Faça você mesmo virtual NEST termostato com Node-RED

Crie o seu próprio Faça você mesmo virtual termostato NEST para definir e controlar a temperatura da sua casa, onde quer que você esteja a partir do dispositivo desejado.

História

Olá a todos! O que se passa Makers ?!

Este é meu primeiro projeto que gostaria de compartilhar com a comunidade Hackster! 🙂

Eu criei este projeto porque como eu trabalho com turnos, sempre foi um pesadelo configurar e configurar manualmente todas as semanas meu Old-Home-NO-InternetOfThings-device-Thermostat porque meus turnos não dependem de a base regular.

Então eu precisava de uma solução que pudesse me deixar ligar ou desligar meu sistema de aquecimento onde quer que eu estivesse, alguns minutos antes de voltar para casa e então ... economizar também um pouco de eficiência energética em casa!

Como sempre gostei do termostato de design do NEST, acabei construindo um virtual igual!

Você seria capaz de monitorar a temperatura e a umidade da sua sala e (é claro) ligue / desligue seu sistema de aquecimento de qualquer lugar diretamente de qualquer dispositivo conectado à Internet (PC / tablet / celular).

Então, uma vez que conhecermos a história por trás deste projeto e seu objetivo, vamos começar!

INSTALANDO O SOFTWARE!

1. Configurar o Raspbian Stretch OS no RaspberryPi 3

2. Instale o Mosquitto Broker no RaspberryPi 3

3. Instale o Node-Red no RaspberryPi 3

4. Instale Atom + PlatformIO em seu PC

HARDWARE DE HACKING!

O dispositivo que liga / desliga o sistema de aquecimento é o ITEAD 1CH. Escolhi este dispositivo porque é pequeno, muito barato e pode ser alimentado por um carregador de celular de 5V via conector micro-USB. Como você pode verificar, este é um módulo de relé Wi-Fi DIY perfeito que a ITEA vende, pronto para os fabricantes mexerem.
1 CHANNEL INCHING / AUT-LOCKING WIFI WIRELESS SWITCH 5V 12V

Ele vem com um software proprietário pronto (a.k.a firmware) que funciona com um aplicativo móvel chamado EWeLink.

Qual é o problema? Você deve se registrar. Uma vez conectado, você pode ligar / desligar qualquer dispositivo conectado aos terminais do relé. Mas, ei! Somos fabricantes! Queremos usar / hackear nossos dispositivos adquiridos e não depender de provedores, servidores e aplicativos externos! Queremos fazer nossa própria infraestrutura! Privacidade de informações!

É aqui que começa o hack de hardware ...

A melhor parte vem quando você percebe que pode modificar o firmware original do dispositivo e instalar outro não dependente do fornecedor. Como o dispositivo é baseado no módulo ESP2866, existem poucos projetos Open-Source para este módulo, e me apaixonei especialmente por um chamado ESPurna Firmware.

Firmware ESPurna + adição de sensor DHT22

ESPurna (“faísca” em catalão) é um firmware personalizado para sensores e switches inteligentes baseados em ESP8266. Ele usa a estrutura Arduino Core para ESP8266 e uma série de bibliotecas de terceiros.

Graças aos excelentes artigos publicados por seu autor (@xoseperez) e sua ajuda maravilhosa no Twitter, pude aprender como modificar, construir e atualizar o firmware personalizado adicionando o novo dispositivo recursos que não veio na hora da compra.

Navegando na Internet para obter detalhes dos esquemas do dispositivo, encontrei a pinagem GPIO do módulo PSA-01 (baseado em ESP8266).


ITEAD PSA-01 GPIO Pinout

Como é baseado no ESP2866, imaginei que poderia ter alguns GPIOs para interagir ... E eu estava certo ! Além disso, verifiquei se o ITEAD tem outros tipos de produtos, como SonOff TH10 / TH16, que vem com um conector de áudio para conectar um sensor de temperatura / umidade.

Depois de verificar se os produtos ITEAD podem ser ‘hackeados’ adicionando mais tipos de sensores, gostaria de saber se poderia adicionar um ao meu dispositivo ITEAD 1-CH. Seria interessante adicionar um sensor ao relé wi-fi inteligente para monitorar a temperatura e a umidade da sala onde foi colocado e então criar algum tipo de termostato com ele.

Então, tentei soldar alguns pinos diretamente sobre os pinos GPIO do módulo PSA-01 para conectar um sensor DHT22. Você só precisa soldar 3 pinos (GND, 3v3 e GPIO14) para conectá-lo e 3 pinos (RX, TX, GND) para atualizar o módulo. Finalmente soldei os pinos em todos os GPIO, mas não é obrigatório, pois usaremos apenas o GPIO14.


Detalhe dos pinos soldados

Agora é hora de modificar os arquivos de origem corretos, construir o firmware personalizado ESPurna e verificar se o dispositivo lê os dados do sensor adicionado.

PlatformIO - Construindo o Firmware personalizado

Depois de instalar o Atom + PlatformIO, você precisa baixar a versão mais recente do firmware personalizado ESPurna e extraí-lo.

Adicionar pasta de projeto (Arquivo-> Adicionar pasta de projeto) e selecione a pasta chamada código da pasta extraída recentemente.

Agora você terá o projeto adicionado à coluna Projeto (painel esquerdo).

Você precisa modificar os seguintes arquivos de origem de acordo com as imagens abaixo.

/config/sensors.h


Defina DHT_SUPPORT como 1 e DHT_PIN como 14

/platformio.ini


Defina env_default =itead-1ch-inching

Agora, estamos prontos para piscar nosso dispositivo com o firmware personalizado ESPurna!

Conecte os fios USB para serial ao dispositivo ITEAD seguindo as conexões abaixo:

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


Fios do dispositivo USB a serial conectados aos pinos soldados do switch ITEAD 1-CH WiFi

Para fazer o flash do dispositivo ITEAD, você precisa entrar no modo flash. Isso pode ser feito facilmente ligando a placa (conecte a uma porta USB em seu PC) enquanto pressiona o botão que está mais próximo do conector micro USB.


Pressione o botão enquanto se conecta a uma porta USB para entrar no modo Flash do dispositivo

Depois de conectado, os LEDs acenderão em vermelho indicando que o dispositivo está no modo Flash, pronto para carregar o firmware.


Os LEDs acenderão em vermelho indicando o modo Flash

Antes de ligar o dispositivo, verifique se a compilação termina com sucesso. Basta clicar no botão construir (ícone de marca de seleção) e depois de um tempo, se tudo estiver OK, você receberá as mensagens de SUCESSO.


Se você configurou tudo OK antes do dispositivo Flash, verá a mensagem SUCCESS

Agora você está pronto para carregar o firmware personalizado do ESPurna com PlatformIO. Basta pressionar o botão Upload (seta para a direita) no PlatformIO e o adaptador USB-to-Serial começará a piscar e piscar seu dispositivo.
Pressione Upload para fazer o Flash em seu dispositivo

Abaixo um vídeo rápido do processo Flash.



Como fazer o upload do firmware personalizado do ESPurna com PlatformIO

Depois de atualizar o dispositivo, desconecte os fios USB para serial, conecte o sensor DHT22 de acordo (3v3, GND, GPIO14) e ligue-o com um carregador de celular microUSB.


DHT22 / AM2302 Sensor de temperatura e umidade conectado aos pinos soldados 3v3, GND e GPIO14

Na primeira inicialização, o dispositivo iniciará no soft AP criando um SSID Wi-Fi denominado “DEVICE_XXXXXX”, onde DEVICE estará um identificador do seu dispositivo e XXXXXX são os últimos 3 bytes do rádio MAC.

Conecte-se com telefone, PC, laptop, qualquer que seja a essa rede, a senha é “fibonacci”. Uma vez conectado, navegue para http://192.168.4.1

CONFIGURANDO O ITEAD ‘Termostato’

Em primeiro lugar, você será solicitado a responder a um desafio de autenticação. Siga os procedimentos oficiais para configurar seu Wi-Fi e alterar a senha padrão.


Insira as credenciais de login padrão do AP Altere sua senha padrão

Depois de configurado, você deve ver a interface da Web padrão do ESPurna firmware personalizado onde você poderá verificar o status do switch, leituras de valor de temperatura e umidade do sensor DHT22, bem como configurar seus próprios detalhes de Wi-Fi, MQTT, NTP, HTTP API, porta, switches, programação, Thingspeak, Domoticz, Integração com Amazon Alexa ...

ESPurna tem uma grande variedade de recursos interessantes (mais do que o firmware original)!

É por isso que todos devemos adorar projetos de código aberto como este.


Interface da web do ESPurna

O ‘Termostato’ irá comunicar com nosso RaspberryPi 3 via MQTT protocolo e Node-RED irá gerenciar a lógica em seu editor de fluxo dependendo dos valores recebidos pelo sensor e implantar a interface do usuário para interagir. É por isso que você instalou a ferramenta Mosquitto Broker e Node-RED em seu RaspberryPi 3 no início deste tutorial!

Depois de configurar seu dispositivo para conectar à rede Wi-Fi doméstica desejada (painel esquerdo da interface da web -> WIFI, onde você pode verificar as redes e selecionar a desejada), você precisará configurar os detalhes do MQTT conseqüentemente, isso irá combinar com a instalação de seu Mosquitto Broker.

Leia mais detalhes:DIY Virtual Alike Termostato NEST com Node-RED