Höfundur Samúel Jón Gunnarsson
Pistill þessi birtist fyrst á Medium.com
Hvað er snjallheimili
Snjallheimilis hugtakið hefur verið að poppa upp meir og meir síðustu misserin og ekki að ástæðulausu. Nú eru komnar margar snjall lausnir á markaðinn sem einfalda okkur lífið heima fyrir og jafnvel hjálpa við að minnka sóun eða jafnvel spara pening. Flest margmiðlunartæki eins og símar, spjaldtölvur eiga nú orðið tiltölulega auðvelt með að spjalla við tæki eins sjónvarp, þráðlausa hátalara, hljómflutningstæki til að senda hljóð eða mynd. Algengt er að nýjustu týpurnar af heimilistækjum séu orðin nettengt tæki eins og þvottavélin, þurkarinn sem svo láta þig vita þegar þvotturinn hefur verið þveginn eða þurkaður. Hreyfi og ljósnemar, hitanemar, rakaskynjarar sem og reykskynjarar eða lekaskynjarar gefa gagnlegar upplýsingar sem hægt er að nýta til að stýra hitastýringum, ljósum svo fátt eitt sé nefnt. Ljósaperur og ljósadíóðustýringar eru farnar að vera á viðráðanlegu verði og er lýsing oft það fyrsta sem byrjað er á að snjallvæða vegna þess að það er tiltölulega auðvelt og maður sér ávinning af breytingunni strax..
Hvers vegna snjallvæða
Ástæða þess að snjallvæða heimili er oft á tíðum einstaklingsbundin reynsla of kröfurnar stjórnast mikið út frá því hverju er byrjað á. Þegar ég byrjaði mína vegferð að snjallvæða heimilið þá vildi ég hafa stjórn á eigin tækjum ásamt því að geta passað upp á gögnin mín þannig að þau væru ekki dreifð á alltof marga staði í miðlægri hýsingu hjá mörgum “snjalltækja” framleiðendum. Fyrir utan það að vilja passa upp á öryggi gagnana minna þá vildi ég fylgjast með og stjórnað ljósum, hita út frá tíma dags, hitastigi og hreyfingu. Síðar meir hefur áhuginn færst út í það að mæla orkunotkun og rekja orkufrekustu tækin. Ástæðan fyrir þessum áhuga er að hluta til tengdur því að ég er búsettur í Noregi þar sem raforkukynding er algeng og verð á raforku breytileg eftir árstíðum og tíma sólahrings.
Hvernig
Val á kerfi
Kerfið sem ég endaði á að nota heitir Home Assistant og kosturinn við að nota það er að það getur sameinað marga framleiðendur undir einu og sama kerfinu. Þetta þýðir í grunninn að þú getur verið með eina miðju fyrir td. Philips Hue, Ikea Trådfri perur og frá öðrum framleiðendum. Sama gildir fyrir mörg önnur tæki en hægt er að sjá lista yfir samþættingar sem kerfið styður hér: https://www.home-assistant.io/integrations/
Athugaðu: Ef þú hefur ekki gaman að því grúska og “skíta-þig-út” í allskonar tækni þá mæli ég frekar með því að þú veljir þér frekar tilbúið snjallkerfi. Það er líklegt að það muni samt sem áður hamla þér á einhverjum tímapunkti, þar sem tilbúin kerfi eru yfirleitt vel skilgreind en geta verið hamlaða/takmarkaða virkni.
Reynsla af kerfi
Ég er búinn að keyra Home Assistant hjá mér í ca. 2,5 ár. Ég byrjaði á því að hýsa allt á Raspberry Pi en ég gafst fljótlega upp á því. Ein ástæðan var gæði á SD kortum sem eru ekki sérstaklega til þess fallin að það sé mikið verið að skrifa niður á þau. Önnur ástæða var að ég var með gamla Rasberry Pi 2 sem var ekki nógu öflug til að keyra allar þær þjónustur sem ég vildi keyra. Í framhaldinu færði ég allt yfir á sýndarvél og “mappaði” Zigbee og Zwave usb tækin inn á sýndarvélina. Ég lenti í því að möskvanetin ( Zigbee og Zwave netin ) hjá mér voru ekki nógu stöðug þar sem vélin sem hýsti usb tækin voru of langt frá tækjunum sem átti að stjórna. Ég endaði á því að færa Zigbee og Zwave stjórneiningarnar á Rasberry Pi vélina og nýta pæjuna sem edge. Það þýðir einfaldlega að pæjan er inn í miðju hússins og Zigbee og Zwave netin eru með sterkari tengingar sín á milli og þessi möskvanet ( e. mesh networks ) eru líka stöðugri þar sem þau verða ekki fyrir raski þegar homeassistant er endurræstur td. vegna breyting á stillingum. Þar sem samskiptin við Zigbee og Zwave fara fram á pæjunni þá er þess vegna hægt að keyra Home Assistant í skýjinu ef út í það er farið ( að því gefnu að þú setjir upp örugg samskipti milli sýndarvélar og mqtt ).
Högunarmynd
Í dag er högunin á umhverfinu hjá mér eins og sjá má á myndinni hér fyrir neðan. Ég er með heimanet þar sem notendur tengjast sem og öll margmiðlunartæki sbr. sjónvörp, símar og þráðlausir hátalarar sem dæmi. Öll wifi tengt tæki eins og smartplugs, rafmagnsofnar, hitastýringar og dimmer-ar sem eiga ekki að vera í beinum samskiptum við notendur eru á sér heima-iot neti þannig að almennur notandi getur bara átt samskipti við þessi tæki í gegnum Home Assistant. Að lokum þá er ég með tvær USB stýrieiningar fyrir Zigbee og Zwave sem eru tengdar við Raspberry Pi og miðlar upplýsingum frá þessum netum gegnum MQTT samskiptaham. Að lokum er ég með opið inn á HTTPS / TLS port inn á Home Assistant frá internetinu sem er með Let’s Encrypt skilríki og tvíþátta auðkenningu.
Orðalisti
- MQTT: Er vél-til-vél (M2M)/”Internet tækjana” samskiptahamur sem var hannaður til að vera mjög léttur í keyrslu. Byggir á útgefendur / áskrifendur aðferðafræði ( publish/subscribe).
- Möskvanet: Íslensk þýðing á orðinu mesh network. Í Zigbee og Zwave virka tæki sem beinar þegar þau eru straumfædd og hjálpa við að áframsenda stöðuuppfærslur og skipanir milli tækja. Ef tæki eru keyrð á rafhlöðum þá sinna þau öllu jafna ekki þessu hlutverki upp á að spara orku.
- Raspberry Pi: Er smátölva á stærð við kreditkort sem fæst orðið í mismunandi útfærslum mtt. örgjörva og minnis eftir því hvaða kynslóð er keypt.
- Tvíþátta auðkenning: er tvöföld auðkenning sem krefst þess að þú skráir þig inn með notandanafni og lykilorði ásamt því að staðfesta innskráningu td. í snjallsíma áður en þú færð aðgang að kerfinu.
- VLAN: Stytting á orðinu Virtual Lan. Þessi tækni gerir okkur kleift að merkja umferð með sérstöku vlan ID og þar með aðskilja umferðina og meðhöndla sem aðskilið net mtt. eldveggja.
- Zigbee: Er þráðlaus samskiptastaðall sem mörg snjalltæki byggja á. Zigbee notar möskvanet og það er ekki strangt vottunarferli á tækjum sem eru framleidd fyrir þennan staðal eins og í Zwave.
- Zwave: Er þráðlaus samskiptastaðall sem mörg snjalltæki byggja á. Zwave notar möskvanet og öll tæki þurfa að fara í gegnum vottun að þau fylgi staðlinum. Í sumum tilfellum gerir þetta það að verkum að Zwave eru dýrari tæki samanborið við Zigbee en eru í sumum tilfellum stöðugri.
Hey það er meira…
Í næstu greinum mun ég lýsa því hvernig þú getur sett upp Home Assistant á sýndarvél með aðstoð sjálfvirknitólsins Ansible , Uppsetning á Zigbee2mqtt og Zwave2mqtt á Rasberry Pi sem áframsendir gögnin á Home Assistant. Svo mun ég fara í gegnum innri virkni Home Assistant mtt. notkunar á mqtt og uppsetningu á skilríkjum svo fátt eitt sé nefnt.
