Содержание статьи
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.
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.
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.
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 участникам
Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте
Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее
Вариант 2. Открой один материал
Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.
Я уже участник «Xakep.ru»
