Идея сделать умный дом своими руками пришла Сергею еще прошлой зимой. У него в квартире за отопление отвечает газовый котел. Для того, чтобы счет за газ не сводил с ума, Сергей ставил температуру на минимум, когда уходил на работу, а приходя вечером — ее поднимал. Конечно, таким образом расход газа уменьшался, но приходить домой было не очень приятно. В квартире было ненамного теплее, чем на улице.
“Идею реализации мне “подкинула” жена, но не только тем, что жаловалась на холод в квартире. Она осенью ездила на какой-то конкурс стартапов, где молодые разработчики представили концепт умной посуды. Пользователю приходили уведомления на телефон, если в банке с кофе или сахаром содержимого оставалось мало. Ей эта посуда очень понравилась, и она спросила, могу ли я такое сделать. Быстро прикинув, как это можно реализовать, я понял, что ничего сложного — датчик веса, модуль передачи данных и уже готовое бесплатное приложение из Play Market. Может, для iPhone тоже есть, но у нас с женой Android.
Реализацию отложил на потом, потому что у нас был ремонт, и умная посуда пока была не нужна. А когда наступила зима, подумал, что было бы здорово, если бы кто-то из нас, собираясь домой, мог заранее дистанционно увеличить температуру в квартире, чтобы к возвращению уже было комфортно. Можно было потратиться на дорогой котел с навороченными функциями или купить готовое устройство, которое позволило бы из простого котла сделать “умный”, но я уже примерно понимал, как это сделать самому.
У самостоятельной сборки было несколько целей. Во-первых, просто интерес и самоутверждение: ведь если смогу, то я молодец. А во-вторых, экономия — так как собрать из деталей было дешевле, чем покупать готовое. К тому же, собрать можно именно то и так, как мне хочется, а не соглашаться только на те функции, которые есть в готовом устройстве”, — рассказывает Сергей.
Собрать смогут даже дети
Продумав систему управления, Сергей заказал все необходимые модули. Их можно заказать в Китае, но они уже есть и в Одессе, по почти такой же цене. Пока детали ехали, он восстанавливал в памяти школьные азы программирования.
Основой для модернизации котла был модуль Arduino — сам по себе он может только производить расчеты и “мигать светодиодом”, но к нему еще можно добавлять необходимые элементы, которые и помогают сделать обычные домашние приборы “умными”. Дополнять Arduino можно самыми разными модулями и датчиками: Wi-Fi, Bluetooth, инфракрасным портом (ИК-порт), датчиками движения, температуры, веса, влажности, освещенности, CO2, реле и так далее.
Эта система не ориентирована на профессионалов. Ее часто используют для обучения детей и взрослых азам схемотехники и программирования. Это как детский конструктор, из которого можно собрать домик, машинку или робота. Сергей считает, что даже те, кто совсем не сильны в этом, смогут настроить какие-то элементарные вещи. К тому же, в интернете очень много информации о том, как собрать и запустить модули на базе Arduino. Все программы в открытом доступе — любители делятся своими готовыми решениями, — и уже написанную кем-то программу, если она вас устраивает, можно использовать для своего устройства.
Теория теорией, а практика всегда интереснее и сложней. Первые пару дней Сергей осваивал принцип работы. Естественно, первой задачей было проверить, работает ли модуль. Для этого нужно было запустить “моргание” встроенной лампочки на плате. Это как написать “Hello World”, программируя впервые. На этом светодиоде он сначала и тестировал выполнение разных указаний.
“Я долго игрался с получением нужного результата. Он, конечно, был, но реакция не сразу получалась такая, как задумана. Например, мне нужно было, чтобы светодиод загорался, если датчик температуры показывал меньше 18 градусов. Меня очень увлек этот процесс, и я хотел разобраться во всем сам. Бывало, что-то не получалось, и если где-то застрял, то смотрел, что пишут другие пользователи, и задавал вопросы. В итоге у меня получилось следующее: датчик температуры показывал, сколько градусов в комнате и, если ночью температура падала ниже определенной отметки, собранный мной механизм включал нагрев. И, конечно, мы дистанционно изменяли температуру, которую поддерживал котел в помещении, а когда приходили с работы или прогулки, то в квартире уже было тепло”, — вспоминает он.
Такую же систему инженер-любитель поставил и летом на кондиционер. Но в этом случае пришлось добавить ИК-порт, как на пульте управления — таким образом, новый модуль был как пульт, которым можно было управлять из любой точки мира, где есть интернет. Так что летом они с женой приходили в уже прохладное помещение.
Стирка, начнись!
На этом Сергей не собирается останавливаться и уже собирает детали, чтобы выполнить еще одно из пожеланий супруги — возможность дистанционно включать стиральную машину.
“Загружать белье и всякие средства для стирки мы будем сами, но вот запустить стирку сможем, находясь в любом месте, где есть интернет. Сначала я не понял, зачем такая странная функция, но жена объяснила, что если поставить стирку утром, уходя на работу, то она пролежит в барабане влажная весь день, и вещи могут приобрести неприятный запах. Вечером запускать стирку тоже не всегда удобно — например, если режим долгий, то приходится сидеть допоздна и ждать, когда машинка закончит стирку. Сделать автоматическую загрузку порошка, геля, отбеливателя и кондиционера тоже можно, но это сложнее. Есть, конечно, повод купить новую, с отложенным стартом, но жена категорически против — наслушалась жалоб подруг, у которых стиралки часто ломаются и стирают не очень хорошо — старый друг лучше новых двух”, — рассказывает Сергей.
Как это работает — версия для гуманитариев
Наш мастер рассказал о принципе работы системы на примере запуска стиральной машинки. Утрированно, но понятно.
“Начнем, пожалуй с самой стиралки: загрузили белье, налили и насыпали все необходимое для стирки, закрыли, выбрали режим и нажали механическую кнопку включения. В случае, если в розетке есть питание — машинка начнет стирку. Модуль не пускает электричество к этой розетке, потому что у него есть четкое указание — с телефона команда “старт” не получена, значит, я электричество не пропускаю.
Чтобы наше маленькое устройство могло получить необходимый сигнал через интернет, мы добавили к нему модуль Wi-Fi, или сразу купили с ним. Он получит наш сигнал, если мы не забыли заплатить за интернет или в доме не пропал свет.
И вот мы гуляем или собираемся домой с работы, и вспоминаем про стирку. Заходим в приложение, нажимаем кнопочку “старт”. Приложение связывается с нашим Wi-Fi роутером и просит передать маленькому устройству сигнал по Wi-Fi. Получив эту команду, наш модуль открывает проход для электричества к розетке стиральной машины. Стирка начинается. Шум мотора, плеск воды, занавес!”, — объясняет Сергей.
Розетки, кофеварки, шторы и окна
Включением и выключением возможности не ограничиваются, хотя, конечно, Сергей рассказывал о них больше: запуск кофеварки в нужный момент, дистанционное выключение розетки и включение света в квартире или даже в подъезде. Кстати, с помощью Arduino и датчика освещения можно смастерить автоматическое включение света, когда темнеет — там, где это необходимо, например, во дворе дома. Для этого нужно “подружить” модуль с датчиком освещения.
Если найти или самостоятельно смастерить систему для открывания и закрывания штор или окон, то и эти действия можно сделать дистанционными или запланированными. Со шторами сделать это, по словам Сергея, несложно — один край шторы зафиксирован, а другой крепится на “бегающий” механизм.
“Приведу пример с одной шторой. Одна сторона, которая у края окна и обычно находится на одном месте, просто закрепляется за обычный крючок. А вторая, которая двигается, тем самым открывая или закрывая шторы, прикрепляется крючком за струну, которая под действием моторчика наматывается или разматывается и тем самым отодвигает штору влево или вправо. Запускать этот моторчик будет Arduino. А вот когда он это будет делать — это уже как вы ему “скажете” при помощи написанной вами или скопированной программы, а может приложения на телефоне и данных о заходе и восходе солнца. Вы решите собрать все в общую систему умного дома? Это уже ваш выбор, ваша фантазия и ваше желание разобраться”, — считает Сергей.
Приходишь домой, а он тебе радуется
В процессе создания разных устройств для управления квартирой Сергей задумался о том, что неплохо бы их все объединить в одну систему, а в идеале — еще и сделать управление, используя голосового помощника. Смеется, что пересмотрел фантастических фильмов, но ведь практически все это уже возможно.
“Система может определять, кто из жильцов пришел домой, при помощи, например, специального датчика в брелке ключей — если жена, то включать подсветку у зеркала, а если муж, то потолочное освещение. Может даже приветствовать каждого и спрашивать, сделать ли кофе, и даже его приготовить. В ванной, по датчику веса, определять, какую радиостанцию включать — в зависимости от того, кто пришел, и кто какую музыку любит. По голосовой команде может выключить все освещение в квартире или запускать новую серию с Netflix на телевизоре, а может проверять содержимое холодильника и сформировать список покупок. Перекрывать воду, если она появилась на полу, или поливать цветы, если земля в горшке стала сухой. Делать оповещения или открывать окна, если уровень газа в помещении превысил норму.
Это уже не фантастика, и такие решения доступны простым смертным даже в деревнях. А уж как это сделать, зависит от вашего желания разобраться самостоятельно или от финансовой возможности покупки готовых решений. Мне пока интересно, да и приятно, когда жена друзьям рассказывает, какие “магические штуки” я сделал для нашего дома”, — говорит Сергей.
