Termostato NEST virtual de bricolaje con Node-RED

Cree el suyo propio Termostato NEST de bricolaje virtual para configurar y controlar la temperatura de su hogar donde sea que esté desde el dispositivo deseado.

Historia

¡Hola a todos! ¡¿Qué tal Makers ?!

¡Este es mi primer proyecto que me gustaría compartir con la comunidad de Hackster! 🙂

Creé este proyecto porque como trabajo con turnos, siempre fue una pesadilla instalar y configurar manualmente cada semana mi Old-Home-NO-InternetOfThings-device-Thermostat debido a que mis turnos no dependen de de forma regular.

Entonces necesitaba una solución que me permitiera encender o apagar mi sistema de calefacción donde sea que esté, unos minutos antes de llegar a casa y luego ... ¡ahorrar también algo de eficiencia energética en casa!

Como siempre me gustó el termostato de diseño NEST, ¡terminé construyendo uno virtual similar!

Podrías controlar la temperatura y la humedad de tu habitación en casa y (por supuesto) encienda / apague su sistema de calefacción desde cualquier lugar directamente desde cualquier dispositivo conectado a Internet (PC / tableta / móvil).

Entonces, una vez que sepamos la historia detrás de este proyecto y su objetivo, ¡comencemos!

INSTALANDO SOFTWARE!

1. Configurar el sistema operativo Raspbian Stretch en RaspberryPi 3

2. Instale Mosquitto Broker en RaspberryPi 3

3. Instale Node-Red en RaspberryPi 3

4. Instale Atom + PlatformIO en su PC

¡HACKEANDO HARDWARE!

El dispositivo que encendería / apagaría el sistema de calefacción es el ITEAD 1CH. Elegí este dispositivo porque es pequeño, realmente muy barato y se puede alimentar con un cargador de teléfono móvil de 5V a través de un conector micro-USB. Como puede comprobar, este es un módulo de relé de Wi-Fi de bricolaje perfecto que ITEA vende listo para que los fabricantes jueguen con él.

INTERRUPTOR INALÁMBRICO WIFI PULGADA / AUTOBLOQUEO DE 1 CANAL 5V 12V

Viene con un software patentado listo (también conocido como firmware) que funciona con una aplicación móvil llamada EWeLink.

¿Cuál es el problema? Debes registrarte. Una vez que haya iniciado sesión, podrá encender / apagar cualquier dispositivo conectado a los terminales del relé. ¡Pero, oye! ¡Somos creadores! ¡Queremos usar / piratear nuestros dispositivos comprados y no dependemos de proveedores, servidores y aplicaciones externos! ¡Queremos hacer nuestra propia infraestructura! Privacidad de la información

Aquí es donde comienza la piratería de hardware ...

La mejor parte viene cuando te das cuenta de que puedes modificar el firmware original del dispositivo e instalar otro no dependiente del proveedor. Como el dispositivo se basa en el módulo ESP2866, hay pocos proyectos de código abierto para este módulo, y me enamoré especialmente de uno llamado ESPurna Firmware.

Firmware ESPurna + Adición del sensor DHT22

ESPurna ("chispa" en catalán) es un firmware personalizado para interruptores y sensores inteligentes basados ​​en ESP8266. Utiliza Arduino Core para el marco ESP8266 y varias bibliotecas de terceros.

Gracias a los excelentes artículos publicados por su autor (@xoseperez) y su maravillosa ayuda en Twitter, pude aprender a modificar, construir y actualizar el firmware personalizado agregando el dispositivo nuevo características que no llegó cuando se compró.

Navegando en Internet para obtener detalles de los esquemas del dispositivo, encontré el pinout GPIO del módulo PSA-01 (basado en ESP8266).

ITEAD PSA-01 GPIO Pinout

Como se basa en ESP2866, supuse que podría tener algunos GPIO con los que interactuar ... Y tenía razón ! Además, verifiqué que ITEAD tiene otro tipo de productos como SonOff TH10 / TH16 que viene con un conector de audio para conectar un sensor de sonda de temperatura / humedad.

Habiendo comprobado que los productos ITEAD pueden ser "pirateados" añadiendo más tipos de sensores, me preguntaba si podría añadir uno a mi dispositivo ITEAD 1-CH. Sería interesante agregar un sensor al relé Wi-Fi inteligente para monitorear la temperatura y la humedad de la habitación donde se coloca y luego crear algún tipo de termostato con él.

Entonces, intenté soldar algunos pines directamente sobre los pines GPIO del módulo PSA-01 para conectar un sensor DHT22. Solo necesitas soldar 3 pines (GND, 3v3 y GPIO14) para conectarlo y 3 pines (RX, TX, GND) para flashear el módulo. Finalmente soldé pines en todos los GPIO, pero no es obligatorio, ya que usaremos solo GPIO14.

Detalle de pines soldados

Ahora es el momento de modificar los archivos fuente correctos, crear el firmware personalizado de ESPurna y verificar si el dispositivo lee los datos del sensor agregado.

PlatformIO:creación del firmware personalizado

Una vez instalado Atom + PlatformIO, debe descargar la última versión del firmware personalizado de ESPurna y extraerlo.

Agregar carpeta de proyecto (Archivo-> Agregar carpeta de proyecto) y seleccione la carpeta llamada código de la carpeta extraída recientemente.

Ahora tendrá el proyecto agregado a la columna Proyecto (panel izquierdo).

Debes modificar los siguientes archivos de origen en consecuencia, como se muestra en las imágenes a continuación.

/config/sensors.h

Establezca DHT_SUPPORT en 1 y DHT_PIN en 14

/platformio.ini

Establecer env_default =itead-1ch-inching

Ahora, estamos listos para flashear nuestro dispositivo con el firmware personalizado ESPurna!

Conecte sus cables USB a serie al dispositivo ITEAD siguiendo las siguientes conexiones:

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

Cables de dispositivo USB a serie conectados a clavijas soldadas del conmutador WiFi ITEAD de 1 canal

Para actualizar el dispositivo ITEAD, debe ingresar al modo flash. Esto se puede hacer fácilmente alimentando la placa (conéctela a un puerto USB de su PC) mientras presiona el botón que está más cerca del conector micro USB.

Presione el botón mientras se conecta a un puerto USB para ingresar al modo Flash del dispositivo

Una vez conectado, los LED se iluminarán en rojo indicando que el dispositivo está en modo Flash, listo para cargar el firmware.

Los LED se iluminarán en rojo indicando el modo Flash

Antes de flashear el dispositivo, verifique que la compilación finalice correctamente. Simplemente presione el botón de construcción (marque el ícono) y después de un tiempo, si todo está bien, recibirá los mensajes de ÉXITO.

Si ha configurado todo OK antes del dispositivo Flash, verá el mensaje SUCCESS

Ahora está listo para cargar el firmware personalizado de ESPurna con PlatformIO. Simplemente presione el botón Cargar (flecha derecha) en PlatformIO y el adaptador USB a Serie comenzará a parpadear y a flashear su dispositivo.

Presione Cargar para flashear su dispositivo

A continuación, se muestran videos rápidos del proceso de Flash.

Cómo cargar el firmware personalizado de ESPurna con PlatformIO

Una vez que haya flasheado el dispositivo, desconéctelo de los cables USB a serie, conecte el sensor DHT22 en consecuencia (3v3, GND, GPIO14) y enciéndalo con un cargador de teléfono móvil microUSB.

DHT22 / AM2302 Sensor de temperatura y humedad conectado a los pines soldados 3v3, GND y GPIO14

En el primer arranque, el dispositivo se iniciará en un AP suave creando un SSID Wi-Fi llamado "DEVICE_XXXXXX", donde estará DEVICE un identificador de su dispositivo y XXXXXX son los últimos 3 bytes de la radio MAC.

Conéctese con el teléfono, PC, computadora portátil, lo que sea a esa red, la contraseña es “fibonacci”. Una vez conectado, navegue hasta http://192.168.4.1

CONFIGURACIÓN DEL "Termostato" ITEAD

En primer lugar, se le pedirá que realice un desafío de autenticación. Siga los procedimientos oficiales para configurar su Wi-Fi y cambiar la contraseña predeterminada.

Ingrese las credenciales de inicio de sesión de AP predeterminadas Cambie su contraseña predeterminada

Una vez configurada, debería ver la interfaz web predeterminada de ESPurna firmware personalizado donde podrá verificar el estado del interruptor, las lecturas del valor de temperatura y humedad del sensor DHT22, así como configurar sus propios detalles de Wi-Fi, MQTT, NTP, HTTP API, puerto, interruptores, horario, Thingspeak, Domoticz, Integración de Amazon Alexa…

ESPurna tiene una gran variedad de características agradables (¡más que el firmware original)!

Es por eso que todos deberíamos amar los proyectos de código abierto como este.

ESPurna Web Interface

El "Termostato" se comunicará con nuestro RaspberryPi 3 a través de MQTT protocolo y Node-RED administrará la lógica dentro de su editor de flujo dependiendo de los valores recibidos por el sensor e implementar la interfaz de usuario para interactuar. ¡Es por eso que instaló Mosquitto Broker y la herramienta Node-RED en su RaspberryPi 3 al comienzo de este tutorial!

Una vez que configure su dispositivo para conectarse a la red Wi-Fi doméstica que desee (panel izquierdo de la interfaz web -> WIFI, donde puede escanear redes y seleccionar la deseada) deberá configurar los detalles de MQTT en consecuencia, coincidirá con la instalación de su Mosquitto Broker.

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