Projekt - Inteligentny budynek, wybór komponentów

[kharadrast]

Cześć wszystkim,
Jako, że będę w niedalekiej przyszłości budował dom a jestem zwolennikiem daleko posuniętej automatyzacji budynków, zwracam się z prośbą do bardziej doświadczonych w temacie o udzielenie wskazówek i rad do moich założeń.
Nie posiadam jeszcze projektu domu  ale chcę temat uogólnić do gotowych modułów/, które będę potem mógł wykorzystać w dowolnym pomieszczeniu.
Oczywiście w gę nie wchodzą żadne gotowe systemy. Całość chcę zrealizować na Arduino, ogólnodostępnych ( stosunkowo tanich)  czujnikach, wyświetlaczach Nextion  oraz ew. Raspberry pi.
Ogólne założenia :

- Scentralizowany układ sterowania całym systemem - jedna szafa sterownicza obsługująca  sterowanie zwłaszcza elementami wykonawczymi. 
Sieć elektryczna będzie kontrolowane przez 3 moduły PZEM-004T  na każdą fazę. Pomoże to przy późniejszej analizie zużycia energii itd. 
Główne zasilanie budynku puszczone będzie przez stycznik - funkcja safety w przypadku pożaru . 
Całość oświetlenia ma być zdalnie sterowana - główne oświetlenie załączane przekaźnikami
                                                                                   - oświetlenia dodatkowe np. taśmy led na listwach przysufitowych sterowane modułami  mosfet PWM 
Część gniazdek również będzie załączana -stycznikami  np. będzie możliwość przypisania konkretnego urządzenia do danego gniazdka 
Sterowanie bramką i bramą zewnętrzną,  przyszłościowo chcę również sterować nawadnianiem ogrodu
Każdy pokój posiada własny ekran na którym były by wyświetlane informacje zbiorcze całego systemu no i oczywiście godzina, data, pogoda, temperatura itp.
Rewelacyjnie by było zrealizować sterowanie głosowe z wykorzystaniem choćby asystenta google aczkolwiek w tym temacie nie mam zbytnio doświadczenia.

Mam pewien pomysł jeżeli chodzi o sterowanie.  
System ma działać niezawodnie nawet w przypadku awarii poszczególnych modułów.
Sercem całego układu  będzie Arduino Mega  Pro głównie ze względu na pamięć i  ilość portów komunikacyjnych. Rozważałem też Teensy 4.0 ale to mógłby być przerost formy nad treścią. 
Zbierane będą tu dane, wykonywane zaprogramowane działania, realizowana łączność z modułem ethernet bądź Raspbery w celu starowania i obsługi internetowej.

Dodatkowo zamontowany będzie osobny sterownik Mega pro który będzie zbierał zbierał sygnały z czujników ruchu każdego pomieszczenia.
Zdecydowałem na takie posunięcie ze względu na to, że czujniki ruchu będą w przypadku braku obecności lokatorów pełnić funkcję bezpieczeństwa.
Np. zaświecać oświetlenie całego domu a w przypadku wykrycia ruchu na zewnątrz  oraz alarm dzwiękowy w przypadku wykrycia ruchu wewnątrz. 
Więc sterownik będzie miał tylko to jedno zadanie - kontrola i  ewentualne działanie.

Każdy pokój będzie posiadał swój własny sterownik  ( być może również Arduino Mega pro lub Nano ) sterujący przekaźnikami modułami pwm itd.
Łączyć się on będzie się on będzie ze znajdującymi się w poszczególnych pomieszczeniach sterownikami które będą zaś zbierać dane ze wszelkich potrzebnych czujników np. dymu , tlenku węgla, otwarcia okien , temperatury, wilgotności oświetlenia  czy po prostu włączników oświetlenia.  Sterownik ma znajdować się w miejscu panelu sterowania- prawdopodobnie będą do 7 calowe pojemnościowe wyświetlacze Nextion.
Założyłem użycie tych wyświetlaczy ze względu na ich stosunkowo niską cenę i łatwość projektowania grafiki oraz doświadczenie które posiadam w ich programowaniu. 
Jeżeli ma ktoś ewentualnie inny pomysł co do wyświetlacza to proszę o podpowiedź. Wyświetlacze nextion mają duży potencjał ale niestety ograniczone możliwości np. nie ma możliwości podglądu z kamer , sam wyświetlacz nie jest demonem prędkości jeśli chodzi o wyświetlanie grafiki. 
Sterowniki  będą kontrolowane przez sterownik główny np. samoistne załączanie części oświetlenia po zmroku czy załączanie oświetlenia czujnikami ruchu.
W przypadku braku komunikacji z glównym sterownikiem każdy z modułów przejdzie na autonomiczne działanie.
Komunikacje między peryferyjnimi układami chcę zrealizowac poprzez RS-485.

I teraz  sprawa najbardziej mnie nurtująca. Sterowanie i wizualizacja internetowa. Myślałem nad Domoticzem ale nie za bardzo wiem jak  go skomunikować z moim systemem.
Nie mam doświadczenia jeśli chodzi o takie sterowanie więc proszę o porady jak i na czym to zrealizować.
Proszę również o jakieś inne ciekawe pomysły bądź sprostowanie moich.
Jestem otwarty na krytykę. 
Dzięki za każdą odpowiedź 🙂

 

Edytowano Grudzień 12, 2019 przez kharadrast

[Rysiek]

Hej,

Będę budował, a prawdę mówiąc już buduję dom, i też myślę o zrobieniu go trochę "inteligentnym". Myślę nad siecią czujników ruchu/temperatury, a też nad czujnikami czadu/gazów oraz sterowaniu oświetleniem/bramą. Jestem zdecydowanie początkujący, ale lubię się bawić i traktuję to raczej jako wyzwanie. Przystępując do budowy miałem kilka założeń:

1. Wszystko musi być w miarę oszczędna, czyli najlepiej oprzeć to na Raspberry
2. Wszystko musi być na kablach. żadnych baterii i żadnego radia skoro buduje dom od nowa to mogę położyć kable i nie bawić się z zawodną sieć radiową radiową, poza tym tymi kablami mogę tez poprowadzić zasilanie nie bawiąc się w baterie....

Po przemyśleniu sprawy postanowiłem oprzeć cały projekt na bibliotece MySensors. Myślałem również nad własną implementacją oparta o modbus, ale uznałem, ze nie ma sensu wynajdywać koła od nowa.
W każdym razie.... Moja instalacja będzie oparta o domoticz który będzie chodził na raspberry PI. cała sieć będzie oparta o RS485.

Domoticz ma bardzo fajny interface do MySensors i tutaj komunikacja jest robiona "Automagicznie" Domoticz poza tym ma też dosyć łatwy interface do podłączania dowolnego czujnika.
Dla Gatewaya i w sumie wszystkich nodów mam wstępne projekty PCB których corem będzie Arduino (na razie mam Arduino Pro Micro oraz NANO) oraz do komunikacji moduł MAX485. Pierwsza wersja Gatewaya działa na Arduino Pro Micro, pierwszy Node działa na Arduino NANO.  Niespecjalnie widzę potrzebę używania olbrzymów w stylu MEGA jak dla mnie trochę strzelanie do wróbla z armaty.

Jeśli chodzi o fizyczną warstwę, to się zastanawiam, czy kable oprzeć na skrętce UDP kat5, czy na zwykłym kablu telefonicznym... w sumie potrzebuje tylko 4 żyły (2 na dane 2 na zasilanie) a kabel telefoniczny 4 żyły ma.  Maksymalna długość kabla jaką przewiduje to około 20-30m, więc teoretycznie kabel telefoniczny powinien dać rade (ale to dopiero będę testował).

Jako zasilanie na razie używam 12V zasilacza do LEDów. Niestety 12V zasilacz nadaje się do Arduino NANO, to niestety 12V jest trochę za dużo do Pro Micro. Z drugiej strony Pro Micro jest oparty na Leonardo więc na 2 sprzętowe Serial porty, w NANO jest tylko jeden ( a przez to trzeba używać Software Seriala do którego nie jestem przekonany)

Pozdrawiam

 

Edytowano Styczeń 6, 2020 przez Rysiek

[BlackJack]

Temat rzeka. Ile ludzi tyle pomysłów i koncepcji oraz opinii. Jak budujesz, to chyba najlepiej podejść do tematu zdroworozsądkowego. Automatyka kotłowni, zlecić firmie co ci to robi, i nie czarować. Inne układy też są gotowce, nie wiem czy warto jeszcze dzisiaj samemu nad tym dumać? Właściwie dobra centralka alarmowa, załatwia większość kwestii w tej materii.

Chyba że projekt edukacyjny. Ale nie nastawiaj się ,że samemu, będzie tanio i łatwiej. Nie przewidzisz wszystkiego, nie ma szans i w końcu, braknie tego jednego, jedynego kabelka, albo go sobie przewiercisz, wiercąc dziurę pod lampę.

Edytowano Styczeń 7, 2020 przez BlackJack

[maly_13]

poszukaj supla

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Treker (Damian Szymański)]

@maly_13 witam na forum 🙂

Dodam dla formalności, że chodzi o projekt SUPLA, bo inaczej część osób nie zrozumie co miałeś na myśli. Więcej: https://www.supla.org/pl/

[maly_13]

tak zgadza się projekt otwarty kody dostępne działa w chmurze korzystam od jakiś 2 lat i nigdy nie miałem problemu, cały czas rozwijany

[BlackJack]

Cóż ja na dzień dzisiejszy w temacie mogę stwierdzić poległem, ale w sumie głównie z braku czasu.A nie planuję, wypasionej automatyki, absolutne minimum. Zakupiłem inteligentne gniazdko na ALI i to na czym mi najbardziej zależało zwraca głupoty :(. Raczej 260V w gniazdku nie mam, a co za tym idzie reszta, pomiarów to też bzdury. Zresztą jest to ubogie jak Biedronka, jeżeli chodzi o aplikację na telefon. Dysponuje PZEM-016 (RS485), ale docelowo nie jest przeznaczony, do inteigentnego domu. Fajną funkcja tego licznika jest alarm przekroczenia mocy, coś czego inne liczniki nie mają. Ma też wady, brak wyświetlacza, co w razie W, trochę komplikuje diagnostykę i uruchomienie.. Osobiście uważam że najlepszym rozwiązaniem dla pomiaru 1-fazowego są liczniki SDM-120, lub jego 3-fazowy brat. Najkonkretniejsza DTRa jaką widziałem, i pomiar prądu/mocy oddawanej do sieci jakby ktoś planował fotowoltaikę :). Fajne, jak mi budżet nie klęknie planuję zakup, jednego do testów.

Mam jeszcze ESP8266-01, na którym chcę zrobić odczyt ORNO 504 i pomiar wilgotności i temperatury na strychu/poddaszu. Ale na razie, nie zdecydowałem czy Domioticz, czy SUPLA. No i czekam na zasilacz 5V.

PS. Rozwinę temat, ale wzywają obowiązki rodzicielskie :).

[BlackJack]

Żeby nie mieszać, w poprzednim wpisie napisze nowy.

Wracając do kwestii liczników energii, warto jednak mieć wyświetlacz. W razie awarii transmisji nie tracimy możliwości wglądu, a i często można odczytać inne przydatne parametry. z drugiej strony taniej wyjdzie jeden trzyfazowy, niż 3 1-fazowe. Np. w SDM 630 (do 100A standardowo) i tak mamy podgląd każdej fazy niezależnie. Właściwie więcej licznikować w domu nie ma większego sensu. Chyba że mają mieszkać 2 rodziny, i chcemy mieć punkt odniesienia do rozliczania się. Do szybkiej diagnostyki kupić sobie licznik wtyczkowy, czy nawet, wtyczkę WiFI z pomiarami, tylko nie na ALi jak ja, bo z reklamacją ciężko.

Z odkrytych na ALi ciekawostek warto się zainteresować, zdalnie zbrojonymi ESkami. Rozwiązania są zasadniczo 2, albo to z zdjęcia czyli WiFi, albo sterowane tradycyjnie sygnałem elektrycznym.

Z innych ciekawych wykopalisk. Przekaźnik z możliwością ręcznego sterowania/blokady. Fajna rzecz, jak chcemy sterować jakimiś obciążenia z większa częstotliwością, dająca możliwość ręcznej blokady, jak coś grzebiemy w danym obwodzie. Pamiętajmy o tym że ESka, nie jest wyłącznikiem manewrowym, więc średnio się nadaje.

Ogólnie jest tego masa, tylko trzeba mieć skonkretyzowany kierunek poszukiwań.

Z rozwiązań typu "Złota rączka" nawet rurę z starego odkurzacza da się ciekawie zagospodarować jako całkiem estetyczny wylot okablowania. 🙂 Naddatek zwinięty w puszcze instalacyjnej poniżej. Taki mój patent z przed 10 lat. Wtedy nie myślałem o inteligentnym domu.

Co do samego budowania. na pewno warto sobie zrobić choćby piony techniczne, zapucowując w ścianie korytko kablowe, czy nawet rurę kanalizacyją (80-100) od piwnicy po strych przy okazji zahaczając o skrzynki rozdzielnic. Puszki instalacyjne jak najgłębsze i największą, oraz gdzie się estetycznie da. Najgorsze jest to że jak, ściany opucujemy przypomina się, jeszcze jeden kabel miał być. co do skrętek, to dla celów innych niż LAN, warto dawać sobie skrętki minimom 2x5, a nawet 2x6. Jedna czy nawet 2 pary przewodów więcej, nie szkodzą, a mogą poratować.

Ogólnie można kombinować ile wleźie. Podstawa projekt, i zdjęcia gdzie idą kable, aby potem w nich nie wiercić.

Edytowano Styczeń 13, 2020 przez BlackJack