Hausautomatisierung

Hier stelle ich, eine kleine Tüffttelei meiner Insellösung ein

"OFFLINE Hausautomatisierung"

"" DIY!"" But "NoIoT""

Ganz unten habe ich die App´s / APK-Dateien und Sketche zum downloaden eingestellt.

Da sich die Masse mittler Weile von allen möglichen Einrichtungen, Lobbyisten / Firmen fernsteuern / gläsern machen und somit digital versklaven lässt / schon völlig ungeniert online und in der Cloud lebt, sogar in nichtdeutschen Clouds leben (Viele von ihnen in Clouds, die nicht von deutschen Firmen betrieben werden / dazu nicht einmal auf deutschem Territorium stehen), schicke ich mich nun an, eine einfache und zuverlässige Lösung für Die zu erstellen, die eine Insellösung (NoIoT!!!) der Automatisierung ihrer vier Wände vorziehen.

MAN BEDENKE!

Viele "Cloudservices" laufen auf fremden, nicht in Deutschland stehenden Servern! 

Eine erweiterbare (W)LAN Insellösung der Hausautomatisierung in die sich die verschiedensten Sensoren / Actoren und Geräte integrieren / einbinden lassen, sollte, in dieser Hinsicht, das Ziel sein.

Anfangen möchte ich mit dem Steuern und Schalten von Spannungen / Geräten mittels Relais per (W)LAN.  Und dazu benötigt man nicht all zu viel!

!!! ALLE Steuergeräte (Sensoren Actoren etc.) sind nicht in das elektrische Hausnetz integriert (Vorsteck- /Schaltgeräte) !!! Es Erfolgt kein Eingriff in die vorhandene Hauselektrik / keine Änderung an der installierten Hauselektrik !!! 

Hardware:  - Raspberry Pi / Banana Pi, natürlich auch Windows PC
                 - Erweiterungsboards (nicht unbeding erforderlich)
                 - WiFi Modul ESP 8266-01 (black 1 MB), 5V Relaisbord,

                   (Ein 8266-01 reicht für diese Zwecke mehr als genügend, aus! Er

                   kann sowohl im AP- oder STA- Modus oder sogar in beiden Modi

                   gleichzeitig. Im AP - Modus kann er bis zu 4 weitere Clients

                   verwalten.)
                 - USB TTL - Converter CH340(g), ist fix vorbereitet
                 - 2 Widerstände 1 kohm, Jumperkabel, 2 Taster
                 - Gleichstromquelle 3,3 - 3,8 V (nicht unbedingt erforderlich)
                 - Werkzeug wie : Seitenschneider, Zange, Messgerät, Lötkolben,
          
Betriebssystem: Linux, Android, Mac oder auch Windows

Software:  - SDK (Software Development Kit), Arduino IDE, Flashprogramm
                - Sketche (nicht unbedingt, da Selbsterstellung per Sketchgenerator)
                - Firmware zum Flashen ESP2866-01
                - AT - Commando Bin-Datei

                - Visual code (Linux) Visualstudio community (Windows)

                - MIT App Invetor u. Androidstudio ( Android App - Erstellung)

                -

Sonstiges: - Grundlegende Kenntnisse in Elektronik- /Elektro- /sowie

                  Shaltungstechnik
                - Etwas handwerkliches Geschick / Bastler - Fähig- und Fertigkeiten
                - Linux- und Netzwerkkenntnisse

                - Kenntnisse in der C- / Python- / Lua- und Perlprogrammierung

    Also nur ein weinig Hirnschmalz ((-;

Das ist, grob gesagt alles, was man für den Anfang benötigt. Alles andere ergibt sich aus den weiteren Wünschen in Richtung Hausautomatisierung so nach und nach.

Vorbereitung:

   - Für das Flashen und Reseten (sehr dienlich), habe ich jeweils einen Pin der

     zwei Taster mit einem schwarzen Jumperkabel auf "GPIO GND" des USB

     TTL-Converters gelötet. Die anderen Tasterpin´s habe ich auch jeweils mit

     einem schwarzes Jumperkabel bestückt. Den einen Taster (mit "F"

     gekennzeichnet) und dessen kabelende auf den Pin "GPIO 00" des ESP ge-

     steckt, um ihn damit in den Flashmodus bringen zu können. Den zweiten

     Taster habe ich mit "R" gekennzeichnet und dessen Kabelende auf den "GPIO

      RST" des ESP gesteckt, um diesen reseten zu können.
     (siehe Grafik)
   - Eine externe 3,3V - Versorgung ist nicht zwingend erforderlich, da der CH340

     (Jumper auf VCC und 5V) am Pin 3v3 etwas mehr als 3,3V und genügend /

     ausreichend Leistung bringt.

WER MIT 5V Convertern arbeiten muss, muss sicherstellen dass die Betriebsspannung auf 3,3V herabgeregelt wird und so auch die Signalpegel "RX-TX, TX RX" , da wir sonst mit dem
 Anlegen der Spannung den ESP in einen "Rauchmelder" verwandeln ((-;
 Hier ist das Einbringen von entsprechenden Widerstandes unerlässlich!!!
               

Zur Vorbereitung gehört auch das Erstellen und Compilieren der zu flashenden Software, ausgerichtet nach dem Einsatzzweck des ESP im (W)LAN (ob als AP, als STA oder im Kombimodus AP+STA). Somit auch die Einstellung SSID, IP, Port und die nötige Sicherheitseinstellung (PW-Level). Schon hier muss das Ansteuern der GPIO´s für das Anlegen der Steuerspannung / Schaltspannung auf die Niedervolt- Steuerkontakte von Relais I und II Berücksichtigung finden (Relais I: An/Aus, dito Relais II).
      
Auf die Benutzung der verschiedenen Anwendungen (Arduino, SDK, HDK) werde ich hier nicht eingehen, das kann sich Jeder per Recherche im WWW aneignen.

Der Flashvorgang an sich, ist relativ simpel.

Den ESP mit dem USB TTL-Converter Verbinden (dabei ist zubeachten, das der USB-Converter noch nicht mit dem PC verbunden ist). Nun Das Flashprogramm Starten, die nötigen (compilierten) Dateien laden sowie das Flashprogramm richtig konfigurieren. Sind diese Tätigkeiten erledigt, stecken wir den USB-Converter BEI GEDRÜCKTEM "F" - TATSER an den PC an (danach kann der "F"-Taster wieder freigegeben werden). Bevor der Flashvorgang gestartet wird, vergewissern, ob der RICHTIGE COM-Port im Flashprogramm eingestellt ist.

Ich habe mir das etwas bequemer gemacht.

Der ESP8266 ist über den CH340 bei mir dauerhaft am PC angesteckt (nur der Jumperstecker "VCC des ESP ist bis zum Flashbeginn abgezogen"). So brauche ich nur den VCC - Junperstecker des ESP (kurz vorm Flashen) BEI GEDRÜCKTEM "F"-Taster auf den Pin VCC des ESP stecken. Somit wird der ESP erst jetzt mit Spannung versorgt und in den Flashmodus gebracht.
Auf diese Weise kann ich den richtigen Port (siehe Gerätemanager) auch im Vorfeld (Konfiguration des Flashprogramms) einstellen. Macht den Flashpart bequemer.

Das wars auch schon.

Nach Durchlaufen des Flashvorganges (in der Regel erscheint die Meldung "finish... COM-Port disconneted") wird kurz der "Reset-Taster" betätigt und danach kann der ESP wieder vom USB-TTL - Converter getrennt und an seinem Platz in Betrieb genommen werden.

Hier die erste App, zum Download.

Obwohl für HDTV´s optimiert, können die App´s  problemlos auf allen Androidgeräten (ab 2.1) benutzt werden.

Wie der Name der App´s schon sagt, schalte ich damit Relais im WLAN ! Ein Schalten über das WWW (IOT) ist aus den zuvor genannten Gründen gewollt, nicht möglich. Diese können (unten) heruntergeladen werden.

Erstellt mit Hilfe der Programmierumgebung App Inventor des Massachusetts Institute of Technology.

Ich habe zusätzlich eine Relais - Webseite programmiert und mit Hilfe der Arduino IDE auf die NodeMCU aufgespielt.

So ist es möglich, die Relais entweder per App oder einem Browser auf X - beliebigen Geräten (Handy, Tablett, PC, Fernseher, HiFi Anlage, Spiele Konsole etc. etc. etc.), unabhängig vom Betriebssystem, zu steuern.

Auch sie können (unten) heruntergeladen werden.

Nun werde ich mich mal an die Sprachsteuerung der Komponenten wagen, die ebenfalls local (NOIOT) erfolgen soll. Also OHNE Siri, Alexa & Konsorten.

Hier die abgespeckte Variante, wer nur etwas einzeln Schalten /Switchen will!