Kontroluj swoją automatyczną bramę przesuwną za pomocą Home Assistant i ESPHome: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Poniższy artykuł to kilka opinii na temat moich osobistych doświadczeń związanych ze sterowaniem automatyczną bramą przesuwną, którą zainstalowałem w moim domu. Brama ta, nazwana „V2 Alfariss”, została wyposażona w kilka pilotów Phox V2 do sterowania. Mam też dzwonek Google Nest Hello, którego niestety nie można podłączyć do sterownika bramy przesuwnej, aby zdalnie otworzyć bramę z aplikacji mobilnej. Dla mnie jednym ze sposobów rozwiązania tego ograniczenia było znalezienie sposobu na podłączenie sterownika automatycznej bramy przesuwnej do Internetu. Dzięki tej nowej, połączonej bramie mogę odpowiedzieć na przypadki użycia, takie jak sterowanie bramą przesuwną za pomocą telefonu komórkowego. Osiągnąłem to za pomocą Home Assistant, ESPhome i kilku części elektronicznych.

Ideą tego artykułu nie jest danie Ci czegoś gotowego do użycia, ale raczej inspiracja. Pamiętaj, jeśli nie masz dokładnie takiej samej bramy automatycznej, nie zapomnij pobrać i przeczytać dokumentacji technicznej swojego modelu. Dostosuj go i ulepsz. Ostrzeżenie: Zachowaj ostrożność i nie zapomnij wyłączyć zasilania elektrycznego przed otwarciem głównego sterownika. Cieszyć się!

Kieszonkowe dzieci

• Narzędzia:

  • Śrubokręt
  • Lutownica
  • Multimetr

• Części:

  • Raspberry PI 3 (pełny zestaw: 2A alim + karta SD 32gb)
  • ESP8266 Wemos D1 mini
  • 2 moduły przekaźnikowe
  • 2 rezystory 10k
  • PCB do prototypowania
  • Przewody

Krok 1: Jak to działa?

Głównym wyzwaniem jest tutaj podłączenie automatycznej bramy przesuwnej do smartfona. W tym celu zamieńmy automatyczną bramę przesuwną w urządzenie IOT. Oczywiście można to osiągnąć na wiele sposobów. W moim przypadku po kilku eksperymentach zdecydowałem się na:

• Używanie Home Assistant jako centrum do kontrolowania portalu i odbierania żądań od użytkownika.
• Instalacja ESPHome jako firmware wewnątrz ESP8266.

• Części elektroniczne:

  • Prototypowa płytka PCB do lutowania elementów i ich łączenia
  • Dwa przekaźniki symulujące przycisk otwierania lub zamykania bramy
  • Stary zasilacz 5V do zasilania ESP8266
  • Dwa rezystory do dzielenia napięcia z czujnika otwarcia/zamknięcia
• Połączenie internetowe z routerem (potrzebna funkcja konfiguracji reguły NAT)
• Konto DuckDNS, aby umożliwić rozpoznawanie nazw w Home Assistant
• Telefon komórkowy do zainstalowania aplikacji Home Assistant i widżetu na ekranie

Przepływ

Spójrz na schemat, aby lepiej zrozumieć.

1. Z telefonu komórkowego naciskasz na widżet aplikacji mobilnej Home Assistant
2. Żądanie jest wysyłane na Twój adres internetowy Home Assistant (rozwiązany przez DuckDNS i TLS przez szyfrowanie).
3. Twój router internetowy kieruje żądanie do aplikacji Home Assistant
4. Home Assistant wyślij żądanie do ESPHome
5. ESPHome uruchamia silnik automatycznej bramy przesuwnej
6. Szampan !

Krok 2: Zainstaluj i skonfiguruj Home Assistant na Raspberry PI

Home Assistant może być postrzegany jako centrum wszystkich domowych rzeczy IOT. Będzie to dobre miejsce do kontrolowania wszystkich podłączonych urządzeń i dodawania wielu funkcji. Główne cechy, które najbardziej mi się podobają to dashboard, API i różnorodność dodatków.

Instalacja

Wyraźnie nie mam żadnych wartości dodanych, aby powiedzieć ci, jak skonfigurować i zainstalować Home Assistant. W rzeczywistości przed tym projektem nie znałem tego oprogramowania. Najważniejsze artykuły to:

• Zainstaluj Home Assistant z tym artykułem

• Konfigurację sieci dla Home Assistant można znaleźć tutaj:

  github.com/home-assistant/system-operacyjny…

• Zainstaluj ESPHome za pomocą tego:
• Zainstaluj dodatek DuckDNS dla Home Assistant:
• Zainstaluj wtyczkę File Editor (przydatna):

Po tych wszystkich punktach masz fajnego Home Assistant działającego na twoim Raspberry PI. Musisz mieć możliwość połączenia się z nim przez HTTP i lokalny adres IP lub spróbuj

Konfiguracja

Skonfiguruj DuckDNS ze swoją domeną i tokenem. Na przykład możesz zobaczyć na zdjęciach kawałek mojej konfiguracji. Nie zapomnij zaakceptować_terms z "true".

Lets_encrypt:

accept_terms: true certfile: fullchain.pem plik klucza: privkey.pem token: 92f56bb2-2c26-4802-8d4d-xxxxxxxxxxxx domeny: - nameofyourchoice.duckdns.org sekundy: 300

Postanawiam skonfigurować HA ze statycznym adresem IP, ponieważ jest to prostsze i masz pewność, że adres IP będzie taki sam po ponownym uruchomieniu, a następnie reguły przekierowania portów będą nadal działać: https://github.com/home-assistant/ system operacyjny…

W moim przypadku dodaję fragment konfiguracji wewnątrz pliku configuration.yaml, ponieważ DuckDNS nie zarządza https, tylko zaszyfrujmy certyfikat i aktualizację DuckDns:

http:

ssl_certificate: /ssl/fullchain.pem ssl_key: /ssl/privkey.pem base_url:

Krok 3: Niestandardowa tablica elektroniczna do ulepszania automatycznej bramy przesuwnej

Być może była to dla mnie najbardziej niezwykła część, ponieważ zwykle bardziej podkręcam oprogramowanie niż sprzęt. Zacząłem od płytki stykowej i bardzo podstawowego układu, żeby sprawdzić, czy jestem w stanie wgrać program do Wemos D1 mini i mrugać diodą LED. Następnie zmieniłem oprogramowanie układowe dla ESPhome i postępuj zgodnie z tym doskonałym artykułem na początek:

Po kilku iteracjach, aby znaleźć właściwy obwód, udokumentowałem to za pomocą Fritzinga. Pamiętaj, aby poświęcić czas na ten krok, ponieważ nie ma powrotu, gdy wszystko jest lutowane (nie do końca, ale nie jest to łatwe wycofanie). Próbowałem zasymulować czujnik wejściowy z automatycznej bramy przesuwnej, ale to była porażka (później wyjaśniam, dlaczego). Osobiście stwierdziłem, że Fritzing jest dobrym narzędziem do dokumentowania tego, co okablowasz na płytce stykowej.

Uwaga: Dobry punkt wyjścia znajdziesz tutaj w FAQ ESPhome, jeśli nie możesz podłączyć ESPHome do Home Assistant do pierwszej inicjalizacji. Po wgraniu oprogramowania będzie można wgrywać "over the air" (OTA).

Przekaźnik do aktywacji wyzwalacza otwierania/zamykania

W specyfikacji technicznej automatycznej bramy przesuwnej określono, że należy zamknąć obwód pomiędzy „START” a „COM”, aby wywołać akcję otwarcia/zamknięcia bramy (pełne otwarcie). Zamknięty obwód pomiędzy „START. P” i „COM” wyzwala akcję otwarcia/zamknięcia bramy dla pieszego. Nie użyłem "STOP", ale to ta sama koncepcja, ale zatrzymanie bramy podczas otwierania lub zamykania.

Przy wyborze elementów elektronicznych zdecydowałem się na przekaźnik zamiast tranzystora. Tranzystory są ładne, ale nie dają gwarancji, że obwód jest idealnie zwarty. Myślę, że mogą pozwolić na przepływ bardzo niskiego prądu w obwodzie. Kolejną zaletą przekaźnika jest to, że kiedy testujesz swój obwód, w zasadzie słyszysz, kiedy styk jest blisko, z dźwiękiem „kliknięcie”.

Uzyskaj stan otwartego czujnika

Na początku myślałem o zastosowaniu czujników magnetycznych do wykrywania stanów otwarcia lub zamknięcia bramy. Ale zdałem sobie sprawę, że na sterowniku jest wtyczka, która wspomina o „czujniku krańcowym”. Wyraźnie nie stworzony do użytku (przez geeka takiego jak ja), odkryłem za pomocą testera styków, że mogę odczytać stan otwarcia lub zamknięcia po otwarciu bramy. Popełniłem duży błąd myśląc, że stan to jakieś napięcie logiczne TTL (3.3v). W takim przypadku możesz podłączyć je bezpośrednio do wejścia Wemos. Ale w rzeczywistości, gdy brama jest otwarta, jest napięcie wyjściowe 6,3 V. Aby wykorzystać ten sygnał, musisz podzielić napięcie przez taki układ https://www.learningaboutelectronics.com/Articles/H… Rozwiązanie jest dość proste, ponieważ napięcie trzeba podzielić przez dwa. Użyłem więc dwóch rezystorów 10 Kohms między wyjściem czujnika limitu a wejściem Wemos (ponownie spójrz na załączone zdjęcia dla schematu).

Tani zasilacz 5v

Do zasilania wszystkich tych elementów używam starego zasilacza do telefonu komórkowego. Otworzyłem go i zamieniłem wtyczkę na mały kabel z wtyczką ze śrubką. Postanowiłem też połączyć dwie płytki (esp i zasilacz) za pomocą gorącego kleju (tak wiem, to trochę brudne, ale działa:-). Nie jest to najczystsza rzecz w historii, ale łatwiejsza w obsłudze i unikaniu dotykania 220v.

To wszystko, jeśli chodzi o część sprzętową.

Krok 4: Oprogramowanie układowe ESPHome do uruchomienia na prototypie PCB

Logika wewnątrz ESP8266 jest wstrzykiwana przez portal Home Assistant ESPHome Add-on. Kodujesz logikę, którą wykonuje ESPHome. Bardzo mały rodzaj aplikacji musi być kodem ze składnią ESPHome. Jest to naprawdę łatwe i przyjemne, ponieważ dzięki kilku linijkom YAML, twój ESP8266 szybko staje się inteligentny. Pełny kod źródłowy jest dostępny tutaj: https://gist.github.com/toomone/819112ea1b04937912… Skupmy się na ważnej części kodu.

Sterowanie przekaźnikami

Jak powiedziałem wcześniej, automatyczny sterownik bramy przesuwnej może wywołać operację otwierania lub zamykania za pomocą krótkiego impulsu (obwód zamykający) między dwoma wejściami. Aby to zrobić, musisz skonfigurować sekcję przełącznika z niewielką konfiguracją. Skupmy się na przykład na części, która aktywuje (otwiera lub zamyka) częściowe otwarcie bramy (potrzebne np. dla pieszego).

przełącznik:

- platforma: gpio pin: D3 // numer PIN, z którego sygnał będzie wyprowadzany na Wemos id: relay restore_mode: ALWAYS_OFF - platforma: nazwa szablonu: "Gate Pedestrian Remote" ikona: "mdi:walk" turn_on_action: // logika do wykonania przez ESPHome w celu zasymulowania impulsu - switch.turn_on: relay - delay: 500ms - switch.turn_off: relay

Poprzedni kod wygeneruje przełącznik i szablon. Te dwie koncepcje umożliwiają ESPHome oferowanie ulepszonego mechanizmu bez prawdziwego kodowania. Zapraszam do zapoznania się z dokumentacją ESPHome w celu pogłębienia oferowanych funkcji. https://esphome.io/cookbook/relay.html i

Odczytywanie stanu czujnika otwarcia zamkniętego

czujnik_binarny:

- platforma: gpio pin: numer: D1 odwrócony: true name: "czujnik otwarcia" id: open_sensor device_class: garaż_drzwi

Ta część skryptu mówi płytce wemos, aby odczytała stan otwartego czujnika na D1. Aby znaleźć D1, wystarczy przeczytać na swojej płytce drukowanej Wemos. Użyłem parametru „inverted” do true, aby odwrócić wartość sygnału. Nie pamiętam jasnego powodu, ale myślę, że łatwo było wyświetlić zamknięcie lub otwarcie zgodnie ze stanem portalu na desce rozdzielczej HA.

Zezwalanie na wywołanie API do ESPHome

Jeśli chcesz mieć możliwość korzystania z widżetu Home Assistant na swoim telefonie, musisz dodać ten mały fragment kodu:

# Włącz interfejs API Home Assistant

api: services: - service: open_portal_pedestrian następnie: - switch.turn_on: relay - delay: 500ms - switch.turn_off: relay

W ten sposób konfigurator aplikacji Home Assistant wyświetli akcję otwarcia portalu. Wybrałem tylko ten dla pieszych, ponieważ tego używam najczęściej.

Krok 5: Wystaw swojego asystenta domowego na świat

Ponieważ chcesz mieć możliwość otwierania automatycznej bramy przesuwnej z dowolnego miejsca na świecie, a nie tylko z domu, musisz wystawić swoją HA na świat. Przy okazji, upewnij się, że używasz silnego uwierzytelniania hasła. Na routerze internetowym musisz skonfigurować regułę, aby kierować cały ruch przychodzący z określonego portu do określonego adresu IP, a także portu. Na przykład znajdziesz konfigurację, którą wykonałem na moim routerze dostawcy (przepraszam, jest po francusku), ale zauważysz, że jest to naprawdę prosta konfiguracja. Reguła musi informować router, aby zaakceptował wszystkie protokoły na porcie xxxx, aby przejść na IP Home Assistant z portem 8123 (jeśli go nie zmieniłeś).

To wszystko. Nie wahaj się zadawać pytań, bo na pewno zapomniałem podać szczegóły dotyczące konkretnej części. System działa codziennie bez problemu. Podoba mi się również to, że mogę mieć stan otwarcia lub zamknięcia portalu z mojego telefonu.