sábado, 15 de julio de 2017

Instalar HomeAssistant en Orange Pi Zero

He comenzado a utilizar un proyecto muy interesante para la Orange Pi Zero.

Se trata de Home Assistant, un proyecto de software libre que nos permite tener un sistema centralizado para la domótica de nuestra casa.



Introducción

Home Assistant es un proyecto de software libre, programador en Python, y con una creciente comunidad de aficionados detrás que están desarrollando sus propios componentes para la interconexión de multitud de dispositivos:
  • Sensores.
  • Interruptores.
  • Enchufes.
  • Servicios web.
  • Comandos de sistema.
  • Etc.
Cada componente se enmarca dentro de una categoría, entre las que se destacan las siguientes:
  • Sensor. Cualquier cosa capaz de obtener información: sensores de movimiento, sensores de temperatura, estado de un ordenador, velocidad de conexión, información obtenida de una página web, etc.
  • Interruptor. Cualquier cosa capaz de cambiar de estado: interruptores eléctricos, encender y apagar ordenadores, activar y desactivar servicios, etc.
  • Reproductores multimedia. Cualquier cosa que reproduzca medios: televisores inteligentes, reproductores software, Chromecast, etc.
  • Seguimiento de dispositivos. Cualquier cosa que cambie de lugar: posicionamiento GPS, detección por Wifi, por Bluetooth, etc.
  • Automatismos. Son reglas que establece el usuario para que ocurran cosas cuando se dan ciertas circunstancias en el resto de elementos: que se enciendan las luces cuando no hay sol, estamos en un rango de horas y hay alguien en casa, que se enciendan cosas cuando un servicio está en un estado.... El límite es la imaginación.
No pretendo dar un curso de HomeAssistant, sino explicar brevemente cómo lo tengo instalado en mi Orange Pi Zero.

Instalación

Home Assistant se puede instalar en cualquier ordenador que tenga Python. No es necesariamente sólo para Linux, se puede instalar también en OSX y en Windows.

Pero el verdadero potencial es que la aplicación no necesita grandes recursos, y podemos aprovechar estos pequeños micro-ordenadores como Raspberry u Orange Pi para montar un servidor dedicado.

Estas son las instrucciones para instalar "Home Assistant" en armbian (distribución de Debian para ARM) en Orange Pi Zero. Casi todo está basado en la documentación "oficial"

https://home-assistant.io/docs/installation/armbian/

aunque con las modificaciones realizadas por mí para que funcione correctamente.

Paso 1:

Instalamos todos los paquetes necesarios si no los tenemos ya:

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-dev python3-pip

Paso 2:

Vamos a ejecutar el programa con un usuario específico, de modo que lo creamos, tanto el usuario como su grupo asociado:

sudo addgroup homeassistant
sudo adduser --system --ingroup homeassistant homeassistant
sudo usermod -G aid_inet homeassistant
El último comando es para que el usuario tenga permitido acceder a internet.

Paso 3:

Creamos un entorno virtual para Python asociado al usuario que hemos creado. De este modo, todos los paquetes instalados sólo afectarán al entorno virtual y no a todo el sistema:

sudo pip3 install --upgrade virtualenv
sudo mkdir /srv/homeassistant
sudo chown homeassistant:homeassistant /srv/homeassistant
sudo mkdir /var/lib/home-assistant
sudo chown -R homeassistant:homeassistant /var/lib/home-assistant

Cambiamos al usuario que acabamos de crear y entramos y ejecutamos el entorno virtual:

sudo su -s /bin/bash homeassistant
virtualenv -p python3 /srv/homeassistant
source /srv/homeassistant/bin/activate

Paso 4:

Instalamos homeassistant con el nuevo usuario que hemos creado y lo configuramos como servicio:


pip3 install --upgrade homeassistant

Ejecutamos por primera vez HomeAssistant para que cree la configuración en el directorio que hemos establecido (/var/lib/home-assistant):

hass --config /var/lib/home-assistant

Una vez que todo ha ido bien, detenemos la ejecución con Ctrl-C.

Paso 5:

Creamos un servicio para ejecutar Home Asistant. El fichero se denominará /etc/init.d/hass y su contenido será el siguiente:
#!/bin/sh
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          hass
# Required-Start:    $local_fs $network $named $time $syslog
# Required-Stop:     $local_fs $network $named $time $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Description:       Home\ Assistant
### END INIT INFO

# /etc/init.d Service Script for Home Assistant
# Created with: https://gist.github.com/naholyr/4275302#file-new-service-sh
PRE_EXEC=""
RUN_AS="homeassistant"
BIN="/usr/local/bin/hass"
PID_FILE="/tmp/hass.pid"
CONFIG_DIR="/var/lib/home-assistant"
FLAGS="-v -c $CONFIG_DIR --pid-file $PID_FILE --daemon"
REDIRECT=">> $CONFIG_DIR/home-assistant.log 2>&1"

start() {
  if [ -f $PID_FILE ] && kill -0 $(cat $PID_FILE) 2> /dev/null; then
    echo 'Service already running' >&2
    return 1
  fi
  echo 'Starting service…' >&2
  local CMD="$PRE_EXEC $BIN $FLAGS $REDIRECT"
  su -c "$CMD" $RUN_AS
  echo 'Service started' >&2
}

stop() {
    if [ ! -f "$PID_FILE" ] || ! kill -0 $(cat "$PID_FILE") 2> /dev/null; then
    echo 'Service not running' >&2
    return 1
  fi
  echo 'Stopping service…' >&2
  kill $(cat "$PID_FILE")
  while ps -p $(cat "$PID_FILE") > /dev/null 2>&1; do sleep 1;done;
  echo 'Service stopped' >&2
}

install() {
    echo "Installing Home Assistant Daemon (hass-daemon)"
    echo "999999" > $PID_FILE
    chown $RUN_AS $PID_FILE
    mkdir -p $CONFIG_DIR
    chown $RUN_AS $CONFIG_DIR
}

uninstall() {
  echo -n "Are you really sure you want to uninstall this service? That cannot be undone. [yes|No] "
  local SURE
  read SURE
  if [ "$SURE" = "yes" ]; then
    stop
    rm -fv "$PID_FILE"
    echo "Notice: The config directory has not been removed"
    echo $CONFIG_DIR
    update-rc.d -f hass remove
    rm -fv "$0"
    echo "Home Assistant Daemon has been removed. Home Assistant is still installed."
  fi
}

case "$1" in
  start)
    start
    ;;
  stop)
    stop
    ;;
  install)
    install
    ;;
  uninstall)
    uninstall
    ;;
  restart)
    stop
    start
    ;;
  *)
    echo "Usage: $0 {start|stop|restart|install|uninstall}"
esac

Una vez creado el servicio, hay que darle permisos de ejecución y activarlo al inicio:

sudo chmod +x /etc/init.d/hass
update-rc.d hass defaults

Utilización

Una vez instalado como servicio, podremos iniciar o detener Home Assistant mediante los siguientes comandos:

service hass start
service hass stop

Destacar también que existe un fichero de log en el directorio /var/lib/home-assistant, que sería conveniente por facilidad enlazarlo en el directorio /var/log:

ln -s /var/lib/home-assistant/home-assistant.log /var/log/hass.log

Instalación de componentes adicionales

Home Assistant tal como lo hemos instalado funciona como un servicio aislado que se ejecuta en un entorno virtual de Python.

Cuando activemos en la configuración algún elemento nuevo, todos los componentes necesarios de Python normalmente se instalarán automáticamente en el directorio deps dentro de /var/lib/home-assistant. Esta instalación la realiza directamente el usuario homeassistant.

Si en alguna ocasión la instalación de un componente de Python fallase (cosa que podemos comprobar monitorizando el fichero de log) podemos realizarla a mano ejecutando el entorno virtual, de la siguiente manera:

sudo su -s /bin/bash homeassistant
source /srv/homeassistant/bin/activate
pip3 install COMPONENTE

Y eso es todo por hoy. Espero que os guste.

domingo, 9 de julio de 2017

Orange Pi

Hola otra vez.

Sí, lo sé: hace muchísimo tiempo que no escribo en el blog. Pero ¿qué le voy a hacer?, es que llevo una temporada sin tiempo para nada.

Así que hoy que tengo un ratito voy a poner aquí unos breves apuntes sobre la Orange Pi.



¿Que qué es la Orange Pi?
¿No has oído hablar de la Raspberry Pi? ¿En serio?
¿Ni de cubietruck? ¿Ni de Banana Pi? ¿Ni de Odroid? ¿Ni de Orange Pi?

Raspberry Pi

Bueno, pues todo comenzó en la Universidad de Cambridge (UK) en 2006. En la Facultad de Informática decidieron fabricar un ordenador de reducidas dimensiones en una única placa, que costase poco y que sirviera de "inspiración" a los alumnos para realizar sus propios proyectos. Recuerda un poco en sus orígenes al Arduino, pero a diferencia de aquel, el objetivo era incluir un ordenador completo, no sólo un microcontrolador.

Raspberry Pi 1 Model B


No fue hasta el año 2012 cuando salió a la venta el primer modelo de Raspberry Pi, micro-ordenador del tamaño de una tarjeta de crédito, que fue un verdadero bombazo por su relación calidad-precio. Estas fueron las especificaciones del primer modelo (Raspbery Pi 1 Modelo B):

  • Procesador: Broadcom BCM2835. ARMv6 de un sólo núcleo a 700Mhz.
  • Gráfica: Broadcom VideoCore 4, capaz de codificar y decodificar 1080p, a 250 Mhz.
  • Memoria: 256 MB.
  • USB: 2 puertos USB 2.0
  • Salida de vídeo: vídeo compuesto y HDMI.
  • Salida de audio: minijack y HDMI.
  • Almacenamiento: sin almacenamiento interno, con slot para tarjeta SD.
  • Red: conector RJ45 a 10/100Mbps
  • Otros puertos: 26 pines GPIO (General Purpose Input / Output). Mediante estos pines se pueden implementar protocolos SPI, I2C, I2S, UART, OneWire, etc.
La placa se alimentaba a 5V con un consumo de unos 700 mA, y el precio inicial fue de unas 22£ (unos 35$) más IVA.

Debido al bajo precio de la placa, de la que se han vendido millones de unidades (tanto de los primeros modelos como de los que fueron saliendo después) pronto comenzó a surgir una gran comunidad de usuarios de manera que cualquiera que la compre puede encontrar miles de páginas donde se explica como instalarle cualquier distribución imaginable de Linux: Debian, Raspbian, ArchLinux, OpenElec, Ubuntu, etc.

Además, el bus de conectores GPIO permite la conexión de cualquier dispositivo de la misma manera que lo hacíamos con un Arduino, con la gran ventaja de poder programar en cualquier lenguaje de programación y no estar limitado al C que utliza Arduino ni a su IDE.

El único inconveniente que tiene esta placa es que, a diferencia del Arduino, se trata de un hardware cerrado. Uno puede montarse con cuatro componentes y medio su propio Arduino, hay cientos de fabricantes que lo hacen, diferentes precios, diferentes variantes.... Sin embargo, Raspberry sólo lo fabrica Raspberry, aunque el código fuente sí sea abierto.

Este hecho, y la necesidad de tener más potencia a menos precio, ha provocado que a lo largo de estos años hayan aparecido distintos proyectos que emulan el concepto de Raspberry Pi, pero siempre mejorando en algo: precio, memoria, procesador, etc. Muchos de estos proyectos, además, se han hecho con la intención de que sean compatibles en software (y muchas veces también en hardware) con la placa original, de manera que lo que se puede hacer en una Raspberry se pueda hacer igual en otra placa.

Orange Pi


Y aquí es donde llegamos a hablar de Orange Pi.
Orange Pi es una alternativa barata a Raspberry, tanto de hardware como de software abierto. Esto quiere decir que quien quiera puede construirse su propia placa o comprarla ya hecha a uno de los fabricantes.

Orange Pi PC


Los creadores originales de este micro-ordenador son la empresa china Shenzhen Xunlong Software CO, y dispone de una creciente comunidad de usuarios gracias a sus bajos precios, la disponibilidad de software y una relativa compatibilidad con las Raspberry Pi.

Modelos y características

Hasta la fecha han salido una gran variedad de modelos de este dispositivo, algunas de cuyas características expongo en la siguiente tabla. La mayoría de ellos se basan en el procesador H3 o variantes de la misma marca china: Allwinner. Este tipo de procesadores es muy habitual encontrarlos en multitud de "tablets" y "Android PC" chinos debido a su gran relación potencia-precio.




Modelo CPU RAM Alm.interno Alm.externo Red Vídeo Conectores
Orange Pi Zero H2+ (Cortex-A7 cuádruple núcleo) 256MB/512MB NO MicroSD hasta 64GB Ethernet 10/100 + WIFI Compuesto Bus 26 GPIO + conector expansión 13 pines + 2 USB 2.0 + USB OTG
Orange Pi One H3 (Cortex-A7 cuádruple núcleo) 512MB Ethernet 10/100 + WIFI HDMI CEC Bus 40 GPIO + USB 2.0 + USB OTG + conector cámara + infrarrojos + MIC
Orange Pi Lite Bus 40 GPIO + 2 USB 2.0 + USB OTG + conector cámara + infrarrojos + MIC
Orange Pi PC 1GB Bus 40 GPIO + 3 USB 2.0 + USB OTG + conector cámara + infrarrojos + MIC
Orange Pi PC Plus 8GB
Orange Pi PC 2 H5 (Cortex-A53 cuádruple núcleo 64 bit) 1GB Ethernet 100/1GB + WIFI


Orange Pi Zero

Esta es la pequeña de la familia, el modelo que yo tengo actualmente.
No se trata de una placa muy potente ni tiene unas especificaciones sobresalientes. Además, no está pensada para utilizarla como ordenador de escritorio puesto que no tiene salida HDMI ni VGA.

Sin embargo, para una gran cantidad de aplicaciones, tiene potencia suficiente y además incorpora de serie puertos USB, Wifi y conector de red RJ45. A pesar de que las especificaciones indican que necesita un alimentador de unos 1,5A - 2A yo la tengo funcionando conectada a un puerto USB que supuestamente debería dar unos 500 mA como máximo.

Estas son las ventajas, pero también tiene algunos inconvenientes según mi experiencia:
  • El conector GPIO no viene incluído, sino que tienes que soldarlo a la placa o soldar directamente los cables que necesites.
  • A pesar de traer WIFI, me ha demostrado que es bastante inestable. Yo particularmente la uso por ethernet y va estupendamente.
  • El procesador H2+ se calienta una barbaridad, tanto que si empiezas a pedirle es fácil que se ponga por encima de los 80 grados. Es casi imprescindible ponerle al menos un disipador térmico para que pueda funcionar a unos 60 grados que es algo más tolerable aunque no es lo óptimo.
  • La placa tiene salida de vídeo compuesto y posibilidad de tener más puertos USB aparte del que trae soldado y el USB OTG, pero por problemas de espacio no dispone de conectores para ello, sino que tiene un bus de expansión adicional (que sí viene soldado) de 13 pines en los que están disponibles todas estas señales. Venden un adaptador de expansión que se conecta a este bus y nos permite obtener directamente los conectores.

Software

En la página del fabricante disponemos de descargas de varias versiones de Sistemas Operativos para las Orange Pi:
  • Ubuntu.
  • Debian.
  • Raspbian (Distribución Debian específica par Raspberries).
  • Armbian (Distribución Debian para dispositivos ARM).
  • ArchLinux.
  • Android.
También tenemos la página de armbian donde disponemos de las últimas versiones de esta distribución, para varios modelos de Orange Pi y otras placas similares.

Precios

El precio de la Orange Pi Zero, que es la que yo tengo, es muy barato.

A mí me costó US$15.95 (unos 14€) de oferta en Banggood un kit con:
  • Orange Pi Zero de 512MB.
  • Tarjeta de expansión (con salida de vídeo compuesto y 2 puertos USB adicionales).
  • Caja para montaje de ambos elementos.
También podemos encontrarla en Aliexpress  a un precio parecido, por ejemplo en este enlace (16.24$).

De todos modos, a lo mejor comprar la caja es una tontería, dada la temperatura que coge el cacharro estando al aire...

Conclusión

Resumiendo, la placa de la que he hablado hoy es un micro-ordenador muy barato que nos puede servir para hacer muchos proyectos distintos. Podríamos tener distintos servidores preparados y simplemente cambiar de tarjeta SD para cambiar de sistema.

Aunque sus especificaciones no son las mejores del mundo y no tiene una salida HDMI ni VGA (por tanto no es adecuada para montar un ordenador de sobremesa), sí que nos puede servir para montar cualquier servidor que se nos ocurra.

En el siguiente artículo tengo intención de hablar de un proyecto particular de domótica que estoy montando en mi Orange Pi Zero: Home Assistant.

Hasta la próxima.