Панель управления умным домом. iPhone в стене

Автоматизировать свой дом я начал года 2 назад, в основном используя беспроводную технологию Z-Wave, но и ради фана собрал несколько устройств самостоятельно на микроконтролле ATtiny2313 и Raspberry Pi. Когда я принял решение, что буду делать умный дом, я поставил три задачи, которые умный дом должен был решать, первая — экономия электроэнергии, вторая — обеспечение комфорта, третья — отображение информации о сотоянии дома в реальном времени.

На данный момент удалось реализовать следующее:

• Автоматическое включение и выключение света в коридорах
• Управление телевизором с iPhone при помощи Raspberry Pi и ИК-модуля
• Метеостанция c датчиками температуры и влажности
• Пылесос iRobot, который скоро приобщится к WiFi

Но третья задача по отображению информации была решена не полностью. На кухне и в комнате у меня стоят метеостанции показывающие температуру и влажность, чтобы посмотреть где горит свет, нужно открывать приложение на iPad, чтобы узнать пробки, нужно открывать другое приложение. Всей этой информацией я пользуюсь каждый день, и логично было бы получать её из одного места, поэтому я решил сделать информационную панели установленную стационарно в удобном месте.

Задумав панель, я знал какими функциями она должна обладать, это:

1. Показ температуры за окном
2. Показ температуры в доме
3. Показ влажности в доме
4. Информация о пробках
5. Выключение электроприборов
6. Кнопка ВЫКЛЮЧИТЬ ВСЁ
7. Часики

В качестве панели сначала планировал использовать Android планшет дюймов на 7, и в качестве софта OpenRemote, который как раз для этого и разработан. Но позже решил сделать панель из подручных средств. Под рукой оказался старичок iPhone 4, который как оказалось позже, справился с ролью панели управления на отлично, не смотря на не большой экран.

Итак, после выбора панели, встал главный вопрос, как iPhone вмонтировать в стену, погуглив нашел несколько готовых решений, каждое из которых стоило в районе 600~800 евро. Цена крепления превышала цену самого iPhone, я посчитал это не разумным и решил сделать подАйфонник сам!

Для установки iPhone в стену нужно было понять:

1. Во что закрепить iPhone, чтобы он не вывалился из стены
2. Куда спрятать блок питания

Решение первой задачи нашлось в коробке от самого iPhone, подложка разделяющая iPhone и аксессуары с небольшими доработками отлично удерживала iPhone в стене.

Из оргстекла выпилил рамочку увеличивающую толщину подложки

Нашел пластиковые антилюфтовые прокладки для выключателей, из них сделал ушки

Блок питания не стал прятать в стене, а решил перенести его в комнату, iPhone удобно расположен рядом с дверью в комнату. Купив провод питания на 2 метра, я протянул провод под наличником двери, завел в комнату через отверстие высверленное в дверной коробке и вставил блок питания в розетку специально там подготовленную.

Рамочку вырезал из черной глянцевой бумаги и приклеил прямо на обои, конечно было бы круто сделать такую рамочку из черного глянцевого оргстекла, я даже подготовил автокадовский файл для резки оргстекла на станке, но цена в 1500р меня остудила.

Вот как выгляд готовая панель:

После установки iPhone в стену, пришла очередь писать софт, я немного знаком с программированием под iOS, поэтому в программирование трудностей не возникло. Трудности возникли с дизайном, несколько ночей я корпел в Photoshop над простыми иконками и компоновкой блоков. В итоге получилось, то что вы видите!

Все же плиточный дизайн мне по душе

Во второй части я хочу рассказать о устройствах которые использую и которыми управляю с панели.
Управление светом полностью построено на беспроводной технологии Z-Wave. Выбор пал на нее из-за большого количества совместимых устройств, более 200 компаний по всему миру выпускают Z-Wave устройства, это означает, что у меня не будет в будущем проблем с докупкой оборудования. Плюс ко всему она дешевая по сравнению с knx, amx, crestron, в среднем устройство стоит 100$ и самое главное она беспроводная, мне не нужно тянуть никаких проводов между устройствами для их взаимодействия.

Установленное оборудование

Фото	Устройство
	Z-Wave.Me Dimmer 300W это диммер в комплекте с клавишей, под клавишей две кнопки, нажал вверх — свет зажегся, нажал вниз -свет выключился, клавиша всегда в нейтральном положении. У меня установлено 3 таких устройства, одно в комнате, чтобы можно было регулировать свет с телефона, одно в прихожей и коридоре, чтобы ночью свет включался на 20%, а днем на 100%. Эти диммеры устанавливаются в разрыв фазы, а по советской традиции проводка так прокладывается, что в подрозетнике выключталя нет нуля, только фазы, поэтому выключатели с реле я не могу использовать.
	Fibaro Universal Sensor это бинарный датчик, если замкнуть на два проводка на ней, то в сеть Z-Wave пошлется сигнал, что сработал датчик. У меня эти проводки замыкает датчик движения Астра-515. Тем самым я сделал свой Z-Wave датчик движения. У меня используется 2 таких, один в коридоре, другой в прихожей, управляют Z-Wave.Me Dimmer.
	Fibaro Dimmer это микромодуль диммер без клавиши размером с крону, я к нему подключил ночник, а в качестве кнопки управления использую маленький дверной звонок.
	Настенный двухклавишный выключатель на батарейках Z-Wave.Me Dual Paddle Wall Controller это пульт в форме обычного выключателя, управляет Z-Wave.Me Dimmer (люстра) и Fibaro Dimmer (ночник) в комнате. Приклеен около кровати.
	Розеточный модуль с энергопотреблением Everspring это радиоуправляемая розетка, зимой включаю в нее гирлянду и управляю с пульта Z-Wave.Me Key Fob. Сейчас в розетку подключена лампа, включаю ее с одноклавишного выключатель на батарейках.
	Настенный одноклавишный выключатель на батарейках Z-Wave.Me Single Paddle Wall Controller управляет розеточным модулем Everspring.
	Брелок Z-Wave.Me Key Fob, каждая кнопка включает/выключает где то свет.
	Плата расширения RaZberry для Raspberry Pi это плата устанавливается в Raspberry Pi и превращает его в контроллер умного дома, с его помощью я настраиваю связи и сценарии взаимодействия.

Z-Wave — это mesh сеть, т.е. каждое устройство может общаться с каждым устройством напрямую без участия центрального контроллера. Например, двойной выключатель на батарейках, который у меня приклеен на двухсторонний скотч к стене возле кровати управляет напрямую диммером в люстре и диммером в ночнике.

А вот в прихожей и в коридоре, где у меня установлены датчики движения и диммеры, управление осуществляется с помощью контроллера. При срабатывании, датчик движения отправляет сигнал на контроллер, на контроллере запускается скрипт, который проверяет сколько сейчас время, если с 7 до 0, то свет включается на максимум, если ночь с 0 до 7, то свет включается на 20 %. И конечно же всем светом можно управлять с iPad и видеть состояние датчиков.

Метеостанция в комнате состоит из двух частей
Первая часть: 2 семисегментных индикатора по 4 сегмента работают на микроконтроллере attiny2313 с 2 датчиками температуры DS18B20, один датчик в комнате, другой за окном.

Вторая часть: LCD экран от старой Nokia 6020 прикручен к Raspberry Pi, по SPI 9 bit на него выводится информация с датчика влажности DHT-22. Для Raspberry Pi я написал парочка cgi-bin скриптов, с помощью которых я вытягиваю информацию о влажности и температуре на iPhone используя HTTP запросы.
Если кому то будут интересны подробности как рисовать на экране Nokia 6020 c контроллером PCF8833 16 bit color с помощью raspberry, спрашивайте, т.к. эту задачу мне пришлось решать самому и это тема для отдельной статьи.

На той же Raspberry установлена плата для управления телевизором по ИК. Работает это просто, с iPhone по WiFi отправляется HTTP команда на Raspberry Pi с помощью программы lirc выполняется нужная ИК команда. Применить эту плату можно к любой ИК технике.

В соседней комнате живет пылесос Roomba iRobot 770 вполне самостоятельный, работающий по расписанию. В планах, приобрести к нему WiFi плату RooWiFi и рулить им с телефона или запускать его, когда меня нет дома.

К чему я пришел
Продолжать совершенствовать свое жилище я думаю, буду еще долго. Для демонстрации того, что есть на данный момент я в Planner5D подготовил план своей квартиры, и с помощью Photoshop разместил устройства Z-Wave, с указанием, что чем управляет.

Я увлекаюсь техникой и всегда стремлюсь совершенствовать свои навыки. Мне интересно разрабатывать решения, которые окажутся полезными. Совмещая развлечение и практическую пользу я создал действительно комфортный умный дом. Задумав изучить микроконтроллеры AVR и программирование под Raspberry Pi, я разработал свою метеостанцию. Увлекшись технологиями умных домов, я сделал автоматическое включения света в коридоре по временному алгоритму. Робот пылесос был приобретен по известной причине — любовь к чистоте и лень убираться.

На данный момент, установив панель управления в прихожей я добился желаемого уровня комфорта: уходя из дома, я выключаю забытый свет и телевизор одной кнопкой, через пару часов начнет свою работу пылесос, по необходимости, с работы я могу проверить не срабатывали ли датчики в мое отсутствие, а придя домой, я открою входную дверь и свет сам зажжется, не заставляя меня в темноте ломать ноги, пробираясь к выключателю.
Дом стал более комфортным, а системы которые в нем работают экономят мне время, позволяя тратить его на радость жизни!