Существует масса готовых решений для умного дома, но дешевле и интереснее делать самому. В этой статье мы разберемся, как создать устройство с поддержкой Z-Wave, не покупая комплект разработчика за 6000 долларов. Делать мы будем детектор дыма, а поможет нам в этом плата Z-Uno.

Под словосочетанием «умный дом», которое нынче через раз заменяют на «интернет вещей», скрывается довольно простая вещь — автоматизация повседневных домашних нужд (по крайней мере тех, что в принципе могут быть автоматизированы). Подключение при этом может быть проводным или беспроводным, причем проводной вариант всегда обходится дороже, поскольку требует серьезных монтажных работ. Беспроводной проще и менее монументальный — конфигурацию можно потом менять в любой момент.

У каждого из беспроводных протоколов (Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, ZigBee, Thread и другие) есть свои преимущества и недостатки, о которых стоит подумать, прежде чем начинать что-то покупать и мастерить.

  • Wi-Fi — технология, которая поддерживается любым смартфоном, но это всего лишь транспорт. Устройства разных производителей при этом обычно несовместимы друг с другом на уровне командного протокола, к тому же имеют высокое энергопотребление (чтобы работал Wi-Fi и TCP/IP, на устройстве нужен, считай, целый компьютер).
  • Bluetooth — популярный протокол, но изначально созданный скорее для беспроводных гарнитур и колонок, чем для светильников и выключателей. Из-за этого имеет ряд ненужных свойств. Bluetooth LE используется в некоторых устройствах с поддержкой Apple HomeKit, но их не так много.
  • Z-Wave имеет наибольшее количество совместимых устройств, более тысячи, но это обычно самые дорогие в своем сегменте модели.
  • ZigBee — на нем основаны весьма недорогие устройства, которые, к сожалению, не всегда совместимы друг с другом.
  • Thread и лежащий в его основе 6LoWPAN — перспективные разработки, которые пока что используются всего в двух устройствах.
Z-Wave-плата Z-Uno
Z-Wave-плата Z-Uno

Чтобы измерить температуру в доме и отобразить это на телефоне, достаточно платы Arduino и ESP8266, но, когда встает вопрос о полномасштабной автоматизации дома, приходится искать решения, проверенные годами. Выбор протокола во многом зависит от задач, которые ты хочешь решить с его помощью.

В этой статье мы поговорим о разработке устройств на Z-Wave. Они сослужат тебе верную службу, если ты хочешь:

  • управлять освещением, возможно — даже с датчика движения;
  • измерять температуру и влажность, при необходимости включать климат-систему;
  • включать робот-пылесос, когда дома никого нет;
  • получать сообщения о протечках и взломах.

Можно купить датчик движения Fibaro и модуль управления освещением Aeotec и при этом не беспокоиться о совместимости: устройства Z-Wave совместимы между собой и могут работать напрямую без хаба. Для большинства задач автоматизации есть подходящие устройства:

  • лампы RGBW;
  • выключатели на батарейках;
  • разного рода датчики;
  • реле;
  • диммеры;
  • термостаты.

Если же требуется уникальное устройство вроде датчика радиации — и такое бывает, — можно разработать свое собственное профессиональное Z-Wave-устройство с помощью платы Z-Uno.

 

Что такое Z-Uno

Z-Uno — это плата для прототипирования устройств Z-Wave, основанная на чипе ZM5101. Многие производители оборудования для умных домов используют этот чип в своих устройствах, но для его самостоятельного программирования придется приобрести у Silicon Labs комплект разработчика: компилятор, программатор и SDK за 6000 долларов. О времени, которое придется потратить на изучение документации, не стоит и говорить.

Z-Uno pinout
Z-Uno pinout

Плата Z-Uno позволяет разработать устройство Z-Wave за один день, и оно будет на 100% совместимо с любым другим девайсом Z-Wave. Весь фокус в том, что для разработки используется среда Arduino IDE, которая ускоряет процесс программирования в тысячу раз. К тому же с ATmega328 каждый любитель мастерить уже знаком.

По сути, Z-Uno — это та же Arduino, только на другом чипе и с радиомодулем. Любую ножку можно настроить на вход или выход, есть четыре ножки ШИМ и четыре ножки АЦП, для коммуникации присутствует UART и SPI, питание от 3,3 до 18 В.

Как и к Arduino, к Z-Uno можно добавить абсолютно любой датчик и исполнительный механизм. Всего к нему можно подключить 32 девайса одновременно, это значительно уменьшает расходы на домашнюю автоматизацию. Управлять таким устройством можно как с подключенных клавиш, так и по радио с хаба или с другого устройства Z-Wave.

Вот так в веб-интерфейсе контроллера Z-Wave выглядит устройство с тремя датчиками температуры DS18B20, каждый датчик можно использовать в разных сценариях.

Веб-интерфейс Z-Wave-контроллера RaZberry с тремя датчиками температуры DS18B20
Веб-интерфейс Z-Wave-контроллера RaZberry с тремя датчиками температуры DS18B20

Если в доме уже есть какая-то автоматизация, например блок реле под управлением Arduino, то его функциональность можно расширить с помощью беспроводных датчиков движения и Z-Uno в качестве приемника радиосигналов. Другой вариант: встроить Z-Uno в уже установленные проводные датчики (дыма, освещения, движения и прочие), чтобы они могли напрямую включать свет или, к примеру, регулировать климатическую систему.

Продолжение доступно только подписчикам

Вариант 1. Оформи подписку на «Хакер», чтобы читать все материалы на сайте

Подписка позволит тебе в течение указанного срока читать ВСЕ платные материалы сайта. Мы принимаем оплату банковскими картами, электронными деньгами и переводами со счетов мобильных операторов. Подробнее о подписке

Вариант 2. Купи один материал

Заинтересовала информация, но нет возможности оплатить подписку? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ покупки доступен только для материалов, опубликованных более двух месяцев назад.


1 комментарий

  1. klug

    18.12.2018 at 16:13

    Дорогой, однако, модуль. В Европе ~60 EUR за плату, а на Алиэкспессе даже аналоги отсутствуют. Проблемы совместимости устройств мне кажется решить даже дешевле и быстрее, чем всё на одном протоколе строить. Но это предположение, а не реальный опыт, поэтому поверю автору, что Z-Wave это мэйнстрим.

Оставить мнение

Check Also

Шифруйся грамотно! Изучаем перспективные мессенджеры для приватной переписки

Тайна переписки заботит не только тру-хакеров, но и миллионы простых пользователей, которы…