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Como construir seu próprio hub doméstico inteligente com um Raspberry Pi e o WebThings Gateway

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Um dos principais pontos da construção de uma casa inteligente é que você tenha uma casa mais fácil de controlar e que possa reagir automaticamente, tornando sua vida mais fácil e conveniente. Embora existam muitos sistemas convencionais que fazem isso, do Amazon Alexa ao Samsung SmartThings, eles dependem do fornecimento de dados para grandes empresas.

Com o WebThings Gateway (anteriormente conhecido como Mozilla Things), você pode construir seu próprio servidor de automação residencial com um Raspberry Pi.

Leia a seguir: Como configurar e usar o Home Assistant

O WebThings Gateway permite controlar vários dispositivos domésticos inteligentes a partir de um portal da Web simples e seguro, que pode ser acessado em casa e remotamente.

O WebThings Gateway permite que você conecte seu kit de casa inteligente existente, como lâmpadas da Philips Hue ; no entanto, você também pode adicionar dongles USB Z-Wave e Zigbee e conectar dispositivos diretamente, como vários interruptores, dimmers e sensores inteligentes prontos para uso, bem como lâmpadas Ikea e Cree.

Ele também permite que você crie regras de estilo If This Then That (IFTTT), uma planta baixa e use controles de voz (limitados).

Como construir seu próprio hub doméstico inteligente com um Raspberry Pi e o WebThings Gateway

Aqui está o que você precisa:

• Uma placa Raspberry Pi – de preferência um Pi 3 ou Pi 4 com Wi-Fi integrado, mas um dongle Wi-Fi também deve funcionar.

• Um cartão microSD limpo com armazenamento mínimo de 4 GB.

• Um dongle USB Zigbee compatível e/ou um stick USB habilitado para Z-Wave para se comunicar com dispositivos nesse protocolo.

• Alguns dispositivos domésticos inteligentes compatíveis para adicionar. Aqui está a lista de dispositivos testados.


Começando

A primeira coisa que você precisa fazer é baixar o software WebThings Gateway no seu Mac ou PC. Ele pode ser baixado diretamente do WebThings.

A partir daqui, você precisará atualizar o software para o cartão SD limpo. Existem muitos softwares para Mac e PC que podem fazer isso, mas eu recomendo o Etcher.

Como construir seu próprio hub doméstico inteligente com um Raspberry Pi e o WebThings Gateway

Depois de instalar o Etcher, insira o cartão microSD em seu computador (nota: a maneira como consegui isso no meu Apple MacBook de 12 polegadas é bem cômica, na foto acima, mas você também pode obter leitores de cartão USB-C).

Tudo o que você precisa fazer no Etcher é selecionar a imagem do seu disco rígido, selecionar a unidade e clicar em Flash. Levará alguns minutos, mas depois disso você estará pronto para ir.


Configurando o Raspberry Pi

Agora é quase hora de ligar o Raspberry Pi. Antes de ligá-lo, você precisa inserir o cartão SD carregado com o software Things Gateway. Você também precisará inserir os dongles USB Zigbee e/ou Z-Wave. Usamos o Digi XStick (versão ZB mesh).

Como construir seu próprio hub doméstico inteligente com um Raspberry Pi e o WebThings Gateway

Se o seu Pi não tiver Wi-Fi integrado, você pode inserir um adaptador Wi-Fi USB. Como isso será operado como uma máquina ‘sem cabeça', você não precisa se preocupar em conectar um monitor, teclado ou qualquer outro acessório ao Pi.

Agora você pode ligar o Pi.


Conectando ao seu Gateway

É aqui que começa a parte inteligente. Depois de um minuto ou dois, você deve ver uma rede Wi-Fi chamada "WebThings Gateway XXXX", onde XXXX é quatro dígitos do endereço MAC do seu Pi. Conecte-se a este ID de rede em seu laptop ou smartphone e você obterá uma janela pop-up solicitando que você insira o SSID e a senha da sua rede doméstica.

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O Gateway se conectará à sua rede doméstica e o pop-up desaparecerá. Reconecte-se à rede da sua casa. Em seguida, abra um navegador e digite este endereço: http://gateway.local e você deve se conectar à página de gerenciamento da Web do WebThings.

Isso não funcionou no começo, e eu tive que entrar na seção de dispositivos conectados do meu roteador e encontrar o Raspberry Pi na lista para obter seu endereço IP. Eu poderia conectar usando isso (http://192.168.0.90 ).

Em seguida, você precisa criar seu próprio nome de domínio (xxx.webthings.io). Este é o endereço que você pode digitar em qualquer navegador para controlar remotamente sua casa. Você também precisará fornecer seu endereço de e-mail e confirmar sua seleção por meio do link no e-mail enviado. Finalmente, crie uma conta de usuário para seu sistema.


Adicionando Coisas

Para tornar seu WebThings Gateway útil, você precisará adicionar dispositivos. Como você faz isso depende do tipo de dispositivo. Os dispositivos Zigbee ou Z-Wave podem ser adicionados diretamente, mas qualquer sistema de terceiros ao qual você se conecte via rede, como as luzes Hue conectadas por meio de uma ponte, devem ser adicionados de uma maneira diferente.

Começaremos com dispositivos Zigbee ou Z-Wave.

Assim que a configuração estiver concluída, você será direcionado diretamente para a tela inicial do Things Gateway. Você verá um ‘+' no canto inferior direito e o Gateway procurará dispositivos disponíveis, portanto, verifique se eles estão conectados.

Como construir seu próprio hub doméstico inteligente com um Raspberry Pi e o WebThings Gateway

Testei com um Sylvania Smart Plug compatível com o padrão Zigbee IoT, que foi rapidamente reconhecido pelo pendrive Digi XStick. Você pode dar um nome personalizado e salvá-lo. A chave agora aparece na página inicial do Things e pode ser ligada/desligada com um toque/clique exatamente como anunciado.

Para adicionar dispositivos que já estão configurados usando o aplicativo original do fabricante, você precisa ir ao menu principal (clique na seta no canto superior esquerdo e, em seguida, clique no menu Hambúrguer) e clique em Configurações.

Clique em Complementos e, em seguida, clique no botão + no canto inferior direito da tela. Aqui, você verá uma lista de todos os dispositivos compatíveis, como Sonos e Philips Hue.

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Adicione os plug-ins que deseja e, em seguida, vá para Coisas e clique no botão Mais para descobrir itens em sua rede. Seus dispositivos devem ser descobertos, mas com o Hue você precisa primeiro apertar o botão na frente do Hue Bridge.

Você obterá uma lista de dispositivos descobertos. Clique em Salvar ao lado de qualquer um que você deseja adicionar ao WebThings. Clique em Concluído quando terminar.

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Dispositivos de controle

Na página Coisas, você verá tudo o que foi conectado ao seu servidor. Para qualquer dispositivo que possa ser ativado ou desativado, basta clicar no ícone para controlá-lo.

Para obter mais controle, clique no pequeno ícone splat ao lado do ícone para obter uma lista completa de controles. Com as lâmpadas Hue, por exemplo, você pode alterar a cor e o brilho dessa tela.

Você não obtém cenas extraídas do Hue e não pode agrupar vários dispositivos em grupos, o que é uma pena.

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Se você deseja automatizar sua casa, pode clicar no menu principal e selecionar Regras e, em seguida, clicar no ícone Mais na parte inferior da página. Você pode arrastar os dispositivos, listados na parte inferior da página, para a seção de entrada ou saída.

Você verá que, além dos dispositivos, você obtém alguns extras integrados, como Hora do dia.

A seção de entrada é a seção do acionador e você seleciona as propriedades que deseja. Aqui, tenho uma regra que diz que se a hora do dia for 9h e houver movimento no sensor, a regra será acionada. Na seção de saída (a ação), acendi duas luzes.

Observe que você não tem muita flexibilidade e não pode definir uma regra para ser executada em determinados horários, por exemplo. Você pode alterar a opção de gatilhos de ‘E' (todos devem ser verdadeiros) para Ou (qualquer uma das entradas deve ser verdadeira).

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Things Gateway – Funcionalidade extra

Se você procurar na seção de Complementos, verá que existem extras úteis. Por exemplo, você pode configurar a seção Clima para fornecer previsões do tempo, que você pode usar para acionar Regras.

Não é tão fácil de configurar e, uma vez instalado, você precisa clicar no botão Configurar e fornecer seu endereço em latitude e longitude (www.latlong.net é útil aqui) e fornecer uma chave de API (use openweathermap).

Como construir seu próprio hub doméstico inteligente com um Raspberry Pi e o WebThings Gateway

Por exemplo, você pode vincular o interruptor inteligente que controla sua TV à lâmpada da sala e desligar os dois ao mesmo tempo. Você pode acender a lâmpada do quarto e ligar a cafeteira conectada ao interruptor inteligente.

Você pode até carregar sua própria planta baixa de sua casa e posicionar seus dispositivos de acordo. Isso oferece outra maneira de controlar os dispositivos sala a sala.

Agora há controle de voz por meio de um complemento, que ouvirá a palavra de ativação (Ei, WebThings). Isso requer que um microfone e um alto-falante sejam conectados ao seu servidor Pi e não pude testá-lo.

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