Dopo aver fatto un pò di esperimenti e preso dimestichezza con
OpenHAB è arrivato il momento di costruire il primo sensore da inserire nel nostro sistema di
Home Automation.
Partiamo dalla cucina, dove voglio inserire un
rilevatore di gas, un
sensore di temperature e di
umidità.
Il tutto verrà controllato da una scheda
ESP8266 NodeMcu. Ho scelto questa scheda in quanto ha già il Wifi integrato, gestisce numerosi ingressi digitali più uno analogico, è programmabile come Arduino e soprattutto...costa molto poco...Su
Banggood sono riuscito a portarne due a casa al costo di
€ 2,76 l'una, non male...
Per chi fosse interessato qui c'è il link del prodotto:
Geekcreit-Doit-NodeMcu-Lua-ESP8266 su Banggood.com
I sensori che andrò ad utilizzare sono i seguenti:
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Sensore di Gas MQ-4: sensibile principalmente al
metano (quello che interessa a me...) e anche al
propano e
butano. Questo sensore lo avevo già utilizzato per qualche esperimento con Arduino qualche mese fa. Eccolo
Sensore Gas MQ-4 su Banggood.com
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Sensore di Temperatura / Umidità DHT11: è un sensore molto economico (con poco più di 5 euro ne ho acquistati 5) e il rilevamento della temperatura ha un errore di +/- 2°C e misura solo temperature positive. La temperatura viene rilevata con massima precisione di 1°C, quindi niente cifre decimali...A causa di queste limitazioni ho deciso di acquistare ed utilizzare i sensori della
Dallas, i
ds18b20 (sia per esterno che per interno...)...questo
DHT11 lo utilizzerò solo per l'umidità
Pacco da 5 su Banggood.com
Pacco da 3 su Banggood.com
Sensore singolo su Banggood.com
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Sensore di Temperatura Dallas ds18b20: rispetto al precedente ha una precisione di mezzo grado e permette di misurare anche temperature negative, quindi è l'ideale per misurare temperature esterne (cosa che ho in progetto di fare...utilizzando la versione
sonda da esterno)
Sensore singolo su Banggood.com
Pacco da 5 su Banggood.com
Sonda da esterno su Banggood.com
Faccio qualche prova con i diversi sensori utilizzando una breadboard...
...finchè non trovo la configurazione corretta...quindi mi creo una schedina
"definitiva" in maniera un pò artigianale...
Oltre alla scheda
ESP8266 e ai sensori, ho aggiunto un led di indicazione della trasmissione dei dati e un connettore per l'alimentazione esterna. La scheda infatti viene alimentata attraverso un piccolo alimentatore 5V 450mA, connesso alla morsettiera azzurra vicino alla scheda. In questo modo, oltre ad alimentare al scheda, alimento anche i diversi sensori.
Il
led, il
ds18b20 e il
DHT11 sono connessi ad ingressi/uscite digitali mentre il sensore del gas
MQ-4 è connesso all'unico ingresso analogico presente sulla scheda.
E' arrivato il momento di scrivere il software di gestione...come ambiente di sviluppo ho deciso di utilizzare
Visual Studio Code, con estensione
Platformio...lo trovo molto comodo e leggero, rispetto all'
IDE di Arduino...La scelta è ricaduta su questo ambiente anche perchè esiste un plugin per
OpenHAB, che permette di editare in maniera evoluta i file di configurazione (tipo
Eclipse SmartHome Designer, ma molto più user-friendly...parere soggettivo...). In questo modo ho un unico ambiente per tutto.
Il software fa in modo che la schedina, tramite il wifi di casa, si connetta al
broker MQTT di
OpenHAB, acquisisca i dati dei sensori ed invii un messaggio in formato
Json sul topic
nodemcu/mainfloor/esp8266mcu11/temphumiditygas/state.
La campionatura dei sensori avviene ogni 5 secondi mentre ogni minuto la media delle campionature viene inviata al server. Al momento dell'invio dei dati al server, il led verde lampeggia 3 volte per indicare l'attività di rete in corso.
Ecco un esempio di messaggio inviato dal device al
broker MQTT:
{"gas":{"error":"","sensorValue":46.33333,"ppm":0.431016,"percentage":0.000043,"realValue":829.0371},"tempHum":{"error":"","humidity":63.66667,"tempC":22,"tempF":71.59999,"heatIndexC":21.91774,"heatIndexF":71.45234},"temp":{"error":"","tempC":21.66667,"tempF":70.99999}}
Il blocco
gas è relativo al sensore
MQ-4, il blocco
tempHum al
DHT11 e il blocco
temp al
ds18b20
Per adesso ho deciso di mantenere i dati di temperatura di entrambi i sensori per metterli a confronto e vedere come si comportano.
Bene, sembra tutto funzionare...metto quindi il dispositivo al suo posto in cucina
Adesso tocca ad
OpenHAB...devo configurarlo per permettere di ricevere i dati e pubblicarli sulla
sitemap. Una volta fatto questo, posso anche configurare una nuova dashboard su
Grafana, per valutare l'andamento nel tempo dei dati acquisiti.
In
OpenHAB non devo far altro che aggiungere i nuovi items per ricevere le informazioni da
MQTT. Creo allora un nuovo file chiamato
esp8266mcu11.items (esp8266mcu11 è l'identificativo univoco che ho assegnato al dispositivo appena nato...) nella cartella
/etc/openhab2/items e aggiungo le seguenti linee:
Number MainFloor_KitchenTemperature "Kitchen Temperature [%.1f °C]" <temperature>
(gPersistence)
{mqtt="<[openhabianpi-mqtt:nodemcu/mainfloor/esp8266mcu11/temphumiditygas/state:state:JSONPATH($.tempHum.tempC)]" }
Number MainFloor_KitchenTemperatureNew "Kitchen Temperature NEW [%.1f °C]" <temperature>
(gPersistence)
{mqtt="<[openhabianpi-mqtt:nodemcu/mainfloor/esp8266mcu11/temphumiditygas/state:state:JSONPATH($.temp.tempC)]" }
Number MainFloor_KitchenHumidity "Kitchen Humidity [%.1f %%]" <humidity>
(gPersistence)
{mqtt="<[openhabianpi-mqtt:nodemcu/mainfloor/esp8266mcu11/temphumiditygas/state:state:JSONPATH($.tempHum.humidity)]" }
Number MainFloor_KitchenGasPpm "Kitchen Gas [%.2f ppm]" <carbondioxide>
(gPersistence)
{mqtt="<[openhabianpi-mqtt:nodemcu/mainfloor/esp8266mcu11/temphumiditygas/state:state:JSONPATH($.gas.ppm)]" }
Number MainFloor_KitchenGasValue "Kitchen Value [%.2f]" <carbondioxide>
(gPersistence)
{mqtt="<[openhabianpi-mqtt:nodemcu/mainfloor/esp8266mcu11/temphumiditygas/state:state:JSONPATH($.gas.realValue)]" }
Tocca poi alla sitemap...aggiungo le seguenti righe:
Frame label="
Gas Detection" {
Text item=MainFloor_KitchenGasPpm valuecolor=[>800="red",>600="orange",<=600="green"]
}
Frame label="Kitchen" {
Text item=MainFloor_KitchenTemperatureNew
Text item=MainFloor_KitchenHumidity
}
E questo è il risultato:
Ottimo, ho aggiunto un altro mattoncino...adesso creiamo la nuova dashboard in
Grafana con i dati di temperatura, umidità e gas in cucina:
Ultimo step è quello di aggiungere il dispositivo al monitoraggio della rete...in modo tale che
OpenHAB mi notifichi nel caso vada offline. Allora tramite
PAPERUI aggiungo il dispositivo di rete utilizzando il
Network Binding e ne creo i relativi items, linkando i channels. L'item relativo alla presenza online del dispositivo lo aggiungo al gruppo
gNetworkCheck e da adesso in poi il suo stato di presenza in rete sarà monitorato da
OpenHAB.
