ОК, Google: сделай это гнездо взломать стандартную функцию

[Обновлено: 11 мая] - Этот простой («на ваш страх и риск») хакер может разблокировать режим «Cool» термостата Nest в установках только для обогревателя, позволяя управлять вентилятором обогревателя, как будто это кондиционер.

Nest Learning Thermostat - это потрясающая энергосберегающая штуковина Linux с множеством интересных функций.
Я пользуюсь им с января 2016 года, и мне очень понравилась его способность регулировать отопление нашего дома, основываясь на большом количестве временных и температурных уставок.
Однако одним из разочарований является его неспособность управлять вентилятором нашей системы центрального отопления в режиме без обогрева для циркуляции воздуха в теплую погоду с использованием тех же функций планирования, которые Nest обеспечивает для управления обогревом или охлаждением кондиционера.

Не во всех домах есть - или даже нужно - кондиционер.
Например, где я живу, в Силиконовой долине, наши температуры, как правило, умеренные в течение года, со случайными волнами тепла.
Кроме того, мой дом хорошо изолирован благодаря своей деревянной крыше, штукатурке наружных стен и токарно-штукатурным внутренним стенам.
Следовательно, в теплое время года мы можем поддерживать комфорт в нашем доме, используя вентилятор системы отопления, чтобы поддерживать движение воздуха и, в частности, смешивать более холодный воздух с первого этажа в области наверху.

К сожалению, поддержка термостата Nest для работы только с вентилятором не имеет температурной составляющей.
Единственный выбор - включить или выключить вентилятор вентиляции вручную (через мобильное приложение, браузер на рабочем столе или непосредственно на термостате) или с помощью «расписания вентиляторов», основанного на таймфрейме и минутах в час, но без учета температуры окружающей среды, измеряемой гнездом.
Несмотря на то, что, возможно, это полезно, график работы вентиляторов все еще требует ручного вмешательства в отношении того, требует ли погода почасовой циркуляции воздуха - что, я ожидаю, «умный термостат» будет обрабатывать настолько автоматически, насколько это возможно.
Почему бы не использовать режимы «только вентилятор» и «нагрев + вентилятор» с контролем температуры, аналогичные режимам «охлаждение», «нагрев» и «нагрев + охлаждение» устройства?


Примеры графиков гнезд для режима обогрева (слева) и режима обогрева + охлаждения

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Конечно, вы не можете понизить среднюю температуру вашего дома с помощью циркуляции воздуха, но в двухэтажном доме вы можете получить выгоду, циркулируя охладитель воздуха внизу через верхний уровень.
Кроме того, движущийся воздух заставляет вас чувствовать себя круче, даже когда в комнате, где вы находитесь, находится вентилятор.

Иди ИФТТТ сам!

Основываясь на онлайн-документации Nest Thermostat, есть три способа использования устройства для управления вентилятором вашей системы отопления независимо от циклов нагрева:

  • «Ручной» режим - в этом режиме вы включаете вентилятор вручную, через мобильное или веб-приложение, или поворачивая и нажимая на дисплей термостата Nest.
    Этот режим активирует вентилятор немедленно, на выбор от 15 минут до 12 часов.

Гнездо термостата Ручная функция

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

  • Режим «Расписание вентиляторов» - используя эту опцию, вы можете запланировать включение Nest вентилятора системы отопления каждый день на 15, 30, 45 или 60 минут в час, между двумя указанными вами значениями времени (например, с 10:00 до 22:00).
    Это единственный программируемый режим «только для вентилятора» в Nest, и получающаяся в результате почасовая активация вентилятора происходит независимо от текущей температуры окружающей среды, измеренной Nest.

Функция расписания поклонников Nest

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

  • Управление апплетами IFTTT - вы также можете создавать настраиваемые апплеты IFTTT, чтобы сигнализировать Nest о необходимости активировать вентилятор вашего дома всякий раз, когда внутренняя температура или наружная температура поднимается выше заданного вами порогового значения, на основе услуг, предоставляемых Nest и Weather Underground, соответственно.

    Типичные апплеты IFTTT для активации вентилятора, основанные на температуре внутри или снаружи, превышающей определенные уровни

    (щелкните изображение, чтобы увеличить)

    На момент написания этой статьи, по-видимому, не было каких-либо услуг IFTTT для инструктирования Nest для включения его подключенного вентилятора на определенное время, для его выключения «если температура падает ниже [XY] градусов», или для простого выключения безоговорочно.
    Вполне возможно, что время, выбранное последним в расписании вентиляторов Nest или в функции ручной активации вентилятора («Запустить вентилятор для следующего…»), может определить, как долго вентилятор будет работать, когда IFTTT подаст сигнал в гнездо для запуска вентилятора, но у меня нет Я не нашел четкого определения этого аспекта услуг IFFTT Nest.
    В любом случае, из проведенных мною экспериментов по включению вентилятора IFTTT Nest результаты были неудовлетворительными и ненадежными.

Насколько мне известно, эти варианты далеко не соответствуют тому, что я ожидаю от «умного» термостата.
Следовательно, я приступил к поиску способа обмануть термостат Nest, думая, что вентилятор моей системы отопления - это кондиционер.

Разблокировка функций кондиционера Nest термостата

Моим первым шагом было исследование функций входных и выходных клемм термостата Nest, а также сигналов управления, реализуемых типичными системами отопления, управляемыми 24 В переменного тока.
На приведенном ниже рисунке, адаптированном из Руководства по установке Nest Pro, показано, как устройство Nest обычно подключается к системам «только нагрев» и «нагрев плюс охлаждение».


Типичное подключение термостата Nest к системам отопления и вентиляции и отопления и охлаждения

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

В результате некоторых исследований и экспериментов я наткнулся на хитрость проводки, которая заставляет мое гнездо управлять вентилятором моей отопительной системы так же, как оно управляет компрессором кондиционера, используя режим охлаждения для уставок времени и температуры.
Обратите внимание, что поскольку этот хак соединяет клеммы Y1 и G с проводом управления вентилятором (обычно зеленого цвета), вы не можете использовать этот хак вместе с реальным кондиционером.
С другой стороны, если бы Nest реализовывал в прошивке выделенный режим «только вентилятор», то перемычка не потребовалась бы, и режим «только вентилятор» не помешал бы стандартному режиму охлаждения Nest, подключенному к кондиционеру.

Как это сделано

Сначала слово предостережения ...

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
Подключение термостата Nest способом, не санкционированным Nest, может привести к аннулированию гарантии на ваше устройство и / или даже быть опасным.
Это может привести к повреждению устройства Nest или оборудования для обогрева / охлаждения дома, к которому вы подключены.
Ни при каких обстоятельствах данный веб-сайт, его владельцы или аффилированные лица не несут никакой ответственности за любые убытки или ущерб любого рода, понесенные в результате использования любого контента, размещенного, отправленного по электронной почте, переданного или иным образом доступного на данном веб-сайте или через него.

Сам взлом очень прост.
Он состоит из незначительной настройки соединений между системой отопления моего дома и устройством Nest.
Как показано ниже, все, что требовалось, - это подключить зеленый провод (для питания вентилятора) от моей отопительной системы к клеммам G («вентилятор») и Y1 («круто») на задней части гнезда.
В отличие от стандартной проводки Nest, показанной выше, моя измененная проводка показана на рисунке ниже:


Модифицированное подключение термостата Nest к отопительному оборудованию моего дома.

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Примечание: см. «Предупреждение и отказ от ответственности» далее

На рисунках ниже показано, как термостат Nest обнаруживает и сообщает о состоянии оборудования на основании подключений HVAC, которые он определяет.
Как указано, интересующие провода имеют красный цвет для входа 24 В переменного тока, белый для активации нагревателя, зеленый для активации вентилятора и белый для активации компрессора кондиционера.


Состояние оборудования Nest с (слева) и без желтого «крутого» провода вызова

(щелкните изображение, чтобы увеличить; адаптировано из Руководства по установке Nest Pro)

Более конкретно, без «желтого» проводного соединения для управления компрессором кондиционера HVAC, термостат Nest предоставляет пользователю только режим «нагрев» и, таким образом, предлагает только минимальные возможности управления только вентилятором, описанные выше.

При установленной перемычке гнездо реагирует так, как будто обнаружило наличие цепи управления компрессора кондиционера на своем выводе Y1.
В результате устройство теперь имеет два дополнительных режима - «Охлаждение» и «Обогрев + Охлаждение» - в своем пользовательском интерфейсе, и оно посылает питание на включение вентилятора системы отопления через один (или оба) разъем управления вентилятором (G) и клемма управления компрессором кондиционера (Y1).
Фактически, один или оба переключателя в гнезде могут направлять ту же входную мощность, которая поступает в гнездо через его входную клемму R, на выходной провод управления вентилятором, который подключен к его выходным клеммам G и Y1.


Недавно разблокированные режимы охлаждения и обогрева + охлаждения в My Nest (слева) и Nest работают в своем новом режиме охлаждения только для вентиляторов

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

В результате мое гнездо теперь может включать и выключать вентилятор моего дома на основе заданных значений температуры гнезда, так же, как оно будет управлять компрессором кондиционера.
Тем не менее, он по-прежнему может управлять вентилятором, как и раньше, когда он находится в режиме обогрева, включая возможность сосуществовать с функцией «Расписание вентиляторов» в Nest.


Мой взломанный NEST в режиме Heat + Cool (только для вентилятора), при нагреве

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Очевидно, что в будущем обновлении прошивки Nest может быть реализован еще лучший режим только для вентилятора.
Например, запланированные пороговые значения температуры могут быть модулированы настройкой рабочего цикла вентилятора, аналогичной той, которая доступна сейчас в функции «Расписание вентиляторов» устройства.
В любом случае, режим с контролируемой температурой только для вентилятора, такой как этот хак, будет полезен для тех, кто не имеет кондиционера в своем доме, но хотел бы «более умную» циркуляцию воздуха только для вентилятора, вне зависимости от облачной среды. сторонние сервисы, такие как IFTTT, для чего-то, что может быть легко сделано самим устройством Nest.