Egy hagyományos, távirányítós kapunyitó okosításához nem feltétlenül szükséges a motor vagy a vezérlőelektronika cseréje. A meglévő rendszer megfelelő illesztéssel Home Assistantba integrálható, így a távoli vezérlés mellett a kapu állapota is követhetővé válik.
A saját rendszeremben ezt a feladatot egy Sonoff SV és ESPHome páros végzi, immár több éve stabilan. Az eredetileg tolókapuhoz kialakított megoldást garázsajtóknál is alkalmazom, némileg eltérő érzékelőkkel.
A meglévő kapuvezérlés megtartása
A tolókapu hagyományos, távirányítós motorvezérléssel működik. A vezérlőelektronikán rendelkezésre áll egy külső nyomógomb-bemenet, amelyet a Sonoff SV reléje működtet.
A megoldás lényege egyszerű: az ESPHome egy másodperces reléimpulzust állít elő, pontosan úgy, mintha valaki röviden megnyomná a kapunyitó nyomógombját.
Fontos, hogy a Sonoff SV ebben a kialakításban izolált, potenciálfüggetlen relékontaktussal működik. A használt hardverváltozatnál ehhez el kellett végezni a relé tápellátástól történő leválasztását biztosító módosítást. A Sonoff SV gyári alapállapotában a relékimenet nem feltétlenül potenciálmentes, ezért ez a kialakítás egyik lényeges műszaki feltétele.
A Sonoff SV alacsony feszültségű tápellátását nálam a kapunyitó vezérlőpaneljének megfelelő kimenete biztosítja. Ha ilyen nem áll rendelkezésre, megfelelően méretezett, külön DC-tápegység is használható.
A gyári kapuvezérlés teljes egészében megmarad: a motor működtetéséért, a végállásokért és az akadályérzékelésért továbbra is az eredeti elektronika felel.
Négy visszajelzés – több mint egyszerű relévezérlés
Egy hagyományos Wi-Fi-relé önmagában nem tudja, hogy a kapu valóban nyitva vagy zárva van-e. Legfeljebb a legutóbb kiadott parancsról rendelkezik információval.
Ezért a rendszerben négy különálló digitális bemenet működik.
| Jelzés | Megvalósítás | ESP8266 GPIO |
|---|---|---|
| Kapu teljesen zárva | Gyári zárt végálláskapcsoló | GPIO4 |
| Kapu teljesen nyitva | Gyári nyitott végálláskapcsoló | GPIO5 |
| Nyitási irány aktív | Áramérzékelő | GPIO3 |
| Zárási irány aktív | Áramérzékelő | GPIO14 |
A gyári végálláskapcsolók közvetlenül a kapu két véghelyzetéről szolgáltatnak visszajelzést. A két további bemenet pedig a motor működési irányának felismerésére szolgál.
Motorirány felismerése áramérzékelőkkel
A tolókapu motorjának nyitási és zárási irányához külön kapcsolt fázisvezeték tartozik. Ezeket egy-egy Fearile M3050 áramérzékelő figyeli.
Mindkét irány fázisvezetéke át van vezetve a hozzá tartozó érzékelőn. Amikor az adott vezetéken a motor áramfelvétele megjelenik, az érzékelő kapcsolókimenete zár, és a megfelelő ESP8266 GPIO-bemenetet aktív állapotba húzza.
Ez alapján az ESPHome megkülönbözteti:
- A motor nyitási irányú működését.
- A motor zárási irányú működését.
- Azt az állapotot, amikor egyik irányhoz sem érkezik áramérzékelési jel.
Az érzékelők kimenete a Sonoff SV alacsony feszültségű bemeneti áramköréhez illeszkedik. A hálózati feszültségű motorvezetékek és az ESP8266 logikai bemenetei között megfelelő elektromos leválasztás szükséges.
A módszer előnye, hogy nincs szükség a motor mechanikai módosítására vagy külön mozgó alkatrész beépítésére. Az irányinformáció a motor elektromos működéséből származik.
Ugyanakkor az áramfelvétel nem egyenlő a tényleges fizikai mozgás bizonyításával. Egy megszorult vagy rendellenesen működő motor is vehet fel áramot, ezért ez a jelzés nem használható önálló akadályérzékelésként vagy biztonsági védelemként.
ESPHome Feedback Cover – a négy jelből egy kapu-entitás
A vezérlés szoftveres alapja az ESPHome feedback cover komponense.
Ez a komponens képes egyetlen kapu-entitásban egyesíteni a nyitási és zárási parancsokat, a végállásokat, valamint az irányonkénti mozgás-visszajelzéseket.
A konfigurációban a GPIO-bemenetek INPUT_PULLUP üzemmódban, invertált logikával működnek, mivel az érzékelők aktív állapotban a bemenetet alacsony szintre húzzák. A bemenetek 20 ms-os szűrést is kapnak.
A teljes nyitási és zárási idő a példánkban 24 másodperc. (ennyi idő kell a nyitáshoz, ez méréssel kézzel beállítandó érték) Ez alapján az ESPHome a két végállás közötti becsült pozíciót is meg tudja határozni. A végállások viszont közvetlen szenzorjelzésen alapulnak.
A has_built_in_endstop: true beállítás azt jelzi, hogy a kapunyitó saját végálláskezeléssel rendelkezik.
A mozgás-visszajelzések különösen hasznosak akkor, amikor a kaput a gyári távirányítóval vagy más külső kezelőszervvel indítjuk. Az ESPHome ilyenkor is képes felismerni a motor aktiválódását és a mozgás irányát, így a Home Assistant állapota nem kizárólag a saját parancsaiból következtethető ki.
Gyalogos és teljes nyitás időzített impulzusokkal
A konfigurációban két kiegészítő, időzített funkció is található.
Gyalogos nyitás (Gate Walk): egy reléimpulzus elindítja a kaput, majd 10 másodperccel később egy második impulzus megállítja. Így a kapu részlegesen kinyitható.
Teljes nyitás (Gate Full): ugyanennek a megoldásnak a 24 másodperces változata.
Ezek a funkciók a hagyományos kapuvezérlő impulzusonként változó működési állapotát használják ki, nem önálló motorvezérlést valósítanak meg.
Ennek természetesen van korlátja. Ha a kapu már részben nyitva van, vagy a vezérlő az előző impulzus miatt más állapotban működik, a következő időzített impulzus hatása eltérhet a várttól. A kapu pozíciója ezért ezzel a módszerrel nem garantálható.
Ez egy bevált, saját rendszerre kialakított kényelmi funkció, de nem univerzális megoldás minden kapuvezérlőhöz.
Ugyanez a megoldás garázsajtóknál
A tolókapunál alkalmazott működési elvet a garázsajtóknál is felhasználtam.
A relé itt is a gyári vezérlés nyomógombfunkcióját működteti, az ESPHome pedig a rendelkezésre álló állapotjeleket dolgozza fel.
A lényeges különbség a végállások érzékelése: a garázsajtóknál ezeket utólag felszerelt mágneses reed kapcsolók biztosítják.
Így akkor is kaphatunk megbízható véghelyzet-visszajelzést, ha a meglévő garázsajtó-vezérlés nem rendelkezik külön, egyszerűen felhasználható állapotkimenetekkel.
A megoldás jól példázza, hogy ugyanaz az ESPHome-alapú vezérlési logika különböző kaputechnikákhoz is illeszthető, amennyiben az elektromos és működési feltételek adottak.
Home Assistant-integráció
A Sonoff SV az ESPHome natív API-ján keresztül csatlakozik a Home Assistanthoz.
A kapu nem egyszerű kapcsolóként, hanem cover entitásként jelenik meg, amely képes a nyitási, zárási és megállítási parancsok kezelésére, valamint az aktuális állapot megjelenítésére.
Ennek köszönhetően a kapu állapotát felhasználhatjuk egyedi kezelőfelületeken, értesítéseknél vagy további automatizációk részeként is.
A hagyományos távirányító természetesen továbbra is működik. Az okosotthon-integráció nem váltja ki a meglévő rendszert, hanem egy újabb vezérlési és visszajelzési lehetőséggel egészíti ki.
ESPHome Kód
substitutions:
name: "sonoff-sv--gate"
friendly_name: "Sonoff SV - Gate"
esphome:
name: ${name}
friendly_name: ${friendly_name}
esp8266:
board: esp01_1m
# Enable logging
logger:
# Enable Home Assistant API
api:
encryption:
key: "XXX"
ota:
- platform: esphome
password: "XXX"
wifi:
ssid: !secret wifi_ssid
password: !secret wifi_password
# Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
ap:
ssid: "sonoff-sv-gate-fallback"
password: "fallbackpassword"
captive_portal:
#web_server:
# port: 80
##############################################################################
text_sensor:
- platform: wifi_info
ip_address:
name: "IP Address"
disabled_by_default: true
sensor:
- platform: uptime
name: "Uptime"
disabled_by_default: true
- platform: wifi_signal
name: "WiFi Signal"
update_interval: 60s
binary_sensor:
- platform: status
name: "Status"
- platform: gpio
name: "GPIO 4 - Closed"
id: sensor4
pin:
number: GPIO4
inverted: true
mode: INPUT_PULLUP
filters:
- delayed_on: 20ms
- delayed_off: 20ms
- platform: gpio
name: "GPIO 5 - Open"
id: sensor5
pin:
number: GPIO5
mode: INPUT_PULLUP
inverted: true
filters:
- delayed_on: 20ms
- delayed_off: 20ms
- platform: gpio
name: "GPIO 14 - Closing"
id: sensor14
pin:
number: GPIO14
mode: INPUT_PULLUP
inverted: true
filters:
- delayed_on: 20ms
- delayed_off: 20ms
- platform: gpio
name: "GPIO 3 - Opening"
id: sensor3
pin:
number: GPIO3
mode: INPUT_PULLUP
inverted: true
filters:
- delayed_on: 20ms
- delayed_off: 20ms
# HW button on board
- platform: gpio
pin:
number: GPIO0
mode: INPUT_PULLUP
inverted: true
name: "HW Button"
on_multi_click:
- timing:
- ON for at most 1s
- OFF for at least 0.2s
then:
- switch.turn_on: relay
- timing:
- ON for at least 8s
then:
- button.press: Reset
button:
- platform: factory_reset
name: Restart with Factory Default Settings
id: Reset
- platform: restart
name: Device Restart
switch:
- platform: gpio
pin: GPIO12
name: "Gate Manual"
id: relay
on_turn_on:
- light.turn_on: wifi_led
- delay: 1s
- switch.turn_off: relay
- light.turn_off: wifi_led
- platform: template
name: "Gate Walk"
id: relay_walk
turn_on_action:
- switch.turn_on: relay
- delay: 1s
- switch.turn_off: relay
- delay: 10s
- switch.turn_on: relay
- delay: 1s
- switch.turn_off: relay
- platform: template
name: "Gate Full"
id: relay_full
turn_on_action:
- switch.turn_on: relay
- delay: 1s
- switch.turn_off: relay
- delay: 24s
- switch.turn_on: relay
- delay: 1s
- switch.turn_off: relay
light:
- platform: status_led
name: "Status LED"
id: wifi_led
pin:
number: GPIO13
inverted: true
cover:
- platform: feedback
name: "Gate"
device_class: garage
has_built_in_endstop: true
open_action:
- switch.turn_on: relay
open_duration: 24sec
open_endstop: sensor5
open_sensor: sensor3
close_action:
- switch.turn_on: relay
close_duration: 24sec
close_endstop: sensor4
close_sensor: sensor14
stop_action:
- switch.turn_on: relay
Többéves tapasztalatok
A kapu- és garázsajtóvezérlések körülbelül 3–4 éve működnek stabilan, jelentkező működési problémák nélkül.
A saját tapasztalatom alapján a megoldás legnagyobb előnye nem pusztán az, hogy a kapu telefonról is vezérelhető. Sokkal fontosabb, hogy a gyári végálláskapcsolók és a motor áramfelvételének érzékelése révén az állapota is követhető.
Egy megfelelően kialakított okosításnak nem kell lecserélnie a már bevált kaputechnikát. Elég, ha biztonságosan illeszkedik hozzá, és a meglévő funkciókat hasznos információkkal egészíti ki.
Biztonsági figyelmeztetés és felelősség
⚠️ FIGYELEM – VILLAMOS BIZTONSÁG
A hálózati feszültséggel működő eszközök helytelen bekötése, szétszerelése vagy módosítása áramütést, tüzet és anyagi kárt okozhat. A készülék megbontása és soros programozása kizárólag a hálózatról leválasztott, ellenőrzötten feszültségmentes állapotban történhet.
A villamos szerelési munkákat megfelelő szakképzettséggel rendelkező szakember végezze, a gyártói előírások és a hatályos biztonsági követelmények betartásával. Az egyedi firmware telepítése a gyártói garanciát is érintheti.
A cikk tájékoztató jellegű, saját tapasztalatokon alapuló műszaki ismertető, amely nem helyettesíti a gyártói dokumentációt, a szakszerű tervezést vagy kivitelezést. A bemutatott megoldások alkalmazása saját felelősségre történik. A szerző és a weboldal üzemeltetője a tartalom felhasználásából eredő károkért a jogszabályok által megengedett körben nem vállal felelősséget.
Okosítanád a meglévő kapunyitódat?
Egy hagyományos kapu- vagy garázsajtó-vezérlés sok esetben a meglévő motor megtartásával is integrálható az okosotthonba. Vedd fel velünk a kapcsolatot, és nézzük meg a lehetőségeket!