Kokeiluja kotiautomaation saralla

Rakennus-, kiinteistö- ja kotiautomaatio, älykoti. Kaikki termejä, joilla yleensä tarkoitetaan viihtyvyyden, turvallisuuden tai energiankulutuksen parantamiseen käytettyjä, automatisoitavissa olevia ratkaisuja. Rahalla saa ja hevosella pääsee? Vai voisiko aiheeseen perehtyä pienelläkin kustannuksella?

Nykyisenkaltaisen kotiautomaation kehittymisen ajatellaan alkaneen energiakriisin aikana, jolloin oli vahvaa tilausta teknisille ratkaisuille, joilla saatettiin seurata ja hallita energiankulutusta. Sen jälkeen markkinalle on pukannut enevässä määrin tuotteita ja palveluita, joilla voidaan säätää huonekohtaisesti lämmitystä, valaistusta ja ilmanvaihtoa, parantaa kameroin sekä hälytys- ja kulunvalvontajärjestelmin turvallisuutta (tai sen tunnetta), seurata ennakoiden ja reagoiden sähkö-, kosteus-, vesi- ja viemäriasioita, pitää silmällä tietoverkon tilannetta ja niin edelleen. Unohtamatta tietenkään monenlaisen viihde-elektroniikan kytkeytymistä kodin kokonaisuuteen.

Kotiautomaatiojärjestelmissä voidaan yksittäisten tietojen seurannan ja kohdekohtaisen, automaattisen säätämisen lisäksi yleensä luoda ennalta määriteltyjä tilanteita, jolloin vaikkapa kotiin saavuttaessa asetetaan yksittäisellä napin painalluksella hälytysjärjestelmä pois, sytytetään valot halutuissa kohteissa (ja väreissä), laitetaan lempimusiikki soimaan ja sauna lämpiämään. Tai sitten voidaan matkalla pitempään ollessa simuloida kotona iltarutiineja siten, että ohikulkevista näyttää, että siellä se asukas siirtyy illan kuluessa huoneesta toiseen ja viimein sammuttaa makuuhuoneensa valot…

Järjestelmän äly verkossa vai paikallisesti?

Järjestelmää valittaessa todennäköisesti merkittävin linjaus liittyy siihen, haluaako järjestelmän älyn sijaitsevan ”pilvessä” vai onko kaiken omassa hallinnassa paikallisessa verkossa. Kaupalliset toimittajat preferoivat yleensä ensinmainittua ratkaisua ainakin siksi, että palvelun edelleenkehittäminen ja uusien ominaisuuksien käyttöönotto on sekä heille että asiakkaalle näin helpompaa. Jälkimmäinen valinta ei käytännössä ole mahdollinen ilman jonkinlaista omaa harrastuneisuutta.

Pilvipohjaisiin järjestelmiin liittyy kuitenkin riskejä. Asiaan tutustuessani törmäsin tapauksiin, joissa palveluntarjoajan käyttökatkos on halvaannuttanut asiakkaan kotiautomaation kokonaan. Lisäksi moni suhtautuu vähintäänkin epäillen siihen, että erilaiset sensori- ja tilatiedot, saati kameroiden keräämät videot, ovat ulkoisen palveluntarjoajan hallussa. Mieleen voi nousta esimerkiksi kysymyksiä siitä kuinka hyvin tiedot ovat tallessa, miten hyvin ne on suojattu ja ei kai palveluntarjoaja vain tee minun tiedoillani jotain omaa liiketoimintaa…?

Valitessaan paikallisen järjestelmän lähestymistavan käyttäjä ottaa kantaakseen vastuun mm. ohjelmistojen päivityksestä ja varmuuskopioinnista sekä tietoturvaan liittyvistä asioista. Toisaalta, hänellä on silloin myös mahdollisuus vaikuttaa näihin asioihin.

Suljettu vai avoin järjestelmä?

Yksiselitteisesti helpoin tapa lähteä liikkeelle on hankkia jokin markkinalla oleva, omiin tarpeisiin sopivan tuntuinen järjestelmäkokonaisuus. Valikoimaa alkaa löytyä Lidl- ja IKEA-hintatasosta lähtien, joka kertonee tämän sektorin kiinnostavan jo todella monenlaisia toimijoita. Useimmat yritykset lähestyvät kotiautomaatiota ydinalueeltaan, joka yleensä kattaa vain osan kokonaisuudesta. Hinta- ja ominaisuuskisassa kun voi helposti muskeli loppua kesken, jos yrittää haukata määräänsä isomman palan kakusta. Toimittajakohtaisten järjestelmien etu on usein palvelun käyttöönoton jouhevuudessa ja tarjottujen laitteiden timanttisessa yhteensopivuudessa. Haittapuolena voidaan mainita palvelun kehitystyön pysyminen vain heidän käsissään sekä realiteetti, että mikäli järjestelmät tukisivatkin avoimia standardeja, löytyy niistä usein erottautumissyistä toimittajakohtaisia, epäyhteensopivia laajennuksia.

Avoimemmat kotiautomaatiojärjestelmät lähestyvät asiaa toisin. Ne pyrkivät tarjoamaan integroituvuutta suureen joukkoon erilaisia laitteita ja järjestelmiä tavoitteena yksi paikka, josta voi hallita koko kiinteistön automaatiota. Avointen järjestelmien toteuttamat integraatiot eivät välttämättä ole aivan plug’n’play, yhteensopivuus ei aina täydellistä eivätkä kaikki integroitujen laitteiden tai järjestelmien lisäominaisudet eivät ole käytössä. Toisaalta avointen järjestelmien valtteina ovat erittäin laaja laitteiden tarjonta (myös hintamielessä), monesti kaupallisia ripeämpi kehitystahti, usein myös laaja ja kokemuksiaan sekä oppejaan avoimesti jakava käyttäjäkunta sekä mahdollisuus kattaa kaikki oman kotiautomaation tarpeen jollakin tavalla. Viimeksimainittu voi tarkoittaa myös hyvinkin pieniä räätälöintejä, joihin millään kaupallisella taholla ei välttämättä olisi edes intressiä laajentaa. Saattaa olla, että oma preferenssini alkaa käydä lukijalle selväksi…?

Järjestelmän valinta

Arvasit oikein! Valitsin lähteä liikkeelle avoimesti kehitetyn järjestelmän kanssa.

Potentiaalisia kotiautomaatioalustoja löytyy tällä hetkellä useita. Aikaisemmin olin testannut hetken Domoticz’iä, mutta nyt kiinnostavimmaksi näytti kohoavan Home Assistant. Se kehittyy hurjalla vauhdilla ja tukee kasvavaa määrää erilaisia integroitavia laitteita ja palveluita. Tällä hetkellä tuettavien integraatioiden määrä on yli 1.700, joka kertoo paitsi markkinalla olevien laitteiden ja palvelujen suuresta kirjosta, mutta myös Home Assistantin joustavuudesta ja kyvystä taipua moneen ja koota sateenvarjonsa alle ties vaikka mitä.

Home Assistant-softan voi asentaa monenlaiseen rautaan, mutta helpoiten pääsee liikkeelle Raspberry Pi:n kanssa. Itse hankin Raspberry Pi 4 Model B:n 8Gb muistilla. MicroSD-muistikortille helposti flashatty image käynnistää Pi:n käynnistyessä Home Assistantin automaattisesti. Helpompaa ei juuri voisi olla.

Koska pidin ajatuksesta, että laitteiden hallinta ei ole pilvessä, päädyin tilaamaan Zigbee-protokollalla laitteita ohjaavan Phoscon Conbee II USB-tikun, pari erilaista langatonta painiketta (Xiaomi ja Aqara), joitakin langattomia lämpö- ja kosteusantureita (Aqara) sekä liikesensoreita (Aqara) — kaikki Zigbee-laitteita. Vanhastaan eli Domoticz-kokeilun jäljiltä, laatikosta löytyi myös 433 MHz radiotaajuudella operoiva RFXtrx433XL USB-yksikkö sekä jokunen sen kanssa juttelevia, edullisia Telldus-lämpömittareita. Näiden kaveriksi nappasin matkaan kauppareissulla Lidlistä kolme etäohjattavaa, Silver Crest -tuotemerkillä myytävää Zigbee-yhteensopivaa pistorasiaa.

Näitä järjestelmään liittäessäni totesin, että Home Assistantin avulla löytää liitettävät laitteen helposti ja niistä saa tietoja näkyviin varsin yksinkertaisesti. Samoin useitakin laitteita käyttävien automaatioiden luominen on suoraviivaista.

Ensimmäiset kokeilut

Ohessa lista kokeiluista, joita olen tähän asti toteuttanut

  1. Home Assistant -appsilla sekä kahdella langattomalla painikkeella saa helposti pari valoa päälle/pois.
  2. Home Assistant -appsista näkee paikallisen sääennusteen.
  3. Samaisia painikkeita kahdesti painamalla (ja appsilla) saa Sonos-kaiuttimeen radion päälle/pois.
  4. Ulko- ja sisälämpötila näkyvät Home Assistantissa.
  5. Home Assistant seuraa langattomien sensoreiden paristojen latausta ja lähettää tarvittaessa viestin Telegramilla.
  6. Home Assistant näyttää järjestelmän kuormaa, levyn täyttöastetta, jne.
  7. SpeedTestiä ajellaan ajastetusti.
  8. Home Assistant valvoo onko 4G-modeemi mennyt jökkiin ja boottaa sen tarvittaessa.
  9. Pääsy myös ulkoverkosta kotona sijaitsevalle Home Assistant / Raspberry Pi -palvelimelle.
  10. Konfiguraation varmuuskopiot otetaan automaattisesti Google Driveen

Mitä seuraavaksi?

ESPHome: Vastikään Home Assistant -tiimin kehitysvastuulle siirtynyt ESPHome on todella mielenkiintoinen lisäke. Sen avulla edullisten ESP32/ESP8266 mikrokonrollereiden ohjelmointi muuttuu lähinnä konfiguroinniksi – ja sen voi tehdä Home Assistantin avustuksella. Käytännössä nämä ’lutikat’ voivat vaikkapa välittää erilaisten antureiden tietoja Home Assistantille. Aion testata miten RuuviTagien lähettämät tiedot saadaan kulkemaan sekä miten LED-valonauhoja voi ohjata sitä kautta.

SSD-levy: Raspberry Pi käyttää massamuistinaan oletuksena MicroSD-muistikorttia, joka ei ole kovin nopea eikä huippuluotettava. Joku aika sitten Pi on alkanut tukea SSD-levyltä käynnistymistä – ja sitä pitää tietenkin kokeilla. Haasteeksi voi muodostua se, että USB3 aiheuttaa tunnetusti häiriötä Zigbeen käyttämälle 2.4GHz radiotaajuudelle.

Valvontakamera: Home Assistantiin voi liittää valvontakameroita. Itsellä on käyttämättömänä pari Wyze Cam v2 -kameraa, joihin saa fläshättyä RTSP-protokollaa tukevan firmwaren. Pitää ehdottomasti kokeilla!

E-Paper Display: Ainakin sääennuste ja lämpötilatiedot olisi mukava saada helposti näkösälle. E-Paper-näyttö voisi olla siihen sopiva ratkaisu.

Node-RED: Home Assistantilla automaatioiden määrittely on suhteellisen helppoa, mutta tätäkin kiinnostaisi kokeilla.

Käytännössä Home Assistantin kanssa pystyy tekemään todella monenlaista. Kun hetken googlailee, niin hoksaa, että vain mielikuvitus tuntuu olevan rajana erilaisille pellepelottomille. Monet ovat käyttäneet sitä tällaisten kevyiden kokeilujen lisäksi kotinsa lämmityksen ohjaamiseen, kehittäen algoritmeja, jotka ottavat rakennuksessa tai sen lähellä olevien antureiden lisäksi huomioon myös sääennusteissa kuvattua mahdollista tulevaisuutta.

Yritän jatkossa dokumentoida tänne kokeilujani, niin muistin tueksi itselleni kuin myös mahdollisesti hyödyksi tai huviksi muille.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s