Smarthome basics

[Wouterst]

N.a.v. het verzoek van Jaap bij deze een uiteenzetting over het gebruik van 'slimme' apparatuur en hoe ik deze toegepast heb.

Allereerst: er is heel veel mogelijk. Veel van deze mogelijkheden zijn niet noodzakelijk, maar zijn echt liefhebberij. Ik kan zelf stofzuigen, ik kan zelf mijn gordijnen dichtdoen en ik kan zelf controleren of een raam dicht zit. De liefhebberij zit in het automatische en het ontzorgen hiervan.
Ik pretendeer absoluut geen expert te zijn; ik ben gebruiker van het werk van anderen. Ik codeer niet, maar combineer alleen wat er beschikbaar is.

Wat is een smarthome?
Smarthomes heb je in veel gradaties. Een slimme E27 lamp aansluiten en gebruiken maakt je al een bezitter van een smarthome. Zo ben ik ook begonnen.
Smarthomes hebben normaal gesproken 2 doelen: monitoring en aansturing.
Zaken die o.a. onder monitoring vallen zijn het meten van energieverbruik, sensoren welke aangeven of deuren dicht zitten en sensoren welke de temperatuur meten in de verschillende ruimtes.
Zaken welke onder aansturing vallen zijn o.a. het schakelen van slimme lampen, het opstarten van robotstofzuigers en het laten uitvoeren van automatiseringen (vaak als gevolg van resultaten uit de monitoring).

Verschillende platformen:
De meeste mensen starten een smarthome door het plaatsen van enkele slimme lampen of sensoren. Dit gebeurd vaak binnen het ecosysteem van de fabrikant. Philips Hue is hier een goed voorbeeld van. Je bedient alles via de app van de fabrikant, welke vaak verbinding maakt met eigen servers voor de verwerking van de opdrachten en om toegang op afstand mogelijk te maken. Veel voorkomende platformen zijn:
- Philips Hue
- Het platform van Ikea (met o.a. de Tradfri lampen)
- Tuya (een grote Chinese white-label producent waar veel bedrijven hun software of zelfs hele apparaat inkopen). Apparaten van LSC (spul wat verkocht wordt bij de Action) maakt hier ook gebruik van.
- Xiaomi/Aqara
Maar wat als je nou verschillende platformen wilt combineren, met gezamenlijke interactie in automatiseringen? Dan ga je kijken naar een platform waar al deze apparaten op werken. Hiervoor start je een eigen servertje thuis (vaak op een Raspberry Pi). Dit vereist wat meer instelwerk, maar als het draait kan (bijna) alles geautomatiseerd worden.
Hier zijn 3 besturingssystemen welke veel gebruikt worden:
- Home Assistant (m.i. de meest uitgebreide en tegenwoordig ook behoorlijk gebruiksvriendelijk)
- Domoticz
- Homey (gebruiksvriendelijk, veel van het beheerwerk wat je bij Home Assistant zelf moet doen wordt vooringesteld geleverd, maar daar betaal je ook stevig voor).

Aansturing:
Nu heb je een aantal apparaten actief en wil je commandos geven. Dit kan op verschillende manieren:
- Google Home/Nest speakers: zeg Hey Google, gevolgd door het commando (zet lamp X aan)
- Amazon Echo speakers: soortgelijk als Google
- App's van merkplatform of besturingssysteem
- Volledige automatiseringen waarbij het systeem het werk zelf doen (om tijd x start actie y, bij beweging bij sensor x, start actie y, etc)

Verbindingssoorten:
Verschillende apparaten maken op verschillende manieren verbinding. Veel voorkomende verbindingen zijn:
- Wifi
- Zigbee (zit net als Wifi op 2.4 Ghz, maar vormt zijn eigen (mesh)netwerk en belast daardoor de wifi niet)
- Bluetooth (al dan niet in een vorm van meshnetwerk)
- Zwave (zelf geen ervaring mee, maar komt vaak voor)

Leuk, maar wat kan ik er allemaal mee?
Veel, maar ik zal me beperken tot waar ik ervaring mee heb in mijn smarthome:
- Stofzuigen beneden gebeurd automatisch iedere 2 dagen smorgens vroeg voordat we beneden zijn. Dit gebeurd door een Roborock Q Revo S. Dit apparaat navigeert zelf door het huis (met behulp van Lidar), trekt nette baantjes door de kamers en dumpt zijn stof vervolgens in zijn basisstation. 1x per week dweilt hij alle harde oppervlakken (tapijt detecteert hij zelf en slaat hij over), waarna hij al het vuile water ook in het basisstation dumpt.
- Stofzuigen boven gebeurd automatisch als wij het huis uit zijn. Deze stofzuiger (Roborock S5 Max) kan alles wat die van beneden ook kan, maar dweilt niet en we moeten 1x per 2-3 weken het stofbakje in de stofzuiger zelf even legen.
- Wanneer het donker wordt gaan automatisch bepaalde lampen aan. Sfeerlampen (lichtsnoeren) achter de bank, achter de tv, bed, etc. Allemaal gekoppeld aan hoe licht het nog is, zodat ze niet te fel zijn, maar ook niet te zwak. Wanneer we de tv opstarten gaan alle lampen rondom deze tv in een andere modus, om geen weerspiegeling in de tv te hebben.
- 's Avonds gaan gordijnen boven en beneden automatisch dicht (Switchbot Curtain U-Rail 3) en smorgens automatisch open. Ieder gordijn is gekoppeld aan de wekker (smartphone) van de persoon die in die slaapkamer slaapt, zodat het gordijn 5 minuten voordat de wekker afgaat langzaam opengaat. Dit om met natuurlijk licht wakker te worden.
- Alle ramen en deuren naar buiten toe zijn voorzien van contactsensoren en alle ruimtes die hieraan grenzen zijn voorzien van bewegingssensoren. Wanneer wij van huis zijn (smarthome weet onze locaties a.d.h.v. onze telefoons) wordt automatisch een alarm geactiveerd, met meldingen op al onze telefoons bij activering van een sensor. Tussen 22:00 en 06:30 staat deze ook standaard aan.
- Slimme rookmelders met meldingen op onze telefoons wanneer er rook gedetecteerd is.
- Iedere kamer is voorzien van een temperatuur sensor. In de zomer worden airco's automatisch geactiveerd wanneer we thuis zijn en bepaalde temperaturen bereikt zijn, óf als het heel warm is en er al gestart moet worden met koelen om savonds een koel huis te hebben.
- Uitlezen en bijhouden van ons elektriciteit/gasverbruik. Hierop ook bepaalde verbruikers activeren als zonnepanelen veel opwekken (zoals autolader wanneer auto eraan hangt). Als je een dynamisch energiecontract hebt kan hier nog veel meer op geautomatiseerd worden.
- Mijn auto is ook verbonden met de smarthome. Hierdoor kan ik alle sensoren uitlezen, een melding krijgen als ik moet laden als er lange ritten gepland staan en kan de auto op basis van mijn agenda automatisch voorkoelen/verwarmen.
- Camera's houden de voor- en achterkant van het huis in de gaten en geven een melding als er iemand komt. Meldingen van de slimme deurbel komen op alle telefoons binnen.
- Op een dashboard binnen ons smarthome worden al onze agenda's gecombineerd, incl exchange agenda van mijn werk.
- Automatische meldingen van wanneer afval aan de straat moet komen, op basis van onze postcode/huisnummer
- Weerbericht incl buienradar kaartje op een dashboard.

Wat kost dat?
Dat kies je zelf, maar enkele voorbeelden:
- Raspberry Pi 4 tbv Home Assistant: zo'n 100€
- Contactsensoren en temp sensoren: zo'n 4€ per stuk
- Bewegingssensoren: zo'n 10€/stuk
- Slimme lichtsnoeren: sterk afhankelijk van het merk, maar de mijne waren 10-30€/stuk
- Slimme gordijn motortjes (passen op de meeste u-rails), Switchbot Curtain U-Rail 3, zo'n 50€/gordijn.
- Robotstofzuiger Roborock Q Revo S: aangeschaft voor 500€, maar er zijn al hele goede opties vanaf zo'n 250€.

En wat kan dit toevoegen in mijn werkplaats?
Niks hiervan is noodzakelijk voor de werkplaats, maar het kan wel handig zijn.
Voorbeelden hiervan:
- Slimme stekkers aan alle apparaten om te schakelen met een externe aan/uit knop en om te meten wat het energieverbruik doet. Ook het automatisch inschakelen van de motafzuiging is hiermee een optie, zolang de houtbewerkingsmachine aan een stekker hangt.
- Temp/vocht sensoren om deze zaken te monitoren en daarmee hout/machines in goede conditie te houden.
- Bewegingssensoren om automatisch lampen in te laten schakelen bij binnenkomst.

Tot zover mijn uiteenzetting
Als er vragen zijn dan roep maar!

 

[knotwilg]

Leuk.

Wat ik er mee doe,

ik kan de zonnepanelen uitschakelen als de stroomprijs ongunstig is, maar de fabrikant van de converters geeft geen toegang tot de API daarvoor (er zijn echter truuks die ik nog niet wil gebruiken).

Ik stuur de mate waarin de boiler water opwarmt. De fabrikant vond het nodig om dat ineens en maximaal te doen. Met wat gehannes kan ik nu afhankelijk van de zoninstraling en het overige gebruik de boiler opwarmen. (een volgend project wordt een boiler die to 80°C opgstookt kan/mag worden, wel met veiligheden en een thermostaatkraan aan de uitgang. Ok denk ik over een paar kleine lokale boilers, b.v. een bij de wasmachine zodat die hot fill kan werken).

Verder heb ik niets automatisch, lampje aan en uit en de rolluiken omhoog omlaag lukt nog wel met de hand . Moderne wasmachines etc. zijn lastig omdat ze zelf "slim zijn" en dom doen, je moet ze aan zetten voor je een programma kunt instellen en dan moet je ze modificeren zodat je de was ook echt kunt starten. Zo'n oude met een mechanische klok is handiger omdat je die met een relais aan en uit kunt zetten en dan draait het ingestelde programma.

Ik heb de spullen om ook de warmtepomp data bus te gebruiken, maar ben er nog niet echt in gedoken en weet ook niet of er echt iets te halen is anders dan nog meer data.

Wel meet ik een aantal dingen. Alle software schrijf ik zelf (in Nim & SQL(lite)) en het draait op een oude HP thin client.

Ik irriteer me mateloos aan de industrie die protocollen, API's etc. niet vrij geeft. Ieder lijkt z'n eigen silo te willen bouwen, klantenbinding....

 

[Rizz]

Dat is een mooie uiteenzetting, Wouterst!

Ik beperk me tot Philips Hue, Honeywell Evohome voor de verwarming en voor de muziek in de schuur een chromecast audio, die moet draaien via Google Home. Maar allen een beetje "domme" domotica. Ik heb altijd wel bewondering voor mensen die dit zo grondig aanpakken!

 

[knotwilg]

Honeywell Evohome

Die was ik vergeten, mooi systeem. Draait hier al sinds 2007/8 probleemloos.

 

[RDR2950]

We zijn meer en meer normaal gaan vinden dat onze auto's zelf weten wanneer het regent en dan hun ruitenwissers aanschakelen, zelf weten wanneer het wat donkerder wordt en dan hun lichten aandoen, zelf weten als ze te dicht op een voorligger komen en dan wat vertragen... Dat was voor mij een vertrekpunt om mijn huis ook zelf te laten uitdokteren of het licht aanmoet, of de verwarming in ruimte A of B hoger of lager moet, zelf te bepalen dat als er iemand langer dan 10 minuten in de badkamer is, die vast iets aan het doen is waarvoor de ventilatie wat meer mag afzuigen (idem voor langer dan 6 minuten op het toilet) enz...
Dingen die eenvoudig geautomatiseerd kunnen worden, verhogen je comfort en verlagen vaak je energiekosten - als je 's ochtends bij bewolkt weer vertrekt en in de loop van de dag wordt het heel zonnig, is het wel zinvol dat het huis op het juiste moment zelf de zonwering laat zakken. Of als er 's middags opeens veel zon is, is dat het perfecte moment om de elektriciteit van de zonnepanelen te gebruiken om de warmtebuffer (of boiler, of autobatterij, of wasdroger, ...) te activeren.

Het interessante aan dit geheel is dat je de logica (of "intelligentie) los kan trekken van de uitvoering: in een klassieke elektrische installatie zit de intelligentie in de bedrading en de schakelaars en is het behoorlijk ingrijpend om daar veranderingen in aan te brengen. In een smarthome worden "input" (typisch via sensoren) en "output" (typisch relais, contactoren, thyristoren, UPD-opdrachten...) als individuele componenten aan een (al dan niet centraal) "brein" gekoppeld en als je die setup eenmaal in gebruik hebt, kunnen daar heel gemakkelijk functies aan toegevoegd worden (bv dubbelklik op een schakelaar doet alle licht in die ruimte tegelijk uit, drievoudige klik doet alle licht in huis uit).

Met wat elektronica- en softwarekennis is het allemaal niet heel moeilijk of duur, behalve als je een systeem wil dat ook door iemand anders gerepareerd of onderhouden kan worden.

Zitten daar geen risico's aan? O jawel - het geheel moet natuurlijk op een heel andere manier beveiligd worden dan een klassieke elektrische installatie, een hacker die in je systeem kan inbreken, zou bv het alarm kunnen uitschakelen, de verwarming te heet laten lopen of zelfs simpelweg weten of er iemand thuis is en komen inbreken.
Mijn grootste risico is dat als ik elders van het toilet kom, ik gewoon niet aan denk om het licht terug uit te doen omdat dat thuis vanzelf gebeurt

En als de elektriciteit uitvalt?
Tja, dan kan ik het licht niet meer aandoen (of minstens even erg, dan kan ik mijn schaaf- of zaagmachine niet gebruiken)...

 

[ZotVanHout]

het geheel moet natuurlijk op een heel andere manier beveiligd worden dan een klassieke elektrische installatie

mooie bemerking
heb ooit volgens de richtlijnen van een in vl bekende fabrikant een video-systeem met deuropener geplaatst
bleek dat je vanop de stoep met een schroevendraaier pz1 + een batterijtje van 12V binnen een paar minuten binnen kon
heb het systeem op een andere manier bedraad
helaas tegen meerprijs

 

[thomasz]

En als de elektriciteit uitvalt?
Tja, dan kan ik het licht niet meer aandoen (of minstens even erg, dan kan ik mijn schaaf- of zaagmachine niet gebruiken)...

Dat is dan hetzelfde als bij een gewone, niet smart, installatie

 

[ZotVanHout]

En als de elektriciteit uitvalt?

heb je dan voldoende zonnepanelen ?

 

[thomasz]

Als de netspanning uitvalt, dan schakelt de omvormer van de zonnepanelen af . Dat zal ook zo zijn voor thuisbatterijen.
Beide zijn immers op het openbare electriciteitsnet aangesloten en zouden dan, samen met alle andere zonne- installaties het net gaan voeden.
Zonder aparte noodstroomvoorziening zit je bij uitval van de netspanning dus in het donker en zonder electriciteit.

 

[RDR2950]

heb je dan voldoende zonnepanelen ?

Eigenlijk wel, maar (nog) geen thuisbatterijen en dan schakelt de omvormer uit zodra er geen 50Hz van het netwerk meer komt - dat is nog iets voor een toekomstige investering.

Dat is dan hetzelfde als bij een gewone, niet smart, installatie

Inderdaad - ik antwoord dat steevast als mensen de automatisering in vraag stellen.
Sommige dingen hebben wel meer impact: zonder elektriciteit werkt de regenpomp niet en spoelen de toiletten dus niet meer door, of als de zonwering naar beneden is, gaat die zonder elektriciteit ook niet meer omhoog. In theorie heb ik daarvoor nog ergens een 6kW 400V benzinegenerator staan die ik naar buiten kan sleuren en via een stekker op het huisnetwerk kan aansluiten - die is natuurlijk al in geen jaren meer getest en de benzine zit er ook al zeker vijf jaar in, dus de kans dat die meteen werkt, is heel onwaarschijnlijk.

 

[RDR2950]

Als de netspanning uitvalt, dan schakelt de omvormer van de zonnepanelen af . Dat zal ook zo zijn voor thuisbatterijen.
Beide zijn immers op het openbare electriciteitsnet aangesloten en zouden dan, samen met alle andere zonne- installaties het net gaan voeden.
Zonder aparte noodstroomvoorziening zit je bij uitval van de netspanning dus in het donker en zonder electriciteit.

Bij verschillende thuisbatterijen wordt een 230/400V omvormer ingebouwd die zelf 50Hz produceert. Als het net wegvalt, kan je met de elektriciteit van de batterijen wel een tijdje verder.

 

[thomasz]

Bij verschillende thuisbatterijen wordt een 230/400V omvormer ingebouwd die zelf 50Hz produceert. Als het net wegvalt, kan je met de elektriciteit van de batterijen wel een tijdje verder.

Maar hoe is dat dan gekoppeld aan je huisinstallatie?

 

[knotwilg]

Maar hoe is dat dan gekoppeld aan je huisinstallatie?

Met speciale relais en software etc. voor de groepenkast waarbij alleen de verbinding met het publieke net wordt verbroken. Het huis net blijft dan functioneel door de voorziening in de batterij. Zodra er weer netspanning is wordt er weer aan het net gekoppeld.

 

[RDR2950]

De thuisbatterij komt tussen het publieke net en de thuisinstallatie, de sturing van de batterij zorgt voor synchronisatie met het net als er elektriciteit is en voor interne synchronisatie als er geen elektriciteit van het net komt. De omvormer van de zonnepanelen ziet het verschil niet en blijft dus gewoon werken.

 

[jorisvh]

Dank voor de heldere intro, @Wouterst !

Ik heb ooit een tweakers forum over zelfbouw slimme laadpalen doorploeterd en daar was een grote groep die de slimme laadpaal met Home Assistant aanstuurde.
Het coderen schrikte mij af en heb besloten een standalone slimme laadpaal te bouwen. Die beperkt de laadstroom ifv de beschikbare zonnestroom en het capaciteitstarief dat we hier in België hebben. Die houdt dus geen rekening met agenda van toekomstige ritten e.d. maar ik kan wel zonder nadenken mijn stationaire machines opstarten als de auto aan 32A aan het laden is.
Mijn indruk was dat je (op dit moment) toch wel een techneut moet zijn die er plezier in vindt om dit uit te zoeken en dat je er beter van weg blijft als je dat als een last ziet.

Verder een Danfoss link systeem dat de verwarming in elke kamer onafhankelijk regelt (temperatuur ipv tijd). Dan ben je op vakantie en merk je dat de binnentemperatuur tot 16gr gezakt is en wil je de vloerverwarming 1d voor thuiskomst opstarten. Maar dan bedenk je dat je de ketel uitgeschakeld hebt voor de zomer .

Ik heb een 10-tal jaar geleden redelijk wat (vreselijk duur) Niko RF gestuurd schakelmateriaal gebruikt om lichtkringen te kunnen opsplitsen, dimmen en vanop verschillende punten bedienen zonder slijpwerk voor extra kabels.
Dat zou ik nu wellicht beter en goedkoper met slimme lampen kunnen oplossen.

 

[chevy66]

Een mooie omschrijving van waarom het milieu niet gered gaat worden.

 

[elzenmaa]

Mijn indruk was dat je (op dit moment) toch wel een techneut moet zijn die er plezier in vindt om dit uit te zoeken

Ben dat helemaal met je eens, maar de toegankelijkheid of bediengemak of hoe je het ook wilt noemen zal wel toenemen.
Wat jij beschrijft voor lampen waarbij tegenwoordig al ‘slim’ in de lampen zelf zit gaat voor steeds meer apparatuur gelden.

 

[haasjetik]

Gebruikte jaren lang Homey, maar vond het uiteindelijk te beperkt (plus wellicht wat onzeker door de overname door LG). Overgestapt naar Home Assistant. Ja, was even een gedoe, maar nu draaiend.
Grote nadeel van dit soort automatisering: je kan heel veel schakelen, regelen en zo, maar als het niet werk heb je wel een probleem met een deel van je huis (en vrouwlief). Maar goed, zolang ik het nog begrijp en de boel blijft draaien ga ik er mee door.
Vreemd genoeg in mijn werkplaats helemaal niets van die automatisering gebruikt (muv van muziek via een Logitech speaker).

 

[fantic]

Ach ik ben al vele jaren met eea bezig, eerts Domotiga met Zwave en later overgestapt op Home Assistant en daar is de Zwave ondersteuning niet echt best te noemen, dus overgestapt op Zigbee, en daar komen steeds meer onderdelen bij in, zo heb ik nu de volledige verwarming op HA aangestuurd ( woonkamewr en 8 andere ruimtes die een eigen vloerverwarmings groep hebben).

Maar ik kan je wel zeggen dat alles valt of staat bij de WAF
Deze term wordt vooral op de domotica for veelvuldig gebruikt en staat voor Wife Acceptance Factor.

 

[mathieu]

Ik kom professioneel in contact met zulke systemen. Vaak zijn er problemen. Van mensen die geen idee hebben van het wifi paswoord tot systemen die hardnekkig zich niet willen verbinden. Je moet goed thuis zijn in die materie om alles aan de praat te krijgen en te houden. Er worden kunstgrepen uitgevoerd die nadien niemand nog weet. Als er jaren later een onderdeel niet werkt, of er komt iemand een aanpassing doen die niet vertrouwd is met de installatie ligt het ganse systeem uit. Een eenvoudige installatie gaat op termijn het meeste voldoening geven.
(De automatische ruitenwisser van mijn bus slaat op hol. Volgens de garage is de oorzaak het vervangen van de voorruit. Een oplossing is er niet. Gevolg is dat ik bij motregen zelf automaat moet spelen.)