Умный дом на raspberry pi


Прогрессивная система Raspberry Pi 3 умный дом своими руками: особенности, достоинства и недостатки

Перечень достижений человека постоянно пополняется новыми разработками. Выдающейся можно назвать разработанную человеком популярную сегодня опцию «Умный дом» на мини-компьютере Raspberry Pi.

Содержание

 Перечень достижений человека постоянно пополняется новыми разработками. Выдающейся можно назвать разработанную человеком популярную сегодня опцию «Умный дом» на мини-компьютере Raspberry Pi.

Упоминаемая система после своего выхода на рынок практически сразу влюбила в себя многих владельцев домов. Именно поэтому спрос на систему «умный дом» на Raspberry pi стал активно возрастать с каждым годом. Хотите выяснить, чем так уникален Raspberry pi 3 умный дом и почему именно эту систему сегодня во многих домах устанавливают? Изучите нижеизложенный материал.

Что представляют собой проекты Raspberry pi 3 для дома и зачем они нужны?

Система «умный дом», которую изобрела компания Raspberry Pi, позволяет контролировать абсолютно все в доме: начиная от включения света и отопительной системы и заканчивая активацией систем, которые имитируют присутствие в доме человека.

Слаженная работа всех звеньев системы базируется на датчиках и спецконтроллерах, которые реагируют на движения, шум, а также энергию.

Система умный дом от известной многим компании «Raspberry Pi» столь востребована сегодня благодаря тому, что она может легко собираться, как простой конструктор. Функционировать он может при этом на разных ядрах. Одной из наиболее покупаемых сегодня является система, функционирующая на базе мини-компьютера Raspberry.

Изначально компания предложила две комплектации мини-компьютеров – модель А и модель В. Модель А располагала объемом памяти в 256 Мб, а модель В могла сохранять в два раза больше информации. Но модель с небольшим объемом памяти не сняли с производства потому, что она позволяла пользователю выходить в Интернет. Позже была обновлена модель В. Новый её вариант отличался более компактным дизайном и располагал 4 USB-портами.

Как система функционирует?

Структура системы может быть разной. Но обычно построение её происходит по такому принципу: главным является центральное вычислительное устройство (его еще называют сервером). В качестве центрального системного сервера выступает Raspberry Pi, на который устанавливается WEB-интерфейс. Последний может легко связываться с ноутбуком, планшетом либо же смартфоном.

Сервер связывается с периферийными спецмодулями посредством RS485 – интерфейса. Чтобы система слаженно работала, в каждом ключевом помещении домовладения всегда устанавливают спецконтроллер, задача которого – интерпретировать поступающие сигналы и отправлять их на устройства бытовой техники, которые в этой связи являются устройствами-исполнителями.

Обычно модуль Raspberry Pi связывается с контроллерами через порт UART. К последнему следует подключать такое согласующее устройство, как спецпереходник на интерфейс RS485 (следует подчеркнуть, что последние модели устройства уже располагают этим интерфейсом, так как его подразумевает базовая комплектация).

«Операционкой» является Raspberry, спутником которой может быть расширение, например, Pimatic. Совсем несложно собрать спецсистему «умный дом» на «открытой платформе», к примеру, openHAB, Fhem, SHC. Также популярной продолжает оставаться платформа wiButler.

Модули, которые можно выбрать для выстраиваемой своими руками системы «умный дом»

Чтобы выстроить спецсистему и сделать ее максимально функциональной, потребуются особые модули. Для тех, кто любит мастерить и хочет создать Raspberry pi 3 умный дом своими руками, предлагаются сегодня такие модули, как:

  • Модуль камеры. Подключив его, систему можно рассматривать, как удобный инструмент для видеонаблюдения. Данная камера совместима с «операционкой» мини-компьютера Raspberry. Она позволит записывать видеофрагменты в разрешении Full HD и делать отличные 5-мегапиксельные фото.
  • Датчик, измеряющий влажность, а также температуру воздуха. При установке этого модуля, система будет обрабатывать метеоданные.

  • Датчики дыма, а также датчики, сигнализирующие о протечке воды. Данный установленный и подключенный модуль поможет своевременно реагировать на появление дыма в доме и выявлять протечку воды. Многие владельцы больших коттеджей выбирают эту опцию для того, чтобы максимально обезопасить свой дом от неприятных сюрпризов.
  • Датчик движения, совместимый с Raspberry Pi. Данный модуль возможно использовать для того, чтоб лампы домашние включались при малейших замеченных движениях в любой зоне домовладения.

Преимущества Raspberry Pi 3 по сравнению с ранее выпущенными версиями

Преимуществ у последней прогрессивной версии Raspberry Pi 3 много:

  • Устройство имеет много интерфейсов. Последняя версия располагает Bluetooth 4.1, Wi-Fi 802.11n, Lan, 4 USB, а также HDMI. Также имеется возможность подключить GSM-модем для выхода на связь с официальным мобильным оператором, который занимается предоставлением услуг интернет-доступа.
  • Raspberry Pi 3 имеет мощный четырехъядерный 1,2 ГГц процессор.
  • Последняя версия совместима с предыдущими.

Плюсы и минусы системы «умный дом» от фирмы Raspberry Pi

Для человека, который желает сделать свою жизнь комфортнее и безопаснее, система «умный дом» Raspberry Pi 3 является разумным решением. Подводя итог всему вышесказанному, можно выделить четыре важных преимуществ «умного дома».

Это:

  • Возможность максимально обезопасить свой дом за счет контроля протечек, установленного видеонаблюдения, охранной, а также противопожарной системы.
  • Возможность установки системы, помогающей экономить (речь идет о датчиках движения, смесителях сенсорного типа, датчиках, фиксирующих движение).
  • Возможность установки систем, повышающих уровень комфорта (спецсистемы управления шторами, электроприборами).
  • Возможность установки интеллектуальных развлекательных спецсистем (речь идет о системе мультирум, спецсистеме «домашний кинотеатр»).

Наряду с плюсами, есть у системы «умный дом» и несколько незначительных минусов:

  1. Систему целесообразно покупать только для большого загородного дома.
  2. Важно разбираться в каждом элементе системы (или иметь всегда под боком разбирающегося в этом вопросе человека), так как из-за своей сложности система в любой момент может выйти из строя.
  3. Так как прогресс галопирующими темпами продвигается вперед, через пять-семь лет и эта прогрессивная система устареет, поэтому есть риск того, что с продажи могут исчезнуть важные ее компоненты.

Как видим, плюсы уверенно перекрывают минусы. Поэтому если есть желание купить систему «умный дом» для загородного коттеджа, не стоит отказываться от этой идеи.

myraspberry.ru

Собираем умный дом на Raspberry Pi собственноручно

Сложно игнорировать технологичные новинки, которые уже давно стали частью повседневной жизни. Среди таких привычных вещей, как интернет или смартфоны, особенно выделяется умный дом, помогающий объединить используемые гаджеты и бытовую технику в единую сеть для более комфортного и простого управления. Умный дом легко настроить под собственные потребности, вводы в состав сети новые модули и программируя их на выполнение заданных сценариев. Сенсоры, используемые в процессе управления домом, срабатывают:

  • На звук;
  • На движение;
  • На тепловую энергию.

Простые сенсоры представлены даже в ТРЦ, где они следят за автоматическим открытием дверей и выполняют другие задачи. В то, что умный дом может стать неотъемлемым элементом жизни человека может и сложно поверить, но это действительно так. Чтобы снизить свои трудозатраты и обучить приборы выполнять простые функции самостоятельно, потребуется лишь реализовать проект умный дом, способствующий всему этому.

Принцип работы умного дома

Для автоматизированной техники используется ПО, позволяющее выполнять различные задачи с ее помощью. Программы применяются и в умном доме, расширяя функционал его возможностей. Чтобы запрограммировать работу прибора, следует обладать определенными навыками. Поэтому для начинающих владельцев лучшим выбором станет использование приложений, уже адаптированных под требования обычных пользователей.

Разрабатывая умный дом, можно выбрать один из нескольких вариантов. В первом случае будет использоваться готовое решение, которое останется установить на объекте. Такой вариант требует минимум усилий, но его стоимость значительная. Позволить реализовать такой проект может не каждый. Другим решением остается понимание самой концепции, что позволит в дальнейшем создать и собрать умный дом собственноручно.

Процесс работы зависит от правильности расчётов, выполненных владельцем, что приводит к снижению расходов. Самостоятельно собрать умный дом не сложно, если подойти к делу со всей осторожностью и пониманием. В итоге это сэкономит средства, и позволит получить некоторые навыки обращения с модулями.

Процесс автоматизации умного дома

Заставить приборы, используемыми повседневно, работать по заданному сценарию легко, если использовать для этого соответствующий блок управления. Компанией Raspberry Pi был разработан миникомпьютер, который подходит для решения поставленной задачи. Устройство отличается компактностью и производительностью, а также делает автоматизацию проекта простым и понятным делом. Raspberry отличается невысокой стоимостью, особенно при сравнении с другими производителями, представившими свою продукцию на рынке. Но это не помешало компании предложить действительно качественное оснащение, ставшее популярным. Первоначально компанией разрабатывалось две вариации миникомпьютера:

Визуальное оформление и комплектация

Данные устройства находятся под управлением чипсета ARM11 с производительностью в 700 МГц. Различия между вариациями заключаются в объеме памяти на борту. Так изделие B оснащается планкой ОЗУ на 512 Мб, что двукратно превосходит показатели модели А с 256 Мб. В итоге компания пришла к решению выпускать обе вариации одновременно, тем более, что миникомпьютер А имел дополнительные достоинства. Он оснащался портом Ethernet, позволяющим подключиться к сети. Компания продолжила работу над модернизацией своих продуктов, переосмыслив вторую версию компьютера. Это привело к появлению улучшенного варианта В, ставшего еще более компактным, а также получившего стильный дизайн. Из конструктивных наработок стоит отметить наличие 4 разъемов USB, что в 2 раза превышает число портов данного типа для предыдущей версии.

Читайте также:  Плюсы и минусы умного дома

Устройство хорошо зарекомендовало себя в сфере создания умных домов. Небольшая цена делает Raspberry отличным выбором для построения всего проекта, а многофункциональность миникомпьютера справляется со сложными задачами. Автоматизация приборов на базе подобного агрегата становится лучшим среди доступных решений.

Raspberry способен контролировать устройства Z-Wave, облегчающие управление домашней техникой. Установка платы RaZberry в миниПК делает блок управления производительным и надежным. Z-Wave представляет современный стандарт для умного дома, выполненного с помощью беспроводного технологического процесса. В результате владелец имеет возможность отказаться от использования дополнительных элементов и расходных материалов, снижая общие затраты. Управлять Z-Wave легко. Поэтому реализовать умный дом способен человек, не имеющий практического опыта в работе над подобными проектами.

Дополнительным преимуществом является возможность модернизировать существующую плату. Так если наблюдается снижение производительности, которой уже недостаточно для работы модулей, то Z-Wave можно модернизировать, используя вспомогательные элементы, как в случае с улучшением стандартного ПК. Выполнение апгрейда исключает необходимость полностью менять устройство.

Контроллер от компании Z-Wave

Если у пользователя недостаточно опыта или свободного времени для выполнения монтажа, то в Z-Wave могут предложить услуги по настройке или установке оборудования в любом регионе РФ. Любые вопросы можно решить с помощью обширной базы данных, находящейся в свободном доступе, либо используя техническую поддержку. Raspberry зарекомендовала себя с лучшей стороны и в сфере видеонаблюдения. Используя плату и стандартную веб-камеру пользователь получает систему, которая способна транслировать изображение в сеть, вне зависимости от расположения устройства слежения. Следить за объектом становится еще проще, так как нет нужды постоянно мониторить ситуацию. Достаточно отследить основные события в конце работы, чтобы узнать о любых происшествий, зафиксированных видеокамерой.

Современный умный дом представляет собой многогранную систему, которая отвечает за выполнение предустановленных задач, а также открывает доступ к действиям, которые основаны на заложенных алгоритмах. Это делает проект более автономным и независимым от команд человека. Умный дом самостоятельно ищет решения в сложных ситуациях, отталкиваясь от полученного ранее опыта.

Разработать такой дом не сложно, особенно при тщательном подходе. В итоге владелец становится получателем огромной пользы благодаря своим нововведениям. Определившись в особенностях автоматизации, можно значительно сократить расход времени, а также экономить энергоресурсы и увеличить безопасность для жителей дома. Удобство определяется выбранными компонентами, на которых базируется проект, поэтому Raspberry станет надежным помощником в деле создания умного дома.

Умный дом на Raspberry Pi

Как известно, многие функции, выполняемые бытовой техникой, можно без больших усилий автоматизировать, а управлять работой оборудования в удаленном режиме становится еще проще. Далее читатель может ознакомиться с тем, как именно разработать свой проект, отталкиваясь от возможностей миникомпьютера Raspberry. Главным вопросом будет разработка контроллера, способного продуктивно отслеживать освещение в каждом отдельном помещении, а также корректировать текущие температурные показатели и другие параметры жизнеобеспечения в доме. Под управлением Raspberry Pi будет находиться и мультимедийное оборудование, а также элементы безопасности дома.

Состав блока управления

Чтобы собрать свой умный дом, для начала потребуется приобрести все компоненты, входящие в минимальную конфигурацию:

  • NodeMCU ESP-12E;
  • Объемный сенсор;
  • Сенсоры температуры;
  • Сенсоры влажности
  • модуль реле;
  • карта памяти;
  • RaspberryPi 3.

Сам процессор, а в данной конфигурации это третья модель, выбирается произвольно, поэтому другая версия будет не менее работоспособной и подойдет для умного дома. Выбор в пользу Raspberry Pi 3 вызван тем, что агрегат комплектуется модулями беспроводной связи. Заменить NodeMCU можно Arduino Nano, либо использовать вспомогательный модуль для вай-фай.

Читайте также:  Охрана и сигнализация в умном доме

Компоненты, составляющие блок управления, следует соединить и отрегулировать. Чтобы сократить расход времени и усилий будет выгодно приобрести именно готовое решение, вроде NodeMCU. Силовое элементы выбираются в количестве, задействованном в проекте. Для представленной конфигурации потребуется 3 элемента. Конфигурация сенсоров определяется индивидуально. При желании можно отказаться от объемного сенсора, если его применение не будет иметь логической потребности.

Установка Raspbian

Чтобы справиться с установкой ОС, потребуется посетить официальную страницу компании, где можно всегда найти и загрузить самую свежую версию. Далее выполняется форматирования карты в FAT. По указанным предписаниям выполняем сборку образа под используемую ОС. Остается подключить карту к миникомпьютеру, а также присоединить клавиатуру и экран, в роли которого может выступать ТВ. Процесс загрузки обычно занимает немного времени, после чего можно приступать к настройкам.

Так можно задать собственный пароль и другие параметры. Не стоит менять текущую настройку загрузочного экрана, так как во время работы умного дома графическая часть использоваться не будет. Переходим к изменению хоста, расположенного в пункте Hostname, а также задаем SSH, что позволит с большим комфортом управлять устройством в будущем. Когда все настройки будут применены, останется только перезагрузить устройство, нажав Finish.

Корректировка WIFI

Когда устройство будет перезапущено, следует перейти к интерфейсам, где порядок действий следующий:

  • Прописываем команду sudo nano /etc/network/interfaces;
  • Находим часть iface wlan0 inet manual и заменяем эту строку на iface wlan0 inet static,
  • Не забываем указать собственный статичный айпи-адрес.

Пример проделанной работы выглядит следующим образом:

auto wlan0 allow-hotplug wlan0 iface wlan0 inet static address 192.168.1.150 netmask 255.255.255.0

gateway 192.168.1.1 wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf address, netmask, gateway —

но в вашем случае настройка должна проходить под собственный роутер.

Проделанные изменения нужно сохранить путем комбинации CTRL+X, Y и ENTER.

Следующим шагом будет переход к супликанту, где следует указать такую команду

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Открывшееся окно позволяет ввести все необходимые настройки для беспроводной сети.

Пример настроек:

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev

update_config=1     

network={      ssid=» ваш SSID »      psk=»ваш пароль» }

далее повторяем последовательность из CTRL+X, Y и ENTER. Возвращаемся к командной строке и указываем

sudo ifdown wlan0

Процесс будет выполнен, после чего остается указать

sudo ifup wlan0

ожидаем завершения перезагрузки, вызванной командой

sudo reboot

При условии, что все операции выполнены правильно, в итоге получаем полностью настроенную беспроводную сеть, к которой устройство коммутируется при запуске.

Обновление миникомпьютера

Перед началом дальнейшей корректировки следует справиться с апдгрейдом системы. Последовательность не сложная:

  • вводим sudo apt-get update sudo apt-get upgrade;
  • проверяем текущую версию командой g++-4.9 –v и сверяемся с актуальной;
  • если используемая версия устарела, то вводим sudo apt-get install g++.

Переходим к установке NODE.JS. Данная программа, начиная с четвертой версии, поддерживает ARM. Для того, чтобы поставить NODE.JS, потребуется задать последовательность команд:

  • curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_6.x;
  • sudo -E bash — sudo apt-get install -y nodejs;
  • для проверки текущей версии вводим nodejs –v.

Устанавливаем HOMEBRIDGE

Первым шагом будет установка Avahi и другие компоненты, которые потребуются для работы MDNS. Переходим в командную строку и начинаем вводить такую последовательность

  • sudo apt-get install avahi-daemon avahi-discover libnss-mdns libavahi-compat-libdnssd-dev;
  • sudo npm install -g —unsafe-perm homebridge hap-nodejs node-gyp;
  • cd /usr/lib/node_modules/homebridge/;
  • sudo npm install —unsafe-perm bignum;
  • cd /usr/lib/node_modules/hap-nodejs/node_modules/mdns;
  • sudo node-gyp BUILDENGINE=Release rebuild.

В целях проверки выполняем пробный запуск командой homebridge, а в ответ следует ожидать примерно такую последовательность:

[2017-08-15 10:05:15] —

 [2017-08-15 10:05:15] config.json (/home/pi/.homebridge/config.json) not found.

Scan this code with your HomeKit App on your iOS device to pair with Homebridge:

  │ 031-45-154 │

[2017-08-15 10:05:15] Homebridge is running on port 44278

Если нечто похожее удалось получить, предыдущие команды были выполнены и применены верно. Как можно видеть из примера, программе не удалось обнаружить config.json, что значит, что его созданием придется заниматься самостоятельно:

  • sudo -i;
  • mkdir /root/.homebridge;
  • touch /root/.homebridge/config.json.

Читайте также:  Как подготовить дом к умным устройствам

первоначально будет достаточно задать минимальную конфигурацию, которая может выглядеть так:

{

«bridge»: {

«name»: «RaspberryPi»,

«username»: «08:61:6E:E3:2D:7A»,

«port»: 51826,

«pin»: «031-45-170»

} }

Но лучшим решением будет установка готовой версии, в которую уже включены плагины. Следующее действие, которое нужно проделать, заключается в том, чтобы включить автозагрузку homebridge. Начинаем с создания файла:

sudo nano /etc/init.d/homebridge

для удобства следует сказать подходящий скрипт и скопировать код в строку /etc/init.d/homebridge. Завершаем все операции сохранением и запускаем команду

chmod 755 /etc/init.d/homebridge

update-rc.d homebridge defaults

Задача решена. Теперь при каждом запуске устройство будет автоматически подключаться и иметь root-права.

Ставим плагины Homebridge

Чтобы обеспечить работоспособность выбранной версии, следует воспользоваться такими плагинами:

  • Для освещения — homebridge-cmd_light_control (команда — sudo npm install -g homebridge-cmdswitch3);
  • Для включения-выключения устройств — cmdswitch3 control (команда — sudo npm install -g homebridge-cmd_light_control);
  • Для получения сведений о температуре – HttpTemphum (команда — sudo npm install -g homebridge-httptemperaturehumidity);
  • Для работы объемного сенсора — homebridge-hc-sr501 (команда — sudo npm install -g homebridge-hc-sr501);
  • Для активации игровой приставки — ps4-waker (команда — sudo npm install -g ps4-waker).

Такой набор подходит для выбранного проекта, но при желании его можно расширить или изменить с помощью файла config.json.

Запуск устройств умный дом

Переходим к этапу подключения устройств. Стоит заметить, что этот этап особенно сложный ответственный, так как приходится работать с элементами под напряжением. Завершив монтажные работы, следует загрузить и установить скрипты по адресу /home/pi/. Уделите внимание тому, что у файлов должны быть права 0777. С этой целью можно использовать команду

chmod 0777 /home/pi/light_bathroom_off.py

последовательность используется для каждого загруженного файла, размещенного в папке /home/pi/

Установка PlayStation

В настройках RaspberryPi следует указать ps4-waker, после чего блок управления предложит запустить приставку с помощью смартфона на соответствующем приложении. Здесь потребуется указать пин-код. Завершив ввод, будет создана связь между блоком управления и мультимедийным оборудованием с сохранением сертификатов. Поэтому последующие запуски будут проходить легко.

Устанавливаем термометр с помощью ARDUINO

Выполняем подключение NodeMCU к ПК и переходим к скачиванию программатора с официального сайта. Также потребуется справиться с установкой драйвера. Для этого переходим в раздел Preferences и в графе Additional Boards Manager URLs вводим ссылку http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json.

Подтверждаем действие и отправляемся к настройкам Boards Manager. С помощью поиска нужно перейти на esp8266 by ESP8266 Community и выполнить установку. Для управления сенсором DHT потребуется установить соответствующий модуль. Также выполняем установку скетча для HTTP и передачи информации с температурных датчиков. При настройке скетча нужно задать IP-адрес.

Запуск конфигурации

Перед завершающим этапом потребуется очистить кеш устройства, для чего потребуется ввести

  • sudo –i;
  • rm -r /root/.homebridge/accessories;
  • /root/.homebridge/persist;
  • И завершить командой reboot.

Располагаем Arduino в выбранном месте и переходим с помощью любого гаджета в приложение Home. Здесь нужно добавить устройство, после чего смартфон отобразит элемент с названием RaspberryPi. Если именно такой результат и будет получен, то можно смело говорить о том, что настройка удалась на славу. Теперь под управлением умного дома находится освещение, температура и влажность, а также мультимедийное оборудование в доме.

techsad.com

Делаем умный дом на базе Raspberry Pi 3

Умный дом, построенный на базе Raspberry Pi 3 — многофункциональный комплекс, позволяющий контролировать и управлять всеми элементами вашего песта проживания, будь то квартира, дача или частный дом. Под его «руководством» работают многие элементы, начиная от лампочек в помещениях, заканчивая системой отопления и запуском систем, распознающих присутствие человека.

Особенность системы заключается в слаженной работе всех компонентов, надежности и сравнительной легкости настройки.

Каков принцип работы умного дома? Какие характеристики и возможности актуальны? Что учесть при настройке и подготовке к работе? Как собрать систему умный дом на базе Raspberry Pi 3? Эти и другие вопросы рассмотрим ниже.

Принцип работы

Умный дом на базе Raspberry Pi 3 популярен, благодаря легкости сборки, в том числе для людей без специального опыта. Основой всей системы является небольшая материнская плата, в которую производитель заложил огромный потенциал.

Первоначально компания продавала две комплектации прибора — модели А и В. Первая отличалась объем памяти размером в 256 МБ, а вторая в два раза большим ее размером.

Модель А какое-то время была в продаже, благодаря наличию доступа к глобальной сети, но после обновления до версии «В» в первом варианте отпала необходимость. Новая версия отличалась компактностью и наличием четырех портов USB.

Построение умного дома на основе Raspberry Pi 3 зависит от предпочтений владельца. Вне зависимости от этого, принцип работы остается неизменным:

  1. Главную функцию выполняет сервер. Это центральное устройство, собирающее информацию и производящее необходимые вычисления. Роль главного сервера играет материнская плата Raspberry Pi, на которую инсталлируется WEB-интерфейс. Его особенность заключается в возможности связи с планшетом, ноутбуком или телефоном.
  2. Сервер находится во взаимосвязи с окружающими его модулями. Контакт осуществляется с помощью RS-485. Для обеспечения слаженного функционирования системы в каждой комнате устанавливается специальный контроллер. Его задача заключается в приеме и анализе поступающей информации с последующей отправкой команд на исполняющие устройства (изделия бытовой техники).
  3. Связь модуля Raspberry Pi с контроллерами обеспечивается с помощью UART-порта. К последнему подключается специальный проводник на интерфейс RS-485. Стоит учесть, что в последних моделях устройства уже предусмотрен такой интерфейс (он идет уже в базе).
  4. В роли операционной системы выступает Raspberry. В комплексе с ней работает одно из доступных расширений, к примеру, Pimatic.

При желании система умный дом может быть собрана на платформе «открытого» типа, к примеру, Fhem, openHAB, SHC. Не менее востребованный вариант — применение платформы wiBulter.

Где применяется Raspberry Pi 3 Model B

Сфера применения умного дома на базе Raspberry Pi ограничивается только познаниями установщика и пожеланиями владельца дома. Здесь возможны следующие варианты:

  1. Применение в качестве полного компьютера. При желании к системе можно подключить дисплей и клавиатуру, подсоединить мышку, а после пользоваться полученным ПК на Windows Последнее возможно только для Raspberry Pi B, а также моделей 2B или 3B.
  2. Сбор множества небольших компьютеров Raspberry Pi для получения ПК с большим числом ядер и высокой производительностью. Для этого требуется соединить в один сервер требуемое число изделий и найти удобное место для размещения. Также придется решить вопрос с охлаждением конструкции. Готовый компьютер по производительности не уступит даже наиболее мощному CPU, приобретенному за несколько сотен долларов.
  3. Инсталляция на Raspberry эмулятора консоли, скачивание игровых образов, подключение монитора и джойстика. Этого достаточно для превращения системы в игровую платформу для развлечений.
  4. Подключение сенсорного дисплея диагональю 8-15 дюймов, создание деревянного или металлического корпуса и установка ОС Android. В результате получается многофункциональный планшет, сделанный своими силами.
  5. Создание собственной осветительной системы для улицы или дома посредством настройки умного дома Raspberry Pi. При желании будут загораться только определенные лампочки, что позволяет удивить любимых и близких людей.
  6. Обустройство настенного органайзера. Все, что требуется — подключить уменьшенную версию ПК к дисплею, настроить ОС и закрепить конструкцию на стене.

Возможности умного дома на Raspberry Pi позволяют использовать конструкцию в качестве приставки, домашней метеостанции, охранной системы или планшета. Возможности применения почти не ограничены.

Особенности и характеристики Raspberry Pi 3 Model B

Устройство представляет собой компактный компьютер, имеющий размеры пластиковой карты банка. На чипе установлено необходимое оборудование для работы — CPU, «оперативка», HDMI-разъем, USB и композитный выход. Также имеется Ethernet-разъем, беспроводная связь и блютуз.

В блоке Raspberry Pi 3 Model B предусмотрено четыре десятка вводных и выводных контактов базового назначения. Они предназначены для подключения периферийных устройств, нуждающихся во взаимодействии с остальными элементами внешнего мира. Речь идет о коммутации с сенсорами и исполнительными изделиями, работающими от сети.

Базовая ОС для умного дома на Raspberry Pi 3 — Linux. Операционная система инсталлируется на карту памяти типа microSD, которая устанавливаемся в специальном разъеме платы.

Многие ранее работали только с Windows и бояться Linux. В этой ОС нет ничего необычного. Она проста в пользовании и отличается высоким уровнем безопасности. Если при установке допущены ошибки в настройке, их легко исправить путем восстановления образа.

Версия Raspberry Pi 3 Model — более продвинутый вариант второй модели. Новая плата отличается полной совместимостью с прошлой версией, но отличается большей производительностью и дополнительными средствами для подключения:

  1. Появилась беспроводная связь Wi-Fi серии 802.11n и блютуз 4.1.
  2. Предусмотрен процессор с четырьмя ядрами (тип — ARM Cortex-A53). Частота работы составляет 1,2 гигагерца. В основе лежит однокристальный чип типа Broadcom BCM

В CPU предусмотрена архитектура ARM v53. Это позволяет использовать любую операционную систему, к примеру, Ubuntu или Windows 10.

Применение 4-ядервного чипа гарантирует рост мощности изделия на 50-60 процентов (если сравнивать со второй модель) и на 1000 процентов в сравнении с первым Raspberry Pi.

Благодаря этой особенности, мини ПК открывает еще больше возможностей по созданию сложных проектов умного дома, что на фоне доступа к Сети открывает почти безграничные перспективы.

Новая модель Raspberry Pi 3 наделена «оперативкой» на 1 ГБ. Часть этой памяти применяется графической подсистемой. Что касается графической части, здесь установлен 2-ядерный CPU VideoCore IV.

Система поддерживает разные стандарты типа OpenGL ES 2.0, VC-1, OpenVG, MPEG-2. Дополнительные возможности — способность кодировать, раскодировать и выводить полноэкранное видео формата HD на экран. Параметры видео — 1080p, 60 FPS, H.264.

Периферия

Неизменный плюс системы заключается в возможности подключения ТВ или дисплея с помощью HDMI-выхода. Разрешение можно менять в диапазоне от 640*350 до 1920*1200. Выход композитного типа имеет два режима работы — NTSC и PAL. Для коммутации колонок и наушников предусмотрено 3,5-миллиметровое гнездо.

Дополнительные плюсы умного дома на базе Raspberry Pi 3 — порты USB, соединенные внутренним хабом. При необходимости можно подключить мышь и клавиатуру.

На устройстве предусмотрена возможность экономии ресурсов ЦП. Для этого на Raspberry Pi 3 модели имеются 15-пнинковые разъемы. Среди них — CSI-2, используемый для подключения камеры, и DSI для коммутации экрана.

Имеется ряд интерфейсов низкого уровня, а именно питающие пины (3 и 5 Вольт, а также «земля), 40 портов для общего ввода и вывода, SPI с возможностью выбора, серийный UART и I2C/TWI.

Для подключения к умному дому на базе Raspberry Pi 3 модели B предусмотрен блютуз 4.1, Wi-Fi 802.1 n и Ethernet (10/100 Мбит). В последнем случае выход обустроен на обычном разъеме типа RJ-45.

Питающая часть и размеры

На изделие подается напряжение 5 В, поступающее от специального адаптера через питающие пины или microUSB-разъем. Для надежности лучше применять источник, имеющий I от 2-х ампер и более. В этом случае появляется возможность для подключения к портам USB более мощных изделий.

Аппаратного выключателя, обеспечивающего подачу напряжения, на плате нет. Активация мини ПК происходит посредством включения шнура в розетку, а для отключения используются базовые функции ОС.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ:  Рекомендации по установке солнечной батареи дома

Размеры платы всего 8,5*5,4 см. В ней помещаются необходимые порты, часть из которых слегка выступает за общие габариты (на несколько миллиметров).

ПО

В умном доме на базе Raspberry Pi 3 Model B отсутствует привычный жесткий диск, поэтому «операционка» устанавливается на выносном носителе (карте памяти). Ее необходимо заранее подготовить и поставить.

При наличии нескольких карт памяти можно использовать разные образы для системы умного дома. Стоит учесть, что карта памяти в комплектацию не идет, поэтому ее придется докупать самостоятельно. Желательно брать microSD с емкостью от 4 ГБ и более.

Базовые параметры:

  • CPU: 64 бита 4 ядра. Тип — ARM Cortex-A53. Частота — 1,2 ГГц. Чип однокристаллический BCM2837;
  • Оперативка — один гигабайт LPDDR2 SDRAM;
  • цифровой HDMI-выход на видео;
  • аудио-выход на 3,5 мм (4 pin);
  • порты USB типа 2.0×4;
  • сетевое обеспечение — Wi-Fi11n, 10/100 мегабайт RJ45 Ethernet;
  • для подключения дисплея — Display Serial Interface (DSI);
  • блютуз — Bluetooth 4.1, Low Energy;
  • для подключения видеокамеры — MIPI Camera Serial Interface (CSI-2);
  • слот для MicroUSD;
  • 40 портов ввода-вывода;
  • размеры — 8,6*5,6*1,7 см.

Преимущества Raspberry Pi 3 Model B

Умный дом на базе Raspberry Pi 3 Model B имеет ряд неоспоримых плюсов:

  1. Наличие большого выбора интерфейсов, позволяющих максимально расширить возможности системы. Здесь предусмотрен блютуз, имеется Wi-Fi, порты HDMI и USB.
  2. Возможность подключения модема GSM для выхода на связь с оператором, предоставляющим услуги глобальной сети.
  3. Наличие мощного процессора с четырьмя ядрами на 1,2 ГГц, способного решать серьезные задачи.
  4. Полная совместимость новой и предыдущей версии.
  5. Компактность. Устройство имеет небольшие размеры, а весит всего 45 грамм.
  6. Доступность разгона. При желании доступно увеличение производительности системы.
  7. Легкость применения. Программирование Raspberry Pi 3 Model B можно осуществлять на разных языках.

Также стоит выделить ряд преимуществ умного дома, построенного на базе Raspberry Pi 3 Model B:

  1. Возможность обезопасить здание путем защиты от потопа, установки видеонаблюдения, создания противопожарной и охранной систем.
  2. Установка систем, повышающих комфорт. Речь идет об электрических приборах, а также специальных устройствах, управляющих шторками.
  3. Возможность инсталляции системы, обеспечивающей дополнительную экономию. Применяются сенсорные смесители, датчики движения, а также датчики, фиксирующие перемещение человека или животных.
  4. Доступность инсталляции развлекательных специальных систем. К примеру, к умному дому на Raspberry Pi 3 Model B можно подключить мультирум или домашний кинотеатр.

Для полноты картины стоит учитывать и ряд минусов, характерных для умного дома на Raspberry Pi 3 Model B:

  1. Монтаж таких устройств подойдет для крупных особняков, расположенных вне черты города и имеющих большую площадь.
  2. Для установки нужно знать особенности и правила применения каждого из элементов. В крайнем случае, под рукой желательно иметь квалифицированного специалиста, готового в любой момент помочь в интересующем вопросе.
  3. Со временем умный дом, построенный на Raspberry Pi 3 Model B, устареет. По этой причине возможны трудности с поиском необходимых компонентов (в случае поломки).

В целом, устройство имеет больше положительных качеств, поэтому заслуживает внимание людей, желающих обустроить комфортный и удобный в эксплуатации дом.

Модули, которые можно использовать

Для расширения функциональности умного дома на Raspberry Pi 3 Model B можно использовать дополнительные модули. Их применение расширяет число доступных опций и позволяет создать уникальную систему, обеспечивающую максимальное удобство:

  1. ВИДЕОКАМЕРА. Подключение этого модуля позволяет дополнить умный дом системой видеонаблюдения. Камера совмещается с операционной системой небольшого ПК Raspberry Pi 3 Model B. После установки устройства можно фиксировать видео в разрешении Full HD и делать фотографии с разрешением в 5 МП.
  2. ДАТЧИКИ ДЫМА И ВОДЫ. Установка этих модулей позволяет защитить имущество от пожара и протечки соответственно. Для владельцев больших домов это полезная опция, позволяющая избежать неприятностей. В случае задымления или потопа система оперативно информирует владельца о наличии проблем.
  3. ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА. С помощью таких модулей можно превратить умный дом на базе Raspberry Pi 3 Model B в метеостанцию с подробными сведениями о ситуации за окном и внутри помещения.
  4. ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ. Подключение устройства позволяет автоматически включать и отключать свет в помещениях. Датчик движения полезен на улице, в гараже, в коридоре и других нежилых помещениях.
  5. МОДУЛЬ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ. Для объединения внешних устройств и контроллера можно использовать приемник и передатчик, работающие на частоте 433 Гц. При наличии средств можно купить более прогрессивный вариант устройства — Z-Wave Fibaro Home Center

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ:  Как сделать умный дом на Arduino своими руками

Применение указанных датчиков расширяет возможности умного дома и повышает уровень его защиты.

Первые настройки и подготовка к работе

Для начала стоит ознакомиться с инструкцией и рекомендацией производителя относительно применения устройства. Стоит убедиться в наличии необходимых датчиков и спланировать их подключение. Плата установлена в специальной коробке, защищающей изделие от механических воздействий. Устройство не люфтит и выглядит весьма солидно.

После снятия верхней крышки можно получить доступ к плате. Единственная трудность заключается в подключении бокового разъема. Для удобства рекомендуется покупать угловой шлейф.

Дополнительно покупается два радиатора, предназначенные для охлаждения контроллера Ethernet и основного чипа.

Есть и другие решения.

Для первого пуска потребуется карта памяти, с установленной на нее операционной системой. Минимальный размер флешки должен быть от 4 Гб и более. Образ ОС доступен в Интернете (ссылка на скачивание ниже). Также потребуется программа Win32 Disc Imager.

После скачивания образа на ноутбук его необходимо распаковать из архива, после чего вставить карту памяти в кардридер. Далее запускается уже установленная программа Win32 Disc Imager.

Как только работа завершена, с помощью программы выбирается образ и записывается на флеш-накопитель.

Далее достается карту памяти с образом и вставляется в устройство Raspberry Pi 3 Model B. После этого подключается клавиатура, дисплей и мышка. При желании можно использовать беспроводную клавиатуру.

Сборка системы умный дом

Во избежание проблем приведем подробную инструкцию по сборке системы и подготовки ее к работе. Алгоритм действий имеет следующий вид:

  1. Вход на официальный сайт устройства Raspberry Pi 3 Model B и скачивание требуемой версии ОС.
  2. Покупка и форматирование карты памяти Micro SD. Загрузка на ее образа ОС.
  3. Установка карты в разъем материнской платы для установки ОС.

На этом настройка Raspberry Pi 3 Model B завершена.

  1. Инсталляция Node JS. Прохождение этого этапа потребуется для полноценной работы NodeMCU ESP-12E.
  2. Установка Homebridge и настройка автоматического пуска с Root-правами (устройство должно запускаться после включения Raspberry Pi 3 Model B).
  3. Подключение внешних модулей по специальной схеме.

После завершения указанных работ необходимо зайти в мобильный телефон и открыть приложение Home. После этого стоит добавить платформу Raspberry Pi.

По завершении процесса авторизации пользователю доступно управление разными устройствами в квартире или доме.

Владелец управляет освещением, знает точную информацию о влажности и температуре, получает сведения о наличии протечки или задымлении (при появлении таких проблем).

Это лишь часть возможностей умного дома на Raspberry Pi 3 Model B, которые получает владелец.

Перейдя посылке можно ознакомиться с полной инструкцией по установки Raspberry Pi 3 Model B.

Что может получиться смотрите на видео.

Умный дом на базе Raspberry Pi 3 Model B — удобная альтернатива уже существующих и более дорогостоящих устройств. Особенность платформы заключается в компактности, возможности расширения функционала и небольшой цене. К ней можно подключить разные внешние модули, не переживая о проблемах с совместимостью.

Для успешного подключения и установки рекомендуется знание принципов работы с командной строкой. Для этого требуется подготовить систему к работе, найти необходимые материалы в Сети и выполнить настройку.

Несмотря на временные затраты, результатом труда является мощная и удобная система, обеспечивающая полную автоматизацию дома. В дальнейшем к ней можно подключить мультимедийные и иные устройства.

elektrikexpert.ru

Умный дом на Raspberry Pi - автоматизация дома своими руками

Умный дом на Raspberry Pi своими руками

1.4 (28%) 10 votes

Сейчас невозможно игнорировать нововведения и современные технологии, прочно укоренившиеся в нашей жизни: мобильную связь, интернет, компьютерные приборы и дома, в которых каждый бытовой процесс контролируется с планшета или телефона. Такие дома называют «Умными домами». Это жилища, в котором вы сможете контролировать всё: от включения света или отопления щелчком пальцев до активации систем имитации присутствия, которые будут помогать держать ваш дом в безопасности, пока в нём никого нет.

Такие жилища основываются на датчиках и контроллерах, которые реагируют на тепловую энергию, шум и движения. Простейшие из таких датчиков мы можете увидеть в крупных торговых центрах, в которых двери открываются автоматически, как только вы к ним подходите. Не можете поверить, что такая система может быть неотъемлемой частью вашей жизни? Придется.

Если вы хотите минимизировать прилагаемые усилия при выполнении бытовых занятий, таких как стирка, готовка или уборка, проект «Умный дом» просто создан для вас.

Проект «Умный дом»

Конечно, для каждого автоматизированного и автоматического оборудования должна быть программа. Именно от неё будет зависеть успешность вашего «Умного дома». Такие программы адаптации оборудования требуют некоторых знаний и опыта в сферах программирования и электроники. Однако если вы новичок в этом, малознакомы с программированием и не обладаете необходимым опытом работы с электроникой, мы рекомендуем вам использовать программы, максимально адаптированные для начинающих пользователей.

Создание «Умного дома» без собственных усилий подразумевает собой крупные вложения средств, которые на данный момент может позволить себе далеко не каждый. Но если понять концепцию работы устройств, можно с лёгкостью собрать такой своими руками.

Во время выбора нужно грамотно рассчитать стоимость каждой покупки, чтобы минимизировать количество потраченных средств. Собственноручно собирая «Умный дом», важно получить максимальное качество по минимальной цене.

Raspberry Pi или автоматизация «Умного дома»

Raspberry Pi — компания, создавшая миникомпьютер Raspberry. Это устройство максимально упрощает автоматизацию «Умного дома» и обладает крайне привлекательной ценой по сравнению с конкурентами, имеющими менее качественное оборудование.

Изначально было придумано 2 комплектации мини-компьютера Raspberry Pi:

Внешний вид Raspberry Pi model B (с установленной flash-картой)

В каких случаях вы чаще всего покупаете новый телефон?

Сразу, как только выходит новая модель 46 ( 1.3 % )

Когда текущиая модель совсем устареет морально и физически 931 ( 26.25 % )

Только когда старый сломается/потеряется 2035 ( 57.37 % )

Когда выходит модель, которая уже значительно отличается от моей по функциям 452 ( 12.74 % )

Другое 83 ( 2.34 % )

Обе версии работают на основе процессора ARM11 с тактовой частотой 700 МГц, но имеют различную память. Как правило, модель B обладает количеством оперативной памяти, в 2 раза превышающей модель А. Следовательно, А — 256 Мб, а В — 512 Мб. Поэтому модель А не была снята с международного производства, так как обладала ещё одним весомым преимуществом. В ней присутствовала поддержка порта Ethernet, позволяющая выход в интернет. Также компания Raspberry Pi не остановилась на достигнутом и позже выпустила обновлённую версию модели В. Улучшенный вариант обладал более компактным дизайном, а также включал в себя 4 USB-порта, что в 2 раза превышает их количество в предшествующей модели.

Данный девайс прекрасно найдёт себя в вашей разработке проекта «Умный дом». За относительно невысокую стоимость этот компьютер Raspberry Pi может выполнять самые разнообразные задачи, связанные с автоматизацией проекта «Умный дом».

Мини-компьютер Raspberry может управлять оборудованием Z-Wave, которое облегчит автоматизацию вашего дома или квартиры. С помощью платы RaZberry от фирмы Z-Wave ваш мини-компьютер воистину станет мозгом для всей вашей системы. Z-Wave являет собой стандарт беспроводной автоматизации. Он не требует проведения дополнительных проводов или ремонтных работ, что в лучшую сторону сказывается на экономике вашего проекта. Также Wave невероятно прост в установке. Это позволяет самостоятельно справиться с задачей даже новичку в сфере электроники. Появилась нехватка производительности? Не беспокойтесь, производительность Z-Wave можно наращивать благодаря установке дополнительных устройств, как и в обычном компьютере. Смена комплектующих или их апгрейд послужит улучшению работы устройства. Также Wave регулярно проводит доступные тренинги и обучения для опытных монтажников по темам установки и адаптации под определённые системы Z-Wave.

Контроллер Z-Wave Fibaro Home Center 2

Если вы не уверены в своих возможностях, или же вам не хватает опыта, компания Z-Wave готова предоставить полный спектр услуг по установке, либо же настройке оборудования Z-Wave по всей территории России. Также вы всегда можете воспользоваться их доступной базой знаний или задать интересующие вас вопросы на сайте технической поддержки.

Также с помощью системы Raspberry Pi вы можете соорудить из обычной веб-камеры и одноплатного компьютера собственную настоящую систему видеонаблюдения и наблюдать за любым объектом через интернет, где бы ни находилась ваша камера.

При этом вам не обязательно просматривать или проверять видеонаблюдение ежеминутно. По окончании рабочего дня вы можете спокойно просмотреть основные события, произошедшие за день и увиденные вашей камерой.

С помощью системы Raspberry Pi и веб-камеры можно вести видеонаблюдение

«Умный дом» является сложной системой, которая, помимо выполнения указаний, заданных вами в программе, может выполнять действия, полностью опираясь на оригинальность той или иной ситуации. В ином понимании это «умная» система, способная самостоятельно найти выход из ситуаций, основываясь на происходящем.

Создать такой домик не составит труда при выделении должного количества времени. Вы получите несоизмеримую пользу от своих нововведений. До конца разобравшись в строении и автоматике вашего творения, вы сможете экономить огромное количество времени и средств с помощью контроля даже самых минимальных лишних выбросов электроэнергии или тепла.

Что для вас предпочтительней: живое общение, или любимый мессенджер?

Общение - это когда видишь собеседника лично. Все остальное - иллюзия общения. 443 ( 32.43 % )

Не люблю общаться с людьми в живую, написать сообщение мне прозе и удобней. 117 ( 8.57 % )

Общаюсь и в живую, и в соц сетях. Один способ вовсе не исключает другой. 806 ( 59 % )

Сделать свой дом максимально удобным, приспособить его под свой образ жизни теперь стало возможным с помощью «Умных домов» и мини-компьютеров Raspberry Pi.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.

proumnyjdom.ru

Умный дом на Raspberry Pi своими руками

liberties «Умный дом» - система, которая позволяет контролировать всё: от включения света или отопления щелчком пальцев до активации систем имитации присутствия.Работа систем управления основана на датчиках и контроллерах, которые реагируют на тепловую энергию, шум и движения. К ним относятся датчики движения, включающие свет или открывающие двери, удаленное включение отопления и т.п.Можно приобрести готовые системы, которые представлены у разных брендов, а можно самостоятельно собрать систему-конструктор, которая будет работать на том или другом ядре. Один из довольно доступных вариантов - система, построенная на базе Raspberry Pi.

Raspberry Pi — компания, создавшая миникомпьютер Raspberry. Это устройство максимально упрощает автоматизацию «Умного дома» и обладает крайне привлекательной ценой по сравнению с конкурентами, имеющими менее качественное оборудование.Изначально было придумано 2 комплектации мини-компьютера Raspberry Pi:модель А;модель В.

Внешний вид Raspberry Pi model B (с установленной flash-картой)Обе версии работают на основе процессора ARM11 с тактовой частотой 700 МГц, но имеют различную память. Как правило, модель B обладает количеством оперативной памяти, в 2 раза превышающей модель А. Следовательно, А — 256 Мб, а В — 512 Мб. Поэтому модель А не была снята с международного производства, так как обладала ещё одним весомым преимуществом. В ней присутствовала поддержка порта Ethernet, позволяющая выход в интернет. Также компания Raspberry Pi не остановилась на достигнутом и позже выпустила обновлённую версию модели В. Улучшенный вариант обладал более компактным дизайном, а также включал в себя 4 USB-порта, что в 2 раза превышает их количество в предшествующей модели.

Этот мини-компьютер прекрасно подойдет в качестве ядра системы «Умный дом».

В качестве операционной системы можно использовать Raspbian, основанную на ядре Linux, вместе с такими расширениями, как Pimatic. Еще проще собрать «умный дом» можно с помощью комплексных программно-аппаратных решений на «открытой платформе», например openHAB, Fhem, SHC (SmartHome Control) или wiButler.

Модули Smart Home для Raspberry Pi

Построение системы «умный дом» на Raspberry Pi имеет смысл только тогда, когда с ее помощью можно управлять различными устройствами, а для этого необходимы соответствующие модули.Так как Raspberry Pi — популярный продукт для любителей мастерить, в продаже имеется огромный выбор модулей для Smart Home. Вот некоторые из них.

433 МГц — приемник и передатчик для Raspberry Pi

Частота 433 МГц часто используется в компонентах доступных систем Smart Home, например, переключателях и термостатах радиаторов отопления, которые можно найти в строительных магазинах.

Контроллер Z-Wave Fibaro Home Center 2

Такие передатчики и приемники идеально подходят для установки в систему «умный дом», построенную на Raspberry Pi. Бандл из этих двух модулей можно легко приобрести примерно за 600 рублей.

Модуль камеры для Raspberry PiКамера: снимает в разрешении Full-HDС подключенным модулем камеры Raspberry Pi можно использовать в качестве системы видеонаблюдения.Камера совместима с операционной системой Raspbian, она способна записывать видео в разрешении Full HD и делать 5-мегапиксельные фотографии.Этот модуль доступен как с инфракрасным фильтром, так и без него по цене от 2000 рублей.

Датчик движения для Raspberry Pi

Если вы хотите, чтобы лампы освещения и другие электронные устройства (например, камера) включалось при появлении движения в какой-то области вашего дома, понадобится датчик движения, подключенный к системе умного дома.Особенно привлекательным по цене является упаковка из пяти «пироэлектрических инфракрасных PIR датчиков движения».Этот пакет стоит около 480 рублей.

Датчик влажности и температуры воздуха для Raspberry Pi

Функционал метеостанции относится к базовому для Smart Home. Получать и обрабатывать метеоданные с помощью Raspberry Pi очень легко. Вам понадобится всего лишь один дешевый датчик, который вы подключите к мини-компьютеру: идеально подойдет DHT11, который стоит менее чем 600 рублей.

Модуль для Raspberry Pi: измеряет температуру и влажность воздуха.

Модуль Enocean для Rapsberry Pi

Enocean — это беспроводная технология, которая обходится без источника питания. Суть вот в чем: энергия, необходимая для совершения того или иного действия, возникает из-за изменения состояния (нажатие на кнопку, разница температур, появление солнечного света, дуновение ветра и т. д.).

Соответственно, часто сопутствующими модулями являются переключатели или датчики температуры.Чтобы управлять устройствами с помощью технологии Enocean через Rapsberry Pi, вам понадобится подходящий модуль, приобрести который можно всего за 3600 рублей.

Пожарная сигнализация для Raspberry Pi

Часто система умного дома используется для повышения уровня домашнего комфорта, но одной из важных функций может стать и защита жилища. Помимо охранной сигнализации и камер видеонаблюдения можно установить датчики дыма и протечки воды.С помощью датчика дыма, который стоит всего 500 рублей, вы построите собственную пожарную сигнализацию. Однако при конструировании такой важной охранной части «умного дома» вы должны дважды проверять надежность работы системы.

Модуль Homematic для Rapsberry Pi

CCU2Homematic является одной из самых популярных систем Smart Home в Европе. Для взаимодействия всех ее компонент, как правило, необходим центральный модуль управления CCU2 (MATIC Home Gateway).Теперь вы можете соединить соответствующий модуль беспроводной связи с Raspberry. Один из таких, от компании ELV, стоит около 1700 рублей.Для Rapsberry Pi существуют еще множество других модулей, например, для работы с беспроводными стандартами Z-Wave и Zigbee.С представленными модулями можно построить многофункциональную систему Smart Home, причем при желании можно строить ее постепенно, подключая дополнительные возможности по мере необходимости.P.S.1. Раз это важно. Это не реклама. Я не знаю, кто их поставляет в Россию и ни с кем не знакома, кто продает.2. Если у вас стоит другая система и вы ее выбрали, потому что понравилась больше, напишите, пожалуйста, почему. Мы пока в процессе изучения вопроса.

Источник 1

Источник 2

home-and-garden.livejournal.com

Умный дом на Rasberry Pi: характеристики системы и инструкция по настройке

Cоздание системы умный дом – метод объединения всех гаджетов и бытовых приборов в единую сеть для комфортного управления ими. Ввиду модульности и простоты построения такой системы на базе Raspberry Pi любой человек способен спроектировать, запрограммировать и создать умный дом, адаптированный под его нужды.

Умный дом на Raspberry Pi

Raspberry Pi 3 – миниатюрный компьютер, позволяющий контролировать абсолютно все электрические приборы в доме и следить за ним благодаря ряду датчиков. При этом микрокомпьютер имеет габариты, сравнимые с небольшим смартфоном, и функционирует на операционной системе Raspbian, Pimatic и иных на ядре Linux, а также на Windows 10. Сферы применения умного дома

На 2019 год микрокомпьютер выпускается в 8 версиях, актуальными из которых являются Zero W и Pi 3. Все редакции отличаются объемом оперативной памяти, моделью и рабочими характеристиками используемых процессоров (тактовая частота находится в диапазоне от 700 до 1200 МГц, количество вычислительных ядер – от 1 до 4), стоимостью и поддерживаемыми интерфейсами. Последние позволяют подключать разнообразные датчики, реагирующие на звук, тепло, движение.

Raspberry Pi 3 – это однокристальная система на базе 64-разрядного процессора BCM2837 с четырьмя экономичными ядрами Cortex A53, функционирующими на тактовой частоте 1,2 ГГц. При необходимости они разгоняются, но такие ситуации требуются крайне редко при построении огромных систем. Компьютер оснащён 1 ГБ оперативной памяти и беспроводными модулями Bluetooth спецификации 4.0 и Wi-Fi. Весит всего 40 г. Внешний вид материнской платы

Raspberry Pi Model 3 Pi оснащен следующими портами:

  • 4 USB;
  • полноценный HDMI-порт;
  • MIPI CSI для подключения камеры;
  • 3,5 мм аудиоразъём;
  • Ethernet;
  • Display Port;
  • 40 контактов общего назначения.

Сравнивать близкого конкурента Arduino с Raspberry Pi некорректно из-за того, что платформы предназначены для реализации разных проектов и сильно разнятся в архитектуре. Всё же особенности проектов приведём.

Первая платформа отлично справляется со считыванием и обработкой аналоговых сигналов с аппаратуры от различных производителей. Заставить Распберри работать с аналоговыми сигналами помогут только дополнительные аппаратные решения. Вторая же способна решать огромный круг задач пользователя и имеет намного меньшую вычислительную мощность.

Как функционирует система

Система состоит из нескольких функциональных модулей:

  • микроконтроллер – управляет всеми элементами умного дома, отвечает за вычисления (их может устанавливаться несколько);
  • датчики – собирают сведения из окружающего мира и передают их микроконтроллеру для обработки;
  • актуаторы либо исполнительные устройства – выполняют получаемые от пользователя или контроллера команды;
  • интерфейсы – каналы для обмена данными между элементами системы;
  • операционная система – программное обеспечение, управляющее аппаратными компонентами.

Raspberry Pi 3 связывается с компьютерами и гаджетами посредством WEB-интерфейса для удалённого управления умным домом. Для автоматизации управления нужно специализированное ПО. Для получения адаптированного программного обеспечения следует обращаться к специалистам либо понимать основные принципы построения простейших приложений. В первом случае стоимость проекта значительно возрастет.

Модули для интеграции системы умный дом

Приобретённый пользователем компьютер Raspberry Pi является лишь микроконтроллером, который придётся своими руками превращать в умный дом. Для того нужны датчики, исполнительные устройства, интерфейсы и программное обеспечение. Начнём с модулей.

  1. Модуль для беспроводного соединения – чаще всего применяются приемо-передающие устройства, функционирующие на частоте 433 МГц.
  2. Датчик движения – служит для выполнения команд при появлении движения в области его действия, например, включение и выключение освещения. Как вариант — HC SR501.
  3. Температурный сенсор для снятия температурных показателей в помещении либо помещениях.
  4. Датчик влажности – нужен для расширения функционала метеостанции, встречаются варианты объединения датчиков температуры и влажности в одном девайсе.
  5. Сенсор дыма – необходим для получения сведений о появлении дыма или очагов возгорания.
  6. Камера – может использоваться для создания системы видеонаблюдения, записывает видео в разрешении до Full HD и может делать снимки при заданных условиях. Доступны варианты с инфракрасным излучателем.
  7. Модуль Enocean – в зависимости от способа применения, позволит обходиться без привычного источника питания. Энергия системе передается от Солнца, нажатия кнопок, вследствие переработки тепла или энергии ветра в электричество.
  8. Пожарная сигнализация – состоит из датчиков утечки воды, дыма, видеонаблюдения в зависимости от пожеланий покупателя.
  9. Homematic – популярная система Smart Home, поддерживающая интеграцию в Raspberry.
  10. Голосовой помощник Siri на базе Apple или иной голосовой помощник.
Поддерживаемые платформой датчики

Для поддержки Apple протокола HomeKit, по которому взаимодействуют устройства, нужна обязательная сертификация. Сертифицированного оборудования на отечественном рынке немного, стоит оно дорого. Приложение HomeBridge или Дом умеет строить прокси-серверы для HomeKit для коммутации даже самодельных «умных» девайсов. Raspberry Home Kit управляется посредством iPhone либо iPad с программой HomeBridge, функционал которой расширен благодаря плагинам. Почти все они бесплатные. Управление с iPhone

Плюсы и минусы системы «умный дом» от фирмы Raspberry Pi

Для человека, собирающегося спроектировать на базе миникомпьютера Raspberry умный дом, сильными сторонами устройства будут:

    • наличие множества проводных и беспроводных интерфейсов для взаимодействия с максимальным числом устройств;
    • использование быстрого 4-ядерного процессора, работающего на частоте 1,2 ГГц с хорошим разгонным потенциалом;
    • совместимость с предыдущими версиями;
    • поддержка всех популярных беспроводных и проводных интерфейсов;
    • малые габариты и масса;
    • совместимость со многими платформами: работает на Debian, Ubuntu, Fedora, Windows 10;
    • возможность построить систему, независимую от электричества из сети;
    • поддержка программирования на нескольких языках;
    • написание сценариев посредством блоков или привычного написания программного кода.

Недостатки системы:

    • необходимость знать программирование или дополнительно тратиться на адаптацию (нередко постоянную) программного обеспечения;
    • нужно разбираться в тонкостях работы Smart Home для совершенствования системы и возврата её в строй при появлении неполадок (хорошо, если есть возможность вызывать специалиста и платить ему в случае необходимости);
    • из-за быстрого развития ниши модули расширения перестают выпускаться и поддерживаться каждые несколько лет.

Raspberry Pi + Domoticz + Xiaomi: как настроить своими руками

Domoticz – кроссплатформенное программное обеспечение с открытым кодом, созданное для контроля систем Smart Home с поддержкой множества периферийных устройств, в том числе Xiaomi. Мы намеренно приводим в статье пример с построением системы умного дома на базе Ксяоми, поскольку на рынке данные устройства на данный момент наиболее оптимальны с точки зрения стоимости и функциональности.

Китайские смартфоны способны брать под контроль выключатели Aqara, умные розетки ZigBee, осветительное оборудование (лампы, светильники и прочие гаджеты), датчики движения и открывания.

Для построения умного дома понадобятся:

  • сам миникомпьютер или материнская плата Raspberry (существует английская и китайская версии);
  • разбираемый пластиковый корпус для неё;
  • блок питания HN — 528i (5В/2А);
  • комплект миниатюрных медных радиаторов для пассивного охлаждения микросхем;
  • в зависимости от схемы для полного комплекта нужны карта памяти MicroSD и HDMI кабель для подключения к монитору или телевизионному приёмнику.

Интерфейс Domoticz

Для запуска и настройки операционной системы необходим монитор и клавиатура с мышью, подключаемые через USB. Работать же настроенная ОС будет и без этих устройств ввода-вывода. Рассмотрим процесс настройки домашней автоматизации на базе Raspberry Model 3 Pi. Плату следует поместить в пластиковый корпус для защиты от механических повреждений и изучить инструкцию по эксплуатации устройства. На процессор и Ethernet чип установите радиаторы для повышения эффективности теплообмена этих элементов с окружающей средой. Нужен проработанный план схемы установки датчиков, после – их подключение к плате управления. Дальше – работа с программной оболочкой.

Инсталляция операционной системы

Установка дистрибутива
Форматирование флеш-накопителя
Подключение устройств ввода и вывода
    1. Распакуйте содержимое полученного zip-архива на флеш-накопитель.
    2. Вставьте его в соответствующий слот Raspberry, подключите к миникомпьютеру монитор или телевизор, устройства ввода и запустите компьютер.
    3. Выберите русский язык интерфейса и устанавливаемую операционную систему.
    4. Дождитесь завершения установки ОС.
В нашем случае это один из дистрибутивов Linux – Raspbian. Причём полная версия с графическим интерфейсом, а не облегчённая консольная редакция.

  На несколько флешек можете записать по одной операционной системе и использовать их для различных задач или в качестве резервной копии. Выбор языка интерфейса Выбор устанавливаемой операционной системы Процесс установки програмной оболочки

Настройки SSH
  1. Зайдите в настройки и включите SSH для управления системой с настольного компьютера.
  2. Обзаведитесь программой для удалённой работы по протоколу SSH. Хороший вариант – старая добрая PuTT
  3. Измените IP адрес на статический. Текущие отобразит команда «ifconfig».
Для соединения используйте логин «pi» и пароль «raspberry». Команда «passwd» позволяет изменить пароль.

  Активация сетевого протокола

Заключительные настройки
  1. Для редактирования файла конфигурации используйте код «sudo nano /etc/dhcpcd.conf».
  2. Добавьте настройки в конец файла.

Для Ethernet это:

interface eth0

static ip_address=192.168.0.222/24static routers=192.168.0.1

static domain_name_servers=192.168.0.1

Для беспроводного соединения:

interface wlan0static ip_address=192.168.0.222/24static routers=192.168.0.1

static domain_name_servers=192.168.0.1

Жмите Ctrl + X для выхода и подтвердите намерения кнопкой Y. Настройка PuTTy Назначение статического IP Выход из терминала

Инсталляция системы Domoticz 

Устанавливается Domoticz одной командой в терминале, которая запустит процесс загрузки и инсталляции программного обеспечения.

  1. Введите и выполните «sudo curl —L install.domoticz.com | sudo bash».
Инсталляция Domoticz

В процессе появятся запросы с предложением указать место для установки дистрибутива. Выбор каталога для распаковки

По завершению инсталлятор автоматически назначит порты и адреса Domoticz.

  • Чтобы работать со шлюзом Xiaomi загрузите предварительную версию системы (возможно, разработчик уже выпустил и полную) при помощи следующих строк:

cd ~/domoticz

sudo ./updatebeta

Загрузка программного обеспечения
  • Зайдите в настройки, измените язык на русский и пароль для входа.
Изменение основных параметров конфигурации

Изменение основных параметров конфигурации

  • Выделите каждому из приборов статический IP адрес в настройках DHCP беспроводного маршрутизатора.

Данные можно взять из информационных вкладок плагинов для управления шлюзом. Список клиентов (на примере интерфейса роутера от TP-Link). Зарезервированные IP адреса устройств

Зарезервированные IP адреса устройств

  1. Добавьте подключённые устройства в Domoticz.
  2. Перейдите по пути «Настройки» — «Оборудование».
  3. Укажите тип оборудования как «Xiaomi Gateway».
  4. Введите название и назначьте IP адрес, закреплённый за ним на маршрутизаторе.
  5. В окне разработчика укажите пароль.
  6. Введите порт для работы.
Основные настройки

Для ламп YeeLight LED адреса не вводите, он определяется автоматически. Добавленные датчики могут появиться в списке подключенного оборудования на протяжении часа. Ускорить процесс позволит их задействование: изменение температуры или появление движения возле соответствующих сенсоров. Это заставит их активнее отправлять данные и быть скорее идентифицированными системой.

Настройки

При наличии метеорологических сенсоров одно устройство определится как несколько: отдельно для температуры и влажности. Для розетки также появится пара девайсов: управляемая розетка и датчик потребления электрической энергии. Для шлюза – 5: подсветка, сигнализация, регулятор её громкости, будильник, дверной замок.

Для добавления оборудования в используемые кликните по зелёной стрелке возле его названия, а для деактивации – по синей.

Во вкладке «Переключатели» собраны все исполнительные девайсы, где они задействуются и отключаются. Причём эти операции могут осуществляться по таймеру. Есть функция указания цвета свечения лампы и т.д. Окно с датчиками

Domoticz предоставляет гибкие настройки по конфигурированию сценариев и формированию переменных, позволяющих выполнять последовательности действий в зависимости от входящих параметров (например, от числа нажатий по кнопке). Работа системы не зависит от интернета.

Настройка сценариев осуществляется по адресу «Настройки» — «Дополнительно» — «Сценарии». Скрипты пишутся посредством блоков для новичков либо на языке программирования Lua. Добавление сценария

Примеры скриптов

Немногие знают принципы программирования, а потому начинать писать сценарии следует с блоков. Рассмотрим на примере включения освещения при срабатывании сенсора движения и выключения света после выключения датчика (построчно):

  • при условии появления движения;
  • лампочка включается;
  • если датчик не фиксирует передвижений;
  • осветительный прибор отключается через 1 минуту.
Пример создания программы на основе блоков

Та же самая программа на языке Lua. Код сценария на Lua

Умный дом на базе управляющей платы Raspberry Pi 3 – недорогое и функциональное решение, позволяющее объединить электроприборы в доме в единую сеть для удобного управления ими. На платформе реализовываются любые идеи Home Smart благодаря множеству модулей и поддержке нескольких операционных системы. Для запуска и настройки необходимы минимальные навыки обращения с терминалом (командной строкой). Не лишними для автоматизации многих процессов будут базовые знания программирования.

future2day.ru


Смотрите также