Minha casa automatizada: a casa de código aberto verde de Richard Farthing

na segunda de nossa nova série “My Automated Home”, Richard Farthing nos leva a um tour por sua casa de código aberto verde. Com um orçamento inferior a £ 600, a configuração do Linux também procura propriedade enquanto fica de olho na pegada de carbono. Continue lendo para obter as recomendações de software livre, as fotos do Joggler, as dicas, o que ele faria de maneira diferente na próxima vez e o que está por vir.

The Green Open Source House – Submissão de Richard Farthing Ceng Miet. Esta é a história de como eu construí uma casa funcional, confiável, de baixo custo e de baixa potência, automatizada apenas com software de código aberto.

Vamos definir os parâmetros. A casa é bem pequena, com apenas 2 quartos, o objetivo era fornecer funções de automação, música e serviços de TV SD confiáveis, pois a HDTV é uma área de movimento rápido, foi especificado como um “bom ter” se as soluções diretas permitissem. Isso o coloca na extremidade oposta do espectro para as casas que precisam de um ou dois rack de 42U alto para segurar o kit, com uma sala com ar condicionado para abrigar tudo. Como engenheiro que administra uma pequena empresa durante o dia, geralmente trabalhando em casa, meu objetivo era fazer o que os engenheiros fazem de acordo com o Duke de Wellington … a arte de fazer por 10 xelins o que qualquer idiota pode fazer por um quilo. O custo total de tudo descrito aqui é inferior a £ 600 – excluindo a fiação e o tempo valioso, é claro! Mantendo o tema verde/reciclagem, algumas coisas como os Dimmers, vieram do eBay.

Fazendo uma renovação de “início de novo” de uma casa muito em ruínas, eu tinha uma gama livre de opções, então iniciei escrevendo uma especificação para a funcionalidade que eu queria, que impulsionava a necessidade de um sistema de controle baseado em servidor de PC no nó 0 e um Grande quantidade de fiação CAT5E – um mínimo de 2 pontos de venda por quarto, até 8 em lugares como a sala de estar e o escritório em casa – total 32. escrevendo uma especificação que continha algumas aspirações futuras que ainda não tenho sido significativamente com falta de capacidade na infraestrutura de construção. Por exemplo, comecei com a aspiração/suposição de que seria possível transmitir TV ao vivo por uma LAN, o que realmente não foi tão fácil quando comecei a escrever uma especificação em 2003. E apenas para o caso de não se tornar econômica Em um prazo razoável, os cabos aéreos foram instalados na maioria dos quartos, bem como no nó 0. Hoje, eu só colocava os cabos aéreos/satélites no nó 0 e na sala de estar.

Clique para a versão grande – diagrama mostrando os principais componentes do sistema e sua configuração.

Clique para a versão grande – o nó modesto 0, também conhecido como sob as escadas – servidor, baixa potência
24/100 Switch, painéis de patch para dados e voz (VoIP/POTS via SpeedTouch 780 atualmente
Comuns a todos os telefones da casa e do escritório. Também em coletor de aquecimento do piso e controles. De madeira
Painéis de parede removíveis, cobrindo bandejas de cabo e encanamento.

A especificação também significava cabeamento doméstico para todos os circuitos de iluminação, para permitir o controle central, bem como a fiação do comutador, simplesmente para que um sistema bastante convencional pudesse funcionar corrigindo interruptores de baixa tensão para entradas de escurecimento no nó 0 como Necessário, antes que o sistema de automação fosse encomendado (usei interruptores de grade para permitir a troca de tipos momentâneos e convencionais com facilidade). Essa fúria pode ser implementada novamente no futuro se eu alugar ou vender a casa, porque reconheço que o sistema que desenvolvi é bastante personalizado e, como esse segmento do mercado imobiliário não está acostumado a esse tipo de coisa – um potencial locatário , comprador ou agente imobiliário pode considerar isso “supercomplicado”. Obviamente, a falta de hardware de “grande marca” também não ajudará, então você pode considerar esses fatores ao escolher seu kit e como você o implementa. Meu pensamento em torno da venda em potencial é “com a permissão de planejamento para automatizar” – ou seja, as coisas difíceis como a fiação de inundação estão lá – um futuro ocupante pode escolher seu próprio sistema de automação, por exemplo, uma caixa de visita doméstica etc, ou deixe -a (quase) convencional.

A única coisa que não completei é o áudio da casa inteira, embora exista a fiação do alto -falante para apoiá -la em vários lugares, pois era um item de especificação inicial. A razão é que, com tantos dispositivos digitais hoje, há uma infinidade de caixas de baixo custo com quem você pode se conectar com fio ou sem fio para acessar sua mídia baseada em servidor; portanto, parece menos incentivo do que houve quando as especificações foram escritas e e fiação instalada.

Um MediaMVP na parte de trás de uma TV. Receptor de RI enfrenta
Os sinais de controle são facilmente captados pela reflexão do chão.

O que esse sistema mostra é que o hardware de PC com energia relativamente baixa pode ser feita para executar uma infinidade de aplicativos com os tempos de aceitação medidos em meses – ou se você estiver preparado para renunciar à esteira de atualização do disco – anos. Ok, então executar um servidor 24 x 7 não é muito verde, mas se você deseja uma casa automatizada funcional, com alguns sinos e assobios, servidor de mídia etc., você precisará de pelo menos uma caixa executando 24 x 7, Então, minha opinião, se você também pode acumular tanta funcionalidade (e DISKs com sua mídia) em uma caixa com eficiência de potência, torne-a o mais confiável possível (por exemplo, gastando mais em uma PSU melhor) e tenha uma estratégia de backup adequadamente robusta. Além de ajudar inicialmente, o backup eletricamente conectado carrega seus sistemas essenciais através do tempo de inatividade do servidor e é fácil de implementar se considerado desde o início. Felizmente, esse pensamento geralmente se vincula bem a um kit mais econômico, como aqueles dimmers analógicos à moda antiga no eBay.

Aqui está uma lista dos principais aplicativos em execução no PC, com base em uma placa-mãe “Mobile on Desktop” (MODT) da MSI que era uma moda em 2006-7. O servidor possui 2G RAM e usa uma fonte de alimentação Seasonic 80%+ incorporada em uma caixa de desktop do ELONEX reciclada – veja a foto.

Componente de software

Função
Hardware/ periféricos usados

SUSE Linuxv10.3

Servidor da Web Apache

MySQL usado por Zoneminder e XXV para VDR

PHP, Perl

Samba Windows File / Media Server e Primário Controlador de Domínio para Gerenciamento de Usuário Unificado e Logins do Cliente do Windows

Modo de laptop para girar os discos de mídia quando não são usados, economizando poder

–

Vdrv1.6.0.2
Freeview Digital TV Gravação, reprodução e transmissão de TV ao vivo por LAN.a.a também receber Satellite ou Cable DTV com cartas de sintonizador apropriadas.Plugins:

Streamdev (http streaming TV/Audio)

vompserver – veja abaixo

EPGSearch

2 x Tuners de TV: placa PCI USB ou DTV1000, (ou outros) NB A máquina não era confiável com 2 x DTV1000 por algum motivo.

Vompv0.3.0 serverv0.3.0.10 Cliente personalizado

VDR Plugin Client / Server para permitir o acesso espesso do cliente ao VDR.Live e do streaming de TV Freeview gravado, mídia e gerenciamento de gravações e temporizadores em cada TV.
3 x MVPs de mídia Hauppauge. SD de alta qualidade via RGB SCART.

VdRadmin-amv3.6.7
Programa baseado em Perl, fornecendo interface da Web para temporizadores de VDR, gravações e streaming ao vivo/gravado, usando o EPGSearch para automatizar a criação do timer com base em critérios complexos de pesquisa de EPG.
–

Xmltv2vdr
Extrai dados completos de dados EPG e filmes de feeds XMLTV e inserir no VDR EPG. Adiciona nomes de episódios (para que você possa eliminar as repetições e identificar séries) e permite que os filmes sejam pesquisados ​​/ gravados com base em ator, diretor, pontuação de revisão etc.
–

Xxvv1.6
Interface da Web para gerenciar o VDR, fornecendo visualização da Web de gravações VDR, pesquisa e gerenciamento de timer. Alternativa parcial ao vdradmin.
–

Misterhouse (MH) v2.104
Sistema de automação residencial baseada em objetos Orientado a objeto. Interfaces em muitos tipos diferentes de hardware. Fornece:

interface web

Cena de iluminação / controle de canal via interruptores convencionais, fala, hora do dia, aleatória (segurança) e interface da web

Adaptativo sob controle de aquecimento do piso com base nas previsões de temperatura e clima (um artigo separado em si …)

Interface de segurança (interfaces para o sistema de alarme comercial padrão E/S via K8000)

Reprodução de mídia musical no servidor
(Poss. Whole House Audio)

Agregação de outras funções relacionadas à ocupação.

Nenhuma interfaces específicas de software hardwaresee abaixo

xplk8000
O Daemon de E/S de E/S desenvolvido em casa para 2 x cartões de interface Velleman K8000 e placa de saída analógica personalizada para 24 dimmers. Amostras / Debounces Comutadores de baixa tensão, implementa parcialmente o esquema de iluminação XPL, diminui a iluminação suave e amostras de sensores temp / convertidos em temperaturas reais, aciona os controles da zona de aquecimento.

Usa o libk8000 para interface com o K8000 com adições para suportar hardware personalizado.

K8000 na porta paralela (i2c “bit bited”)- interruptores, E/S de alarme, 4 x sensores de temperatura analógica, zonas de aquecimento e bomba UFH.in-house desenvolvido 24 Ch. Cartão de saída analógica para acionar os dimmers de 0-5V.

O K8000 fornece opto-isolamento completo de comutadores e PC

Festival
Texto para o mecanismo de fala conduzido por MH. usa vozes mbrola – qualidade aceitável quando você está acostumado (ou seja, um pouco melhor do que a voz de Stephen Hawking).
Som da placa -mãe

Zoneminder (ZM) v1.24.2
Aplicação de CCTV. Transmissão de vídeo ao vivo, gravação, detecção de movimento, gerenciamento de banco de dados de eventos, arquivamento automático para fora do local via FTP e notificação de eventos por email e/ou SMS. Interfaces no MH.in-House desenvolveu scripts de manutenção.
Cartão PCI aposentado do Wintv usado puramente para captura de vídeo analógico. (muitos outros cartões adequados)

Webminv1.510
Gerenciamento baseado na Web do Linux ServerSecure Remote Remote HTTPS Web Acesso à maioria das funções do servidor.
–

Zimbrav5.0.23
Edição de código aberto. Enterprise Mail Server completo com interface da Web HTTPS segura para acesso a correio remoto. Também SSL IMAP Acesso Remote e IMAP local ou POP3 para clientes Outlook ou Thunderbird etc.
–

Remix de netbook do Ubuntu v9.1
Acesso a todos os itens acima, incluindo streaming de TV sem fio do servidor VDR usando o plug -in Streamdev
O2 Fotos de Jogghersee

Clique para a versão grande – o gabinete de interface com 2 x K8000 e a placa de saída analógica personalizada para
Dirija 24 dimmers, interfaces para interruptores de baixa tensão através de cabos classificados pela rede elétrica.

Desempenho – No que diz respeito à carga da CPU do servidor, os principais números medidos são:

10-12% Misterhouse (cerca da metade disso se deve ao controle complexo da cena de iluminação e à relatinag lógica)

5% XPLK8000 devido à amostragem de 25Hz de todas as entradas e saídas via i2C “bits” para fornecer o interruptor e a iluminação suave desaparece.

4% Zoneminder (1 câmera)

2% VDR + 1 – 2% por gravação ou canal de reprodução

1-2% para Zimbra

O total é de cerca de 25%, fazendo tudo o que é necessário, chegando a 75% durante as tarefas de limpeza. A CPU permanece principalmente no LFM (800MHz Iding), exceto durante esses picos com todas as aplicações em execução, minimizando a energia da CPU. No entanto, você pode efetuar login remotamente e com segurança com alguns clientes do Nomachine NX e o servidor é muito utilizável com uma grande interface gráfica HD (1920 x 1200 res) – não há um prejuízo notável causado pela carga do servidor.

POWER – A CPU é um Pentium M Mobile M 740 (1,7 GHz), fornecendo um consumo total de PC de Idible Adicione mais 3 discos em uma “doca gelada” (total de 2 TB), e alguns sintonizadores de TV e uma velha carta de captura do Wintv reciclada para uso em CCTV, e a potência ociosa sobe para cerca de 55W com os 3 discos de mídia divididos . Você deseja manter a energia baixa devido ao custo/CO2 e ao calor produzido no nó 0 – como foi discutido recentemente na lista do UKHA. A vida útil do disco é muito aumentada com as temperaturas baixas – em um 20C ambiente, estes são relatados pelo SmartD como entre 33C e 37C no servidor descrito. Colocando meu chapéu comercial, eu uso uma regra geral aprox: £ 1/w/ano com o retorno de 3 anos como referência para decidir se é melhor investir em hardware de menor energia. (Isso explica o cartão Wintv reciclado para CCTV). Hoje, pode -se sem dúvida melhorar um pouco a energia do servidor, quebrando essa regra, como discuto mais adiante.

Internais do servidor-peças fora da prateleira-nada de especial.
No topo, um “Icydock” para 3 x discos de mídia SATA-substitui o CD-ROM + Spare Bay

Ao discutir o poder, vale a pena revisar outros componentes do sistema de uma perspectiva verde. Descobri que o D-Link tinha uma variedade de interruptores Ethernet muito eficientes em termos de energia, que usam uma potência notavelmente pouca energia (medida apenas 4W para uma chave básica de 24 port), mas os roteadores ADSL permanecem um problema, normalmente consumindo, como o meu, 10W. escopo para o futuro lá.

Disponibilidade-Até o momento, o tempo de inatividade tem cerca de 2 meias dias por ano, o que equivale a 99,9% de disponibilidade. O tempo de inatividade foi causado por mim mexendo com a configuração do servidor para tentar uma coisa ou outra, ou mover discos. O tempo de atividade mais longo até agora já foi 6 meses no verão passado. Havia uma falha no disco da mortalidade infantil de um disco de grau de servidor 500G, infelizmente um disco de mídia com backup limitado. Daí a aspiração de pelo menos mover o sistema operacional para o SSD. Cuidado com a configuração do modo de laptop para limitar os spin-ups dos discos de mídia-os discos de 3,5 pol. Classificado por apenas 50 km de spin -ups, fiz menos de 5k no meu disco de 3 anos (mais antigo), de acordo com o Smartd, portanto, mesmo metade da contagem de rotação não será alcançada antes da obsolescência. Exclua seu disco do sistema operacional, é claro!

Escolhas de aplicativos – é claramente possível criar um sistema com essas funções a partir de muitos componentes diferentes. Eu usei os primeiros que tentei – inferno não! Cada uma dessas aplicações foi escolhida por uma grande gama de possibilidades com base nos seguintes critérios:

Código aberto. Simples, na minha experiência, essa é quase sempre uma escolha melhor – mais flexível, geralmente mais funcional, e os autores/mantenedores são mais rápidos em melhorar e corrigir bugs – sim, mesmo os que relato. Às vezes, no mesmo dia (por exemplo, vdRadmin), às vezes na semana seguinte (por exemplo, Zimbra). Se levar mais de um mês, você pode latir na árvore errada. É mais barato? Não se você valoriza seu tempo, mas igualmente tive que investir tempo ajudando a depurar vários aplicativos comerciais ao longo dos anos, por isso não estou sob ilusão de que a separação de uma pilha de dinheiro é uma garantia de qualidade e apoio.

O software deve mostrar uma boa promessa de trabalho