Controlla il tuo cancello scorrevole automatico con Home Assistant ed ESPHome: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Il seguente articolo è un feedback sulla mia esperienza personale nel controllo del cancello scorrevole automatico che avevo installato a casa mia. Questo cancello, marchiato "V2 Alfariss", era dotato di alcuni telecomandi Phox V2 per controllarlo. Ho anche un campanello Google Nest Hello, che purtroppo non può essere collegato al controller del cancello scorrevole per aprire il cancello a distanza dall'app mobile. Per me, un modo per risolvere questa limitazione era trovare un modo per connettere il controller automatico del cancello scorrevole a Internet. Con questo nuovo cancello connesso, posso rispondere a casi d'uso come controllare il cancello scorrevole con il mio telefono cellulare. Ho ottenuto questo risultato utilizzando Home Assistant, ESPhome e alcune parti elettroniche.

L'idea alla base di questo articolo non è quella di darti qualcosa di pronto per l'uso, ma piuttosto di ispirarti. Ricorda, se non hai esattamente lo stesso cancello automatico, non dimenticare di scaricare e leggere la documentazione tecnica del tuo modello. Adattalo e miglioralo. Avvertenza: fare attenzione e non dimenticare di spegnere l'alimentazione elettrica prima di aprire il controller principale. Divertiti!

Forniture

• Utensili:

  • Cacciavite
  • Saldatore
  • Multimetro

• Parti:

  • Raspberry PI 3 (set completo: 2A alim + scheda SD da 32 GB)
  • ESP8266 Wemos D1 mini
  • 2 moduli relè
  • 2 resistori 10k
  • PCB per prototipazione
  • fili

Passaggio 1: come funziona?

La sfida principale qui è collegare il cancello scorrevole automatico a uno smartphone. Per fare ciò, trasformiamo il cancello scorrevole automatico in un dispositivo IOT. Naturalmente, ci sono diversi modi per raggiungere questo obiettivo. Nel mio caso, dopo alcuni esperimenti, ho deciso di andare con:

• Utilizzo di Home Assistant come hub per controllare il portale e ricevere richieste da un utente.
• Installazione di ESPHome come firmware all'interno di ESP8266.

• Parti elettroniche:

  • Un prototipo di PCB per saldare i componenti e collegarli
  • Due relè per simulare il pulsante per aprire o chiudere il cancello
  • Un vecchio alimentatore da 5 V per alimentare ESP8266
  • Due resistori per dividere la tensione dal sensore di apertura/chiusura
• Una connessione Internet con un router (è necessaria la funzione di configurazione della regola NAT)
• Un account DuckDNS per consentire la risoluzione del nome al tuo Home Assistant
• Un telefono cellulare per installare l'app Home Assistant e un widget sullo schermo

Il flusso

Guarda lo schema per capire meglio.

1. Dal tuo telefono cellulare, premi sul widget dell'app mobile Home Assistant
2. Viene inviata una richiesta al tuo indirizzo Web di Home Assistant (risolta da DuckDNS e TLS da Let's Encrypt).
3. Il tuo router Internet indirizza la richiesta all'applicazione Home Assistant
4. Home Assistant invia l'azione di richiesta a ESPHome
5. ESPHome attiva il motore del cancello scorrevole automatico
6. Champagne !

Passaggio 2: installa e configura Home Assistant su Raspberry PI

Home Assistant può essere visto come un hub per tutte le tue cose IOT domestiche. Sarà un buon posto per controllare tutti i dispositivi collegati e aggiungere molte funzionalità. Le caratteristiche principali che mi piacciono di più sono la dashboard, l'API e la diversità dei componenti aggiuntivi.

Installazione

Chiaramente non ho alcun valore aggiunto per dirti come configurare e installare Home Assistant. Infatti, prima di questo progetto non conoscevo questo software. Gli articoli chiave sono:

• Installa Home Assistant con questo articolo

• La configurazione di rete per Home Assistant può essere trovata qui:

  github.com/home-assistant/sistema-operativo…

• Installa ESPHome con questo:
• Installa il componente aggiuntivo DuckDNS per Home Assistant:
• Installa il plugin File Editor (utile):

Dopo tutti questi punti, hai un bel Home Assistant in esecuzione sul tuo Raspberry PI. Devi essere in grado di raggiungerlo tramite HTTP e un IP locale o provare

Configurazione

Configura DuckDNS con il tuo dominio e con il token. Ad esempio, puoi vedere nelle immagini, un pezzo della mia configurazione. Non dimenticare di accettare_terms con "true".

let_crittografa:

accept_terms: true certfile: fullchain.pem keyfile: privkey.pem token: 92f56bb2-2c26-4802-8d4d-xxxxxxxxxxxx domini: - nameofyourchoice.duckdns.org secondi: 300

Decido di configurare HA con un IP statico perché è più semplice e sei sicuro che l'IP sarà lo stesso dopo un riavvio e quindi le tue regole di port forwarding continueranno a funzionare: https://github.com/home-assistant/ sistema-operativo…

Nel mio caso, aggiungo un pezzo di configurazione all'interno del file configuration.yaml perché DuckDNS non gestisce l'https, solo il certificato Let's Encrypt e l'aggiornamento DuckDns:

http:

ssl_certificate: /ssl/fullchain.pem ssl_key: /ssl/privkey.pem base_url:

Passaggio 3: la scheda elettronica personalizzata per migliorare il cancello scorrevole automatico

Forse è stata la parte più insolita per me perché di solito mi occupo più di ritocchi software che hardware. Ho iniziato con una breadboard e un circuito molto semplice, solo per verificare di essere in grado di caricare un programma all'interno del Wemos D1 mini e di far lampeggiare un LED. Quindi, ho cambiato il firmware per ESPhome e seguo questo perfetto articolo per iniziare:

Dopo alcune iterazioni per trovare il circuito giusto, l'ho documentato con Fritzing. Assicurati di dedicare del tempo a questo passaggio poiché non è possibile tornare indietro quando tutto è saldato (non esattamente ma non facile rollback). Ho provato a simulare il sensore di ingresso da Cancello scorrevole automatico ma questo è stato un fallimento (spiegherò più avanti il perché). Personalmente, ho scoperto che Fritzing è un buon strumento per documentare ciò che si cabla sulla breadboard.

Nota: troverai un buon punto di partenza qui nelle FAQ di ESPhome se non riesci a collegare ESPHome a Home Assistant per la prima inizializzazione. Dopo che il firmware è stato caricato, sarai in grado di caricare "over the air" (OTA).

Relè per attivare il grilletto di apertura/chiusura

Nella scheda tecnica del cancello scorrevole automatico, si specifica che bisogna chiudere un circuito tra "START" e "COM" per attivare un'azione di apertura/chiusura del cancello (l'apertura totale). Un circuito chiuso tra "START. P" e "COM" innesca un'azione di apertura/chiusura del cancello pedonale. Non ho usato lo "STOP" ma questo è lo stesso concetto ma per fermare il cancello in apertura o chiusura.

Sulla scelta del componente elettronico, ho deciso di optare per un relè invece di un transistor. I transistor sono belli ma non garantiscono che il circuito sia perfettamente vicino. Penso che possano far entrare una corrente molto bassa nel circuito. Un altro vantaggio del relè è che quando si testa il circuito, si sente fondamentalmente quando il contatto è vicino con il suono "clic".

Ottieni lo stato del sensore aperto

All'inizio pensavo di utilizzare dei sensori magnetici per rilevare gli stati di apertura o chiusura del cancello. Ma mi sono reso conto che c'è una spina che menziona "sensore limite" sul controller. Chiaramente non fatto per essere usato (da smanettoni come me), ho trovato con un tester di contatto che posso leggere lo stato aperto o chiuso quando apro il cancello. Ho commesso un grosso errore pensando che lo stato fosse una sorta di tensione logica TTL (3.3v). In questo caso, puoi collegarli direttamente a Wemos Input. Ma in effetti, quando si apre il cancello, c'è una tensione di uscita di 6,3 V. Per utilizzare questo segnale, devi dividere la tensione con questo tipo di circuito https://www.learningaboutelectronics.com/Articles/H… La soluzione è praticamente semplice perché la tensione deve essere divisa per due. Quindi, ho usato due resistori da 10 Kohms tra l'uscita del sensore di limite e l'ingresso Wemos (di nuovo, guarda nelle immagini allegate per uno schema).

Alimentatore 5v economico

Per alimentare tutti questi componenti, utilizzo un vecchio alimentatore per telefoni cellulari. L'ho aperto e ho cambiato la spina in un piccolo cavo con vite. Ho anche deciso di unire i due pcb (esp e alimentatore) con la colla a caldo (sì lo so, questo è un po' sporco ma funziona:-). Non è la cosa più pulita in assoluto ma più facile da maneggiare ed evitare di toccare il 220v.

Questo è tutto per la parte hardware.

Passaggio 4: firmware ESPHome da eseguire sul prototipo PCB

La logica all'interno di ESP8266 viene iniettata tramite il portale di Home Assistant ESPHome Add-on. Si codifica la logica eseguita da ESPHome. Il tipo di applicazione molto piccolo deve essere codice con sintassi ESPHome. È davvero facile ed è divertente perché, con poche righe di YAML, il tuo ESP8266 diventa rapidamente una cosa intelligente. Il codice sorgente completo è disponibile qui: https://gist.github.com/toomone/819112ea1b04937912… Concentriamoci sulla parte importante del codice.

Controllo dei relè

Come ho detto in precedenza, il controllore automatico del cancello scorrevole può attivare un'azione di apertura o chiusura con solo un breve impulso (circuito di chiusura) tra due ingressi. Per fare ciò, è necessario configurare una sezione switch con poca configurazione. Ad esempio, concentriamoci sulla parte che attiva (apre o chiude) l'apertura parziale del cancello (necessaria per un pedone ad esempio).

interruttore:

- piattaforma: gpio pin: D3 // il numero PIN dove verrà emesso il segnale sul Wemos id: relay restore_mode: ALWAYS_OFF - platform: nome modello: icona "Gate Pedestrian Remote": "mdi:walk" turn_on_action: // la logica che deve essere eseguita da ESPHome per simulare un impulso - switch.turn_on: relay - delay: 500ms - switch.turn_off: relay

Il codice precedente genererà uno switch e un template. Questi due concetti consentono a ESPHome di offrire un meccanismo avanzato senza codifica reale. Ti invito a leggere la documentazione di ESPHome per approfondire le funzionalità offerte. https://esphome.io/cookbook/relay.html e

Lettura dello stato del sensore aperto chiuso

binario_sensore:

- piattaforma: gpio pin: numero: D1 invertito: vero nome: "Sensore aperto" id: open_sensor device_class: garage_door

Questa parte dello script dice alla scheda wemos di leggere lo stato sul sensore aperto su D1. Per trovare D1, devi solo leggere sul tuo PCB Wemos. Ho usato il parametro "invertito" su true per invertire il valore del segnale. Non ricordo il motivo chiaro, ma penso che sia stato semplice visualizzare la chiusura o l'apertura in base allo stato del portale sul dashboard HA.

Consentire la chiamata API a ESPHome

Se vuoi essere in grado di utilizzare il widget Assistente domestico sul tuo telefono, devi aggiungere questo piccolo pezzo di codice:

# Abilita l'API Home Assistant

api: services: - service: open_portal_pedestrian poi: - switch.turn_on: relay - delay: 500ms - switch.turn_off: relay

In questo modo il configuratore dell'app Home Assistant elencherà l'azione per aprire il portale. Ho scelto solo quella pedonale perché questa è quella che utilizzo di più.

Passaggio 5: esponi il tuo assistente domestico al mondo

Perché vuoi essere in grado di aprire il tuo cancello scorrevole automatico da ovunque ti trovi sul pianeta e non solo da casa tua, devi esporre il tuo HA al mondo. A proposito, assicurati di utilizzare un'autenticazione con password complessa. Sul tuo router Internet devi configurare una regola per instradare tutto il traffico proveniente da una porta specifica a un IP specifico e anche a una porta. Ad esempio, troverai la configurazione che ho fatto sul router del mio provider (scusami, è in francese) ma noterai che è una configurazione davvero semplice. La regola deve dire al tuo router di accettare tutto il protocollo sulla porta xxxx per andare su Home Assistant IP con la porta 8123 (se non l'hai cambiato).

È tutto. Non esitate a fare domande perché ho sicuramente dimenticato di aggiungere dettagli su una parte specifica. Il sistema funziona tutti i giorni senza problemi. Mi piace anche il fatto che posso avere lo stato di apertura o chiusura del portale dal mio telefono.