COME FARE: Controllo vocale rispettoso della privacy dei nostri bruciatori a bioetanolo

Domotica senza cloud

Candle Smart Home è un’iniziativa fondata dall’Unione Europea che esegue ricerche sulla fattibilità della domotica – che includa il controllo vocale – senza sacrificare la privacy. Affronta molti aspetti legati alla privacy. Volevamo capire quanto fosse facile (o difficile) rendere i nostri bruciatori a bioetanolo smart compatibili con Candle Smart Home.

Avviso spoiler: si è rivelato essere molto facile, e siamo riusciti a trovare una soluzione di domotica che funziona senza dover mandare dati nel cloud (incluso il controllo vocale, che viene processato localmente e quindi non esce mai dalla casa)! I nostri prodotti sono dotati di un’applicazione per smartphone e controllo vocale.

Componenti richiesti

I componenti richiesti per questa configurazione sono:

  • Per il controller di Candle Smart Home:
    • Un Raspberry Pi 4 (60,00€)
    • Una memory card SD (10,00€)
    • Un microprocessore RF Nano con ricetrasmittente radio integrata (2,00€)
  • Per il modulo da aggiungere al nostro bruciatore di bioetanolo smart:
    • Un microprocessore RF Nano con ricetrasmittente radio integrata (2,00€)
    • Un regolatore di voltaggio (per cambiare il voltaggio dall’RF Nano (5V) al voltaggio del bruciatore di bioetanolo (3.3V) e viceversa) (0,50€)

Procedimento seguito

Passo 1: Creare il controller

Il primo passo è creare il controller. È piuttosto facile e sul sito di Candle Smart Home è disponibile una guida passo per passo. Bisogna scrivere un’immagine sulla scheda SD e connettere il Raspberry PI al WiFi. Poi, bisogna connettere il RF Nano a una porta USB del Raspberry PI quando aggiungi il modulo ricevente. Infine, bisogna aggiungere l’assistente vocale (Snips), e questo passo è concluso. Non può ancora fare niente di utile (tranne cose come indicare l’ora), perché il nostro bruciatore a bioetanolo non è connesso.

Problemi incontrati:

  • Il primo cavo USB che abbiamo usato si è rivelato essere programmato solo per la carica, cioè non si poteva stabilire nessuna connessione dati, e non ha riconosciuto il RF Nano. Il problema è stato risolto cambiando il cavo USB.
  • Uno dei primi passaggi è inserire un nome di un dominio esterno, così il tuo Raspberry PI sarà visibile anche su internet. Abbiamo scoperto che ciò impedisce l’uso dell’assistente vocale, quindi abbiamo saltato questo passo. Stiamo lavorando a una soluzione.

 Passo 2: Familiarizzare con il RF Nano

Con il controller montato e funzionante, dobbiamo connettere il nostro bruciatore a bioetanolo tramite connessione senza fili (radio). Prima di farlo, abbiamo voluto familiarizzare con il software di Candle Smart Home, il RF Nano e la libreria di MySensors. Perciò, abbiamo creato una stazione metereologica seguendo le istruzioni sul sito di Candle Smart Home. Durante il processo, è stato scritto il codice necessario (dal Candle Manager) sull’RF Nano. Si può vedere il codice effettivo, che spiega come funzionino le cose, incluso il modo in cu il controller e il dispositivo comunicano tra loro (condividendo una password, impostata nella configurazione del Candle Manager). Dopo aver capito come funziona, abbiamo potuto scrivere il nostro codice per il bruciatore a bioetanolo.

Passo 3: Creare il codice per il bruciatore a bioetanolo

Usando l’interfaccia di Arduino, abbiamo creato il nostro codice personalizzato. Abbiamo selezionato il tipo di scheda “Arduino Nano” e la porta COM corretta. Poi, abbiamo copiato il codice standard dal plugin di esempio (che ha tutto per connettersi wireless al controller). Abbiamo implementato la funzione “Ricevi” in modo che rispondesse ai comandi (on/off/su/giù) del controller (tramite un pulsante o tramite il controllo vocale, ad esempio dicendo accendi il camino). Ricevuto un comando, lo abbiamo passato sull’interfaccia seriale per poter fare funzionare il bruciatore.

Il bruciatore a bioetanolo dà anche informazioni di stato sulla linea seriale, come il suo stato (fermo, riscaldamento, raffreddamento, errore, ecc.) e il livello della fiamma (da 1 a 5) (fornisce anche altre informazioni, come i livelli di CO2, serbatoio pieno/vuoto, ecc.). Abbiamo letto le informazioni dalla linea seriale e, col cambiamento nello stato del bruciatore, abbiamo mandato un messaggio al controller (usando la funzione “invia”) per fare sapere al controller il nuovo stato. In questo modo, se l’utente usa il bruciatore premendo uno dei pulsanti fisici sul bruciatore stesso, il controller Candle Smart Home sa che è acceso o spento – anche se il processo non è fatto tramite il controller di Candle Smart Home.

Problemi incontrati:

  • Anche se il codice è abbastanza facile da copiare ed espandere, il RF Nano opera a 5V, mentre il bruciatore a bioetanolo a 3.3V. Perciò, abbiamo messo un regolatore di tensione fra i due per assicurarci di non fare scoppiare il bruciatore a bioetanolo.

Il nostro studente che prepara il partitore di tensione:

 

In questo momento, stiamo testando la configurazione di prova:

   

Passo 4: Test della configurazione completa

Ora che tutti i componenti sono stati assemblati e il codice è stato scritto e caricato sul RF Nano, è ora di vedere se funziona davvero – anche con il controllo vocale e senza internet. Perciò, abbiamo staccato il cavo internet e abbiamo usato la voce per accendere e spegnere il camino (abbiamo chiamato il dispositivo “camino”). Guarda il nostro video per scoprire i risultati: