Projeto de domótica criado de raiz, para casa construída de raiz

Venho partilhar com vocês, o meu projeto para colocar numa casa a construir de raiz.

Comecei na domótica em 2019, sem perceber nada disto, foi com um simples interruptor touch Sonoff a acender e apagar uma luz. Com o COVID, decidi apostar mais e mandei vir mais 2 interruptores para fazer uma comutação. No momento de fazer a ligação, percebi que não dava para fazer como pensava e parei por ai…… Decidi começar a pesquisar e cheguei ao HA / Sonoff mini. Em 2020 coloquei o meu apartamento todo com luzes, estores automatizados e sensores de temperatura, usando Sonoff com tasmota (tive várias lutas para conseguir perceber todo este mundo, mas com ajuda de várias pessoas e com o fórum, fui conseguindo resolver problemas).

Isto foi como abrir uma caixa de pandora, que até aqui só me fez “gozar” de todas as noites mal dormidas a volta disto. Descobrir ESP’s e ver a quantidade de coisas que peças tão pequenas conseguem fazer, desde estados de portas / janelas, sensores de pulso para portões, controlar rega em função da chuva, sensores de luminosidade, sensores de chuva, e por ai fora… tudo DIY! Descobrir o HA e ver que automações bem feitas tornam uma casa inteligente que aprende as tuas rotinas para melhorar diariamente. É sem duvida um mundo espetacular.

Com isto, e com o facto de estar para construir, queria implementar na nova casa algo que me desse total liberdade de controlo, que não dependesse de nada nem de nenhum sistema para funcionar, que fosse modular (se avariar uma peça, com 3€ trocamos em vez de ter uma placa feita e se avariar trocamos a placa que pode custar 40/50€), que quem entre não consiga ver que ali há inteligência nenhuma (só há botões tradicionais). Isto levou-me a optar por ter tasmota ou esphome.
Também queria evitar ao máximo o wifi/zigbee sabendo que há coisas que não terei outra hipótese, como por exemplo sensores de presença embutidos no teto (zigbee).

Após várias pesquisas e depois de muitos testes e vários tipos de ligações, cheguei a construção de uma caixa, que me permite ligar 16 botões físicos, e com saída para uma placa com 16 reles. Esta caixa é composta por:

  • 1 WT32 ETH (com tasmota e ligação RJ45. O cérebro do sistema)
  • 2 PCF8574 (lê o estado dos 16 botões físicos)
  • 1 MCP23017 (gere a lógica dos estados dos botões)
  • 2 ULN2803A (converte o sinal 3,3V/5V para acionar reles de 24v)
  • 1 Step-down (converte 5v em 3,3v para alimentar esp)
  • 3 fusíveis na entrada dos 24v/5v/3,3v)
  • 3 leds de estado (que me indicam de algum fusível queimou)
  • Condensadores 100nf nos ESP
  • Os reles usados são RT-RXG11D24
  • As fontes de alimentação são Mean Well 5V/30A * 24V/60A

Usando tasmota e as regras certas, consigo ter os tipos de botões que quero (pressão, tradicional, estores com interlock, pulso para portões, etc…) e não dependo do HA para que eles funcionem no dia a dia.
Consigo ter luzes, estores, sensores de estado, portões, e mais algumas coisas todas geridas por RJ45. Um esp suporta tranquilamente os 16 reles e as regras que forem precisas, sem ter de o levar ao limite.

Sei que não está perfeito, mas já tenho as caixas a funcionar há uns 2 meses (em testes, porque a casa ainda está em construção) e até agora nunca falharam.

A isto e para não estar a usar esta caixa para usar estados de portões e perder reles, criei uma caixa auxiliar (que usa o mesmo ESP) para conseguir ter estados até 8 portões e 2 canais para led dim (que tenciono usar leds COB-CCT), e nessa caixa tenho:

  • 1 PCF8574 (que me lê o estado de um sensor reedswitch por exemplo)
  • 4 MOSFET (controlador de potência PWM, que me permite controlar leds de 24v no ESP)

O controlo de leds não está totalmente decidido, porque só consigo controlar 1 fita por caixa e ainda não decidi onde vou ter luz indireta. Se for em vários lados, poderei ter de fazer de outra forma. Se for só em 2 ou 3 sítios, esta solução basta-me.

Ambas as caixas ainda têm alguns resistores/condensadores para que consiga melhorar a qualidade e estabilidade de todos os componentes.

Também será a estas caixas que vou ligar válvulas de esfera motorizadas e sensores de controlo de fluxo de água, para conseguir saber o gasto de água mensal (não sei se consigo real, mas aproximado consigo), e prevenir-me de alguma coisa que possa acontecer com fugas de agua. Também será para gerir água da companhia / água do poço.

Para terminar, criei uma pequena caixa para conseguir ver o consumo elétrico. Neste momento tenho no apartamento um sonoff onde lhe liguei um PZEM, e consigo ver consumos instantâneos e o gasto diário / mensal. A conta que recebo mensalmente do sensor comparado com a da fatura, não varia mais de 20/30 cêntimos. Sabendo que há dispositivos no mercado para este efeito e sabendo a qualidade que tenho no dispositivo atual que trabalha a cerca de 3 anos, optei por continuar com os mesmos produtos. Esta caixa é composta por:

  • 1 WT32 ETH (com tasmota e ligação RJ45)
  • 6 diodos bat43
  • 6 PZEM V4

Vou conseguir medir as 3 fases que entram e mais 3 aparelhos, mas é possível que faça outra para conseguir medir mais aparelhos individualmente.

Estou aberto a critica, porque sei que hoje há no mercado algo mais “Plug & Play”, mas não teria o mesmo gozo que este projeto me esta a dar. Tenho plena consciência do risco que estou a tomar, porque isto não existe feito e testado, mas acredito que vá funcionar sem qualquer tipo de problema.
Mas se virem que por algum motivo isto não é viável, digam-me por favor :slight_smile:

Deixo algumas fotos…

A caixa onde vou ligar os botões físicos e os reles (Custo médio 28€)







A placa de reles (uma delas têm filtro RC Snubber que vou usar para estores, para absorver os picos quando o estore para) (o valor varia bastante, mas as primeiras que comprei de 8 reles custaram 25€, mais tarde comprei de 16 reles e custaram 65€)


A caixa onde ligo a fita led e sensores de estado (Custo médio 15€)

A caixa com os PZEM (Custo médio 45€ já com os PZEM)


A bancada de testes :slight_smile:

Bons projetos a todos!

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Excelentes projetos!
Com essas caixas, fica com um aspeto muito profissional.

Eu para controlador de rega e piscina, também fiz uma placa com 8 relés, mas depois de ver estas imagens, dá vontade de refazer o sistema para adicionar entrada para botões físicos e enfiar tudo assim numa caixa bonita.

Quanto ao medidor de consumos de múltiplos canais, 6 Pzen já é porreiro, mas curto para medir as várias coisas da casa, num quadro principal.
Gosto da solução Emporia Vue Gen3, que até suporta ESPHome, mas eu queria algo mais “DIY” e barato! Vamos a um projeto conjunto???

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Também gosto muito desta solução, e com esphome até nem acho que fique assim tão fora de preço.

O que eu fiz fica muito mais em conta, mas ficamos talvez mais limitados ao número de PZEM num so ESP WT32-ETH. Até 8 acho viável, mais que isso tem de ter tempos de leitura altos para não dar problemas.
O que eu vou fazer é criar 2 ou 3 caixas para ter 6/12/18 PZEM

Ou criar uma caixa maior e colocar 3 ESP WT32-ETH dentro e ligação externa para 18 PZEM.

Mas vamos juntos nesse projeto :slight_smile:
DIY dá mais gozo, é mais simples de trocar caso de problemas e também é fiável.

Vou contar a “história” aqui :slight_smile:

Depois de ver o Emporia Vue Gen3, até que pode não valer muito a pena o DIY, pois o custo (por canal) não é assim tão grande, mas eu gosto deste tipo de projetos…

Já andei várias vezes às voltas com isto, tentando projetar algo e o melhor que tenho em mente é:
1 - ESP32 S3 (podia ser a versão WT32-ETH para ter ethernet)
4 - ADS1115 (ADC externo, cada um permite ligar 4 CTs e suportado no EspHome e permite 4 ADS no mesmo I2C)
1 - ZMPT101B como sensor de tensão, ligado diretamente a um dos pins dos ADS1115 (perde-se um CT, ganha-se precisão ao usar o mesmo clock)
1 - MCP6002 que serve para gerar o sinal BIAS de 1.65v estável para os 15 CTs em Single-Ended. Como input, leva um divisor de corrente com duas resistências de 10 kohm.
1 - Hi-Link HLK-PM03 assim a placa só tem como entrada os 230v e alimento o esp32 e o sensor de tensão

Pelo meio, ainda precisaria de uns condensadores para estabilizar tudo, um fusível e um MOV 275V na entrada de 230v, …
Dificuldade maior (para mim), desenhar o circuito completo, pois faltam conhecimentos de eletrónica (como decidir que condensadores usar e onde), pois não encontrei nenhum projeto semelhante, com os 4 ADS1115 e não dá para confiar a 100% no ChatGPT ou primos…

Na teoria, parece funcionar e ficaria com um custo inferior ao Emporia.

Baseado em: https://forum.arduino.cc/t/ads1115-and-ac-power-monitor/1096490

O ChatGPT dá uma grande ajuda, mas não te diz nada certo a primeira. Vale pela tentativa e erro até cegar a solução :slight_smile:

O Empria Vue Gen3 vale a pena, claro que sim. Mas não há este gozo de criar algo :slight_smile:
Eu para medir 6 fases devo ter gasto cerca de 45€, agora é só replicar.

Olhando ao que colocaste, acho que é complicar ainda mais :laughing::laughing:
Não sou expert nenhum, mas acho que usando PZEM o que se ganha é medição independente, isolamento e calibração fiável. E também já recebes os valores reais “calculados”.

Usando estas peças que colocaste, torna o projeto mais complexo. Penso que não se consegue receber diretamente tensão, corrente, potência, energia kWh, fator potência. Tudo isso teria de ser calculado e calibrado. O que se recebe é um valor analógico que depôs tem de ser transformado.
Pelo menos foi o que me pareceu com a pesquisa que fiz.

Eu neste momento uso um PZEM ligado a um sonoff (foi feito com um tutorial aqui do fórum), e estou muito satisfeito.
A minha fatura mensal calculada no HA, e real em comparação a fatura da operadora. Oscila 1 a 2 kWh por mês , e 20/30 cêntimos.

Daí ter optado mais ou menos pelo mesmo método, mas usando mais PZEM


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