Умный дом в панельной хрущёвке

Сразу признаюсь, что слово «хрущёвка» в этом тексте – скорее хук в заголовке. Правильнее было бы сказать, что я просто описываю свой опыт создания умного дома в обычной среднестатистической квартире городского жителя РФ, который я проживаю прямо сейчас.

Статья будет состоять из двух частей: первая – постановка задачи, ресерч, планы, выбор; вторая – реализация, опыт использования, ошибки и корректировки.

Предыстория умного дома

В 2017 году я был активно вовлечен в майнинг криптовалюты, но не в формате «три риги на балконе», а с арендой помещения на заводе, организацией вентиляции, электрики на сотни кв/ч. 

Наш маленький майнинг-заводик хоть и был достаточно компактным, но требовал централизованного контроля и управления. В тот период я впервые обратился к различным элементам умного дома, которые помогли мне наладить системы уведомлений, управления температурой, видеонаблюдения и минимального контроля доступа.

После завершения этого проекта все гаджеты перекочевали ко мне в квартиру. 

В процессе эксплуатации дома появились и другие приборы с удаленным управлением: увлажнитель, лампочки и розетки, а сочетание хаба Xiaomi и дверной кнопки превратилось в звонок. Я бы назвал это несистемной эволюцией.

Путь Джедая

Do... Or Do Not. There Is No Try
Yoda

Идея усовершенствовать умный дом не пришла сама. Летом 2023 года на волне рублёвого слалома я решил реализовать одобренную в мае ипотеку, взяв квартиру на вторичке. Это стандартная панелька второй половины 90-х годов, построенная по проекту из 70-х.

Квартиру я купил полностью под ремонт. Это заставило извилины поднапрячься, а некоторые навыки прокачаться. Я задумался о том, чего бы мне хотелось. Так где-то между чертежами в remplanner и 3D-визуализацией в Sketchup родилась идея умного дома.

Экосистемы умного дома

Рынок умных гаджетов сложился таким образом, что разные компании создали свою собственную, обычно изолированную и несовместимую с другими фирмами, инфраструктуру.

К этому моменту у меня дома были представлены три экосистемы.

• Китайские устройства Xiaomi: увлажнитель воздуха, Zigbee-датчики и кнопки. Стоит отметить, что они жили в разных регионах (кто-то считал себя жителем континентального Китая, а кто-то был уже наш) и не были доступны для единой автоматизации сценариев между собой даже в родном приложении.

• Алиса от Яндекса, которая могла включать какие-то умные, купленные женой лампочки разных совместимых производителей.

• Еще я успешно пользовался wi-fi розетками от Sonoff, преимущественно для перезагрузки вечно работающих компьютера и сервера, а также для секретного нажатия кнопки на крики: «Раз, два, три! Ёлочка, гори!»

Откровенно говоря, даже эти редкие пересечения с тремя разными экосистемами и независимыми приложениями немного напрягали. Ведь так не только нельзя достичь общей логики работы, но и вместо упрощения создает усложнение.

Облака vs локальный хаб. Настройка и логика

При использовании облачного варианта, все команды сначала улетают на серверы, тщательно распознаются и анализируются принимающей стороной, после чего ваши гаджеты получают импульс к действию.

В итоге появляются:

• нарушения в работе при отсутствии сети;

• лаг в выполнении команд;

• дополнительные вопросы к безопасности из-за прохождения каждой команды через сервер производителя.

Справедливости ради, преднастроенные автоматизации в большинстве своем продолжают работать независимо от наличия интернета, просто без логирования.

К облачным решениям можно отнести фактически всё популярное и известное:

• Алиса от Яндекс, 

• умный дом Xiaomi (бывают разных регионов),

• устройства умного дома Aqara,

• умное освещение Yeelight,

• Sonoff,

• Tuya Smart,

• умный дом Sber,

• Google Home и другие.

Альтернативой служат варианты с локальным железом и ПО:

• Home Assistant,

• Domoticz,

• Sprut.Hub,

• Wiren Board,

• Sonoff iHost и т. д.

Очевидным плюсом большинства таких решений является возможность не завязываться на конкретного производителя устройств, а ориентироваться на протокол связи. У каждого изготовителя существуют хабы для работы со своим оборудованием. Но если они используют единый протокол связи, то существует возможность приобрести универсальный хаб и работать с помощью специального ПО, не думая о вендоре, который выпустил данное устройство. Примером может служить протокол Zigbee и мост Zigbee2MQTT. На момент публикации статьи Zigbee2MQTT поддерживает уже 3398 различных устройств от 402 производителей.

Лет пять назад я бы уже отбросил всё и ковырялся с какой-нибудь своей железкой типа raspberry pi в связке с Home Assistant, но откровенно говоря, сейчас я дошел до состояния, когда удобство и экономия времени стали побеждать энтузиазм.

Выбор софта, протоколов и железа

От идеи до этого момента прошло несколько недель. Я уже некоторое время занимался активной прокрастинацией, подписавшись на десяток youtube-каналов, посвященных умному дому, девайсам, сценариям автоматизации.

И я понял, что мой выбор – это локальный хаб для всех главных автоматизаций, настройки, управления устройствами. Облакам же в данном случае остается роль вспомогательных сервисов, удаленного управления, голосового управления, накапливания видеоданных и другие подобные вопросы.

Протоколы для связи устройств умного дома

Чтобы окончательно определиться с железом, давайте рассмотрим, какие задачи перед ним будут стоять и почему. Для работы с каждым из протоколов обычно требуется его аппаратная и софтверная поддержка.

Zigbee. Протокол с низкой скоростью и низким энергопотреблением, самоорганизующийся в ячеестую сеть. Большое количество доступных по цене устройств на рынке.

Bluetooth (BLE, Bluetooth Low Energy). Мало устройств, слабая поддержка и другие минусы.

Z-wave. Разрабатывался специально для устройств умного дома, но менее распространен в сравнении с Zigbee, особенно в России. Стоимость устройств выше.

Wi-Fi. Топология звезды, что есть и плюс, и минус. Однако возможность построения mesh-сети также присутствует. Высокая скорость, но и энергопотребление. Много устройств.

THREAD. А вот это уже новенькое. Так же, как и Zigbee реализует peer-to-peer mesh-сеть, но добавляет возможность присвоения устройствам ipv6-адресов. 

Matter. Это эволюция прикладного применения протоколов, так как его идея заключается в объединении систем разных производителей и стоит на следующей ступени после протокола. Идея относительно свежая, родилась в 2019 г., а свое название приобрела лишь в 2021 г. Matter уже поддержан множеством крупных брендов.

Если сфокусироваться на том, что я реализую проект сейчас и в России, то практически очевидно, что мой выбор – ZigBee. Множество устройств как на локальном рынке, так и доступных через Aliexpress. Приемлемые цены, да и Сбер с Яндексом на пару выпускают множество клонов китайцев на данном протоколе. Для этого достаточно купить ZigBee-стик для домашнего сервера, где будет крутиться вся логика.

Я уже был готов приобрести его и воткнуть в свой MBP2010, с гордостью проживающий вторую жизнь в роли домашнего сервера. Но тут мне попалось видео блогера Арминака, который полностью посвятил свой канал тематике умного дома. У него я встретил обзор Sprut.Hub. 

Sprut.Hub