Как я строил "Умный дом"

Однажды, глубокой ночью я проснулся от кошмара и решил, что самое время заесть эти ужасы грушевым йогуртом. Путь мне предстоял не близкий: из спальни в коридор, оттуда в дальний конец кухни к холодильнику. Казалось бы, всё шло хорошо и пол пути уже было позади, как вдруг из-под ног послышалось гневное “мяу”. Понимая, что одно неверное движение и я наступлю на свою чёрную кошку, которую не видно в темноте, я с большим трудом перенёс вес на другую ногу и перешагнул животное в надежде, что всё будет хорошо. Хорошо не было: меня встретил мой кухонный стол, довольно войдя своим уголком мне под коленную чашечку. Кряхтя, я таки добрался до холодильника. Пока я кушал йогурт и потирал ушиб, мне в голову закралась мысль: а вот было бы здорово если бы свет мог включаться самостоятельно! Да и выключаться тоже. Так я решил строить свой “Умный дом”.

В ближайшее после инцидента свободное время я принялся изучать вопрос и смотреть: а что же у нас там по умным домам? Интернет изобиловал предложениями, но меня это скорее огорчало, чем радовало, так как многое было непонятно. Много новых слов, условий и прочего. И я предпринял попытки разобраться.

Также я определил для себя основные положения, которые должны соблюдаться при развертывании “умного дома” в квартире, а именно:

1. В визуальном плане дизайна всё должно остаться неизменным. То есть все выключатели, розетки, лампочки, светильники и прочее не должны измениться в плане внешнего вида.

2. Должна сохраниться функция физического включения и выключения любых приборов, помимо голосового управления и управления через смартфон.

3. Должна быть минимально возможная задержка между командой и её исполнением.

4. Система должна быть отказоустойчивой и сохранить возможность как минимум физического управления устройствами при отсутствии интернета, а как максимум оставаться отзывчивой через смартфон при таких же условиях.

5. Я сразу же отбросил все идеи “умных” лампочек, так как это своего рода костыль для ленивых. Выключатель всегда должен быть включен, чтобы эти самые лампочки оставались в сети и были умными. Стоит его выключить и конец истории.

Первое, что бросилось в глаза – это название Zigbee. Как я понял изначально – это сетевой протокол передачи данных, наиболее часто использующийся в решениях для “умных домов”. Следующее, что я понял – для использования устройств на базе этого протокола нужно приобрести дополнительный хаб, который на первый взгляд абсолютно ничего не делает и просто хочет, чтобы ты его купил. Я что, дурак что ли покупать ещё какую-то непонятную штуковину, ведь у меня уже есть роутер с Wi-Fi, а значит у меня уже есть всё, что нужно – подумал я из прошлого. Поэтому я тут же отмёл все предложения с Zigbee, чем сократил себе выбор примерно процентов так на 70. Это было большой ошибкой и потраченным впустую временем.

На самом деле, как я узнал позднее, Zigbee идеально подходит для систем управления умным домом, так как в отличие от Wi-Fi обладает куда меньшим энергопотреблением, а значит устройства, работающие на автономном источнике питания, считай батарейке, проработают куда дольше. Конечно, протокол Zigbee предназначен для передачи куда меньших объёмов информации, чем Wi-Fi, однако справляется он с этим намного быстрее конкурента. Именно это нам для умного дома и надо, ведь чем меньше задержка, тем быстрее реакция прибора для включения, например, света. Ещё одним преимуществом технологии в целом и хаба в частности, является тот факт, что все умные устройства будут присоединяться именно к Zigbee хабу, а не напрямую к роутеру, и только хаб будет “смотреть” на роутер. Это позволит нам сократить количество устройств, с которыми роутеру придётся работать. А чем меньше устройств, тем меньше нагрузка на роутер, тем меньше проблем. Что же, Zigbee так Zigbee – подумал в итоге я. Однако я был наивен и ещё не знал, что в этой, казалось бы, восхитительной для умного технологии тоже есть изъян.

А именно: отсутствие единого стандарта. К примеру, если купить телефон от Самсунг, планшет от Хуавэй, а ноутбук от Эппл – все они замечательно подключаться к твоему Wi-Fi роутеру от Keneetic. С Zigbee это совершенно не так. У каждого мало-мальски популярного бренда есть собственный хаб, работающий по протоколу Zigbee к которому будут присоединяться устройства только этого бренда и никакие другие. Значит настало время перейти к выбору этого самого бренда.

Так как помимо управления со смартфона меня интересовало ещё и голосовое управление я пробежался по голосовым помощникам, популярным в России: Алиса от Яндекс, Маруся от VK\Mail и Салют от Сбера. Последние названные тут же разочаровали количеством поддерживаемых экосистем “умных домов”, поэтому их дальнейшее изучение не имело смысла: что бы они там не умели, а совместимость – это на мой взгляд наиболее важный параметр. Поэтому все вендоры смарт-систем выбирались с учётом поддержки “Алисы”. Изучения рыночного вопроса привело меня к нескольким крупным брендам популярным по всему миру в целом и в нашей стране в частности: Aqara от Xiaomi, Tuya Smart Life, HiTE PRO, Sonoff и Moes. На первых двух мы остановимся подробно и в процессе станет понятно, почему последние 3 заслуживают меньше внимания.

Итак Aqara. Если коротко – это Apple от мира умных домов. Если подробно – не всё так гладко. Просматривая продукцию вышеупомянутого бренда, невольно приходишь к выводу – вот оно. Всё как надо, всё работает из коробки и без костылей, всё есть. И в тот момент, когда я уже решил, что буду придерживаться этого бренда, я вспомнил, что помимо технических характеристик устройств, есть ещё такое понятие, как внешний вид, размер, тип монтажа и прочие совсем не весёлые вещи. Так, например, взглянув на размеры умных выключателей Aqara я сразу понял, что они не встанут в штатные подрозетники. В нашей стране преимущественно распространен круглый тип подрозетников, а вот у “них” квадратные. Да, недавно Aqara стала выпускать выключатели, подходящие к круглым подрозетникам однако рамка подобных выключателей всё равно больше, чем рамки от того же Legrand или Schneider Electric, коими полнятся местные строительные магазины. А это значит, что на этапе ремонта можно заложить подходящие отступы для монтажа подрозетников, но если ремонт уже выполнен, то в ряд с розетками такой выключатель уже не влезет. Более того, даже два таких умных включателя рядом поставить не получится – они будут перекрывать друг друга. Но помимо выключателей есть ещё такие штуки, как “умное реле”. Это приспособление, которое подключается к проводам центральной электропроводки с одной стороны и слаботочными проводами к обычному выключателю с другой (для управления реле на физическом уровне).

Вспоминая пункт №1 своей декларации(неизменный визуальный дизайн), я принялся копать именно в эту сторону. Существует несколько типов электропроводок: с нейтралью и без нейтрали. Не будем вдаваться в электросхематические поднобности, чтобы узнать какой тип проводки у вас лучше обратиться к эксперту. Однако выбирая подобные реле (к слову, выключатели тоже) следует строго придерживаться этого критерия(с нейтралью или без нейтрали). У Aqara в наличии оказались и те и другие реле, внешне они почти не отличаются. По размерам с официального сайта я склеил картонный коробок, который послужил мне имитацией реле и пошёл проверять, влезет ли это устройство ко мне в подрозетник за выключатель или нет. Разобрав все выключатели, я определил, что у меня установлено несколько размерностей подрозетников: углубленные и стандартные. В углубленный подрозетник реле залетает свободно и без напряга, а вот с обычный с трудом. Придётся повозиться с укладкой проводов и с размещением реле, однако со скрипом влезает и в обычный. Китайские версии устройств управляются через приложение Mi Home, российские через Aqara Home. Главное не перепутать регион устройства и хаба. Ну всё, можно брать? Нет нельзя!

Ведь на свете существует еще такая вещь как двуклавишный выключатель. И у Aqara не оказалось такого реле, только двуклавишные выключатели, которые мы уже отбросили. Точнее оказалось, но только беспроводное. Это когда помимо самого реле ты должен ещё купить беспроводной выключатель, управляющий этим самым реле. Который красиво не расположить рядом с выключателями и розетками Легранда. Естественно для работы всего этого ещё нужен хаб Aqara, куда же без него. Стоит отметить, что раз Aqara это Apple от смарт-домов, то и стоит она, как Apple. Все устройства этого бренда стоят существенно дороже своих конкурентов.

Раздосадованный я решил перейти к следующему бренду, коим на тот момент оказался Moes. Так случилось, что одновременно с ним я рассматривал ещё несколько брендов: Aubess и Sonoff. И меня смутило то, что все эти бренды совместимы с приложением Tuya Smart Life в той или ной степени. Погрузившись в вопрос, я понял, что Tuya – это своего рода OEM производитель начинки для большого огорода разных брендов, в том числе и вышеназванных. По сути, во многих ноунейм умных устройствах, а также в довольно известных вроде Moes внутри будет стоять начинка от Tuya в той или иной степени реализации. Как разные вендоры видеокарт. Поэтому я решил сразу перейти к изучению “Базы”.

Ассортимент устройств Tuya оказался намного более обширным, чем у конкурентов. Тут и всевозможные россыпи датчиков, реле, выключателей, камер и автоматизаций, а также куча брендов, которые будут работать с единым хабом на базе Tuya. Управление происходит в приложении Tuya Smart Life, в котором можно создавать сценарии и автоматизации по своему вкусу. Приложение русифицировано, но не полностью, однако разобраться не составляет труда. Есть реле и для двуклавишных выключателей. По размеру они не отличаются от решений Aqara. Поэтому осталось выбрать вменяемую по компонентной базе платформу для каждого устройства и приступать к закупке и монтажу. В выборе устройств опирался не на конкретный бренд, а на отзывы, историю поломок и качество отделочных материалов. Таким образом был закуплен хаб Tuya Zigbee, 8 одноканальных (одноклавишных) безнейтральных реле и одно двухканальное реле, а также 1 умная розетка.

Отдельно хочу отметить решение от HiTE PRO. Это российский бренд по умным домам. Не понравилась его закрытость и проприетарность, хотя тоже самое можно сказать и про Aqara. Свою роль сыграл отзыв реального пользователя этой системы у себя дома, моего знакомого. С его слов отклик между командой и фактическим включением достигает порой 4-х секунд, что совершенно неприемлемо, а также нестабильная работа соединения, что приводит к неисполнению команды совсем. Лично я решил не проверять.

Итак, настал тот самый день, когда все компоненты наконец то приехали и я приступил к монтажу. Первым делом я подключил хаб. Подключается по Wi-Fi 2.4 к роутеру через интуитивно понятный диалог в приложении. Достаточно следовать инструкции и через несколько минут хаб готов к работе. Следом я решил установить двуклавишное реле. Разобрал и снял выключатель, освободив подрозетник с проводами.

ВАЖНО! Всегда отключайте центральное электроснабжение через автомат, когда работаете с электричеством и оголёнными проводами. Если не уверены, что вам хватит навыка, оставьте монтаж специалистам. Всегда несколько раз проверяйте схему подключения согласно инструкции. Не нарушайте схему подключения, это может привести к плохим последствиям!

В моём случае сложность заключалась в том, что у меня установлены медные одножильные провода толстого сечения и они довольно тяжело гнутся. Поэтому их пришлось укоротить и зачистить, после чего по схеме подключить к реле. Для подключения выключателя к реле я использовал обычные провода сечения 1.5. Они гибкие и легко укладываются. С обратной стороны реле удаляется крепёжный элемент чтобы само реле стало ещё меньше, после чего устройство отправляется в подрозетник поглубже и закрывается выключателем.

Для сопряжения реле с хабом Zigbee можно воспользоваться двумя способами – подержать соответствующую кнопку на самом реле, пока индикатор не начнёт мигать, или 5 раз включить и выключить клавишу на выключателе с интервалом в 3 секунды. Честно признаться, второй способ у меня так и не получился, поэтому я делал сопряжение с помощью кнопки на реле. В приложении достаточно нажать на “плюсик” и запускается поиск устройства. В моём случае он происходил буквально за пару секунд, после чего реле уже можно было управлять с телефона. Работает! По такой же логике я установил все остальные реле на все группы света, которые мне были нужны. И тут возник вопрос. А это что ещё за штука чёрная в комплекте?

Оказалось, что под чёрной штукой скрывается устройство под названием конденсатор, он же шунт. Используется для подключения подобных умных реле и выключателей при безнейтралевом типе проводки. В инструкции сказано, что он устанавливается параллельно цепи питания световой группе, а если его не установить, то могут возникнуть следующие неприятные вещи: мерцание светодиодных лампочек в световой группе, а также помаргивание лампочек при выключении\выключении. С первым эффектом я столкнулся лично. У меня везде установлены светодиодные лампочки по 5 ватт. И есть световые группы, в которых только 2 лампочки максимум. Хоть в инструкции и написано, что негативные эффекты пропадают пи нагрузке в 10 и более ватт, однако производитель явно преуменьшает проблему. Избавиться от помаргивания полностью мне удалось с помощью замены ламп на 9 ваттовые, что создало минимальную нагрузку в 18 ватт. А в группах, где ламп было 3 и более ничего не пришлось менять совсем.

После монтажа я, довольный собой, уселся на диван и стал настраивать программно всё то, что только что установил руками. Интерфейс приложения оказался достаточно приятным, а сценарии хоть и требовали минимальной логики, но тоже создавались без особого труда. Как физическим нажатием, так и через смартфон время от подачи до команды и до срабатывания устройства составляло меньше секунды, что меня полностью устраивало. Также визуально ничего не изменилось, чему была несказанно рада супруга.

На следующий день я докупил датчик движения, который установил на кухню. Теперь он включает надстольную бра, когда я появляюсь ночью на кухне. Работает он не только по движению, но и по освещенности. То есть днём он может не срабатывать – тут по желанию. Кошка теперь в безопасности, чего правда уже не скажешь о моих коленях. Возраст. Также я установил на входную дверь магнитный датчик размыкания. Теперь, когда входная дверь открывается то в коридоре зажигается свет, а также мне на телефон приходит уведомление, что дверь открыта. Сомнительная, конечно, безопасность, но я хотя бы буду знать, что вот прямо сейчас мой компьютер выносят мошенники. Кстати, о компьютере, он теперь тоже включается и выключается, как ещё одно умное устройство. Но об этом чуть позже.

Большая часть пути пройдена и единственное, что осталось – это чтобы всё управлялось голосом. Голосового помощника я уже выбрал, а значит осталось определиться с колонкой: какую взять? Так как я не собираюсь через колонку слушать музыку и сказки, то я решил взять одно из самых дешевых решений – Яндекс Станция Лайт. Именно Лайт, а не Мини, так как она посовременнее и поддерживает Wi-Fi 5 герц. Меня смущало, что в ней мало микрофонов, в отличие от её старших коллег. Однако забегая вперёд, могу сказать, что, разместив её в коридоре, я не прогадал. Она слышит команды практически из любой точки квартиры, хоть и порой голос слегка приходится повышать. Можно приобрести колонку с большим количеством микрофонов или разместить вторую лайт колонку там, куда основная не добивает. Они не будут мешать друг другу.

Настройка Алисы происходит через приложение “Дом с Алисой”. Проходишь первичную регистрацию или используешь существующий Яндекс аккаунт. После настройки колонки необходимо добавить свои умные устройства Tuya в Алису. Для этого в приложении нужно нажать плюсик и следуя подсказкам произвести сопряжение учетной записи Tuya Smart Life и Yandex. Всё происходит в полуавтоматическом режиме, после чего устройства появляются в “Алисе” и им нужно дать имена, а также распределить по комнатам и, по желанию, поделить на группы, которыми можно управлять, а также автоматизировать их отдельно. Это может быть полезно для задания различных сценариев. Называть устройство лучше сразу несколькими названиями, например: Ванна, Ванная, Душ, Умывальня и так далее. Так Алиса будет допускать меньше ошибок, а ошибки, разумеется, будут. Но за пару дней отладки названий с голосовым помощником можно найти общий язык и избавиться от большинства недопониманий.

Следует также рассказать о том, как я сделал включение и выключение компьютера с помощью голосового помощника. Для Алисы существуют специальные модули, называемые “Навыками”. Они учат Алису дополнительным функциям, вплоть до игры в ДНД. Нас интересует навык “Домовёнок Кузя”. Этот навык позволяет заводить виртуальные устройства и через сопряжение с учетной записью Яндекса добавлять виртуальные устройства в Алису. Эти устройства в том числе могут использовать HTTP GET запросы. Именно этом нам и надо. Заводим виртуальное устройство, например лампочку. На команду включения прописываем GET запрос, который будет обращаться к сайту, способному отправлять “магический пакет” по технологии Wake On Lan на целевой компьютер и компьютер будет включаться. Большинство материнских плат сегодня поддерживают технологию Wake On Lan, а про пробрасывание портов можно почитать в инструкции к своему роутеру, так как интерфейс различных маршрутизаторов отличается. Но принцип работы один и тот же. Назовём виртуальную лампочку – Компьютер. И по команде: “Алиса, Включи Компьютер”, Алиса будет думать, что включает лампочку, а на самом деле отправляет запрос на отправку пакета, который и пробуждает компьютер.

Выключать компьютер несколько сложнее, ведь нет подходящей технологии. На просторах Гитхаба удалось найти проект под названием SleepOnLan. Подробное описание проекта можно найти по ссылке ниже. По умолчанию он умеет отправлять компьютер в сон, поэтому его пришлось немного отредактировать именно для выключения. Проект представляет собой крошечный веб сервер, готовый принять авторизированный запрос из интернета запустить процедуру shutdown. Технология добавления в Алису точно такая же, через Домовёнка Кузю. Следует отдельно подчеркнуть, что это будет работать только в случае “белого” ip адреса, не важно статического или динамического. В случае динамического адреса следует просто использовать сервисы наподобие DynDNS.

https://alexstar.ru/

https://github.com/SR-G/sleep-on-lan

Далее я решил, что негоже оставлять свой дом полУ-умным(ха-ха) и задался целью автоматизировать ещё и шторы. У меня дома используются рулонные и римские шторы на всех окнах. И вот тут, к сожалению, экосистема Tuya дала сбой. Мне не понравилось ни одно из представленных решений. Одни из них требовали подключения постоянного питания, что уже невозможно в помещениях, с готовым ремонтом (ну не удлинитель же тянуть к каждому окну право слово) или работали от аккумулятора очень мало – максимум 15-20 складываний. Есть ещё возможность подключения солнечной батареи, но, во-первых, у меня не солнечная сторона, а, во-вторых, опять же выглядит неэстетично.

На помощь пришла вышеупомянутая Aqara, так как её моторы для штор способны работать от аккумулятора в течение нескольких месяцев, а подзаряжаются от любого usb блока питания. Например, от павер банка. Конструкцией предусмотрена поддержка почти для всех типов цепочек рулонных и римских штор, а монтаж можно производить как на саморезы, так и на двусторонний скотч 3м. Испытывать удачу я не стал и сразу же установил на шурупы. К сожалению для управления моторами пришлось купить отдельный Aqara Zigbee Хаб (привет отсутствие стандартов). И после сопряжения учетных записей с Яндексом мои шторы поехали под чутким управлением Алисы. К слову, само приложение Aqara выглядит приятнее, чем Tuya, но по функционалу мало чем отличается. Конечно, к Алисе я подключил свой умный пылесос, умный чайник и умный телевизор и ими теперь тоже можно управлять голосом.

С тех прошло почти 3 недели и вот я пишу текст. Пользуемся ли мы с супругой “умным домом”? На удивление да. В 90% случаев мы выбираем управление именно голосом, так как это оказалось не только забавно, но и полезно. К физическим выключателям и смартфону мы прибегаем только в ночное время чтобы не создавать лишнего шума. Всё оборудование работает исправно и ни разу за всё это время не дало сбой. Стоило ли оно потраченных средств(около 12тр без устройств Aqara и ещё 37тр учитывая Aqara) и усилий? Для меня ответ - однозначно да.