Smart home, Domoticz, Raspberry – z czym się to je

Czytając swojego bloga (serio – czytam czasem co naskrobałem dwa lata temu, aby poprawiać 'warsztat') doszedłem do wniosku, że nie zrobiłem nawet małego wstępu dla amatorów tematów Smart house i Raspberry Pi. Odgórnie przyjąłem, że wszyscy już wiedzą o co chodzi i od razu, 'z grubej rury' przystąpiłem do opisywania tematów. Czasem dość trudnych.

Przy okazji rozpoczęcia strony na Facebook, dotarło do mnie, że nie mam co wrzucić jako początek, jak zainteresować ludzi, wytłumaczyć podstawy. Temu właśnie posłuży ten wpis.

Zaczynamy!

Designed by Freepik

Smart home, smart home, IoT, IoT. Bardzo głośne ostatnio tematy. Czyli tak zwane 'Inteligentne domy'. Osobiście wolę termin 'Sterowane', 'Odpowiednio sterowane' lub 'Automatyczne'. Inteligencję rezerwuję dla tworów żywych.

Dom taki na podstawie czujników czy też informacji z zewnątrz (na przykład pogodowych) potrafi odpowiednio się 'dostosować' do naszych potrzeb.

Dość często wymienia się tutaj przykłady:
– uruchomienia podlewania gdy prognozowany jest brak opadów przez kilka dni,
– automatyczne otwieranie rolet/markiz o poranku
– czy też domykanie ich, gdy słońce świeci akurat w konkretne okno,
– sterowanie ogrzewaniem w domu gdy nas nie ma
– lub ustawianie zadanej temperatury, bo akurat wcześniej wracamy z pracy/wyjazdu,
– inteligentne monitorowanie posesji – jeżeli kurier dzwoni wideofonem przy bramie – wyślij zdjęcie i jeżeli potrzeba – otwórz mu furtkę aby nie bawił się w ogrodową koszykówkę przesyłką,
– ustawianie natężenia świateł w zależności od potrzeb – czytanie/oglądanie filmu/pełna jasność
– łączenie powyższych elementów w sceny – jeżeli wybieram tryb Kino – rozwiń ekran, włącz amplituner, wyłącz światła
– sterowanie głosowe
– powiadamianie głosowe/sms/e-mail

Wszystkie te elementy można zrealizować 'na bogato' zlecając je wyspecjalizowanej firmie, lub hobbystycznie. Temu drugiemu podejściu dedykowany jest blog. Niestety, podczas budowy domu popełniłem kilka błędów, jednym z nich było pociągnięcie zbyt małej ilości kabli do przesyłania danych, 'bo przecież teraz wszystko po WiFi'. Wymusiło to (na ponowne kucie ścian i remonty nie mam ochoty) ustawienie zainteresowania na transmisję bezprzewodową.

Nie jestem profesjonalistą w tym temacie. Cały czas mnóstwo się uczę i wiele tematów jeszcze przede mną. Jeżeli coś jednak zaczynam i mnie wciągnie – 'nie ma zmiłuj' – nie będę spał, ale temat muszę rozgryźć a problemy usunąć. Kropka.

Dlatego zainteresowały mnie platformy Raspberry Pi, Wemos, Arduino. Stąd już krok do komunikacji 433MHz, WiFi, ZigBee, Z-Wave. Czujniki temperatury, wilgotności, zalania, dymu, monitorowanie zużycia energii. Internetowe prognozy pogody, dane w formacie JSON. Temat jest niesamowicie rozległy i ciężko powiedzieć: 'To jest jedyne dobre rozwiązanie'.

Są systemy płatne, kompleksowo zamykające temat przez autoryzowanych instalatorów – Fibaro, Grenton to tylko przykłady polskich rozwiązań, na rynku jest ich mnóstwo. Oferują sterowanie światłem, ogrzewaniem, bezpieczeństwem, czujnikami. Są jednak relatywnie drogie (oczywiście punkt widzenia każdej osoby będzie się różnił) oraz zamknięte, jeżeli chodzi o sposób zaimplementowanych rozwiązań.

Osobiście szukałem systemu darmowego aby sprawdzić, czy Smart home się w ogóle u mnie przyjmie, czy jest sensowny. Patrząc z perspektywy czasu – jak najbardziej tak! Do tego przydałoby się oprogramowanie, które to wszystko zepnie, odczyta dane z czujników, prześle do przekaźników, zapisze do bazy danych, umożliwi analizy, reakcję.

Mój wybór padł na Domoticz. Trzy lata temu 'próg wejścia' w jego przypadku był niższy niż w Home assistant. Aktualnie coraz częściej rozważam opuszczenie Domoticz, albo chociaż na pewien czas równoległe sprawdzenie Home assistant. Wydaje się platformą stabilniejszą, bardziej rozwojową ze względu na sposób jego budowy. Aktualnie jednak – Domoticz!

Dla osób początkujących ważna jest również kolejna informacja – oba systemy są darmowe, możliwe do zainstalowania na Raspberry Pi, komputerach/serwerach obsługujących Linux, Windows, MacOS. Nie nie ryzykujecie zaczynając przygodę ze Smart home.

Dlaczego akurat on?
– po zainstalowaniu na Raspberry Pi (i nie tylko) można go od razu używać, bez dodatkowych skryptów
– dla początkujących praktycznie wszystko da się wyklikać
– bogaty zbiór urządzeń, które są obsługiwane
– na tamten czas dość ładny interface użytkownika

Porównując koszty, są od 5 do 10 razy mniejsze niż przy rozwiązaniach dedykowanych, nadmieniam jednak, że spędziłem mnóstwo czasu ucząc się, dostrajając elementy do swoich potrzeb, instalując, testując. Nie każdy ma ochotę na takie hobby. Mnie akurat wciągnęło.

Kilka przykładów:

Dashboard (czyli główny pulpit). Z tego miejsca mogę sprawdzić status tego co się dzieje w domu – kamery, gniazdka, włączone urządzenia.

Przełączniki – światła, sterowanie IR (TV, wzmacniacz), gniazdka zdalnie włączane, LEDy, system audio multi room

Sceny – połączenie kilku elementów w łańcuch zdarzeń. Jeżeli oglądamy film, to wyłącz światła, włącz amplituner, subwoofer…

Temperatura – dane z każdego z czujników. Łącznie z wilgotnością.

Elementy użytkowe – status użycia Raspberry Pi, szybkość łącza internetowego, nawodnienie kwiatów, pobór prądu w domu

Domoticz umożliwia również robienie raportów w formie graficznej. Tutaj – wykres temperatury na zewnątrz

Ustawianie warunków włączenia/wyłączenia. Tutaj – Włącz światła przed domem godzinę po zachodzie słońca i wyłącz zawsze o 22:00.

Warunki powiadamiania. Tutaj – Jeżeli włączy się światło przed domem – wyślij e-mail na żądany adres

Jeżeli prezentacja danych w Domoticz nam nie odpowiada, zawsze można doinstalować dodatkowe systemy zbierające i prezentujące dane. Na przykład InfluxDB i Grafana.

Zachęcam do przeczytania poprzednich wpisów, postarałem się ułożyć opisane już tematy w pewne pakiety tematyczne:

– Przede wszystkim – Domoticz
– Systemy audio multi-room – Logitech media server, Max2Play
– Zdalny dostęp do Raspberry i Domoticz – Dataplicity
– Czujniki otwarcia/zamknięcia drzwi – Kerui
– Centralki obsługujące różne transmisje: RFLink, Xiaomi Mijia Smart Home
– Prezentacja danych/sterowania elementami domu: Dashticz, aplikacja Pilot, aplikacja MiHome
– Monitorowania zużycia energii: Owl Micro +
– Sterowanie głosem – Amazon Alexa – Echo Dot, Skille, Kalendarze
– Chipy ESP8266 – Wemos D1 Mini
– Instalacja, konfiguracja: Raspberry, Domoticz
– BLE – Bluetooth Low Energy – Mi flora
– Przełączniki Sonoff – Basic, POW, S20
– Sterowanie oświetleniem – włączniki Xiaomi, Milight
– Piloty uniwersalne IR – Broadlink
czujnik smogu
– Zdarzenia, powiadamianie – bezpośrednio w interface Domoticz, skrypty
pourlopowe wnioski

Nie twierdzę, że moja ścieżka jest jedyną dobrą. Ile osób, tyle możliwych rozwiązań, pomysłów, różnorakich podejść. Eksperymentujcie, sprawdzajcie!

Pozdrawiam, życząc miłej i przyjemnej lektury
Cezar

P.S. Życzę również dużo myślenia, potu, zastanawiania się czemu nie działa, szukania rozwiązań problemów.

Raspberry Pi, Raspbian, Domoticz – od zera do bohatera…

W kolejnym (długim!) poście pozwolę sobie zająć się przygotowaniem Raspberry Pi do działania.

Pomocy na różnych stronach jest mnóstwo, przesadą byłby kolejny szczegółowy poradnik, skupię się więc wyłącznie na esencji i najważniejszych tematach, ważnych dla mnie z punktu widzenia prostej automatyki domowej za pomocą Malinki. Z czasem wpis się może zmieniać, ponieważ ciągle coś nowego dochodzi. Ostatnio na przykład HABridge, skoro już Alexa się zadomowiła.

Wpis jest długi i opisuje wiele tematów, może znajdziecie coś dla siebie.

Kwestia wyboru sposobu instalacji Raspbiana zależy już od Was, swego czasu korzystałem z NOOBS LITE, który wszelkie potrzebne do instalacji komponenty pobiera na bieżąco z sieci.

Ostatnio wolę jednak mieć przygotowany obraz jako plik .img i za pośrednictwem Win32 Disk Imager szybko wrzucić go na kartę.

Chwila podstaw, która mam nadzieję pomoże innym wkroczyć w ten świat.

Instrukcja – jak szybko postawić system, zrobić podstawową konfigurację, zrobić kopię bezpieczeństwa na przyszłość.

Podstawowa strona: raspberrypi.org. Tam powinien się udać każdy początkujący. W zależności od potrzeb mamy:
1. Możliwości ściągnięcia instalatora Noobs
– wersja pełna z danymi systemów od razu dostępnymi
– wersja Lite, zajmująca 40 Mb, resztę danych potrzebnych dla różnych systemów ściąga bezpośrednio z sieci
2. w przypadku instalacji Raspbiana – ostatnia dostępna stabilna wersja (w czasie pisania posta – Stretch), pełna ze środowiskiem graficznym albo Lite

Ja opieram się na pełnym obrazie Jessie (czyli poprzednim do Stretch) – jest to dla mnie osobiście najwygodniejsze i w mojej opinii ta wersja jest najbardziej stabilna. Wszelkie opisane tutaj programy i instalacje działają na każdej z wersji. Oprócz SSL w Domoticz na wersji Stretch, bez czego nie uruchomimy go! Wszystkie obrazy Raspbiana można pobrać z: http://downloads.raspberrypi.org/raspbian/images/.

W tym wpisie zajmiemy się:
– ogólnymi komendami do wykonania
– raspi-config
– Interface sieciowy
– Mapowanie pendrive + ntfs-3g
– Konfiguracja Samba
– Instalacja FTP
– Win32DiskImager

Nie opisuję każdej komendy dokładnie – poradników w sieci jest na tyle dużo, że mija się to z celem.

Jak zaczynamy?

– Pobieramy obraz systemu ze strony Raspberry Pi
– rozpakowujemy
– ja używam Win32 Disk Imager aby wrzucić do na kartę SD
– po zgraniu podłączam klawiaturę i kabel HDMI do TV

Do pierwszych dwóch punktów musimy podpiąć klawiaturę bezpośrednio do Raspberry – ssh (do zdalnego połączenia) jest domyślnie wyłączone za względów bezpieczeństwa. Później możemy się przenieść na komputer – będzie bardziej komfortowo.

1. Najważniejsza sprawa zanim cokolwiek rozpoczniemy. Zawsze, gdziekolwiek – zmiana hasła!

passwd

2. Konfiguracja

sudo raspi-config

Domyślnie (od pewnego czasu, ze względów bezpieczeństwa) SSH jest wyłączone, musimy je włączyć. Przynajmniej jeżeli chcemy dostać się do Pi zdalnie, nie klęcząc przed telewizorem czy monitorem.

Następnie dobrze ustawić strefę czasową.

Wybieramy Europe -> Warsaw

Ja jeszcze osobiście ustawiam Memory split na minimum.

Oraz Hostname na swój.

3. Kolejny temat to aktualizacja Raspbiana i komponentów, które mamy zainstalowane. Oczywiście, z wpiętym kablem z routera.

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

4. Następnie – konfiguracja sieci WiFi, bo głupio tak z kablami Malina wygląda 😉 …

Ja osobiście używam edytora nano. Przy wyjściu, w celu zapisu – Ctrl + X, Y(es), potwierdzamy nazwę pliku.

sudo nano /etc/network/interfaces

Ja chciałem mieć połączenie przez Wifi na stałym adresie IP (192.168.1.200, czyli warto to skonfigurować na routerze!), a w przypadku podłączenia kabla sieciowego adres z DHCP (czyli z automatu), wpakowałem tam więc:

auto wlan0

iface lo inet loopback

iface eth0 inet dhcp

allow-hotplug wlan0
iface wlan0 inet static
address 192.168.1.200
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.1.100
wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
iface default inet dhcp

Konfiguracja połączenia z routerem odbywa się w pliku wpa_supplicant.conf.

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

I tutaj:
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
        ssid=”Cezar”
        psk=”TwojeHaslo”
        proto=RSN
        key_mgmt=WPA-PSK
}

5. Warto byłoby teraz zainstalować dodatkowe programy. Mnie się przydaje Samba (dostęp do udostępnionych plików), obsługa NTFS, FTP, Midnight Commander oraz (do Domoticz) arp-scan i speedtest.

sudo apt-get install samba samba-common-bin cifs-utils ntfs-3g mc proftpd arp-scan speedtest-cli -y

6. Skoro już mam czego potrzebuję – najwyższa pora na Domoticz! Przypominam, że instaluję na Jessie, także nie mam problemu z ssl na wersji Stretch!

sudo curl -L install.domoticz.com | bash

7. Tworzenie wirtualnych folderów. Mam podpięty pendrive, na który nie dość, że lądują backupy Domoticz, to jeszcze są piosenki córki i syna. Trzeba go podpiąć, jeżeli Raspbian sam go nie wykrywa.

Możemy się wspomóc:
sudo fdisk -l
oraz
df -h

Tworzenie wirtualnego folderu:

sudo mkdir /media/Dysk

U mnie pendrive pojawił się na sda, więc:

sudo mount -t auto /dev/sda /media/Dysk

Edycja fstab, gdzie znajdują się informacje o mapowanych dyskach, folderach.

sudo nano /etc/fstab

Dodaję na końcu

/dev/sda /media/Dysk ntfs-3g nofail,defaults 0 0

8. Konfiguracja Samba (czyli dostępu do plików)

Zainstalowaliśmy ją już wcześniej (punkt 5), teraz trzeba skonfigurować. Ot, taki prosty NAS. Bardzo prosty…

Dodajemy użytkownika/użytkowników:

sudo useradd Cezar
sudo smbpasswd -a Cezar

Uruchamiamy:

sudo nano /etc/samba/smb.conf

I konfigurujemy. Oczywiście wszelkie foldery, nazwy – dostosowujemy do siebie.

[global]

#PL znaki w SMB
display charset = utf-8
unix charset = utf-8
dos charset = 852

workgroup = DOM
server string = Serwer NAS
wins support = yes
dns proxy = no
log file = /var/log/samba/log.%m
max log size = 1000
syslog = 0

####### Authentication #######
security = user
map to guest = Bad User

[homes]
comment = Home Directories
browseable = no
read only = no
valid users = %S

[dysk_public]
comment = Server NAS 4 All
path = /media/Dysk/
public = yes
only guest = no
writable = yes

Ostatnie trzy parametry to: Publiczny – tak, Tylko goście – nie, Zapisywalny – tak.

Oczywiście dostosujcie go pod siebie, można definiować foldery dla użytkowników, nadawać uprawnienia, itp. itd. Dla mnie było ważne, aby każdy w domu mógł tam łatwo się dostać.

Restart serwisu i powinno działać:

sudo /etc/init.d/samba restart

8. Następnie nadanie praw do wykonania dla skryptu robiącego kopię baz i folderu www Domoticz.

sudo chmod +x /home/pi/domoticz/scripts/domoticz_backup.sh

9. Bez Dashticz sobie już życia nie wyobrażam…

10. Zdalny dostęp do Raspberry i Domoticz, czyli Dataplicity. Ale to już opisywałem wcześniej.

11. bluez – potrzebny do Xiaomi Mi Flora

12. Logitech, a dokładnie instalacja odtwarzacza Squeezelite

13. HABridge

Po około 1.5 godziny mamy kompletny system.

Teraz sudo poweroff, kopia karty w Win32 Disk Imager i jesteśmy bezpieczni. W razie rozsypania się danych na karcie – szybki restore i jesteśmy gotowi do działania.

WAŻNE! Komenda Czytaj zapisuje dane Z KARTY NA DYSK, Zapisz – odwrotnie – Z DYSKU NA KARTĘ, czyli Zapisz może Wam namieszać, jeżeli nie używacie jej rozważnie!

Dataplicity – zdalny dostęp do Raspberry Pi. I przy okazji do Domoticz


Produktywny dzień 🙂

Po zmianie providera internetu stanąłem przed problemem dostania się do Raspberry Pi oraz Domoticz bez zewnętrznego IP. Za takowy adres musiałbym płacić. Warto czasem sprawdzić alternatywy.

Natrafiłem na serwis Dataplicity, który jest dedykowanym rozwiązaniem dla Raspberry Pi.

Do serwisu trzeba się zarejestrować, po potwierdzeniu e-mailem nasze oczy zobaczą kod, który powinniśmy bezpośrednio wprowadzić do terminala Raspberry Pi.

Dodawanie nowego Raspberry Pi
Po kilkunastu sekundach powinniśmy zobaczyć naszą Malinę dostępną w panelu:

Tak proste, że aż zadziwiające. Mamy dostęp do SSH oraz, po odblokowaniu tak zwanego Wormhole do strony na porcie 80. W moim przypadku Domoticz.

Więcej informacji na stronie http://docs.dataplicity.com/docs/. Generalnie instalujemy na naszym Raspberry szyfrowany serwis, który pozwala na zdalny dostęp.

Pozostaje oczywiście mentalny problem dostępu do naszego sprzętu z poziomu obcego serwisu. Jak dla mnie nie jest to krytyczne, rozumiem że dla części z Was może to wykluczyć go z kręgu zainteresowania.