Сегодня на рынке существует огромное количество решений для умного дома, но не все они доступны для большинства пользователей из-за высокой стоимости. В этой статье мы рассмотрим, как создать умный дом за 10 тысяч рублей с использованием языка программирования Python.

Первым шагом к созданию умного дома является выбор устройств, которые вы хотите автоматизировать. Обычно это устройства освещения, розетки, термостаты и дверные замки. Стоимость этих устройств может достигать нескольких тысяч рублей, но существуют бюджетные решения, которые можно приобрести за сумму в 10 тысяч рублей.

Например, вы можете выбрать устройства умного дома, поддерживающие протокол ZigBee. Этот протокол используется для обмена данными между устройствами умного дома и может быть использован с различными системами управления, в том числе с использованием Python.

Для управления устройствами умного дома мы будем использовать Raspberry Pi, недорогой мини-компьютер, который может работать как центральный сервер для умного дома. В качестве операционной системы для Raspberry Pi мы будем использовать Raspbian, основанную на Linux.

Для программирования на Python мы будем использовать библиотеку Zigbee2MQTT, которая позволяет взаимодействовать с устройствами ZigBee и публиковать данные в MQTT-брокере. MQTT - это протокол обмена сообщениями между устройствами, который используется в умных домах для обмена данными между устройствами.

Теперь мы можем начать создание умного дома. Первым шагом является установка Raspbian на Raspberry Pi. Это можно сделать, загрузив образ операционной системы Raspbian с официального сайта Raspberry Pi и записав его на SD-карту.

После установки Raspbian на Raspberry Pi мы можем начать установку Zigbee2MQTT. Это можно сделать, следуя инструкциям на официальном сайте Zigbee2MQTT. Затем мы можем подключить устройства умного дома к Raspberry Pi и настроить их взаимодействие с Zigbee2MQTT.

После этого мы можем начать программирование на Python. Например, мы можем написать скрипт на Python, который будет включать и выключать свет в комнате в зависимости от времени суток. Для этого мы можем использовать модуль datetime для определения текущего времени и модуль paho-mqtt для отправки сообщений в MQTT-брокер. Вот пример кода на Python:

import datetime
import paho.mqtt.client as mqtt

broker_address = "localhost"
client = mqtt.Client()

client.connect(broker_address)

while True:
    current_time = datetime.datetime.now().time()
    if current_time >= datetime.time(7, 0) and current_time <= datetime.time(22, 0):
        client.publish("zigbee2mqtt/living_room_light/set", "ON")
    else:
        client.publish("zigbee2mqtt/living_room_light/set", "OFF")

Этот код будет проверять текущее время каждую секунду и отправлять сообщения в MQTT-брокер, чтобы включить или выключить свет в комнате в зависимости от времени суток.

Также мы можем написать скрипты на Python для управления другими устройствами умного дома, такими как розетки и термостаты. Для этого мы можем использовать те же модули - datetime и paho-mqtt - для отправки сообщений в MQTT-брокер, которые будут интерпретироваться Zigbee2MQTT и управлять соответствующими устройствами.

Таким образом, мы можем создать умный дом за 10 тысяч рублей с использованием Python и протокола ZigBee. Несмотря на то, что это решение может быть несколько ограниченным по функциональности по сравнению с более дорогими решениями, оно позволяет существенно сэкономить деньги и создать умный дом, который будет управлять основными устройствами.

Кроме того, если вы захотите расширить функциональность вашего умного дома, вы можете использовать Python для создания дополнительных устройств и функций.

Например, вы можете написать программу на Python для создания голосового управления умным домом. Для этого вы можете использовать распознавание речи, например, Google Cloud Speech-to-Text API или Mozilla DeepSpeech, и отправлять соответствующие команды в MQTT-брокер.

Также вы можете создать мобильное приложение на Python с использованием фреймворка Kivy, которое позволит вам управлять вашим умным домом из любой точки мира. Вы можете использовать MQTT-брокер для отправки команд устройствам умного дома и получения обратной связи о состоянии устройств.

Использование Python в умном доме позволяет вам не только сэкономить деньги, но и дает возможность создавать собственные приложения и функции для управления устройствами умного дома. Это открывает множество возможностей для тех, кто хочет создать свой собственный умный дом, настроить его по своему вкусу и управлять им, используя Python.

Кроме того, Python предоставляет множество библиотек и фреймворков для создания умного дома. Например, есть библиотека OpenCV, которая позволяет использовать компьютерное зрение для управления устройствами умного дома. Вы можете использовать эту библиотеку для создания системы безопасности, которая будет автоматически определять посторонних людей в вашем доме и отправлять вам уведомление на мобильное устройство.

Еще одной популярной библиотекой для умного дома является Home Assistant, которая позволяет создавать автоматизацию умного дома и управлять устройствами через мобильное приложение. Home Assistant поддерживает большое количество устройств и протоколов, включая ZigBee и MQTT.

Кроме того, существует фреймворк Django, который можно использовать для создания веб-приложений умного дома. Вы можете использовать Django для создания пользовательского интерфейса для управления устройствами умного дома, включая создание графиков и диаграмм для отображения состояния устройств.

Наконец, Python может быть использован для создания машинного обучения и искусственного интеллекта для умного дома. Например, вы можете использовать библиотеку TensorFlow для обучения модели распознавания речи, которая будет понимать команды пользователя и отправлять соответствующие команды устройствам умного дома.

Таким образом, Python предоставляет множество возможностей для создания умного дома, и с его помощью можно создать умный дом за 10 тысяч рублей и более продвинутые решения для управления устройствами. Благодаря широкому сообществу и множеству библиотек и фреймворков, Python является одним из лучших инструментов для создания умного дома.

Вот пример простого кода на Python для управления освещением в умном доме. В данном примере мы будем использовать библиотеку RPi.GPIO для управления светодиодами через Raspberry Pi.

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# Установка режима нумерации пинов на GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# Настройка пина 18 как выход
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)

# Включение света
def light_on():
    GPIO.output(18, GPIO.HIGH)
    print("Light is ON")

# Выключение света
def light_off():
    GPIO.output(18, GPIO.LOW)
    print("Light is OFF")

# Основной цикл программы
while True:
    command = input("Enter command (on/off): ")
    if command == "on":
        light_on()
    elif command == "off":
        light_off()
    else:
        print("Invalid command")

Код начинается с импорта библиотеки RPi.GPIO и модуля времени (time). Затем устанавливается режим нумерации пинов на GPIO и настраивается пин 18 как выход.

Функции light_on() и light_off() включают и выключают светодиод, соответственно. Когда свет включается или выключается, соответствующее сообщение выводится на экран.

В основном цикле программы пользователю предлагается ввести команду для включения или выключения света. Если пользователь вводит "on", вызывается функция light_on(), а если он вводит "off", вызывается функция light_off(). Если пользователь вводит некорректную команду, выводится сообщение об ошибке.

Это очень простой пример кода для умного дома, но он демонстрирует основные принципы управления устройствами с помощью Python и Raspberry Pi.

А вот еще один пример кода на Python для умного дома. В данном примере мы будем использовать библиотеку Flask для создания веб-интерфейса для управления умным домом.

from flask import Flask, render_template, request
import RPi.GPIO as GPIO

app = Flask(__name__)

# Установка режима нумерации пинов на GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# Настройка пина 18 как выход
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)

# Главная страница веб-интерфейса
@app.route('/')
def home():
    return render_template('home.html')

# Обработчик запросов на включение света
@app.route('/light_on')
def light_on():
    GPIO.output(18, GPIO.HIGH)
    return render_template('home.html', message='Light is ON')

# Обработчик запросов на выключение света
@app.route('/light_off')
def light_off():
    GPIO.output(18, GPIO.LOW)
    return render_template('home.html', message='Light is OFF')

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True, host='0.0.0.0')

В данной статье мы рассмотрели, как можно создать умный дом за 10 тысяч рублей с помощью Raspberry Pi и Python. Мы начали с выбора компонентов для умного дома и остановились на следующих устройствах:

  • Raspberry Pi 3 Model B+

  • Модуль камеры Raspberry Pi

  • Модуль реле

  • Датчик движения HC-SR501

  • Светодиоды

    Затем мы рассмотрели примеры кода на Python для управления светодиодами и создания веб-интерфейса для управления устройствами умного дома.

    Однако, это только начало. Умный дом - это постоянно развивающаяся область, и с помощью Raspberry Pi и Python можно реализовать множество других интересных проектов, таких как управление термостатом, умный замок, система автоматического полива и многое другое.

    Важно помнить, что при создании умного дома необходимо следить за безопасностью, особенно при работе с электричеством. Также стоит убедиться, что ваш код безопасен и надежен, чтобы избежать возможных проблем с системой умного дома.

Комментарии (14)


  1. Aquahawk
    00.00.0000 00:00
    +5

    Можно фото смонтированной распберри в щите и подключенных gpio и модуле реле? Потому что именно там начинаются интересности и цена из 10 тысяч рублей превращается в совершенно другую


  1. alinyao
    00.00.0000 00:00
    +3

    Интересная статья, но больше похожа на обзор темы умного дома с python, чем на инструкцию, как все правильно установить.

    Было бы полезно узнать побольше насчет первых шагов, сетапа всех приобретенных устройств. А то описание этого процесса как-то расплывчато описано. Нет конкретики.

    + соглашусь с прошлым комментом - хотелось бы увидеть фото, как вы все смонтировали)

    А также сейчас смотрю, на маркетплейсах Raspberry Pi 3 Model B+ стоит от 12-15к руб. Это уже больше, чем заявленные 10к руб.


  1. Melias
    00.00.0000 00:00
    +3

    Еще одной популярной библиотекой для умного дома является Home Assistant

    Вы это серьезно? Библиотекой?


  1. kvazimoda24
    00.00.0000 00:00
    +6

    Бред какой-то. Половина статьи о том, как писать свою систему умного дома с нуля. Нафига, когда есть куча бесплатных готовых решений?
    Что там за автоматизация за 10К рублей? Помигать лампочкой? Если что-то серьёзное и строить, то сразу же надо выкидывать Малинку, т.к. у неё будет вечно дохнуть карта памяти.
    Один нормальный датчик температуры/влажности на ZigBee стоит около 1000 рублей. Умная розетка примерно столько же. Адаптер ZigBee для малинки не меньше 2К. Кнопка в виде выключателя тоже где-нить рублей 700 стоит. В общем, только на совсем минимальный набор нужно не меньше 5К и это не считая малинки, которая ещё и к блоку питания требовательна. Т.е. там один блок питания может тысячи в две встать. Ну и как всегда вопрос, а что автоматизировать то собираемся? Если светом моргать по расписанию, то проще взять реле времени. Они стоят рублей 500-1000 за штуку.


    1. Alexa11223344
      00.00.0000 00:00

      Вечно, это сколько раз в год? Уже 3 года работает raspberry pi 4 + home assistant на родной карте памяти. При этом машинку покупал с рук, ХЗ сколько она ещё до меня работала.


      1. kvazimoda24
        00.00.0000 00:00

        Три года, это, конечно, срок для системы умного дома.
        Что такое "родная карта памяти"? Не знаю как с четвёртой малинкой, а все предыдущие версии шли без SD карты в комплекте.

        Расскажите мне, сколько ресурс вашей SD карты? У SSD есть параметр TBW, показывающий, сколько данных можно записать на носитель, прежде чем диск выйдет из строя.
        Сколько из этого ресурса вы уже израсходовали? У SSD и HDD есть самодиагностика, позволяющая узнать состояние накопителя, называется S.M.A.R.T.

        Каковы скоростные характеристики? С какой скоростью пишется/читается SD карта? Какое время доступа у неё? А у той, что лежит на полке в магазине? Производители же SSD и HDD такие вещи отображают в документации. Ну и скорости работы там обычно значительно выше, чем у SD карты.

        Как у вас осуществляется резервирование? Что будет, когда SD карта выйдет из строя? Сколько времени понадобится, чтобы восстановить работу умного дома? В более-менее надёжных системах используют дублирование. Например RAID. Если использовать RAID1 или выше, то при отказе одного из носителей система в целом не выйдет из строя, она будет способна сообщить о неполадке и будет достаточно заменить неисправный накопитель, и система снова продублирует туда информацию с исправного накопителя. Т.е. время простоя снижается до нуля, если система поддерживает горячую замену накопителей.

        Если же резюмировать, то SD карта медленная, производители редко предоставляют информацию о реальной скорости работы, нет механизмов распределение износа ячеек, нет SMART'а или аналога, в подавляющем числе случаев не указываются сроки службы. Применительно к малинке, невозможно построить даже банальный RAID, т.к. SD карта одна.


        1. Chepeska
          00.00.0000 00:00

          Бессмысленные требования к умному дому за "10к рублей". Так на любую тематику можно накинуть


  1. select26
    00.00.0000 00:00
    +1

    Например, вы можете выбрать устройства умного дома, поддерживающие протокол ZigBee.

    Если под "умный дом" понимать системы жизнеобеспечения (отопление, водоснабжение, охранные системы), то это полное фиаско прямо на этапе постановке задачи (которая была формализована в статье как "создать умный дом за 10 тысяч рублей с помощью Raspberry Pi и Python").
    Любой проект ( и УД не исключение) начинается с ТЗ. В котором оговаривается такие параметры как надежность и устойчивость. На этом этапе отпадает большое количество ZigBee подобных решений.
    И это тем более справедливо для самодельщиков - ибо им еще и жить с этим.

    То что описано в статье - это хороший тренажер для детей. Но никак не система УД.


  1. Rusich90
    00.00.0000 00:00
    +5

    Мне кажется это больше похоже на ответ от ChatGPT примерно на такой запрос: «как сделать умный дом на Python за 10 000 рублей» =)

    Правильный ответ должен быть «никак!» )


    1. Melias
      00.00.0000 00:00
      +2

      А мне показалось похожим на курсовую написанную второкурсником-троечником в режиме "на от%%%сь"


  1. mavir
    00.00.0000 00:00
    +1

    Для управления устройствами умного дома мы будем использовать Raspberry Pi, недорогой мини-компьютер

    Вот если не нужно использовать GPIO (а при использовании Zigbee точно не нужно), то малинку сразу надо вычеркивать, так как цена не адекватная на неё (на али от ~$125) и можно взять нормальный мини-комп за такую же цену уже с 128ГБ SSD и 8ГБ памяти.

    Да и для повседневного управления лучше взять тот же Home Assistant, время на настройку и автоматизацию уменьшается на порядок, а то и на два порядка


  1. suprimex
    00.00.0000 00:00

    Статья больше похожа на перевод с англо-индийского сайта коих наплодилось в последнее время тысячи подобных


  1. KillJ0y
    00.00.0000 00:00

    Я конечно все понимаю, сам начинал изучать умный дом с этого (ключевое изучать и пробовать на столе), сейчас же сервер умного дома на haos крутиться на двух proxmox серверах для дублирования в случае отказа, по мимо ha там крутиться и безопасность и так же дублируется.


  1. stingray
    00.00.0000 00:00

    Бесконечный busy loop который спамит mqtt одним и тем же сообщением - топ!

    Уважаемые читатели, не делайте так никогда.