Raspberry Pi Model 3 B + Domoticz + Xiaomi - строим умный дом

Здравствуйте друзья

В своих обзорах устройств умного дома экосистемы Xiaomi — я уже неоднократно упоминал название Domoticz. Наконец у меня дошли руки поделится своими наработками на эту тему, и рассказать что же это такое и каким образом можно дополнить стандартные возможности умного дома от Xiaomi при помощи этой системы. В рамках одного обзора это рассказать невозможно, но нужно с чего-то начинать — поехали…

Вступление — пару слов о Domoticz

1. Что такое Domoticz ?
Это мультиплатформенное ПО с открытым кодом ориентированное на создание системы управления умным домом. Поддерживает большое количество различных устройств разных вендоров, в том числе работает с устройствами Xiaomi.
2. Какие устройства Xiaomi могут управлятся Domoticz?
Буду говорить только о тех устройствах, которые я проверил лично. На данный момент можно управлять шлюзом Xiaomi Gateway — и всеми устройствами которыми он управляет — кнопки, датчики открытия и движения, розетки ZigBee, выключатели Aqara. Так же поддерживаются осветительные гаджеты Yeelight — RGBW и White лампы, потолочный светильник Celling Light.
Читал про работу с bluetooth сенсорами miflora.
3. Для чего мне Domoticz ?
Система имеет более гибкие возможности по настройке сценариев — например проверку активности устройства, то чего нет в MiHome, или создание переменных — которые позволяют по одному условию — например нажатие клавиши — выполнять различные действия, в зависимости от значения переменной.
Сценарии, созданные в Domoticz не зависят от китайских серверов и наличия интернет.
Domoticz расширяет функциональность устройств — например новые действия «free fall» или «alert» для кубика, или «Long Click Release» для кнопки.
4. Если я буду использовать Domoticz то не смогу работать с MiHome?
Обе системы прекрасно живут паралелльно — функциональность MiHome — полностью сохраняется, просто часть сценариев будет жить в одной системе — часть в другой. В принципе все сценарии могут жить в Domoticz.
5. Зачем мне нужен MiHome если я буду использовать Domoticz?
По крайней мере для добавления новых устройств. Выбор стоит за вами — но мое мнение — на данный момент Domoticz лучше всего использовать как дополнение к MiHome
6. Что нужно для подключения устройств Xiaomi к Domoticz?
Сразу хочу успокоить — паяльников, программаторов и танцев с бубнами не надо. Так же вам не понадобится Linux или виртуальные машины — попробовать все можно прямо на вашей рабочей винде, а если вам понравится — то есть смысл выделить для нее отдельную аппаратную платформу, например герой сегодняшнего обзора.
Буквально после первых удачных экспериментов на своем настольном ПК, я загорелся идеей отдельной аппаратной базы для Domoticz. Выбор свой я остановил, после штудирования пабликов — на Raspberry Pi Model 3 B — компактный но мощный одноплатный компьютер на базе Soc процессора BCM2837 с 4 ядрами Cortex-A53, работающим на частоте 1.2GHz, 1GB ОЗУ и беспроводными модулями Wi-Fi и Bluetoth 4.1.

Комплект

В свой заказ я включил 4 позиции —




Raspberry Pi Model 3 B Motherboard — страница товара
Что интересно в магазине имеется две модификации — китайская и английская. На момент покупки китайская стоила на 7 долларов дешевле, ее я и взял. Чего там китайского — честно говоря для меня загадка.
Корпус для Raspberry Pi Model 3 B — страница товара
Блок питания HN — 528i AC / DC 5V 2A — страница товара
Медные радиаторы для Raspberry Pi —страница товара
Еще для полного комплекта вам понадобится microSD карта — не менее 4 GB и HDMI кабель. У меня в загашнике был и кабель и карта на 32 ГБ, потому покупать не стал.

Что в посылке

Через положенный срок — чуть более двух недель, курьер принес посылку с моим заказом.

Рассмотрим подробнее. Блок питания с вилкой Тип С и разъемом micro-USB.

Заявленный максимальный ток — 2А при напряжении 5 В.

Тестовое включение с нагрузкой в 2А — показывает некоторое проседание напряжения, но в пределах допустимого, блок питания — более-менее честный.

Комплект из трех медных радиаторов в пакетике, для пассивного охлаждения.

Все радиаторы имеют квадтарную форму, два радиатора с штырями и длиной стороны около 12 мм и один плоский со стороной около 15 мм.

Корпус из темного пластика с выдавленным изображением ягоды малины на крышке

Размеры корпуса — примерно 90 на 65 мм


Корпус разбирается на 5 частей — держится все защелках, никаких винтов.

С аксессуарами покончено — пора переходить к самому главному
RASPBERRY PI 3 MODEL B
Raspberry Pi 3 Model B является прямым наследником Raspberry Pi 2 Model B. Плата полностью совместима с предшественником, но наделена большей производительностью и новыми средствами коммуникации:
64-х битным четырёхядерным процессором ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,2 ГГц на однокристальном чипе Broadcom BCM2837; встроенными Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1.
Кроме того, процессор имеет архитектуру ARMv53, а значит вы сможете использовать любимую операционную систему: Debian Wheezy, Ubuntu Mate, Fedora Remix и даже MS Windows 10.

Технические характеристики подробнее
CPU — Broadcom BCM2837, ARM Cortex-A53 Quad Core, 1.2 GHz
Количество ядер процессора — 4
GPU — VideoCore IV 3D
RAM — 1 GB
Хранилище — microSD
Сетевые возможности
Ethernet 10/100
WiFi 2.4G 150 mb/s
Видео вывод — HDMI
USB порты — 4
Беспроводные возможности — Bluetooth
Аудио вывод — 3,5 Jack
85,6 х 53,98 х 17мм, 45 грамм

В коробке имеется документация и буклет по быстрой установке — кстати на английском языке, а так же пакет из плотной коричневой бумаги с компьютером.

На одной из длинных сторон компьютера размещены порты micro USB для питания, полноразмерный порт HDMI, CSI-2 Camera port — для подключения камеры по интерфейсу MIPI, 3,5 мм аудиоразъем. Так же на верхней стороне находится модуль процессора и Ethernet/USB Hub lan9514-jzx

На торцевой стороне скомпонованы 4 USB порта и порт Ethernet

На другой стороне материнской платы находится 40 контактов ввода/вывода общего назначения (GPIO)

На второй торцевой стороны — находится DSI Display Port для подключения штатного дисплея

На нижней стороне платы находится модуль памяти LPDDR2 SDRAM — EDB8132B4PB-8D-F

И micro-SD разъем для карты памяти

Медные радиаторы ставятся на USB/Ethernet Hub и процессор с одной стороны

И на чип памяти с другой. Этот радиатор плоский — не мешает установке платы компьютера в корпус

В корпус все устанавливается отлично, винтовых соединений нет — садится на пластиковые выступы.

Все вырезы на корпусе в точности совпадает с разъемами компьютера


Для запуска нам потребуется внешний монитор (телевизор) с HDMI входом, USB клавиатура, будет удобнее если так же будет и мышка и питания. Монитор, клавиатура и мышка — понадобятся только на момент установки, дальше достаточно будет только блока питания.

Установка операционной системы

Для установки операционной системы, первым делом необходимо загрузить архив с дистрибутивами — отсюда. Пока скачивается почти полутора гигабайтный архив, загружаем утилиту для форматирования SD карты — SD Card Formatter — отсюда. Этот дистрибутив гораздо компактнее — всего 6 МБ, поэтому не теряя времени, устанвливаем программу

и, после установки, вставляем карту памяти в картридер (у вас же есть картридер не правда ли) и запускаем SD Card Formatter. В меню Options необходимо установить “FORMAT SIZE ADJUSTMENT” в “ON”

Дождавшись завершения загрузки большого дистрибутива, открываем полученных архив и распаковываем его содержимое на свежеотформатированную флешку.
Следующий шаг — первый запуск Raspberry Pi (флешку с записанным дистрибутивом, конечно устанавливаем в него). Извините за качество нескольких следующих фото — с экрана телевизора :(
При первом запуске стартует меню выбора операционной системы — что ставить, причем в списке имеется даже версия WIndows 10 для Raspberry Pi. На этом этапе можно выбрать язык (внизу экрана) — русский есть и подключится к Wi-Fi сети — кнопка Wi-Fi networks

Нужная мне опарационка — Raspbian базирующаяся на Linux Debian — представлена в двух вариантах, lite И полном, с графическим интерфейсом. Я выбрал полную версию

После этого можем спокойно идти пить чай с баранками, установка займет довльно длительное время.

Периодически измеряя температуру во время установки, максимально что я видел — 38 градусов.
После завершения установки и перезагрузки компьютера, загружается рабочий стол Raspbian

Единственное что я сделал здесь — это в настройках включил SSH — для того чтобы управлять системой с настольного ПК, все остальное я уже делал через терминал.

Для управления Raspberry с настольного ПК, нам понадобится любая программа терминал, я использую старый добрый Putty

Имя пользователя и пароль по умолчанию — pi и raspberry. Для смены пароля воспользуйтесь командой passwd.

Рекомендую сразу установить статический IP адрес для Raspberry. Узнать текущие адреса можно при помощи команды ifconfig, где
eth0 — это Ethernet
lo — это локальный интерфейс 127.0.0.1
wlan0 — это wi-fi интерфейс


а для того что бы отредактировать файл с настройками — вводим команду
sudo nano /etc/dhcpcd.conf
и в открывшемся файле, пролистав в конец добавляем нужные настройки в зависимости от того какой интерфейс мы будем использовать.
Например мы хотим использовать адрес 192.168.0.222, маска 255.255.255.0, адрес шлюза и DNS — 192.168.0.1
Для Ethernet вставляем
interface eth0
static ip_address=192.168.0.222/24
static routers=192.168.0.1
static domain_name_servers=192.168.0.1
Для wi-fi
interface wlan0
static ip_address=192.168.0.222/24
static routers=192.168.0.1
static domain_name_servers=192.168.0.1

Для выходя из редактора нажимаем ctrl+x
Для сохранения изменений — нажимаем “Y” и затем enter

Установка Domoticz
Большая часть работы по настройке уже закончена, теперь нам нужно установить систему Domoticz. Делается это одной командой —
sudo curl -L install.domoticz.com | sudo bash
Которая инициализирует процесс загрузки и установки системы

В процессе установки, инсталлятор задаст вопросы по поводу места установки и т.п. — все эти моменты я оставил по умолчанию.

После успешной установки, инсталлятор напишет адреса и порты веб интерфейса системы Domoticz

Но, для работы с шлюзом Xiaomi — нам нужна beta версия системы. Обновление до крайней версии беты производится командами
cd ~/domoticz
sudo ./updatebeta


Теперь система Domoticz доступна по веб интерфейсу:


Теперь самое время приступить к добавлению устройств Xiaomi. Но сначала —

Подготовительные работы

Итак, что нужно для того что бы начать работать с Domoticz?
Резервирование IP адресов
Первым делом необходимо, тем устройствам которыми вы планируете управлять — пока это шлюз и лампы — установить статические IP адреса. Это делается на вашем домашнем роутере, при помощи таблицы клиентов DHCP которая выглядит примерно так —

и информации из вкладок Network info плагинов управления шлюзом и лампами, где указаны MAC адреса устройств

Используя эту информацию нужно прописать выдачу постоянных IP адресов этим устройствам — так как они будут управлятся именно по IP, и если адрес будет сменен — Domoticz потеряет связь с ним. Таблица резервирования адресов выглядит примерно так —

Режим разработчика

Необходимо активировать режим разработчика. Для шлюза Xiaomi Gateway необходимо зайти в меню, выбрать опцию about, внизу экрана где написана версия (2.23 у меня) — нажимать на нее до тех пор пока в меню не появится две новые опции, они могут быть на китайском, в моем примере — на английском. Нажимаем на первую из двух — local area network communication protocol, в меню активируем верхний переключатель и записываем пароль шлюза.

Для ламп все проще — нужно установить приложение Yeelight, если вы его еще не поставили, и для каждого светильника — заходим в меню, режим разработчика — включить

Добавление устройств

Для добавления устройств переходим во вкладку Настройки — Оборудование
127.0.0.1:8080/#/Hardware (вместо 127.0.0.1 — адрес вашего Domoticz)
Выбираем тип устройства Xiaomi Gateway, называем его как нибудь, указываем его IP адрес, который мы зарезирвировали на роутере, прописываем пароль полученный в окне режима разработчика. Порт — у меня работает на порту 54321. В вики домотикз описано подключение с указанием порта 9898

Для добавления ламп — просто добавляем устройство YeeLight LED — адреса указывать не надо, лампы подтянутся сами.

Датчики подключенные к шлюзу подтянутся не сразу все, это процесс может занять час и более — нужно подождать. Это связано с тем, что устройства ZigBee активируются только в момент передачи данных. Немного подтолкнуть процесс можно — открывая и закрывая окна с датчиками, дышать на датчики температуры, включать выключать розетки — словом вынуждать устройства передавать данные.

Устройства

Устройств добавится НАМНОГО больше чем вы ожидаете :) Список их доступен на вкладке Настройки — устройства.
127.0.0.1:8080/#/Devices

Например каждый датчик температуры и влажности — добавится как три устройства, отдельно температура, отдельно влажность, и все вместе. Розетки — отдельно розетка (управляемое устройство) отдельно — как датчик энергопотребления. А вот шлюз — отдельно подстветка, отдельно сирена сигнализации, отдельно будильник, дверной звонок и регулятор звука. Для того чтобы добавить устройство в список используемых — в конце строки нужно нажать зеленую стрелочку. Убрать из используемых — синюю стрелочку. То что нам не нужно — не добавляем.
Добавленные к использованию устройства располагаются по нескольким вкладкам —

Переключатели

На этой вкладке собраны все управляемые устройства
127.0.0.1:8080/#/LightSwitches
Выключатели, кнопки, лампы, и прочее. Здесь мы можем включать, выключать, и делать любые действия с устройствами в ручном режиме.



Например выбрать звук который будет звучать на шлюзе, или цвет свечения на RGB лампе или яркость на белой лампе.

Температура

На этой вкладке группируются климатические датчики — влажности и температуры
127.0.0.1:8080/#/Temperature
Поначалу они все называются одинаково, определить где какой — можно по их показаниям и сверке с приложением Mi Home, после чего их можно соответсвенно переназвать.

Вспомогательное

Здесь сгрупирован датчик освещенности шлюза — хотя его показания весьма странные, и счетчики потребления энергии розеток.
127.0.0.1:8080/#/Utility

Сценарии

Для создания сценариев — необходимо перейти во вкладку — Настройка — Дополнительно — События. Написание сценариев доступно в двух вариантах — блочный и скриптовый на языке lua.

Примеры сценариев

Учится работать с Domoticz лучше начинать с блоков. Тут все разбито на группы и составлять сценарии довольно просто. Пример простого сценария на блоках — включение света по обнаружению движения, и выключения через минуту после того как датчик движения перейдет в статус выключено. После составления сценария нужно назвать его, поставить галочку на опции Event active: — для включения и сохранить его.


Точно такой же сценарий на lua


Примеры использования

Больше внимания конкретным сценарям я буду уделять в других обзорах, тут в качестве примера приведу сценарий, который НЕВОЗМОЖНО реализовать в Mi Home, а именно — двухкнопочный выключатель Aqara c размыканием проводов — левая кнопка будет работать по назначению — разрывать и соединять фазу, а правая — не подключенная к линии (для питания выключателя достаточно подключения только одной из кнопок) — будет включать и выключать Yeelight лампу, которая физического соединеня с выключателем не имеет.
В данном сценарии будет проверятся состояние лампы Yeelight, значение самого выключателя On или Off — значения иметь не будет. Если состояние лампа отлично от Off — значит она работает, и будет выключена, а если выключена — то будет включена.


На этом, вводную часть по Domoticz буду завершать, если тема будет интересна — то продолжу, интересного еще очень много.

Видеоверсия обзора (2 части) —


Спасибо за внимание.