mendapatkan beberapa sensor, LED, resistor, kapasitor dan sebagainya?

Saya telah menyertakan "perangkat kantor" saya dalam gambar, ini adalah papan tempat memotong roti sederhana + D1 Mini + DHT22 + layar OLED. Barang-barang LED dan IR saat ini tidak digunakan.

Bagian perangkat lunak

Karena ESP-8266 adalah chip yang cukup umum, Anda akan menemukan banyak sketsa untuknya. Saya hanya akan malas dan menggunakan perangkat lunak Homie for ESP-8266 yang luar biasa dari Marvin Roger. Namun instruksi ini bukanlah panduan untuk Homie.

Langkah 11: Kandang Perangkat

Lampiran adalah tentang apa yang Anda harapkan. Saya telah menyebutkan hal-hal seperti papan tempat memotong roti, kardus (seperti model alfa Pembuka Garasi saya), kotak daur ulang (Pembuka Garasi saya dalam kotak sekrup), kotak proyek, atau penutup printer 3D. Seperti biasa batasnya adalah imajinasi Anda.

Ingatlah bahwa Anda harus menyesuaikan dengan elektronik yang Anda rencanakan untuk digunakan. Tidak peduli seberapa besar itu, lebih kecil berarti tidak boleh.

Jika Anda memantau benda-benda lingkungan seperti suhu atau cahaya, pastikan untuk memposisikannya dengan bijak. Menempatkan sensor di bawah sinar matahari biasa mungkin adalah apa yang ingin Anda cegah dengan (hampir) biaya berapa pun. Menempatkan sensor PIR adalah cerita yang sama, pastikan jangkauannya baik-baik saja dan itu mencakup apa pun yang Anda harapkan.

Asumsi di bawah ini didasarkan pada monitor mandiri, bertenaga baterai, suhu / kelembaban.

Perangkat tipikal harus dibundel:

• Mikrokontroler, sebagai contoh D1 Mini, ukuran: 34.2mm * 25.6mm
• Antara 0 dan banyak sensor, mari kita ambil DHT22: 27mm x 59mm x 13.5mm
• Catu daya, D1 Mini membutuhkan 5V, menggunakan Pelindung Baterai terlihat seperti rencana: 34.2mm * 25.6mm
• Paket baterai, untuk pelindung baterai, kita akan melihat paket baterai Lithium 3.7v: 40mm * 25mm * 6mm
• Beberapa ruang untuk kabel, sakelar, LED… Ambil saja beberapa pilihan dari AliExpress (LED, kabel jumper, resistor).

Sekali lagi, pilih saja cara Anda merasa nyaman.

Catatan untuk diri sendiri: Saatnya mempelajari beberapa desain 3D:-(

Langkah 12: Kata-kata Terakhir

Ketika tiba saatnya untuk menulis bab terakhir ini, saya bertanya-tanya "Apa yang telah dicapai?".

Jawabannya cukup sederhana dan mengikuti topik: Hemat waktu Anda dan rencanakan sesuatu. Ini akan membuat keseluruhan proyek jauh lebih konsisten. Otomatisasi rumah tidak sesederhana membeli soket listrik nirkabel di toko lokal. Ini jauh lebih banyak.

Pada tahap ini saya masih bertanya-tanya apa penghematannya. Apakah kita benar-benar peduli?

Apakah ini instruktif? Cukup banyak, prestasi yang didapat!

Silakan periksa instruksi saya yang lain, saya berencana untuk menulis yang lebih praktis. Saya cukup suka meluangkan waktu untuk menulis yang satu ini.