“Умный дом” на скорую руку
С нами продолжают делиться решениями на основе модулей Мастер Кит:
«В качестве эксперимента решил я тут попробовать сделать некий прототип «умного дома» на скорую руку и с минимальными затратами. «Хотелок» оказалось много: и свет, и вентиляция, и окна, и вода, и ИК-управление электроприборами. На первых порах решил ограничиться минимумом задач: вентиляция и освещение в комнате.
За основу системы взял Arduino Uno, с возможностью управления четырьмя пинами независимо друг от друга, и несколько модулей беспроводного управления от Мастер Кит: роли исполнительных устройств взяли на себя одно- и двухканальные реле MP3328 и MP3330, а сигналы на них передаются с помощью восьмиканального передатчика MP3329 на частоте 433 МГц.
На MP3330 я повесил управление двумя светодиодными лентами над диваном, — уютная подсветка для вечернего чтения, —, а на MP3328 — управление серво-машинкой для открывания / закрывания окна.
Конструкцию привода соорудил из подручных материалов, а именно, из деталей конструктора LEGO.
Ну и, разумеется, простого управления по радиоканалу мне было недостаточно: необходим был доступ ко всей системе через веб-интерфейс и мониторинг состояния в режиме реального времени.
В качестве ресурса хранения я взял стандартный MySQL, где я создал таблицу с айдишниками контроллеров, пинов и значением состояния каждого из них, в целях безопасности привязав к каждому общий идентификатор системы. Также, я жестко зашил возможность установки фиксированного таймера на изменение состояния, и под это тоже предусмотрено поле.
При работе с веб-сокетами Arduino слегка подглючивало, и разбираться в причинах пока времени не было, поэтому, набросал по-простому: ajax-запросами через каждые 100 мс. Это, конечно, губительно для трафика (почти 30Мб в сутки), —, но для квартиры с безлимитным интернетом на первое время хватит.
Простейший веб-интерфейс: 4 кнопки, по одной на каждый пин. Однократное нажатие изменяет состояние, а длительное нажатие устанавливает таймер (у меня пока жестко зашиты 3 минуты) на его изменение.
В итоге, упрощенная версия логики такова:
Веб-интерфейс обращается к серверу и проверяет состояние контроллеров, после чего, выводит интерфейс работы с системой: 4 кнопки в соответствующем состоянию виде:
$.ajax({
url: 'engine/ajax.php',
type: 'POST',
dataType: 'json',
data: {action: 'getStates'},
})
.done(function(data) {
for (key in data.success){
var controller = data.success[key];
if($('.btn#btn_' + controller.id).length === 0){
html = '';
html += ' 0){
var seconds = 60 - (controller.timer_switch % 60)
html += 'seconds="' + seconds + '"';
}
html += 'id="btn_' + controller.id + '" class="btn" state="' + controller.state + '">';
$('#btn_placer').append(html);
} else {
if (controller.state == 1){
$('.btn#btn_' + controller.id).removeClass('btn_off').addClass('btn_on');
} else if (controller.state == 0){
$('.btn#btn_' + controller.id).removeClass('btn_on').addClass('btn_off');
}
if (controller.timer_switch > 0){
var seconds = 60 - controller.timer_switch % 60;
var minutes = Math.floor(controller.timer_switch / 60);
$('.btn#btn_' + controller.id).addClass('seconds').css('background-position', (-seconds * 100) + 'px 0px').find('.btn_timer').text(minutes + 'M');
} else {
$('.btn#btn_' + controller.id).css('background-position', '0px 0px').removeClass('seconds').find('.btn_timer').text('');
}
}
}
setTimeout(function(){
getStates();
}, 1000);
})
.fail(function(data) {
console.log('error');
});
function getStates($sql){
$result = $sql->query("SELECT * FROM `controllers` WHERE `home_id` = '1' ORDER BY `order`");
if (isset($result->rows)){
$result = $result->rows;
foreach ($result as $key => $value) {
if (strtotime($result[$key]['timer']) > -62169990000){
// echo strtotime($result[$key]['timer']);
$timer_switch = strtotime($result[$key]['timer']) - strtotime(date("Y-m-d H:i:s"));
$result[$key]['timer_switch'] = $timer_switch;
if ($timer_switch < 0){
$sql->query("UPDATE `controllers` SET `state` = '".$result[$key]['timer_state']."', `timer` = '0000-00-00 00:00:00', `timer_state` = '' WHERE `id` = '".$result[$key]['id']."'");
}
}
}
$res['success'] = $result;
} else {
$res['error'] = 'Неверный пароль';
}
return $res;
}
При нажатии соответствующей кнопки происходит отправка POST-запроса к файлу ajax.php:
$(document).on('mousedown', '.btn', function(event){
event.preventDefault();
var id = parseInt($(this).attr('id').replace('btn_', ''));
click_wait = false;
mousetimer = setTimeout(function(){
click_wait = true;
setTimer(id);
}, 2000);
});
$(document).on('mouseup', '.btn', function(){
clearTimeout(mousetimer);
if (!click_wait){
var id = parseInt($(this).attr('id').replace('btn_', ''));
switchController(id);
console.log('click !!!');
click_wait = false;
}
});
function switchController(id){
var el = $('.btn#btn_' + id);
var state = parseInt($(el).attr('state'));
var need_state;
if (state == 0){
need_state = 1;
} else if (state == 1){
need_state = 0;
}
$(el).addClass('waiting');
$.ajax({
url: 'engine/ajax.php',
type: 'POST',
dataType: 'json',
data: {action: 'setState', id: id, state: state, need_state: need_state},
})
.done(function(data) {
if (data.success == 'ok'){
$(el).attr('state', need_state);
$(el).removeClass('waiting').removeClass('btn_on').removeClass('btn_off');
if(need_state == 1){
$(el).addClass('btn_on');
} else if(need_state == 0){
$(el).addClass('btn_off');
}
}
})
.fail(function(data) {
console.log('error');
});
}
function setTimer(id){
var el = $('.btn#btn_' + id);
var state = parseInt($(el).attr('state'));
var need_state;
if (state == 0){
need_state = 1;
} else if (state == 1){
need_state = 0;
}
$(el).attr('seconds', 0);
$(el).addClass('seconds');
$.ajax({
url: 'engine/ajax.php',
type: 'POST',
dataType: 'json',
data: {action: 'setTimer', id: id, state: state, need_state: need_state},
})
.done(function(data) {
})
.fail(function(data) {
console.log('error');
});
}
В переменной id передаём айдишник контроллера, а в переменной state — значение его состояния. В файле ajax.php получаем POST-запрос и кладём новые данные в значения записи соответствующего id.
function setState($sql){
$need_state = (int)$_POST['need_state'];
$state = (int)$_POST['state'];
$id = (int)$_POST['id'];
$result = $sql->query("UPDATE `controllers` SET `state` = '".$need_state."', `timer` = '0000-00-00 00:00:00' WHERE `id` = '".$id."'");
// Проверка выполенения Arduino
$result = $sql->query("SELECT `state` FROM `controllers` WHERE `id` = '".$id."'");
if ($need_state == $result->row['state']){
$res['success'] = 'ok';
} else {
$res['success'] = 'err';
}
return $res;
}
function setTimer($sql){
$need_state = (int)$_POST['need_state'];
$state = (int)$_POST['state'];
$id = (int)$_POST['id'];
$result = $sql->query("UPDATE `controllers` SET `timer` = NOW() + INTERVAL 3 MINUTE, `timer_state` = '".$need_state."' WHERE `id` = '".$id."'");
// Проверка выполенения Arduino
$result = $sql->query("SELECT `state` FROM `controllers` WHERE `id` = '".$id."'");
if ($need_state == $result->row['state']){
$res['success'] = 'ok';
} else {
$res['success'] = 'err';
}
return $res;
}
Arduino же, в свою очередь, по Ethernet обращается к веб-серверу, проверяет уникальный ключ системы, значения контроллеров, парсит полученную строку и переключает значения пинов.
if (isset($_GET['key']) && $_GET['key'] !== ''){
$key = $_GET['key'];
} else {
die;
}
$key = $sql->escape($key);
$result = $sql->query("SELECT * FROM `controllers` WHERE `home_id` = '1' AND `key` = '".$key."' ORDER BY `order`");
foreach ($result->rows as $key => $value) {
if ($value['id'] == '1'){
if ($value['state'] == '1'){
$ar .= 'Q';
} else if ($value['state'] == '0') {
$ar .= 'q';
}
}
if ($value['id'] == '2'){
if ($value['state'] == '1'){
$ar .= 'W';
} else if ($value['state'] == '0') {
$ar .= 'w';
}
}
if ($value['id'] == '3'){
if ($value['state'] == '1'){
$ar .= 'E';
} else if ($value['state'] == '0') {
$ar .= 'e';
}
}
}
После чего, строка вида »%qUerTY» передается в скетч, где парсится, в зависимости от жестко зашитых правил: каждая буква соответствует своему номеру пина, а регистр отвечает за конечное значение: прописная — 1, строчная — 0.
void readData(){
if (led_connect){
digitalWrite(6, HIGH);
} else {
digitalWrite(6, LOW);
}
digitalWrite(4, LOW);
previousMillis = currentMillis;
led_connect = !led_connect;
while (client.available()){
switch (char c = client.read()) {
case 'Q':
digitalWrite(9, HIGH);
break;
case 'q':
digitalWrite(9, LOW);
break;
case 'W':
digitalWrite(8, HIGH);
break;
case 'w':
digitalWrite(8, LOW);
break;
case 'E':
digitalWrite(7, HIGH);
myservo.write(0);
break;
case 'e':
digitalWrite(7, LOW);
myservo.write(180);
break;
}
}
}
На пин, отвечающий за серво-машинку, можно передавать значения от 0 до 180 (градусов поворота), а, допустим, на диммер — до 255. Мне же пока хватает двух значений: 0 или 1.
С подключением модулей проблем не возникло: оба реле сопрягаются с передатчиком один раз, без необходимости повторной привязки, и прекрасно выполняют свою задачу.
А вот с мощностью серво-машинки я немного просчитался: взял на 6 кг, — чего, в общем, хватает для того, чтобы прикрывать и отпускать створку окна, что она открывалась под собственным весом, —, но лучше брать что-то помощнее, на случай, сильного ветра или сквозняка.
Вообще, простор для творчества безграничен: к примеру, можно подключить датчики, например, CO2 или температуры, и открывать / закрывать окно при достижении определенных показателей.
Ну и всю систему, разумеется, я планирую переписать на веб-сокетах, облегчив запросы, — и сделать более гибкой передачу и парсинг значений параметров.
Скетч для ардуино
Небольшое видео
Работа подсветки
Открывание окна
Дмитрий Кузнецов»
