Raspberry Pi

Como empezar con home assistant: el servidor

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Home Assistant se presenta como una plataforma de domótica de código abierto diseñada para centralizar el control y la gestión de dispositivos inteligentes en el hogar, independientemente de la marca o protocolo que utilicen. Uno de sus aspectos más importantes es que funciona localmente dentro de la red doméstica, lo que garantiza la privacidad y el control total del usuario sin depender de servicios en la nube y evitando posibles filtraciones de información. Esta característica lo convierte en una opción muy atractiva para quienes valoran la seguridad de sus datos y desean mantener su hogar inteligente autónomo y confiable.

La plataforma es compatible con una enorme variedad de dispositivos, abarcando desde bombillas, termostatos y cámaras, hasta sensores, persianas y electrodomésticos, integrando tecnologías como Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi o Matter, y con soporte para asistentes de voz populares como Alexa y Google Home.

Dispositivos compatibles con Home Assistant

Para ampliar tu instalación es recomendable buscar dispositivos con soporte nativo en Home Assistant o vía Zigbee2MQTT o Z-Wave, además de aprovechar la integración oficial de Alexa para control por voz y sincronización con dispositivos compatibles.

Así, Home Assistant puede centralizar una gran cantidad de dispositivos compatibles con Alexa y otras marcas, permitiendo gestión local sin depender siempre de la nube y mayor capacidad para automatizaciones avanzadas.​

Algunos de los dispositivos compatibles:

  • Home Assistant puede integrar dispositivos de muchas marcas y tecnologías: Zigbee, Z-Wave, WiFi, Bluetooth, Matter, etc. Algunos ejemplos populares incluyen Sonoff, Aqara (sensores, interruptores), IKEA Tradfri (bombillas y enchufes), Tuya, Moes, Shelly, Nanoleaf, entre muchos otros.
  • Dispositivos de domótica como sensores de movimiento, sensores de puerta/ventana, cámaras, termostatos, persianas, enchufes inteligentes, y más pueden ser gestionados desde la plataforma.
  • Existen integraciones oficiales y comunitarias para cientos o miles de dispositivos, lo que permite un control local o en la nube según la preferencia.

También es posible la integración de HA con Alexa:

  • Home Assistant puede integrarse con Alexa para aprovechar sus capacidades de control por voz y sincronizar dispositivos.
  • Sin embargo, Alexa no expone todos sus dispositivos directamente a Home Assistant, sino que Home Assistant puede exponer algunos dispositivos para controlarlos por Alexa.
  • Muchos dispositivos que funcionan en Alexa también tienen integración nativa o vía complementos en Home Assistant, por lo que se pueden controlar ambos sistemas en paralelo y hacer automatizaciones más complejas en Home Assistant.

En definitiva y a modo de resumen estos son los tipos de dispositivos comunes integrables (además de Philips Hue) mas comunes:

  • Bombillas inteligentes (IKEA Tradfri, TP-Link Tapo, Govee, LIFX)
  • Enchufes y relés inteligentes (Aqara, Shelly, Sonoff)
  • Sensores de movimiento, humedad, temperatura (Aqara, Sonoff)
  • Termostatos inteligentes (Ecobee, Nest, Honeywell)
  • Cámaras IP (con integración ONVIF o marcas compatibles)
  • Cerraduras electrónicas, persianas y motores de cortinas
  • Sistemas de climatización (aire acondicionado y calefacción)
  • Altavoces inteligentes y dispositivos multimedia (Alexa, Google Home, Sonos)

El servidor HA

Y ahora que hemos hablado de los dispositivos domóticos compatibles toca hablar de una pieza clave sin la cual no es posible HA: el servidor. Para empezar con Home Assistant, la elección del servidor depende de varios factores como la escala del proyecto, el presupuesto, el rendimiento deseado y la facilidad de mantenimiento.

Algunas opciones comunes para el servidor Home Assistant:

  • Raspberry Pi (especialmente la Pi 4 o Pi 5):Es la opción más popular para principiantes. Su tamaño compacto, bajo consumo eléctrico y suficiente potencia para la mayoría de las instalaciones de hogar hacen que sea ideal para empezar. Home Assistant OS se puede instalar fácilmente y la comunidad ofrece abundante soporte para Raspberry Pi. Asimismo, puedes utilizar almacenamiento USB o SSD para mejorar la velocidad y confiabilidad frente a la tarjeta SD clásica. Sin embargo, para proyectos muy grandes o con muchas integraciones intensivas, puede quedar limitada. Ademas el precio no es precisamente su gran baza pues la version 5 ronda los 100€ sin fuente ni SD , aunque hay que reconocer que integra un hardware muy a la altura ( procesador quad-core a 2.4GHz, 64-bit Arm Cortex-A76,GPU VideoCore VII, con soporte OpenGL ES 3.1 y Vulkan 1.2,Dual-band 802.11ac Wi-Fi,Bluetooth 5.0 / Bluetooth Low Energy (BLE),microSD card slot, con soporte para el modo de alta velocidad SDR104 y 2 puertos USB 3.0, cada uno soportando hasta 5Gbps simultáneamente).
raspberry pi 5
  • PC o Mini PC dedicado: Ofrece una potencia de procesamiento superior, ideal para instalaciones grandes o si quieres correr otros servicios junto a Home Assistant, como servidores multimedia, bases de datos o máquinas virtuales. Un mini PC con un procesador Intel i5/i7 o AMD Ryzen, 8 GB o más de RAM y SSD es recomendado para un rendimiento fluido y margen para ampliaciones futuras. También evita problemas típicos de la Raspberry Pi como el desgaste de tarjetas SD y tiene mejor conectividad de red y USB.​ Hoy en dia se pueden adquirir minipc’s por un precio razonable de 139€ (por ejemplo el BMAX Mini PC 8 GB LPDDR4 128 GB eMMC W-11 Pro B1Pro Gemini Lake N4000 hasta 2,6 GHz con pantalla Dual Admite 4K HDMI, WiFi 2,4G/5G, Bluetooth 4.2 PC doméstica Computadora de Oficina PC).
  • Servidor dedicado/Home Assistant Box (como Home Assistant Yellow o Green): Son dispositivos optimizados y diseñados específicamente para ejecutar Home Assistant con un buen balance entre rendimiento, facilidad de uso y estabilidad. Son plug-and-play, pero suelen tener un coste mayor comparado a Raspberry Pi o PCs reutilizados. Son una opción cómoda si prefieres evitar configuraciones manuales complejas y desde luego es la opción mas económica sobre todo si se adquiere en mercados orientales.​

A continuación un resumen comparativo de los pros y contras de cada opción:

ParámetroRaspberry PiPC/Mini PC dedicadoServidor dedicado Home Assistant Box
PotenciaModerada (ideal proyectos pequeños y medianos)Alta (proyectos grandes, multiuso)Media-alta (optimizado para HA)
Consumo energéticoBajoMedio (depende del equipo)Bajo-medio
Facilidad de usoAlta (gran comunidad y documentación)Media (requiere conocimientos)Muy alta (plug-and-play)
ConfiabilidadBuena, aunque tarjeta SD puede desgastarseMuy alta (SSD, hardware robusto)Alta, hardware testeado
PrecioModeradoVariable (puede ser alto)Moderado a bajo

El análisis sobre consumo eléctrico y precio entre Raspberry Pi, Mini PC y Home Assistant Box muestra lo siguiente:

Consumo eléctrico

  • Raspberry Pi 4/5: Consume alrededor de 5 a 7 vatios en uso típico, ligeramente más si se usa con SSD externo.
  • Mini PC de bajo consumo (ej. Intel N100): Consume aproximadamente entre 6 y 15 vatios, dependiendo del modelo y carga. Por ejemplo, el Intel N100 tiene un TDP oficial de 6W, pero el consumo real puede estar cerca de 10-15W promedio.
  • Home Assistant Box (como Home Assistant Yellow): Suelen tener un consumo similar o incluso inferior al de un Mini PC, diseñado específicamente para eficiencia. El consumo típico se sitúa en torno a 5-10 vatios.

Precio

  • Raspberry Pi 5 con accesorios: El costo puede superar los 160€ considerando placa, fuente, caja, tarjeta SD o SSD.
  • Mini PC de gama media: Un modelo como el Beelink Mini S12 Pro está sobre los 180-200€, pero incluye procesador más potente, 16GB RAM y SSD rápido.
  • Home Assistant Box: Puede ser más económico que una Raspberry Pi 5 completa con accesorios. Por ejemplo, Home Assistant Yellow o Green puede costar menos y venir optimizado para la función, aunque con menor capacidad de expansión que un Mini PC.

Aunque el servidor Home Assistant Box puede parecer más económico en compra inicial que una Raspberry Pi equipada descatalogada, esta última es muy popular por su versatilidad y comunidad amplia. El Mini PC ofrece mejor potencia y almacenamiento rápido, con un consumo eléctrico razonable, pero a un coste ligeramente mayor. En eficiencia energética, Home Assistant Box y Raspberry Pi están bastante igualados, ambos con consumos muy bajos ideales para estar siempre encendidos.

Así, el Home Assistant Box puede ser la opción más económica y eficiente en consumo si la prioridad es un equipo dedicado exclusivo para Home Assistant, mientras que Raspberry Pi o Mini PC proporcionan más flexibilidad y potencia según necesidades futuras y presupuesto.​

Recomendación

Lo verdaderamente poderoso aparte de la privacidad y carácter abierto radica en su capacidad para personalizar automatizaciones avanzadas, permitiendo que diferentes dispositivos interactúen entre sí según condiciones específicas, horarios o eventos, facilitando la vida diaria y optimizando el consumo energético. Además, la interfaz amigable y multiplataforma facilita su manejo desde dispositivos móviles o navegadores web, adaptándose a distintos niveles de usuario

Para empezar de forma sencilla y económica si ya cuentas con el hw, la Raspberry Pi 4 o 5 es ideal y suficiente. Si tu proyecto crece o quieres usar otras aplicaciones en el mismo equipo, un mini PC dedicado con Linux o Proxmox será mejor. Si prefieres una solución sencilla y optimizada, un servidor dedicado Home Assistant Box es recomendado.

Así, la elección depende de tus necesidades de rendimiento, presupuesto y el grado de control o simplicidad que busques.​

Medidas sincronizadas mediante un GPS

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Un equipo del Instituto de Automatización de Sistemas Eléctricos Complejos (ACS) de la Universidad RWTH de Aquisgrán lleva un tiempo trabajando en el análisis de sistemas eléctricos ampliamente distribuidos. En su afán por alejarse de las plataformas electrónicas altamente especializadas (y costosas), han producido una instrumentación diseñada para funcionar con la plataforma Raspberry Pi y una pila de software de código abierto. La plataforma se llama SMU (Unidad de Medición Sincronizada) y consiste en un HAT situado en una RPi3, dentro de una caja impresa en 3D que está pensada para fijarse a un carril DIN (al fin y al cabo, se supone que es una plataforma industrial) .

Por supuesto el proyecto es abierto , tanto es asi que incluso está disponible los ficheros para imprimir en 3d la caja en https://git.rwth-aachen.de/acs/public/automation/smu

La tendencia al alza de los ordenadores de placa única (SBC), baratos y de alto rendimiento, ofrece cada vez más oportunidades sin precedentes en diversos ámbitos, aprovechando el amplio soporte y la flexibilidad que ofrece un entorno de sistema operativo (SO). Lamentablemente, los sistemas de adquisición de datos implementados en un entorno de SO se consideran tradicionalmente no adecuados para aplicaciones industriales fiables. Esta posición se apoya en la falta de manejo de interrupciones por hardware y de control determinista de las operaciones temporizadas. En este trabajo los autores llenan este vacío proponiendo una innovadora y versátil plataforma de código abierto basada en SBC para la adquisición de datos independiente de la CPU. La unidad de medida sincronizada (SMU) es un dispositivo de alta precisión capaz de realizar un muestreo simultáneo multicanal de hasta 200 kS/s con una precisión de sincronización de sub-microsegundos con una referencia de tiempo GPS. Presenta errores de offset y ganancia muy bajos, con un ancho de banda mínimo superior a 20 kHz, niveles de SNR superiores a 90 dB y THD tan bajos como -110 dB. Estas características hacen que la SMU sea especialmente atractiva para el ámbito de los sistemas de energía, en el que cada vez se requieren más mediciones sincronizadas para la supervisión geográficamente distribuida de las condiciones de funcionamiento de la red y los fenómenos de calidad de la energía. Presentamos la caracterización de la SMU en términos de precisión de las medidas y de la sincronización temporal, demostrando que este dispositivo, a pesar de su bajo coste, garantiza unas prestaciones que cumplen los requisitos de las aplicaciones basadas en sincrofasores en los sistemas de potencia.

En cuanto al hardware, la estrella del espectáculo es el ADS8588S de Texas Instruments, que es un ADC de 16 bits y 8 canales de muestreo simultáneo. Es un dispositivo bastante bueno, con un rendimiento de 200 kSPS y un frontal programable por canal, empaquetado en un QFP de 64 pines fácil de usar. Sin embargo, lo que hace que este proyecto sea interesante es cómo han resuelto el problema de controlar la adquisición de datos muestreados y la sincronización.

Programando el ADC en modo byte-paralelo y utilizando el bloque de interfaz de memoria secundaria (SMI) del BCM2837 junto con el DMA, las muestras se transfieren a la memoria con una sobrecarga mínima de la CPU. Un módulo GNSS U-Blox Max-M8 integrado proporciona una señal de 1PPS (pulso superior al segundo), que se combina con la señal de ocupación del ADC de forma muy sencilla, lo que permite tanto el control de la velocidad de muestreo como la sincronización entre múltiples unidades repartidas en una instalación. Calculan que pueden conseguir una sincronización con una precisión de 180 ns de la parte superior del segundo, lo que debería ser suficiente para medir sistemas de potencia que cambian con relativa lentitud. La placa de circuito impreso del HAT se creó en KiCAD y se puede encontrar en la sección de hardware de SMU GitHub, lo que hace que sea fácil de modificar según tus necesidades, o al menos ajustar el diseño para que coincida con las piezas que puedes conseguir.

En cuanto al software, la pila completa se proporciona desde el módulo del kernel que se ocupa de las cosas de bajo nivel, ofreciendo /dev/SMU, hasta el demonio de gestión y una interfaz gráfica de usuario basada en QT. Se puede encontrar una descripción completa del sistema en el artículo de acceso abierto asociado.