Přeskočit obsah

Pokojový Multisenzor — Projekt

Stav: Koncept / Research fáze Cíl: Vlastní nástěnný senzor do každé místnosti — přítomnost, klima, ovládání topení, voice assist — v designu Jung LS 990.

Motivace

Nahradit samostatné termostaty, přítomnostní čidla a hlasové asistenty jedním zařízením v každém pokoji. Využít existující kabeláž CYKY 5×1.5 (2 volné žíly) pro napájení 24V DC z rozvaděče.

Kabeláž (CYKY 5×1.5, okruhový rozvod)

Žíla 1 (hnědá)  — L (230V, DALI driver)
Žíla 2 (modrá)  — N
Žíla 3 (ze/žl)  — PE
Žíla 4 (černá)  — +24V DC (z centrálního zdroje v rozvaděči)
Žíla 5 (šedá)   — 0V DC GND
  • Kabely vedou okruhově (daisy-chain), ne hvězdicově.
  • NTC 10kΩ podlahové čidlo je vyvedeno ke krabici termostatu (2 vodiče).
  • CYKY je nestíněný, izolace 450/750V — vhodný pro souběh 230V AC a SELV 24V DC.

Dvě varianty PCB

Full (místnosti s voice)

Obývák, kuchyň, ložnice — ESP32-S3 + nRF52840 (Thread).

Funkce Čip/modul Rozhraní
MCU + WiFi + BLE ESP32-S3-WROOM-1 —
Thread / Zigbee nRF52840 (Ebyte E73) UART (OpenThread RCP)
mmWave přítomnost + zóny LD2450 UART
Teplota + vlhkost (vzduch) SHT40 I2C
Teplota podlaha NTC 10kΩ + napěťový dělič ADC
CO2 SCD41 I2C
Osvětlení BH1750 I2C
Mikrofon INMP441 I2S
Reproduktor MAX98357A + 28mm speaker I2S
Displej (volitelný) GC9A01 1.28" kulatý TFT SPI
Rotary encoder KY-040 s click GPIO
LED indikace WS2812 ring (8 LED) GPIO
Relé (topení) SSR nebo mechanické GPIO
Napájení Buck 24V → 5V (miniaturní modul) —

Lite (utility místnosti)

Koupelna, chodba, šatna — ESP32-C6 (WiFi + Thread v jednom čipu, bez voice).

Stejné senzory a výstupy, ale bez mikrofonu, reproduktoru a ESP32-S3. Jednočipový design, jednodušší PCB, nižší cena.

Komunikace

Funkce Protokol Proč
Tlačítko/encoder → světla Thread (Matter) Event-driven, nízká latence (~10–50ms)
Senzory → HA Thread (Matter) Mesh, spolehlivý
Apple Home Matter over Thread Nativní, bez bridge
Voice Assist streaming WiFi Audio potřebuje bandwidth
OTA firmware update WiFi Velký payload
BLE proxy (Bermuda) BLE (ESP32 / nRF) Tracking Apple Watch, iPhone per místnost

Proč ne Modbus RS-485

  • Modbus je polling-based → nevhodný pro real-time ovládání světel (latence).
  • Thread je event-driven, mesh, Matter-kompatibilní.
  • RS-485 by vyžadoval 2 žíly pro data — ty se lépe využijí pro 24V napájení.

Napájení

  • Centrální zdroj: Mean Well HDR-60-24 (DIN lišta, 24V/2.5A) v rozvaděči.
  • Rozvod: CYKY žíla 4+5 okruhem do všech pokojů.
  • V multisenzoru: Miniaturní buck 24V → 5V (11×11mm modul), žádný 230V na custom PCB.
  • Spotřeba: ~0.5–1W na senzor, celkem ~10W pro 10 pokojů.

Mechanický design (Jung LS 990)

Krabice

  • Standardní KU 68 (Ø 68mm) — pokud hloubka stačí, jinak Kaiser 1556-04 (66mm hloubka).

Kryt

  • Jung LS 994 B (slepý kryt, 70×70×20mm) — výrobce ho přímo určuje k vrtání a řezání.
  • Alternativa: 3D tištěný insert do Jung rámečku (70×70mm otvor).

Rozložení v krytu (70×70mm)

┌─────────────────────────────┐
│ ○ mikrofon    [mřížka]   ○  │  ← proudění pro CO2/temp
│                             │
│      ╭─────────────╮        │
│      │  1.28" TFT  │        │  ← displej (volitelný)
│      │   displej   │        │
│      ╰─────────────╯        │
│       ◎ encoder/knob        │  ← otočení = teplota, click = scéna
│                             │
│  ○○○ LED ring ○○○    repro  │
│      [LD2450 radar]         │  ← radar "vidí" přes plast
└─────────────────────────────┘

PCB layout (uvnitř krabice)

Dvě stackované desky kvůli oddělení tepla:

  1. Senzorová deska (nahoře, u mřížky) — SCD41, SHT40, BH1750, INMP441, MAX98357A, displej konektor
  2. Hlavní PCB (kruhová Ø60mm, dole) — ESP32-S3, nRF52840 footprint, buck converter, relé, NTC vstup

Displej + Encoder interakce

ESPHome nativně podporuje displeje — není potřeba Linux:

  • display komponenta + LVGL grafická knihovna přímo v ESPHome YAML.
  • Kulatý 1.28" TFT (GC9A01) nebo e-ink pro minimalistický look.
  • Displej je volitelný — senzor funguje plnohodnotně i bez něj.
  • Displej má smysl jen s interakcí (encoder) — bez ní stačí LED ring pro indikaci.

Ovládání encoderem (LVGL)

  • Otočení → scrollování mezi widgety / změna hodnoty (cílová teplota, scéna, hlasitost).
  • Click → potvrzení / přepnutí (nastavit teplotu, spustit scénu).
  • Dlouhý stisk → speciální akce (režim "odcházím", ztlumení).
  • LVGL encoder input device → encoder přímo ovládá widgety na displeji (oblouček teploty, seznamy, přepínače).
  • UX inspirace: Nest termostat (otáčení = teplota, click = potvrzení), ale v Jung LS 990 rámečku.

Odhadovaná cena za kus

Položka Full Lite
ESP32-S3 $3 —
ESP32-C6 — $2.50
nRF52840 modul $3 —
Senzory (SCD41, SHT40, BH1750, LD2450) $27 $27
Audio (INMP441 + MAX98357A + speaker) $5 —
Displej GC9A01 (volitelný) $4 $4
Encoder + LED ring $2 $2
Relé + buck + pasivní součástky $3 $3
PCB (JLCPCB, 10ks) $5 $4
Jung LS 994 B kryt €4 €4
Celkem ~$55 ~$45

Existující projekty jako inspirace

Projekt Co má Co chybí Odkaz
FutureProofHomes Satellite1 ESP32-S3, XMOS audio, temp/hum/light, mmWave opt Displej, CO2, encoder, Thread, podlahový NTC GitHub
AIOsense KiCad PCB, mmWave, BME280, PIR, light, buzzer Voice, displej, CO2, Thread GitHub
Apollo MSR-2 mmWave, temp, CO2 opt, hotový produkt Voice, displej, encoder, Thread apolloautomation.com
openKNX ToF (Jung LS 990) 3D tisk pro LS 990 rámeček Jen ToF senzor Printables

Roadmap

  1. Research ✅ — výběr komponent, komunikace, mechanický koncept
  2. Prototyp na breadboardu — ESP32-S3 devkit + breakout moduly, ESPHome YAML, ověřit Thread + WiFi koexistenci
  3. Ověření kabeláže — změřit kontinuitu volných žil CYKY v celém domě, ověřit okruhový rozvod
  4. ESPHome firmware — Thread (nRF RCP), senzory, LVGL displej, voice assist, climate entita (vzduch + podlahový limit)
  5. KiCad návrh PCB — dvě verze (Full / Lite), kruhový tvar Ø60mm
  6. 3D model krytu — insert pro Jung LS 990 rámeček (70×70mm) s mřížkou a otvory
  7. JLCPCB výroba — 10 kusů, SMD osazení
  8. Testování v jednom pokoji — ověřit funkčnost, Thread mesh, VAAPI, voice range
  9. Rollout — nasazení do všech místností

Otevřené otázky

  • [ ] Ověřit kontinuitu volných žil CYKY (žíla 4+5) v celém domě
  • [ ] Rozhodnout: displej ano/ne (LVGL na ESP32 funguje, ale přidává složitost)
  • [ ] Thread vs WiFi-only pro první verzi (ESPHome Thread podpora je zatím experimentální)
  • [ ] Kolik pokojů potřebuje Full (voice) vs Lite variantu?
  • [ ] Odvod tepla z buck converteru v uzavřené krabici — potřeba simulace nebo test