Облаштовуємо «розумний» і енергонезалежний будинок: поради й корисні практики IT-спеціалістів

Як налаштувати резервне живлення, опалення та інтернет? Що можна автоматизувати під час відключення електрики й повітряних тривог?

Які системи варто інтегрувати для «розумного» будинку і які рішення працюють найкраще?

Айтівці з досвідом облаштування «розумних» будинків поділитися своєю експертизою під час DOU Day Picnic.

Публікуємо відеозапис та найважливіші тези з їхніх виступів.

Відео

Геннадій Міщевський, Test Automation Lead у FutureLog

Яка перша проблема, яку має вирішити айтівець? Інтернет. У мене приватний будинок, тож є оптика, роутер, і треба лише все заживити.

Коли я почав цим займатися, ще не було якихось готових рішень,та й зараз вони мені не дуже подобаються. Я маю своє рішення — це така біленька коробочка, підписана «ДБЖ». Вона зібрана з куплених кастомних елементів.

Чому вона мені подобається? Бо я повністю контролюю, що відбувається всередині. Насамперед тому, що GPON-модем бере 5 В, а роутер бере 12 В. Якесь одне рішення зазвичай не підходить. Коробочка складається з плати зарядки на 12 В під акумулятор, з понижувальної плати напруги до 5 В і до 12 В. Відповідно, я можу туди «запхати» що завгодно. Якщо я хочу інший роутер, то можу взяти іншу плату, перепаяти її туди й все продовжить працювати. Тобто це досить зручно, і я точно знаю, як все працює.

Далі, робоче місце.

Схожа історія, тільки вже трошки більша батарея і більший ДБЖ. В результаті, коли вимикається світло, ДБЖ реагує за лічені мілісекунди, інтернет не зникає, навіть міт не перебивається, все продовжує працювати.

Важлива історія — вольтметр для будь-яких батарей. Їх не можна висаджувати нижче певного вольтажу, який залежить від батареї. У мене це AGM-акумулятор, свинцевий, і його бажано не висаджувати більше, ніж на 50%.

Далі моя друга робота і друге робоче місце. Тут все простіше: зібраний павербанк, ліхтарик і «батка» 6S2P від дрона. Поки дрон чекає на відправлення, вона служить батареєю для паяльника.

Наступне — це мобільна електрика. У мене зарядна станція українського виробництва, і вона стоїть про запас біля 3D-принтера, для того, щоб можна було продовжити друк. Також ця станція інколи переїжджає під холодильник, і допомагає йому продовжувати гарно пахнути.

Наступне — освітлення. В мене є маленькі кейси для акумуляторних батарей типу АА й ААА, куди просто підпаяні світлодіоди. Цього замало для комфортного життя, але вистачає для того, щоб мізинець не зустрівся з тумбочкою.

Наступне — це похідні лампочки від павербанка. Дешеве і просте в експлуатації рішення, його легко кудись почепити і можна жити більш-менш комфортно.

В кабінеті я собі намотав LED-стрічку на лампу, і вона світить майже так само, як і сама лампа. Теж живиться від павербанка, бере небагато, досить гарне освітлення.

Опалення в будинку — це електричний котел на 12 кВт, тож всі мої батарейки не дуже годяться. Тому перше, що я зробив, це погуглив сонячні панелі. Дійшов до розділу з цінами — і поставив собі камін. Тому що сонячні панелі — це дуже дорого, а камін значно дешевше й атмосферніше. Я розумію, що для квартир це не завжди оптимальне рішення, але в мене інший контекст.

Далі — як готувати їжу? Тут все просто. Це газова конфорка на цанговий балон. Туристичний посуд з минулого життя знайшовся і теж став у пригоді.

Наступне питання, як дістати воду. Тут трошки складніше, тому що погружний насос має високий пусковий струм, і, знову ж, моїх акумуляторів не вистачає для того, щоб його запустити. Тому я трошки схитрував і використав генератор.

І останнє — це хаб розумного будинку. Він допомагає мені насамперед заощаджувати світло, бо він сам його вимикає. Але найважливіше в контексті відключень — коли вночі дають електрику, цей пристрій вимикає зайві прилади й вмикає ті, які потрібні. Бойлери, наприклад. Тож мені не потрібно нікуди вставати, адже хаб робить все за мене.

Євгеній Лабунський, Head of Agile в PandaDoc

У мене теж приватний будинок. У 2020 році я почав туди пакувати все, що тільки зміг знайти й дуже багато експериментував. Майже всі розумні девайси (а їх близько 50) в мене підключені через Wi-Fi. Я майже не використовую Zigbee, бо для мене він працює якось нестабільно.

Екосистеми, які я використовую:

SmartThings від Samsung, Tuya, Aqara, Xiaomi-пилосос, є девайс, який працює через Modbus, і це все управляється через Home Assistant. Це опенсорсний «розумний» хаб. Він надає умовний інтерфейс, через який можна керувати всіма екосистемами, які між собою взагалі ніяк не пов’язані. І у мене й Apple-девайси, тому це все тягнеться в HomeKit.

На наступному скриншоті моя енергетична система. Можна подивитися, наприклад, скільки видають панелі (кілька днів тому було близько 7 кВт на годину). Поки панелі працюють, ми встигаємо зарядити акумулятори, які за ніч були розряджені, зарядити машину, все випрати, приготувати їжу і ще залишається запас.

Що у мене є з різних систем, які доводиться інтегрувати? Є девайси Shelly, це реле для управління світлом. Майже все світло у мене автоматизоване, тобто ним можна користуватися з телефона або воно працює за певними сценаріями.

Viessmann — тепловий насос, Daikin — кондиціонери, Xiaomi — пилососи, Victron — це інвертори, сонячна система, Apple, Hunter — це полив газону. Sonoff — реле, Microsoft — Xbox, Samsung, Ubiquiti, TP-Link, Jablotron. Все це стягується в Home Assistant, з якого можна всім цим користуватися централізовано.

Один із кейсів — управління тепловим насосом, який гріє воду. Це енергозалежний девайс, йому потрібна електрика. У мене є панелі, тож коли багато сонця, я можу нагріти бак з водою і більше нагріти накопичувач для теплої підлоги. Як це працює?

Є тепловий насос, є інвертори з сонячною системою, є центр управління сонячною системою Cerbo. Є Shelly-реле, яку вставляється в тепловий насос і працює через MQTT (це message broker, через який можна синхронізувати різні системи). Cerbo «кладе» все в MQTT, і, наприклад, каже: «Окей, є більше сонця. Увімкни, будь ласка, такий-то сценарій на тепловому насосі». На тепловому насосі є чотири сценарії, які керуються суто замиканнями контактів.

1. Немає світла і тепловий насос вимикається.
2. Нормальний режим, коли є світло.
3. Небагато додаткового світла.
4. Робота на повну.

Якщо в мене багато світла, вмикається тепловий насос, нагріває 300 літрів води до максимальної температури (60 градусів), нагріває бак теплої підлоги й підтримує там високу температуру. Коли світла нема, він взагалі не гріється, тому що в нього запас накопичений. І це все робиться через таку штуку, яка називається Node-RED. Node-RED — це автоматизація через процес, Flow-Based Automation, коли за певним сценарієм тригериться і відпрацьовується певний процес.

Наприклад, якщо немає світла, але заряд батарейки перевищує 60%, то ми йдемо в нормальний режим. Якщо тепловий насос вирішить, що треба гріти воду, то він просто грітиме її до нормальної заданої температури, не до підвищеної. І залежно від цього просто вибирається той чи інший процес.

Заряджання авто також автоматизоване. У мене стоїть «віктронівський» чарджер, він вміє заряджатись тільки від сонця. Але не можна дуже сподіватися на сонце, якщо потрібно зарядити машину на 100%.

Інша річ, який я часто використовую — запуск певних сценаріїв, якщо вас немає вдома. Наприклад, можна елементарно запустити пилососи, щоб вони шуміли, коли вас немає. У мене це реалізовано абсолютно топорно, через HomeKit. Тобто Apple мені каже, вдома ми чи ні. Два телефони підв’язані в під розумний будинок Apple. Якщо телефонів немає, хаб HomeKit (в мене це Apple TV) передає в Home Assistant, що всі пішли. І Home Assistant запускає сценарії: вимикає все світло, знижує температуру на тепловому насосі, вимикає всі кондиціонери й запускає пилососи. Все дуже просто.

Ще один схожий процес — перевірити, чи вдома машини. Наприклад, я хочу, щоб ворота відкривалися, коли я приїжджаю. Це зробити дуже просто. У Volvo є інтеграція в Home Assistant. Volvo передає, що машина приїхала. Щойно я приїжджаю на машині, відкриваються ворота. Ворота контролюються через ismartgate. Це просто девайс, який вміє управляти воротами, їх є безліч видів на ринку.

Інший прикольний кейс для тих, у кого є маленькі діти, це Baby Monitor. Є розумна камера Ubiquiti, у розумної камери є AI-events. Тобто система вміє категоризувати івенти. Наприклад, коли дитина плаче, я просто тригерю собі push notification на телефон. Якщо дитина крутиться або плаче, приходить «пушик», і ми встаємо з дивану і йдемо дивитися, що там відбувається.

Інший кейс, цікавий для власників приватних будинків, це зовнішнє освітлення за рухом. Не можна просто ставити датчик руху на зовнішнє освітлення, тому що у вас завжди щось рухається: дерева, коти — все це буде вмикати світло. Розумні камери, можуть ідентифікувати тип руху. Ubiquiti ідентифікує, що це людина, вмикаємо світло. Якщо руху немає 5 хвилин, то світло вимкнулось.

 

Денис Довгань, Toolkit Engineer у WIX

Моїм великим захопленням є розумний дім, а також я великий адвокат open source. Майже весь свій код, крім робочого, я викладаю в open source, і контриб’ючу в інші проєкти.

Як і Євген, я також використовую Home Assistant просто тому, що це дуже класний інструмент. Коротко, це система для керування «розумним» будинком. Він опенсорсний і вміє поєднувати тисячі пристроїв від різних виробників. І цим можна керувати практично з будь-чого: з пристроїв Google, Apple, з Alexa тощо.

Я настільки захопився, що навіть зробив документацію для свого розумного дому, виклав її в open source і намагаюся підтримувати її в актуальному стані. Але сьогодні я торкнуся лише двох аспектів: це відключення електрики й моніторинг небезпек.

Ми будемо говорити про автоматизації. І якщо коротко, більшість автоматизацій складається з трьох компонентів.

1. Перший елемент — це «коли». Тобто тригер, подія, яка має статися для того, щоб виконати автоматизацію.
2. Другий — «якщо». Це умова — що має відбуватися, щоб виконати якусь дію.
3. І третій елемент — «виконати», що саме має відбутися. Наприклад, «я приходжу додому, вдома вимкнене світло, треба увімкнути світло».

Болюча тема для нас всіх — відключення електрики. У мене сетап ось такий. Це EcoFlow Delta 2 Max. Червона розетка — це окрема лінія, яка йде на щиток, і в щитку стоїть автомат вводу резерву. Він перевіряє, чи є електрика. Якщо її немає, за 8 мілісекунд пристрій перемикається на резервне живлення. Коли з’являється світло, все автоматично повертається.

Є графік відключень світла, в Києві його надає Yasno. Основний use case — сповіщати про те, чи є підключення до світла і через скільки воно буде. Для цього в застосунку Yasno є сповіщення, також є застосунок «Світло». Але нам потрібно не тільки отримувати сповіщення, а й запускати певні автоматизації залежно від цього. На жаль, проблема в тому, що Yasno не має відкритого публічного API, щоб тягнути звідти дані про відключення світла.

Але я знайшов непублічне і побудував інтеграцію для Home Assistant, яка власне стягує графік відключень для кожної з груп. Можна обрати вашу групу й отримувати в Home Assistant календар з усіх подій хоч на 10 років вперед. Він показує поточний статус (наприклад, чи у вас зараз має бути відключення) і обчислює, через скільки часу буде наступна подія. Наприклад, коли буде наступне заживлення, можливе відключення тощо.

Але цього недостатньо, так? Графіки можуть діяти лише у певні години або не діяти взагалі. Ці дані треба брати в Укренерго, в якого, на жаль, також немає публічного API.

Та в нас є Chat GPT. Власне, «Укренерго» щодня публікує оновлення про стан енергосистеми й про порядок відключень на наступний день. Якщо це може розпарсити людина, то і LLM-ка впорається.

І я написав йому промпт: «читай українською, знаходь інформацію про відключення, відключення можуть бути не щодня, вони можуть тривати не цілий день, поверни мені дані у потрібному форматі». І тоді, коли я скидаю Chat GPT повідомлення від «Укренерго», він мені повертає ось такий JSON. Його я можу вже потім в машинному вигляді скидати або якійсь інтеграції, або Home Assistant і будувати на основі цього автоматизацію.

Розповім, як я будую автоматизацію. Наприклад: коли з’являється або зникає електрика, треба вимкнути енергозатратні прилади типу бойлера, і перевести дім в режим економії енергії.

Інший випадок — коли зникає/з’являється електрика, потрібно надіслати сповіщення, адже без них легко не помітити, що світло зникло і далі користуватися всіма приладами. У сповіщенні вказується, що «сіра зона почнеться в такий час, увімкнення світла в такий час».

За 30 хвилин до відключення світла за графіком треба надіслати сповіщення, що через пів години вимкнуть світло, закінчуйте свої справи. За годину до заживлення за графіком треба надіслати сповіщення, мовляв, протримайтесь ще годинку. Останній приклад — це за 10 хвилин до відключення світла за графіком, якщо діють графіки відключень і працюють енергомісткі прилади, треба попередити, що треба все закінчувати.

Переходимо до моніторингу небезпек. І тут величезний дисклеймер. Те, що я покажу, це моя особиста відповідальність і нехтування власною безпекою. Я вас не закликаю цього робити, але поділюся досвідом.

Ви знаєте про існування моніторингових каналів, які публікують, де летять шахеди, балістика, крилаті ракети, коли злітають Ту-шки. Я помітив, що коли трапляється повітряна тривога, я лінуюсь, лежу в ліжку і читаю телеграм-канал. І лише коли припече, ми біжимо в коридор і ховаємось. І я вирішив цей процес автоматизувати.

Я кидаю своєму серверу кілька телеграм-каналів, він їх читає за мене. Бере останні повідомлення і дивиться, чи це стосується Києва. Якщо пишуть «балістика на Київ», або «Кинджал на Київ», або «шахед у передмісті», тоді він надсилає критичне сповіщення, яке обходить навіть режим сну і волає: «Перейдіть в укриття».

Чому я не використовую AI, як з «Укренерго»? Річ у тому, що тут важливі кожна секунда і в процесі може виникнути багато точок для потенційної відмови. Тому робимо все швидко, дивимося тільки ключові слова, і відтворюємо закешовану фразу на колонках. Як бонус, є сенсор, який моніторить повідомлення про стратегічну авіацію. Як тільки злітають Ту-шки, приходить сповіщення.

Корисні посилання:

• Документація до мого розумного дому: denysdovhan.com/home-assistant-config;
• Медіасервер: denysdovhan.com/smart-home;
• Чатик для ентузіастів розумному дому: t.me/selfhostedua;
• Мій телеграм-канал: t.me/den_the_dev.

Автор: Asya Artushevska, Lead Editor в DOU.ua