DIY Virtual Alike NEST-thermostaat met Node-RED

Maak je eigen DIY virtuele NEST-thermostaat om de temperatuur van je huis in te stellen en te regelen, waar je ook bent vanaf je gewenste apparaat.

Verhaal

Hallo allemaal! Hoe gaat het makers?!

Dit is mijn eerste project dat ik wil delen met de Hackster-gemeenschap!

Ik heb dit project gemaakt omdat ik, aangezien ik met ploegen werk, altijd een nachtmerrie was om elke week mijn Old-Home-NO-InternetOfThings-device-Thermostat handmatig in te stellen en te configureren omdat mijn diensten niet afhankelijk zijn van regelmatig.

Dus ik had een oplossing nodig waarmee ik mijn verwarmingssysteem kan in- of uitschakelen waar ik ook ben, een paar minuten voordat ik thuiskom en dan... ook thuis wat energie besparen!

Zoals ik altijd al een NEST-ontwerpthermostaat leuk vond, heb ik uiteindelijk een virtuele thermostaat gebouwd!

U zou de temperatuur en vochtigheid kunnen controleren van je huiskamer  en (natuurlijk) schakel uw verwarmingssysteem overal direct in/uit vanaf elk apparaat met internetverbinding (pc/tablet/mobiel).

Dus, als we eenmaal het verhaal achter dit project en het doel kennen, laten we beginnen!

SOFTWARE INSTALLEREN!

1. Raspbian Stretch OS instellen op RaspberryPi 3

2. Installeer Mosquitto Broker op RaspberryPi 3

3. Installeer Node-Red op RaspberryPi 3

4. Installeer Atom+PlatformIO op uw pc

HACKENDE HARDWARE!

Het apparaat dat het verwarmingssysteem in-/uitschakelt, is de ITEAD 1CH. Ik heb voor dit apparaat gekozen omdat het klein is, echt heel goedkoop en het kan worden gevoed met een 5V-oplader voor mobiele telefoons via een micro-USB-connector. Zoals je kunt zien, is dit een perfecte doe-het-zelf wifi-relaismodule die ITEA verkoopt, klaar voor Makers om aan te sleutelen.

1-KANAALS INCHING /ZELFVERGRENDELENDE WIFI DRAADLOZE SCHAKELAAR 5V 12V

Het wordt geleverd met een propriëtaire software-ready (ook wel firmware genoemd) die werkt met een mobiele applicatie genaamd EWeLink.

Wat is het probleem? U moet zich registreren. Nadat u bent ingelogd, kunt u elk apparaat dat op de relaisaansluitingen is aangesloten, in-/uitschakelen. Maar hé! Wij zijn makers! We willen onze gekochte apparaten gebruiken/hacken en zijn niet afhankelijk van externe providers, servers en applicaties! We willen onze eigen infrastructuur maken! Informatie privacy!

Dit is waar het hacken van hardware begint...

Het beste komt wanneer je je realiseert dat je de originele firmware van het apparaat kunt wijzigen en een andere kunt installeren die niet afhankelijk is van de leverancier. Omdat het apparaat is gebaseerd op de module ESP2866, zijn er maar weinig Open-Source-projecten voor deze module, en ik werd speciaal verliefd op een die ESPurna Firmware heet.

ESPurna-firmware + DHT22-sensor toevoegen

ESPurna ("spark" in het Catalaans) is een aangepaste firmware voor op ESP8266 gebaseerde slimme schakelaars en sensoren. Het maakt gebruik van het Arduino Core for ESP8266-framework en een aantal bibliotheken van derden.

Dankzij de geweldige artikelen gepubliceerd door zijn auteur (@xoseperez) en zijn geweldige hulp op Twitter, kon ik leren hoe ik de aangepaste firmware kon aanpassen, bouwen en flashen door het apparaat nieuw toe te voegen functies dat kwam niet bij aankoop.

Toen ik op internet surfte naar details over apparaatschema's, vond ik de GPIO-pinout van de PSA-01 (ESP8266-gebaseerde) module.

ITEAD PSA-01 GPIO Pinout

Omdat het is gebaseerd op ESP2866, vermoedde ik dat het een aantal GPIO's zou kunnen hebben om mee te communiceren... En ik had gelijk ! Ik heb ook gecontroleerd of ITEAD andere producten heeft, zoals SonOff TH10/TH16, die wordt geleverd met een audio-aansluiting om een ​​temperatuur-/vochtigheidssensor aan te sluiten.

Na te hebben gecontroleerd of ITEAD-producten kunnen worden 'gehackt' door meer typen sensoren toe te voegen, vroeg ik me af of ik er een kon toevoegen aan mijn apparaat ITEAD 1-CH. Het zou interessant zijn om een ​​sensor toe te voegen aan het slimme wifi-relais om de temperatuur en vochtigheid van de ruimte waar het is geplaatst te bewaken en er vervolgens een soort thermostaat mee te maken.

Dus ik heb geprobeerd enkele pinnen direct over de GPIO-pinnen van de PSA-01-module te solderen om een ​​DHT22-sensor aan te sluiten. U hoeft alleen maar 3 pinnen te solderen (GND, 3v3 en GPIO14) om het aan te sluiten en 3 pinnen (RX, TX, GND) om de module te flashen. Ik heb eindelijk pinnen gesoldeerd in alle GPIO's, maar het is niet verplicht, omdat we alleen GPIO14 zullen gebruiken.

Gesoldeerde pinnen detail

Nu is het tijd om de juiste bronbestanden aan te passen, de aangepaste ESPurna-firmware op te bouwen en te controleren of het apparaat de gegevens van de toegevoegde sensor leest.

PlatformIO – De aangepaste firmware bouwen

Na installatie van Atom+PlatformIO moet je de nieuwste versie van de aangepaste ESPurna-firmware downloaden en deze uitpakken.

Voeg projectmap toe (Bestand-> Voeg projectmap toe) en selecteer de map met de naam code uit map die onlangs is uitgepakt.

Nu wordt het project toegevoegd aan de kolom Project (linkerdeelvenster).

Je moet aanpassen de volgende bronbestanden overeenkomstig zoals de onderstaande afbeeldingen laten zien.

/config/sensors.h

Stel DHT_SUPPORT in op 1 en DHT_PIN op 14

/platformio.ini

Set env_default =itead-1ch-inching

Nu zijn we klaar om te flitsen ons apparaat met de aangepaste firmware van ESPurna!

Sluit uw USB-naar-serieel-draden aan op het ITEAD-apparaat volgens de onderstaande verbindingen:

TX <–> RX
RX <–> TX
3v3 <–> 3v3
GND <–> GND

Verbonden USB-naar-serieel apparaatkabels naar ITEAD 1-CH WiFi Switch gesoldeerde pinnen

Als u het ITEAD-apparaat wilt flashen, moet u de flitsmodus inschakelen. Dit kan eenvoudig worden gedaan door het bord van stroom te voorzien (aansluiten op een USB-poort op uw pc) terwijl u op de knop drukt die zich het dichtst bij de micro-USB-connector bevindt.

Druk op de knop terwijl u verbinding maakt met een USB-poort om de Flash-modus van het apparaat te openen

Na aansluiting zullen de LED's rood oplichten om aan te geven dat het apparaat in de Flash-modus staat, klaar om de firmware te uploaden.

LED's zullen rood oplichten om de Flash-modus aan te geven

Controleer voordat u het apparaat gaat flashen of de build met succes is voltooid. Druk gewoon op de bouwknop (vinkje) en na een tijdje, als alles in orde is, ontvang je de SUCCESS-berichten.

Als u alles OK hebt geconfigureerd voorafgaand aan het Flash-apparaat, ziet u het SUCCESS-bericht

Nu bent u klaar om de aangepaste ESPurna-firmware met PlatformIO te uploaden. Druk gewoon op de uploadknop (pijl naar rechts) op PlatformIO en de USB-naar-serieel-adapter begint te knipperen en uw apparaat te knipperen.

Druk op Uploaden om uw apparaat te flashen

Hieronder een korte video's van het Flash-proces.

Aangepaste ESPurna-firmware uploaden met PlatformIO

Als het apparaat eenmaal is geflitst, koppelt u de USB-naar-serieel-kabels los, sluit u de DHT22-sensor aan (3v3,GND,GPIO14) en zet u het apparaat aan met een microUSB-oplader voor mobiele telefoons.

DHT22/AM2302 Temperatuur- en vochtigheidssensor aangesloten op gesoldeerde pinnen 3v3, GND en GPIO14

Bij de eerste keer opstarten start het apparaat op een zachte AP en maakt een Wi-Fi SSID met de naam "DEVICE_XXXXXX", waar APPARAAT zal zijn een identificatie van uw apparaat en XXXXXX zijn de laatste 3 bytes van de radio-MAC.

Verbind met telefoon, pc, laptop, wat dan ook met dat netwerk, wachtwoord is "fibonacci". Eenmaal verbonden, blader naar http://192.168.4.1

DE ITEAD ‘Thermostaat’ CONFIGUREREN

Allereerst wordt u gevraagd om een ​​authenticatie-uitdaging. Volg de officiële procedures om je wifi in te stellen en het standaardwachtwoord te wijzigen.

Voer standaard AP-inloggegevens in Wijzig uw standaardwachtwoord

Na configuratie zou u de standaard webinterface van ESPurna moeten zien aangepaste firmware waar u de status van de schakelaar-, temperatuur- en vochtigheidswaarden van de DHT22-sensor kunt controleren en uw eigen wifi-details, MQTT, NTP, HTTP API, poort, schakelaars, schema, Thingspeak, Domoticz, kunt configureren, Amazon Alexa-integratie…

ESPurna heeft een grote verscheidenheid aan leuke functies (meer dan de originele firmware)!

Daarom zouden we allemaal van dit soort open-sourceprojecten moeten houden.

ESPurna-webinterface

De 'Thermostaat' zal communiceren met onze RaspberryPi 3 via MQTT protocol en Node-RED zal de logica in zijn stroomeditor beheren afhankelijk van de waarden die door de sensor worden ontvangen en de gebruikersinterface implementeren om mee om te gaan. Daarom heb je aan het begin van deze tutorial Mosquitto Broker en Node-RED tool op je RaspberryPi 3 geïnstalleerd!

Zodra je je apparaat hebt ingesteld om verbinden naar uw gewenste wifi-thuisnetwerk (linkerdeel van webinterface -> WIFI, waar u netwerken kunt scannen en de gewenste kunt selecteren) moet u de MQTT-details instellen dienovereenkomstig zal dat overeenkomen met de installatie van uw Mosquitto Broker.

Lees meer details:DIY Virtual Alike NEST-thermostaat met Node-RED