Steuern Sie Ihr automatisches Schiebetor mit Home Assistant und ESPHome - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Der folgende Artikel ist ein Feedback zu meinen persönlichen Erfahrungen mit der Steuerung des automatischen Schiebetors, das ich an meinem Haus installiert hatte. Dieses Tor mit der Marke "V2 Alfariss" wurde mit einigen Phox V2-Fernbedienungen versehen, um es zu steuern. Ich habe auch eine Google Nest Hello-Türklingel, die leider nicht an die Schiebetorsteuerung angeschlossen werden kann, um das Tor über die mobile App aus der Ferne zu öffnen. Für mich bestand eine Möglichkeit, diese Einschränkung zu lösen, darin, eine Möglichkeit zu finden, die automatische Schiebetorsteuerung mit dem Internet zu verbinden. Mit diesem neuen, vernetzten Tor kann ich Anwendungsfälle wie die Steuerung des Schiebetors mit meinem Handy beantworten. Ich habe dies erreicht, indem ich Home Assistant, ESPhome und ein paar elektronische Teile verwendet habe.

Die Idee hinter diesem Artikel ist nicht, Ihnen etwas Fertiges zu geben, sondern Sie zu inspirieren. Denken Sie daran, wenn Sie nicht genau das gleiche automatische Tor haben, vergessen Sie nicht, die technische Dokumentation für Ihr Modell herunterzuladen und zu lesen. Passen Sie es an und verbessern Sie es. Warnung: Seien Sie vorsichtig und vergessen Sie nicht, den Strom auszuschalten, bevor Sie die Hauptsteuerung öffnen. Genießen!

Lieferungen

• Werkzeuge:

  • Schraubenzieher
  • Lötkolben
  • Multimeter

• Teile:

  • Raspberry PI 3 (kompletter Satz: 2A Alim + 32GB SD-Karte)
  • ESP8266 Wemos D1 mini
  • 2 Relaismodule
  • 2 Widerstände 10k
  • Leiterplatte für Prototyping
  • Drähte

Schritt 1: Wie funktioniert es?

Die größte Herausforderung besteht hier darin, das automatische Schiebetor mit einem Smartphone zu verbinden. Lassen Sie uns dazu das automatische Schiebetor in ein IOT-Gerät verwandeln. Natürlich gibt es mehrere Möglichkeiten, dies zu erreichen. In meinem Fall habe ich mich nach einigen Experimenten für Folgendes entschieden:

• Verwenden von Home Assistant als Hub zur Steuerung des Portals und zum Empfangen von Anfragen eines Benutzers.
• Installieren von ESPHome als Firmware im ESP8266.

• Elektronische Teile:

  • Eine Prototyp-Leiterplatte zum Löten und Verbinden von Komponenten
  • Zwei Relais zur Simulation eines Drucktasters zum Öffnen oder Schließen des Tors
  • Ein altes 5V Netzteil zur Stromversorgung des ESP8266
  • Zwei Widerstände zum Teilen der Spannung vom Öffnen/Schließen-Sensor
• Eine Internetverbindung mit einem Router (benötigt NAT-Regelkonfigurationsfunktion)
• Ein DuckDNS-Konto, um die Namensauflösung für Ihren Home Assistant zu ermöglichen
• Ein Mobiltelefon zum Installieren der Home Assistant App und ein Widget auf dem Bildschirm

Der Fluss

Schauen Sie sich das Schema an, um es besser zu verstehen.

1. Von Ihrem Mobiltelefon aus drücken Sie auf das Widget der mobilen Home Assistant-App
2. Eine Anfrage wird an Ihre Home Assistant-Webadresse gesendet (gelöst von DuckDNS und TLS von let's encrypt).
3. Ihr Internetrouter leitet die Anfrage an die Home Assistant-Anwendung weiter
4. Home Assistant sendet die Anfrageaktion an ESPHome
5. ESPHome löst den automatischen Schiebetormotor aus
6. Champagner !

Schritt 2: Home Assistant auf Raspberry PI installieren und einrichten

Home Assistant kann als Drehscheibe für all Ihre IOT-Sachen zu Hause angesehen werden. Es wird ein guter Ort sein, um alle angeschlossenen Geräte zu steuern und viele Funktionen hinzuzufügen. Die wichtigsten Funktionen, die mir am besten gefallen, sind das Dashboard, die API und die Vielfalt der Add-Ons.

Installation

Ich habe eindeutig keine zusätzlichen Werte, um Ihnen zu sagen, wie Sie Home Assistant einrichten und installieren. Tatsächlich kannte ich diese Software vor diesem Projekt nicht. Die wichtigsten Artikel sind:

• Installieren Sie Home Assistant mit diesem Artikel

• Die Netzwerkkonfiguration für Home Assistant finden Sie hier:

  github.com/home-assistant/operating-system…

• Installieren Sie ESPHome damit:
• Installieren Sie das DuckDNS-Add-on für Home Assistant:
• Datei-Editor-Plugin installieren (nützlich):

Nach all diesen Punkten haben Sie einen schönen Home Assistant, der auf Ihrem Raspberry PI läuft. Sie müssen es über HTTP und eine lokale IP erreichen können oder versuchen Sie es mit

Aufbau

Konfigurieren Sie DuckDNS mit Ihrer Domain und mit dem Token. Zum Beispiel seht ihr auf den Bildern ein Stück meiner Konfiguration. Vergessen Sie nicht, accept_terms mit "true" zu akzeptieren.

lets_encrypt:

Accept_terms: true Zertifikatdatei: fullchain.pem Schlüsseldatei: privkey.pem Token: 92f56bb2-2c26-4802-8d4d-xxxxxxxxxxxx Domains: - nameofyourchoice.duckdns.org Sekunden: 300

Ich entscheide mich, HA mit einer statischen IP zu konfigurieren, weil es einfacher ist und Sie sicher sind, dass die IP nach einem Neustart gleich ist und dann Ihre Portweiterleitungsregeln weiterhin funktionieren: https://github.com/home-assistant/ Betriebssystem…

In meinem Fall füge ich ein Konfigurationselement in der Datei configuration.yaml hinzu, da DuckDNS nicht das https verwaltet, sondern nur das Let's-Encrypt-Zertifikat und das DuckDns-Update:

http:

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

Schritt 3: Die benutzerdefinierte elektronische Platine zur Verbesserung des automatischen Schiebetors

Vielleicht war es der ungewöhnlichste Teil für mich, weil ich normalerweise mehr Software-Zeug als Hardware verbessere. Ich habe mit einem Steckbrett und einer sehr einfachen Schaltung begonnen, nur um zu überprüfen, ob ich ein Programm in den Wemos D1 mini hochladen und eine LED blinken lassen kann. Dann habe ich die Firmware für das ESPhome geändert und folge diesem perfekten Einstiegsartikel:

Nach einigen Iterationen, um die richtige Schaltung zu finden, habe ich es mit Fritzing dokumentiert. Nehmen Sie sich Zeit für diesen Schritt, da es kein Zurück mehr gibt, wenn alles gelötet ist (nicht genau, aber kein einfaches Rollback). Ich habe versucht, den Eingangssensor vom automatischen Schiebetor zu simulieren, aber dies war ein Fehler (das Warum erkläre ich später). Ich persönlich fand, dass Fritzing ein gutes Werkzeug ist, um zu dokumentieren, was Sie auf dem Steckbrett verdrahten.

Hinweis: Sie finden hier in den ESPhome FAQ einen guten Ausgangspunkt, wenn Sie Ihr ESPHome für die erste Initialisierung nicht mit dem Home Assistant verbinden können. Nachdem die Firmware hochgeladen wurde, können Sie "over the air" (OTA) hochladen.

Relais zum Aktivieren des Öffnen/Schließen-Triggers

In der technischen Spezifikation des automatischen Schiebetors ist festgelegt, dass Sie einen Stromkreis zwischen "START" und "COM" schließen müssen, um eine Aktion zum Öffnen/Schließen des Tors (die vollständige Öffnung) auszulösen. Ein geschlossener Kreis zwischen "START. P" und "COM" löst eine Aktion zum Öffnen/Schließen des Tors für Fußgänger aus. Ich habe das "STOP" nicht verwendet, aber dies ist das gleiche Konzept, aber das Tor beim Öffnen oder Schließen zu stoppen.

Bei der Auswahl der elektronischen Komponenten habe ich mich für ein Relais anstelle eines Transistors entschieden. Transistoren sind nett, aber sie bieten keine Garantie dafür, dass die Schaltung perfekt geschlossen ist. Ich denke, dass sie einen sehr geringen Strom in den Stromkreis fließen lassen können. Ein weiterer Vorteil des Relais besteht darin, dass Sie beim Testen Ihrer Schaltung grundsätzlich mit dem Ton "clic" hören, wenn der Kontakt geschlossen ist.

Rufen Sie den offenen Sensorstatus ab

Am Anfang dachte ich daran, einige magnetische Sensoren zu verwenden, um den geöffneten oder geschlossenen Zustand des Tors zu erkennen. Aber ich habe festgestellt, dass es am Controller einen Stecker gibt, der "Grenzwertsensor" erwähnt. Offensichtlich nicht für den Gebrauch gemacht (von Geeks wie mir), habe ich mit einem Kontakttester festgestellt, dass ich den Zustand öffnen oder schließen kann, wenn ich das Tor öffne. Ich habe einen großen Fehler gemacht, weil ich dachte, der Zustand sei eine Art TTL-Logikspannung (3,3 V). In diesem Fall können Sie sie direkt an Wemos Input anschließen. Tatsächlich liegt jedoch beim Öffnen des Gates eine Ausgangsspannung von 6,3 V an. Um dieses Signal zu verwenden, müssen Sie die Spannung mit dieser Art von Schaltung teilen https://www.learningaboutelectronics.com/Articles/H… Die Lösung ist ziemlich einfach, da die Spannung durch zwei geteilt werden muss. Ich habe also zwei 10 Kohms-Widerstände zwischen dem Grenzwertsensorausgang und dem Wemos-Eingang verwendet (siehe auch hier die beigefügten Bilder für ein Schema).

Günstiges 5V Netzteil

Um all diese Komponenten mit Strom zu versorgen, verwende ich ein altes Handy-Netzteil. Ich öffnete es und änderte den Stecker auf ein kleines Steckerkabel mit Schraube. Ich habe mich auch entschieden, die beiden Platinen (besonders und Netzteil) mit Heißkleber zu verbinden (ja ich weiß, das ist etwas schmutzig, aber es funktioniert:-). Nicht die sauberste Sache aller Zeiten, aber einfacher zu handhaben und das Berühren der 220 V zu vermeiden.

Das ist alles für den Hardware-Teil.

Schritt 4: ESPHome-Firmware zum Ausführen auf dem PCB-Prototyp

Die Logik im ESP8266 wird über das ESPHome-Add-on des Home Assistant-Portals eingefügt. Sie codieren die Logik, die ESPHome ausführt. Die sehr kleine Art von Anwendung muss Code mit ESPHome-Syntax sein. Es ist wirklich einfach und macht Spaß, denn mit nur wenigen Zeilen YAML wird Ihr ESP8266 schnell zu einem intelligenten Ding. Der vollständige Quellcode ist hier verfügbar: https://gist.github.com/toomone/819112ea1b04937912… Konzentrieren wir uns auf den wichtigen Teil des Codes.

Steuerung der Relais

Wie bereits erwähnt, kann die automatische Schiebetorsteuerung mit nur einem kurzen Impuls (Schließkreis) zwischen zwei Eingängen eine Öffnungs- oder Schließaktion auslösen. Dazu müssen Sie eine Switch-Sektion mit wenig Konfiguration konfigurieren. Konzentrieren wir uns beispielsweise auf den Teil, der die Teilöffnung des Tors aktiviert (öffnen oder schließen) soll (z. B. für einen Fußgänger erforderlich).

Schalter:

- Plattform: gpio-Pin: D3 // die PIN-Nummer, bei der das Signal auf dem Wemos ausgegeben wird id: relay restore_mode: ALWAYS_OFF - Plattform: Vorlagenname: "Gate Pedestrian Remote" icon: "mdi:walk" turn_on_action: // the vom ESPHome auszuführende Logik, um einen Impuls zu simulieren - switch.turn_on: Relais - Verzögerung: 500ms - switch.turn_off: Relais

Der vorherige Code generiert einen Schalter und eine Vorlage. Diese beiden Konzepte ermöglichen es ESPHome, einen verbesserten Mechanismus ohne echte Codierung anzubieten. Ich lade Sie ein, die ESPHome-Dokumentation zu lesen, um die angebotenen Funktionen zu vertiefen. https://esphome.io/cookbook/relay.html und

Status des Sensors „Öffnen“lesen

binär_sensor:

- Plattform: gpio-Pin: Nummer: D1 invertiert: wahrer Name: "Sensor öffnen" ID: open_sensor device_class: garage_door

Dieser Teil des Skripts weist das wemos-Board an, den Status des offenen Sensors auf D1 zu lesen. Um D1 zu finden, lesen Sie einfach auf Ihrer Wemos-Platine. Ich habe den Parameter "invertiert" auf true verwendet, um den Signalwert zu invertieren. Ich erinnere mich nicht an den klaren Grund, aber ich denke, dass es einfach war, geschlossen oder geöffnet entsprechend dem Portalstatus auf dem HA-Dashboard anzuzeigen.

API-Aufruf an ESPHome zulassen

Wenn Sie das Home Assistant-Widget auf Ihrem Telefon verwenden möchten, müssen Sie diesen kleinen Code hinzufügen:

# Home Assistant-API aktivieren

api: services: - service: open_portal_pedestrian dann: - switch.turn_on: Relais - Verzögerung: 500ms - switch.turn_off: Relais

Auf diese Weise listet der Konfigurator der Home Assistant-App die Aktion zum Öffnen des Portals auf. Ich habe nur die für Fußgänger ausgewählt, da ich diese am häufigsten verwende.

Schritt 5: Stellen Sie Ihren Home Assistant der Welt aus

Denn Sie möchten Ihr automatisches Schiebetor von überall auf der Welt öffnen können und nicht nur von zu Hause aus, Sie müssen Ihre HA der Welt aussetzen. Übrigens, verwenden Sie unbedingt eine starke Passwort-Authentifizierung. Auf Ihrem Internetrouter müssen Sie eine Regel konfigurieren, um den gesamten Datenverkehr, der von einem bestimmten Port kommt, an eine bestimmte IP und auch einen Port zu leiten. Zum Beispiel finden Sie die Konfiguration, die ich auf meinem Provider-Router vorgenommen habe (sorry, es ist auf Französisch), aber Sie werden feststellen, dass es sich um eine wirklich einfache Konfiguration handelt. Die Regel muss Ihren Router anweisen, alle Protokolle auf Port xxxx zu akzeptieren, um auf die Home Assistant-IP mit Port 8123 zu gehen (wenn Sie ihn nicht geändert haben).

Das ist alles. Zögern Sie nicht, Fragen zu stellen, da ich sicherlich vergessen habe, Details zu einem bestimmten Teil hinzuzufügen. Das System funktioniert jeden Tag ohne Probleme. Ich mag auch die Tatsache, dass ich den Status des Öffnens oder Schließens des Portals von meinem Telefon aus anzeigen kann.