Chytře postavený hloupý dům, DIY (Do It Yourself), Python

Chytře postavený hloupý dům

Dnešním článkem začnu minisérii o tom, jak si zařídit chytrý dům bez toho, aby bylo nutné utrácet peníze za chytrou elektroinstalaci, drahé řídící systémy a cloudově připojená zařízení.

Nejprve si řekněme pár slov o tom co myslím slovy chytrý a hloupý dům. Z Wikipedie, heslo Inteligentní dům:

Realizace inteligentního domu začíná projektem, který definuje rozsah celého řešení, které je vždy modulární. Srdcem inteligentního domu je centrální systém, který díky potřebné centrální infrastruktuře a jednotlivých aktivních prvků pomáhá automatizovat provoz domu. Ovládání a řízení celého systému je velmi jednoduché a intuitivní. Inteligentní dům se samozřejmě také stará o zabezpečení domácnosti a poskytuje vám kdykoliv a kdekoliv přehled o jejím aktuálním stavu. Důležitým faktorem je optimální a efektivní ovládání tepelné techniky, díky čemuž se dosahuje velkých finančních úspor a systém je tím šetrný životnímu prostředí. Samozřejmostí je napojení veškerého osvětlení do centrálního systému a navázání na vaše činnosti. Inteligentní dům umožňuje velmi komfortní komunikaci mezi členy domácnosti a v neposlední řadě se stará i o zábavu.

Uff – přesně takový dům jsem stavět nechtěl, proto jsem začal stavět hloupý dům s chytrými funkcemi. Proč? Pusťme se do polemiky s některými body:
  • Srdcem inteligentního domu je centrální systém. Centralizovaný systém je dost často single point of failure. Navíc centralizované řešení bývá drahé, možnosti jsou dané možnostmi vybraného centralizovaného systémemu, není možné kombinovat výhody více řešení.
  • Ovládání a řízení celého systému je velmi jednoduché a intuitivní. Zde jako bych četl výčet vlastností z nějakého product sheetu – pro mnoho lidí jsou složité na pochopení i schodišťové vypínače. Udělat uživatelské rozhraní jednoduché většina výrobců nezvládá, kdo nevěří, ať se podívá na hodnocení Android aplikace společnosti Somfy, která dodává (nejen) pohony pro předokenní žaluzie.
  • Samozřejmostí je napojení veškerého osvětlení do centrálního systému a navázání na vaše činnosti. U ovládání osvětlení každý kutil chytrých domácností začíná. A já ho schválně vynechal – on takový vypínač na zdi je stále nejpochopitelnější ovládací prvek a dojít k vypínači je stále rychlejší než najít ovladač/mobilní aplikaci a přes něj vyvolat požadovanou akci.
  • Inteligentní dům umožňuje velmi komfortní komunikaci mezi členy domácnosti a v neposlední řadě se stará i o zábavu. Nebuďme naivní – dům není ta věc, která umožňuje komunikaci lidí.

Vymezením se proti chytrému domu jsem velice rychle získal představu toho, jak má vypadat můj „hloupý dům“. Především, celé řešení je maximálně decentralizované. Veškeré prvky automatizace jsou pokud možno nezávislé. To sebou přináší výhody v robustnosti – i když odpojím celou ethernetovou síť, pořád si můžu rozsvítit, pořád lze vytáhnout žaluzie a topení pořád topí. Nevýhodou je nutnost více přemýšlet při projektování a malá flexibilita.

Úplně jsem vynechal možnost centrálního ovládání osvětlení. Veškerá světla jsou ovládány klasickými vypínači, ty ale jsou na více místech v místnostech. Hojně používám pohybová čidla v místnostech, kde je nutné při vstupu vždy rozsvítit.

Na druhou stranu v domě je celá řada čidel, ať již teploměrů (realizovaných především pomocí 1-wire DS18B20), vlhkoměrů, dále větrné čidlo a čidlo venkovního osvětlení. Ty dávají velice dobrý přehled o aktuálním stavu počasí i vnitřního prostředí domu. Navíc jejich připojení s výhodou používá rozvody Ethernetu.

Pro vytápění používáme podlahové topení, proto není možné kvůli setrvačnosti systému nijak zásadně měnit teplotu v průběhu dne. Kondenzační kotel topí na konstantní set-point a pokojový termostat s dobře nastavenou regulací odvádí svou službu více než dobře. Samozřejmě toto jsem zjistil díky instalovaným teploměrům.

Již v průběhu projektování jsem se rozhodl pro elektronický zabezpečovací systém od Jablotronu JA-100. Přestoře se EZS nechá pořídit i levněji, pro JA-100 u mě mluvila mobilní aplikace s obstojným ovládáním, bohatá nabídka čidel a senzorů, možnost ovládat reléové výstupu a především modul JA-121T pro propojení s domácí automatizací. EZS je relativně standardní, kromě pohybových čidel Jablotron hlídá i otevření dveří v obvodovém plášti a propojuje i požární čidla. Přístupová práva jsou nastavena tak, že domácí automatizace nemá přístup k zabezpečovacím funkcím, pouze může vyčítat stav zabezpečovací ústředny, čidel a ovládat reléové výstupy, nemůže ale měnit zajištění jednotlivých sekcí.

Poslední subsystém, o kterém jsem od začátku měl jasno, jsou předokenní žaluzie. Ty jsou napojeny na centrální povely pro vytažení/spuštění žaluzií v celém domě. Centrální ovládání je přístupné pomocí tlačítek na zdi, ale zároveň i pomocí Jablotron PG výstupů (relé na DIN lištu).

Tímto máme popsaný chytře postavený hloupý dům. K tomu si připočtěte dvě RaspberryPi spolu s několika NodeMCU a na nich běžící MicroPython. Programový kód, který na nich běží je převážně v Pythonu. Výhoda toho, že si programujete svůj dům je v tom, že to děláte jen a jen pro sebe – když chcete, můžete prasit, když potřebujete, můžete použít novou technologii, když si nepamatujete, můžete si psát různě složitou dokumentaci – ale za všech okolností z toho máte radost. Proto i kódy, které budu v dalších částech uvádět berte jako inspiraci, vždy existuje i jiné řešení!

Nakonec bodově vypíchnu jednotlivé problémy, které mi automatizace řeší a ke kterým bych se postupně rád vracel a vždy se podělil o „zkušenosti z natáčení“:

  • Měření teploty pomocí 1-wire teploměrů a posílání hodnot do Google Spreadsheet pomocí Google Forms.
  • Propojení ústředny Jablotron JA-100 s programem pomocí JA-121T a převodníku USB-RS485.
  • Prostředí Node-RED, MQTT a posílání notifikací na telefon přes Google Hangouts.
  • Větrné čidlo a sluneční automatika pro ovládání žaluzií postavená na NodeMCU a ohackovaném čidle Somfy.
  • Řešení elektroinstalace pro předokenní žaluzie pomocí jednotek Alnic CCU-223.
  • Programování mikrořadičů NodeMCU v MicroPythonu, flashování mikrořadiče a obecná kostra programu s připojením na Wi-Fi a MQTT.

Co dalšího by vás zajímalo? Napište mi na Twitter!