DIY Virtual Alike NEST Thermostat mit Node-RED

Erstellen Sie Ihren eigenen Virtueller DIY-NEST-Thermostat zum Einstellen und Steuern der Temperatur Ihres Hauses, wo immer Sie sind, von Ihrem gewünschten Gerät aus.

Geschichte

Hallo zusammen! Was ist los Makers?!

Dies ist mein erstes Projekt, das ich mit der Hackster-Community teilen möchte!

Ich habe dieses Projekt erstellt, weil es bei meiner Schichtarbeit immer ein Albtraum war, jede Woche mein Old-Home-NO-InternetOfThings-device-Thermostat aufgrund meiner Schichten manuell einzurichten und zu konfigurieren regelmäßig.

Also brauchte ich eine Lösung, mit der ich mein Heizsystem überall ein- oder ausschalten kann, einige Minuten bevor ich nach Hause komme und dann… auch zu Hause etwas Energieeffizienz sparen kann!

Da mir der NEST-Design-Thermostat schon immer gut gefallen hat, habe ich am Ende einen virtuellen ähnlichen gebaut!

Sie könnten Temperatur und Luftfeuchtigkeit überwachen Ihres Wohnzimmers  und (natürlich) Ihre Heizungsanlage von überall aus direkt von jedem mit dem Internet verbundenen Gerät (PC/Tablet/Mobil) ein- und ausschalten.

Sobald wir die Geschichte hinter diesem Projekt und sein Ziel kennen, fangen wir an!

INSTALLIEREN DER SOFTWARE !

1. Raspbian Stretch OS auf RaspberryPi 3 einrichten

2. Mosquitto Broker auf RaspberryPi 3 installieren

3. Node-Red auf RaspberryPi 3 installieren

4. Installieren Sie Atom+PlatformIO auf Ihrem PC

HACKING HARDWARE !

Das Gerät zum Ein- und Ausschalten des Heizsystems ist das ITEAD 1CH. Ich habe mich für dieses Gerät entschieden, weil es klein, wirklich sehr günstig ist und über einen Micro-USB-Anschluss mit einem 5V-Handy-Ladegerät betrieben werden kann. Wie Sie sehen können, ist dies ein perfektes DIY-Wi-Fi-Relaismodul, das ITEA bereit zum Basteln verkauft.

1 CHANNEL INCHING / SELF-LOCKING WIFI WIRELESS SWITCH 5V 12V

Es wird mit einer proprietären Software (auch bekannt als Firmware) geliefert, die mit einer mobilen Anwendung namens EWeLink funktioniert.

Wo liegt das Problem? Sie müssen sich registrieren. Nach der Anmeldung können Sie jedes mit den Relaisanschlüssen verbundene Gerät ein- und ausschalten. Aber hey! Wir sind Macher! Wir wollen unsere gekauften Geräte nutzen/hacken und sind nicht auf externe Anbieter, Server und Applikationen angewiesen! Wir wollen unsere eigene Infrastruktur machen! Datenschutz!

Hier beginnt Hardware-Hacking…

Der beste Teil kommt, wenn Sie feststellen, dass Sie die Original-Firmware des Geräts ändern und eine andere herstellerunabhängig installieren können. Da das Gerät auf dem Modul ESP2866 basiert, gibt es nur wenige Open-Source-Projekte für dieses Modul, und ich habe mich besonders in eine namens ESPurna Firmware verliebt.

ESPurna Firmware + DHT22 Sensor hinzufügen

ESPurna („Funke“ auf Katalanisch) ist eine benutzerdefinierte Firmware für ESP8266-basierte intelligente Schalter und Sensoren. Es verwendet das Arduino Core für ESP8266-Framework und eine Reihe von Bibliotheken von Drittanbietern.

Dank der großartigen Artikel, die von seinem Autor (@xoseperez) veröffentlicht wurden, und seiner wunderbaren Hilfe auf Twitter konnte ich lernen, wie man die benutzerdefinierte Firmware ändert, erstellt und flasht das Gerät neu hinzufügen Funktionen das kam nicht beim Kauf.

Beim Surfen im Internet nach Details zu den Geräteschaltplänen habe ich die GPIO-Pinbelegung des PSA-01-Moduls (ESP8266-basiert) gefunden.

ITEAD PSA-01 GPIO Pinout

Da es auf ESP2866 basiert, vermute ich, dass es einige GPIOs zur Interaktion haben könnte… Und ich hatte Recht ! Außerdem habe ich überprüft, ob ITEAD andere Arten von Produkten wie SonOff TH10/TH16 anbietet, die mit einer Audiobuchse zum Anschließen eines Temperatur-/Feuchtesensors ausgestattet sind.

Nachdem ich überprüft hatte, dass ITEAD-Produkte durch das Hinzufügen weiterer Sensortypen gehackt werden können, fragte ich mich, ob ich einen zu meinem Gerät ITEAD 1-CH hinzufügen könnte. Es wäre interessant, dem intelligenten Wi-Fi-Relais einen Sensor hinzuzufügen, um die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit des Raums zu überwachen, in dem er platziert ist, und dann damit eine Art Thermostat zu erstellen.

Also habe ich versucht, einige Pins direkt über die GPIO-Pins des PSA-01-Moduls zu löten, um einen DHT22-Sensor anzuschließen. Sie müssen nur 3 Pins anlöten (GND, 3v3 und GPIO14) zum Anschließen und 3 Pins (RX, TX, GND) um das Modul zu flashen. Ich habe endlich Pins in allen GPIO gelötet, aber es ist nicht zwingend, da wir nur GPIO14 verwenden.

Detail der gelöteten Pins

Jetzt ist es an der Zeit, die richtigen Quelldateien zu ändern, die benutzerdefinierte ESPurna-Firmware aufzubauen und zu überprüfen, ob das Gerät die Daten vom hinzugefügten Sensor liest.

PlatformIO – Erstellen der benutzerdefinierten Firmware

Nach der Installation von Atom+PlatformIO müssen Sie die neueste Version der benutzerdefinierten ESPurna-Firmware herunterladen und extrahieren.

Projektordner hinzufügen (Datei-> Projektordner hinzufügen) und den Ordner mit dem Namen code auswählen aus dem kürzlich extrahierten Ordner.

Jetzt wird das Projekt der Projektspalte (linker Bereich) hinzugefügt.

Sie müssen ändern die folgenden Quelldateien entsprechend wie die folgenden Bilder zeigen.

/config/sensors.h

Setzen Sie DHT_SUPPORT auf 1 und DHT_PIN auf 14

/platformio.ini

Set env_default =itead-1ch-inching

Jetzt können wir flash unser Gerät mit der ESPurna Custom Firmware!

Verbinden Sie Ihre USB-zu-Seriell-Kabel wie folgt mit dem ITEAD-Gerät:

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

Angeschlossene USB-zu-Seriell-Gerätekabel an die Lötstifte des ITEAD 1-CH WiFi Switch

Um ein ITEAD-Gerät zu flashen, müssen Sie in den Flash-Modus wechseln. Dies kann ganz einfach durch die Stromversorgung des Boards (verbinden Sie es mit einem USB-Port Ihres PCs) erfolgen, während Sie die Taste drücken, die sich näher am Micro-USB-Anschluss befindet.

Drücken Sie die Taste, während Sie eine Verbindung zu einem USB-Port herstellen, um in den Flash-Modus des Geräts zu wechseln

Nach dem Anschließen leuchten die LEDs rot und zeigen an, dass sich das Gerät im Flash-Modus befindet und zum Hochladen der Firmware bereit ist.

Die LEDs leuchten rot und zeigen den Flash-Modus an

Vor dem Flashen des Geräts überprüfen Sie, ob der Build erfolgreich abgeschlossen wurde. Klicken Sie einfach auf den Build-Button (Häkchen-Symbol) und nach einer Weile, wenn alles in Ordnung ist, erhalten Sie die SUCCESS-Meldungen.

Wenn Sie vor dem Flash-Gerät alles OK konfiguriert haben, wird die SUCCESS-Meldung angezeigt

Jetzt können Sie die benutzerdefinierte ESPurna-Firmware mit PlatformIO hochladen. Drücken Sie einfach die Upload-Taste (Pfeil nach rechts) auf PlatformIO und der USB-zu-Seriell-Adapter beginnt zu blinken und Ihr Gerät zu flashen.

Drücken Sie Hochladen, um Ihr Gerät zu flashen

Unten sehen Sie ein kurzes Video des Flash-Vorgangs.

So laden Sie benutzerdefinierte ESPurna-Firmware mit PlatformIO hoch

Sobald das Gerät geflasht ist, trennen Sie die USB-zu-Seriell-Kabel, schließen Sie den DHT22-Sensor entsprechend an (3v3,GND,GPIO14) und schalten Sie ihn mit einem microUSB-Mobiltelefonladegerät ein.

DHT22/AM2302 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, verdrahtet mit Lötstiften 3v3, GND und GPIO14

Beim ersten Booten startet das Gerät auf einem Soft-AP und erstellt eine Wi-Fi-SSID namens "DEVICE_XXXXXX", wobei DEVICE . sein wird eine Kennung Ihres Geräts und XXXXXX sind die letzten 3 Bytes der Radio-MAC.

Verbinden Sie sich mit Telefon, PC, Laptop oder was auch immer mit diesem Netzwerk, das Passwort lautet "fibonacci". Navigieren Sie nach der Verbindung zu http://192.168.4.1

KONFIGURIEREN DES ITEAD „Thermostats“

Zunächst werden Sie zu einer Authentifizierungs-Challenge aufgefordert. Bitte befolgen Sie die offiziellen Verfahren, um Ihr WLAN einzurichten und das Standardpasswort zu ändern.

Geben Sie die Standard-AP-Anmeldedaten einÄndern Sie Ihr Standardpasswort

Nach der Konfiguration sollten Sie die standardmäßige Weboberfläche von ESPurna sehen benutzerdefinierte Firmware, mit der Sie den Status der Schalter-, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte des DHT22-Sensors überprüfen sowie Ihre eigenen WLAN-Details konfigurieren können, MQTT, NTP, HTTP-API, Port, Schalter, Zeitplan, Thingspeak, Domoticz, Amazon Alexa-Integration…

ESPurna hat eine große Auswahl an netten Funktionen (mehr als die Original-Firmware) !

Deshalb sollten wir alle Open-Source-Projekte wie dieses lieben.

ESPurna Webinterface

Der ‘Thermostat‘ wird kommunizieren mit unserem RaspberryPi 3 über MQTT Protokoll und Node-RED wird die Logik in seinem Ablaufeditor verwalten abhängig von den vom Sensor empfangenen Werten und Bereitstellung der Benutzeroberfläche Mit etwas interagieren. Aus diesem Grund haben Sie zu Beginn dieses Tutorials Mosquitto Broker und das Node-RED-Tool auf Ihrem RaspberryPi 3 installiert!

Sobald Sie Ihr Gerät für die Verbindung eingerichtet haben zu Ihrem gewünschten WLAN-Heimnetzwerk (linker Bereich der Weboberfläche -> WIFI, wo Sie Netzwerke scannen und das gewünschte auswählen können) Sie müssen die MQTT-Details einrichten entsprechend wird das mit der Installation Ihres Mosquitto Brokers übereinstimmen.

Weitere Informationen:DIY Virtual Alike NEST Thermostat mit Node-RED