Inspiracja Dotykowy panel w inteligentnym domu

Czy panel jest konieczny w inteligentnym domu?

Moja odpowiedź:

.        Nie, zupełnie nie jest potrzebny.  Jeżeli ktoś potrzebuje panelu, bo bez niego system nie działa - przykładowo tylko z panelu można uruchomić światło to uważam, że jednak coś zostało źle przemyślane w tejże instalacji.

Nasuwa się w takim razie drugie pytanie, to po co ten panel skoro nie jest konieczny?

Z mojej perspektywy panel to świetny dodatek uzupełniający,  podkreślam, uzupełniający instalację automatyki domowej, dając dodatkowy punkt, dzięki któremu można:

• sterować ad-hoc urządzeniami w naszym domu
• podglądać wszystkie informacje w jednym miejscu: co dzieje lub działo się w naszym domu, ale nie tylko w domu.

Dalej opiszę panel do smart'nego domu zbudowanego na bazie ekranu dotykowego.

Zacznijmy od ekranu

Dość długo szukałem tablet, który mógłbym zastosować, jako panel dla systemu automatyki. Jednak to co znalazłem w Internecie nie spełniało moich oczekiwań: za mały, za drogi, za gruby, nie ten kolor, itd, itp.

Na koniec zdecydowałem  się na ekran dotykowy z trzech powodów:

• rozmiar ekranu15.6" - to więcej niż większość tabletów
• niewielka głębokość całego panelu - razem z ramką 8mm
• mój brak zaufania do ciągle podłączonego do zasilania tabletu ładującego baterię - mam jakiegoś stracha, że bateria spuchnie, wybuchnie, zapali się, jak domownicy będą w głębokim śnie.

Oczywiście można

• znaleźć tablety  porównywalnej wielkości, może nawet i większe, ale ta cena, ale ta grubość
• bateria nie musi puchnąć; dobrze zaprojektowany tablet, ma zabezpieczenia, da sobie tym radę - ale który to jest? Można nawet wyciągnąć baterie i zasilać wyłącznie z sieci energetycznej.
• ale .... ja zdecydowałem inaczej

Ekran, jaki zastosowałem to:

• Waveshare 15.6" bez obudowy

Jego podstawowe dane to

• matryca 1920x1080 LCD IPS
• Szeroki kąt wyświetlania 178° - z boku ekran jest czytelny i nie świeci jak szara żarówka
• 10-punktowy dotyk, który jest obsługiwany przez RPi4 - w moim przypadku nie jest wykorzystywany
• wyjście audio
• posiada dodatkowo panel na przyciski typu On/Off oraz obsługę ustawień wyświetlania
• zasilany jest napięciem 12V

EDIT: 10-Czerwiec

• Informacyjnie: Ekran Waveshare 15.6 po 3 miesiącach przestał działać, tj. czarny ekran, nie włącza się. Odłączenie okablowania, ponowne podłączenie nic nie zmieniło. Mam jeszcze dwa takie ekrany więc jeśli, kolejne się zespują dam znać.
• Jeśli ktoś kupił ekran z mojego polecenia w sklepie KAMAMI to sugeruje przeczytać notatkę poniżej

Silnik napędzający ekran

Panele dotykowe w odróżnieniu od tabletów nie mają systemu operacyjnego, na którym można zainstalować oprogramowanie. Dlatego zdecydowałem się na popularne RaspberryPI w wersji 4B do napędzania ekranu.

Raspberry jest umieszczone w obudowie radiatorowej.

Wydawało mi się, że tego typu obudowa będzie dobrze odprowadzać ciepło, niemniej jednak radiatory były dość ciepłe - okolice 50st, więc zdecydowałem się dołożyć jeszcze wentylator. Z wentylatorem radiatory są "zimne".

Na tej otóż malince po kilku różnych testach: Linux'ów, ChromiumOS zdecydowałem się na korzystanie z Android LineageOS. W trybie kioskowego działania  chodzi, według mnie, najlepiej ze wszystkich przetestowanych przeze mnie systemów operacyjnych.

Moja instalacja automatyki zbudowana jest na openHab, więc to, co widać na poniższych zdjęciach to oprogramowanie HabPanel, który jest jednym z interfejsów współpracujących z openHAB'em

Oczywiście: panel może wyświetlić UI Domoticz, HomeAssistant, DomotiGI, ioBrokera, co tam kto lubi.

Montaż

Panel wymaga odpowiednio dużej wnęki w ścianie, tak aby pomieścić w niej

• Raspberry PI
• 2 x Zasilacze oraz przewody
• oraz elektronikę, która jest panelem

W moim domu ścianki działowe zbudowane są na stelażach oraz płytach karton-gips. Wydłubanie wnęki w istniejącej już ścianie nie stanowi większego problemu, w odróżnieniu od kucia ścian zbudowanych na bloczkach ceglanych, tudzież innych twardych materiałach. Znacząco upraszcza to montaż takiego ekranu oraz akcesoriów

Panel utrzymują przy ścianie magnesy neodymowe.

W ścianie: 4szt magnesów o wymiarach odpowiednio 40x10x4mm z otworami montażowymi.

W ekranie zainstalowałem również magnesy, które zostały wbudowane i wklejone w ramkę (o której za chwilę)

• w górnych rogach: 40x8x5mm
• w dolnych rogach mam po dwa magnesy na każdą stronę. Rozmiary 10x5x2mm

Nie ukrywam, że miałem wątpliwości, czy magnesy dadzą radę utrzymać panel. Teraz wiem, że wystarczyłyby nawet i dwa magnesy.

Niemniej jednak, cztery magnesy w każdym rogu według mnie dobrze dociągają panel do ściany i potencjalnie niwelują wszelakie niedociągnięcia: ściany, ramki, panelu

Zaleta zastosowania magnesów to ściąganie panelu bez zbędnych ceregieli, kiedy tylko mam taką potrzebę.

Ramka / Obudowa

Ramkę wydrukowałem na drukarce 3D. Drukowałem na gładkim szkle, aby ramka była idealnie płaska i miała połysk. Ramka ma 8mm głębokści. Wyszło to całkiem nieźle.

Ramka składa się z kilku elementów zachodzących na czoło panelu oraz zabudowujących tylne części ekranu. Ramka ma przygotowane otwory, na przyciski sterujące panelem: włącz / wyłącz itp. oraz prowadnice na magnesy.

.      Tutaj możesz pobrać do wydrukowania model 3D ramki ekranu waveshare 

Zajrzyjmy do środka.

RPi siedzi sobie również w zaprojektowanym i wydrukowanym przeze mnie stelażu/obudowie

.      Tutaj możesz pobrać do wydrukowania model 3D stelaża Raspberry Pi4B

Stelaż przyklejony jest do ścianki wewnątrz wnęki.

Zasilanie, no jest konieczne :-). Oryginalnie planowałem podpiąć się pod włączniki światła, które mam pod panelem, natomiast okazało się, że mogłem przeciągnąć kabel zasilający z puszki umieszczonej pod sufitem (zaleta ścian na stelażu).

W tej oto wnęce mam dwa gniazdka płaskie, a do nich podpięte dwa zasilacze od RPi4 oraz ekranu, który jest zasilany 12v

Do RPi4 poza zasilaniem podłączony jest

• kabel HDMI, przesyłający video/audio do ekranu
• w jednym gniazdku USB siedzi kabel RPi4  odpowiedzialny za obsługę dotyku ekranu
• w drugim gniazdku USB mam podłączony dodatkowo Wemos/ESP8266  - o nim za chwilę

Automatyczne włączanie / wyłączanie ekranu

Ekran nie jest włączony 24 godziny na dobę. Zastanawiałem się, jak to zrobić, aby nie włączać / wyłączać ekranu ręcznie - no nie po to jest automatyka, żeby naduszać, jakieś przyciski.

Ekran ten, w odróżnieniu od tabletu nie ma kamery, która mogłaby wybudzać obraz przy wykryciu przed nim ruchu.

To co sobie wymyśliłem, to podpięcie się pod jeden z przycisków ekranu zwykłym przekaźnikiem. I tutaj przyszedł z pomocą:

• Wemos/ESP8266
• AFE Firmware

Wlutowałem się w przycisk ON/OFF, który dostępny jest w ekranie

ESP8266 sterowany jest przez system do automatyki, a regułami zaprogramowałem, że

• panel wyłącza się, kiedy
  • mieszkańcy domu pójdą spać
  • automatyka stwierdzi, że nikogo nie ma w domu
• panel włącza się, kiedy
  • pierwsza osoba rano wstanie lub
  • w pustym domu pojawi się, któryś z mieszkańców

Dodatkowo, jako że, siedzi już w tej wnęce ESP, podłączyłem do niego czujnik temperatury DS18B20, żeby wiedzieć, jak wygląda w wnęce sytuacja temperaturowa. O dziwo całkiem rozsądnie.

Na wykresie z ostatnich 24h widać, jak temperatura rośnie przy włączonym panelu oraz jak spada po jego wyłączeniu.

Maksymalna temperatura za panelem 26stC przy temperaturze w pomieszczeniu ok 22stC  - to bardzo przyzwoity rezultat. Przypominam, ściany na stelażach, ciepło ma gdzie się rozchodzić.

Spostrzeżenia

• Responsywność oprogramowania HabPanel na RPi4 jest tym lepsza im wydajniejszy jest transfer danych. Obudowa radiatorowa, którą zastosowałem osłabia sygnał WiFi, który dociera do RPI4 - docelowo pociągnę tam skrętkę LAN
• Koniecznie trzeba przemyśleć, gdzie taki panel zamontować - u mnie to jest centralne miejsce w domu i aż chce się przy nim zatrzymać, żeby zerknąć "co tam słychać"

Jak to wyglądało cenowo?

• Raspberry Pi4B 8GB - 389,00 zł
• Radiator/obudowa - 36zł
• Ekran Waveshare LCD 15,6" HDMI  - 639zł
• Zasilacz Raspberry Pi 4  - 37zł
• Karta pamięci  - 27zl
• Wemos/DS18B20/Przekaźnik - 30zl

Całość zamknęła się w okolicach: 1160zł

ile polecałem zakup w sklepie internetowym KAMAMI z Legionowa, to odradzam. Jak napisałem wyżej ekran po 3 miesiącach przestał działać. Po odesłaniu gwarancyjnym reklamacja nie została uwzględniona, bo ekran został uszkodzony mechanicznie – rozbity w mak??? KAMAMI twierdzi, że ja rozbiłem ekran, a kurier wg KAMAMI tego nie mógł zrobić, bo sprawdzili przesyłkę, ale protokołu o uszkodzonym ekranie nie ma. Ekran wysyłany był przez mnie wyczyszczony – odesłany posiadł mnóstwo odcisków, ktoś musiał ewidentnie mieć ochotę na palcowanie podobnież rozbitego przeze mnie ekranu.
Sugeruję jeśli ktoś będzie odsyłał sprzęt do KAMAMI to zrobić jakieś video pakowania, zawieść osobiście – na uczciwość nie można liczyć. Jeśli ktoś kupił tam sprzęt z polecenia tej strony, z góry przepraszam.

Na koniec kilka wybranych ekranów

Postaram się wkrótce nagrać video i pokazać jak to działa.

Pozdrawiam, adrian