Datenschutz und Hausautomation - Kompromisse erforderlich?
Immer mehr Geräte sind mit dem Internet verbunden - einschließlich aller Arten von Haushaltsgeräten. Die Steuerung dieser Geräte mit Apps ist der neue Standard, den die Benutzer erwarten. Und Sprachsteuerung wird immer beliebter - mit intelligenten Assistenten wie Google Assistant, Amazon Alexa, Apple Siri und Microsoft Cortana, um nur einige zu nennen. Die Menschen sorgen sich jedoch auch mehr um ihre Privatsphäre, zumal einige Skandale aufgedeckt wurden, in denen Cloud-Anbieter die Gespräche der Menschen mithörten. Es scheint, als müssten wir einfach akzeptieren, dass wir einen Teil unserer Privatsphäre als Gegenleistung für die Benutzerfreundlichkeit aufgeben müssen - oder nicht?
Nicht-Cloud-Heimautomatisierung
Eine von der Europäischen Union finanzierte Initiative, die untersucht, ob ein intelligentes Zuhause - einschließlich Sprachsteuerung - ohne Einbußen bei der Privatsphäre möglich ist, ist Candle Smart Home. Es befasst sich mit vielen Aspekten der Privatsphäre. Wir wollten sehen, wie einfach (oder schwierig) es ist, unseren intelligenten Bioethanolbrenner mit Candle Smart Home kompatibel zu machen.
Spoiler-Alarm: Es stellte sich als sehr einfach heraus, während wir eine Heimautomatisierungslösung haben, die funktioniert, ohne Daten an die Cloud zu senden (einschließlich der Sprachsteuerung, die lokal verarbeitet wird und daher das Haus nie verlässt)! Es wird komplett mit einer Smartphone-App und Sprachsteuerung geliefert.
Erforderliche Komponenten
Die erforderlichen Komponenten für dieses Setup sind:
- Für den Candle Smart Home-Controller:
- Ein Raspberry Pi 4 (Eur. 60,-)
- Ein SD-Speicherkarte (Eur. 10,-)
- Ein RF-Nano-Mikroprozessor mit eingebautem Funk-Transceiver-Modul (Eur. 2, -)
- Für das Modul, das unserem intelligenten Bioethanolbrenner hinzugefügt werden soll:
- Ein RF-Nano-Mikroprozessor mit eingebautem Funk-Transceiver-Modul (Eur. 2, -)
- Ein Spannungsregler (zum Ändern der Spannung vom RF Nano (5V) auf die Spannung des Bioethanol-Brenners (3,3V) und umgekehrt) (Eur. 0,50)
Schritte gemacht
Schritt 1: Erstellen Sie die Steuerung
Der erste Schritt ist das Erstellen des Controllers. Dies ist recht einfach und eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Anleitung finden Sie auf der Candle Smart Home-Website. Dazu müssen Sie ein Bild auf die SD-Karte schreiben und den Raspberry PI mit Ihrem WLAN verbinden. Verbinden Sie dann den RF Nano mit einem USB-Anschluss des Raspberry PI, wenn Sie das Empfängermodul hinzufügen. Fügen Sie abschließend den Sprachassistenten (Snips) hinzu, und dieser Schritt ist abgeschlossen. Es kann noch nichts Sinnvolles tun (außer zum Beispiel die Zeit zu messen), da unser Bioethanolbrenner noch nicht angeschlossen ist.
Fallstricke:
- Das erste USB-Kabel, das wir verwendet haben, war nur zum Aufladen verdrahtet, d. H. Es konnte keine Datenverbindung hergestellt werden, und der RF Nano wurde nicht erkannt. Das Problem wurde behoben, indem das USB-Kabel in ein vollständig verkabeltes Kabel geändert wurde.
- Einer der ersten Schritte ist die Eingabe eines externen Domainnamens, damit Ihr Raspberry PI auch im Internet angezeigt wird. Dies hat den Sprachassistenten zum Erliegen gebracht, sodass wir diesen Schritt übersprungen haben. An einer Lösung wird gearbeitet.
Schritt 2: Machen Sie sich mit dem RF Nano vertraut
Wenn der Controller betriebsbereit ist, müssen wir unseren Bioethanolbrenner über eine drahtlose (Funk-) Verbindung verbinden. Zuvor wollten wir uns mit der Candle Smart Home-Software, dem RF Nano und der MySensors-Bibliothek vertraut machen. Aus diesem Grund haben wir die Wetterstation gemäß den Anweisungen auf der Candle Smart Home-Website erstellt. Während des Vorgangs wird der benötigte Code (vom Candle Manager) in den RF Nano geschrieben. Dort sehen Sie den eigentlichen Code, der die Funktionsweise erläutert, einschließlich der Kommunikation zwischen Controller und Gerät (durch Weitergabe eines Kennworts, das in der Candle Manager-Zusatzkonfiguration festgelegt wurde). Nachdem wir verstanden haben, wie dies funktioniert, können wir nun unseren eigenen Code für den Bioethanolbrenner schreiben.
Schritt 3: Erstellen des Codes für den Bioethanolbrenner
Über die Arduino-Oberfläche erstellen wir unseren benutzerdefinierten Code. Wir wählen den Board-Typ "Arduino Nano" und den richtigen COM-Port. Dann kopieren wir den Basiscode aus dem Beispiel-Plugin (das alles hat, um eine drahtlose Verbindung mit der Steuerung herzustellen). Wir implementieren die Funktion "Empfangen", um auf Befehle (Ein / Aus / Auf / Ab) zu reagieren, die wir vom Controller erhalten (weil ein Benutzer eine Taste gedrückt hat oder weil der Sprachassistent aufgefordert wurde, beispielsweise den Kamin einzuschalten). Wenn ein Befehl empfangen wird, leiten wir diesen Befehl an die serielle Leitung weiter, um den Brenner zu betreiben.
Der Bioethanolbrenner gibt auch Statusinformationen über die serielle Leitung aus, wie z. B. Status (Aus, Aufwärmen, Ein, Abkühlen, Fehler usw.) und Flammenstufe (1 bis 5) (weitere Informationen werden bereitgestellt, z. B. CO2-Stufe, Kraftstofftank leer / voll usw.). Wir lesen diese Informationen von der seriellen Leitung und senden bei Änderung des Brennerstatus eine Nachricht an die Steuerung (unter Verwendung der Funktion "Senden"), um die Steuerung über den neuen Status zu informieren. Auf diese Weise zeigt der Candle Smart Home-Controller, wenn der Benutzer den Brenner durch Drücken einer der am Brenner vorhandenen physischen Tasten bedient, ordnungsgemäß an, dass der Brenner ein- oder ausgeschaltet ist - auch wenn das Umschalten nicht über Candle Smart Home erfolgt Regler.
Fallstricke:
- Obwohl der Code leicht zu kopieren und zu erweitern ist, arbeitet der RF Nano mit 5V. Der Bioethanolbrenner wird mit 3,3 V betrieben. Daher wurde ein Spannungsregler zwischengeschaltet, um sicherzustellen, dass der Bioethanolbrenner nicht nicht kaputt geht.
Unser Student bereitet den Spannungsteiler vor:
In diesem Moment läuft der Testaufbau:
Schritt 4: Testen Sie das komplette Setup
Nachdem alle Komponenten zusammengesetzt und der Code geschrieben und auf den RF Nano hochgeladen wurden, können Sie testen, ob er tatsächlich funktioniert - auch mit Sprachsteuerung und ohne Internet. Also zogen wir den Stecker aus dem Internet und schalteten den Kamin mit unserer Stimme ein und aus (wir nannten das Gerät "Fireplace"). Sehen Sie sich unseren Film an, um die Ergebnisse zu sehen: