Como integrar uma Central de Alarme com Home Assistant + GH + Alexa

Olá pessoal,
A quem interessar, compartilho o projeto que desenvolvi para integrar o meu Sistema de Monitoramento de Alarme ao HA com interação por comando de voz.

AGRADECIMENTOS
Antes de entrar no projeto em si, quero deixar registrado o apoio que recebi do Paulo Brandão no desenvolvimento da placa de interface (software Proteus), do José Henrique (@jhbcosta) na lógica do Nodered e do Deivison Rodrigues que me ensinou como se faz uma integração de um NodeMCU ESPHome com a Alexa, o que me permitiu desenvolver meu próprio projeto.

Deixo aqui o meu muito obrigado! :clap: :clap: :clap:

1- OBJETIVO DO PROJETO
Ler o status das 12 zonas (sensores magnético de portas/janelas e sensores de presença) de uma Central de Alarme, sem interferir no seu funcionamento (na impedância de cada zona), enviar esses sinais ao ESP32 (código ESPHome) para integrá-los no Home Assistant, permitindo monitorar o status de cada zona e da própria central (armada ou desarmada), além de possibilitar ligar (armar/desarmar) a central remotamente de qualquer lugar via notebook/PC ou aplicativo no celular e inclusive por comando de voz (Google Home ou Alexa). Abaixo é mostrado em forma de blocos as partes que contemplam o projeto:

0

2- ONDE PODE SER APLICADO
Este projeto pode ser aplicado tanto em Centrais de Alarme que trabalham com o conceito de “Zonas Simples”, quanto as que trabalham com “Zonas Duplas”.

Se você não estiver familiarizado com este conceito, assista o vídeo “Duplicação de Zonas” para melhor compreensão.

3- DO QUE VOCÊ IRÁ PRECISAR?
1- NodeMCU ESP32 30 pinos;
1- Fonte 5V 1A;
1- Placa de circuito impresso dupla face (para montar o circuito de interface);
3- Amplificador Operacional LM358;
1- Foto-acoplador quádruplo TLP621-4;
1- Regulador de tensão AMS 1117 - 3.3V;
2- Capacitor de 100nFx 25V;
2- Capacitor de 10µFx 25V;
1- Led 5mm (cor de sua preferência);
1- Plug Jack tipo P4 DC;
2- Resistor de 330R 1/8W;
3- Resistor de 1kR 1/8W;
2- Resistor de 10kR 1/8W;
6- Resistor de 100kR 1/8W;
6- Resistor de 150kR 1/8W;
6- Conector KRE tipo bornes 3 vias;
1- Barra pinos com 30 pinos (para encaixar o ESP32).

OBSERVAÇÕES
1- Se a sua Central de Alarme trabalhar com até 6 entradas digitais “zonas simples”, então pode-se usar o NodeMCU ESP8266, porque ele tem portas digitais suficientes, mas se ela possui mais de 6 zonas simples ou usa as chamadas “zonas duplas”, que é o recurso de se utilizar 2 zonas por canal de entrada da central, então você necessariamente terá que utilizar o NodeMCU ESP32 que possui mais GPIOs analógicos e digitais.

2- Busquei fazer um projeto o mais simples possível e com o menor número de componentes para que a placa de interface pudesse ser colocada dentro da própria caixa da Central de Alarme existente, logo, utilizei a solução com 6 entradas analógicas do ESP32. Mas se preferir, pode-se usar 12 entradas digitais, porém o circuito ficará maior pelo fato de necessitar mais componentes.

4- INTRODUÇÃO
Após consultar as características técnicas da Central no manual do fabricante, identificar quantas entradas ou zonas ela suporta e se possui saídas físicas configuráveis, dimensionei quantas GPIOs seriam necessários e qual modelo de NodeMCU a ser usado no projeto em função do Sistema de Alarme já instalado.

Minha Central de Alarme é uma Paradox (fabricante canadense) modelo 738+ com 6 entradas físicas e 2 saídas de status (PGM1 e PGM2), conforme mostrado abaixo:

1

Essa central pode trabalhar com 6 entradas físicas “zonas simples” ou com o dobro de entradas, que neste caso são chamadas de “zonas duplas”, onde este recurso é habilitado via programação, passando assim, a trabalhar com zonas baixas de (1 a 6) e zonas altas de (7 a 12), conforme mostrado na tabela abaixo:

2
A minha central está configurada para “zonas duplas”, cada entrada da central consegue ler 2 zonas simultaneamente, diferenciando uma zona da outra pela sua impedância no circuito, onde são usados dois resistores em série, sendo o resistor de 1k ohms para a zona 1 (zona baixa) e o resistor de 2k2 ohms para a zona 7 (zona alta). Os canais de entrada da central que outrora eram vistos como entradas de 1 a 6, agora são tratados como: 1/7, 2/8, 3/9, 4/10, 5/11 e 6/12, conforme mostra abaixo o manual do fabricante:

Obs.: Para outros fabricantes de Central de Alarme, os valores dos resistores podem mudar, a Intelbras por exemplo, utiliza os valores de (2k2 e 3k9) Ohms para as zonas baixas e altas, respectivamente.

5- DESENVOLVIMENTO DO PROJETO
Comecei medindo a tensão na entrada 1 zonas 1/7 (que servirá de referência para os demais canais, uma vez que são idênticos) e obtive os seguintes resultados mostrado na “tabela verdade” abaixo:

4
Como o maior valor de tensão medido na entrada da Central de Alarme não superou 3.3V, então pude usar tranquilamente o ESP32 sem correr o risco de queimá-lo.

5.1 PLACA ELETRÔNICA (INTERFACE)
O objetivo principal da placa eletrônica é fazer a interface entre a Central de Alarme e o ESP32, de forma a não interferir no circuito da Central, casando a impedância de entrada de cada canal da Central com a impedância de cada entrada analógica do ESP32, em outras palavras, é garantir que tanto a Central, quanto o ESP32 recebam o mesmo nível de tensão que eram gerados na central antes da integração.

Outro objetivo é garantir que esses componentes sejam montados (interligados) de maneira segura para evitar mau contato que possam gerar erros na identificação dos status das zonas, além de tornar o projeto mais profissional!

O circuito eletrônico e a placa foram gerados no software Proteus versão 8.9 e a placa de circuito impresso foi confeccionada pela JLPPCB. Caso você não tenha nenhum software para criar o projeto da placa, a JLCPCB disponibiliza seu próprio aplicativo EasyEDA que te permitirá desenvolver o projeto online, direto na página deles e de graça! O circuito eletrônico e a placa já montada podem ser vistos abaixo:

Em forma de blocos, veja abaixo o fluxo de dados das entradas e saídas da placa de interface com a central e o ESP32:

Dimensionei a placa para 6 entradas analógicas, 2 entradas digitais e 2 saídas digitais, sendo todos esses IOs acessíveis nos bornes da placa, a saber:

Entradas analógicas

  • Entrada 1 da Central de alarme (zona1/zona7);
  • Entrada 2 da Central de alarme (zona2/zona8);
  • Entrada 3 da Central de alarme (zona3/zona9);
  • Entrada 4 da Central de alarme (zona4/zona10);
  • Entrada 5 da Central de alarme (zona5/zona11);
  • Entrada 6 da Central de alarme (zona6/zona12).

Entradas digitais

  • Recebe status da central armada/desarmada (PGM1);
  • Recebe status da central zona atuada (PGM2).

OBS.: Para compatibilizar a tensão de 12V de saída dos bornes PGM1 e PGM2 da Central de Alarme, usei um relé para cada função, onde os seus contatos NA foram ligados nas entradas digitais da placa de interface citadas acima.

Saídas digitais

  • ESP32 arma/desarma a central (via HA ou comando voz Google/Alexa);
  • Saída reserva (uso futuro).

OBS.: Para evitar a queima do ESP32, pois suas entradas e saídas digitais suportam no máximo 3,3V, utilizei foto-acopladores para compatibilizar os níveis de tensão da Central, que trabalha com tensões de 12V e 5V, respectivamente.

5.2 CONFIGURAÇÃO ESPHOME
Após definir quais GPIOs seriam necessários (entrada ou saída), fiz a configuração do ESP32 no ESPHome, conforme mostrado abaixo:

O resultado desta configuração pode ser visto abaixo no “print do celular” com as entidades analógicas de 1 a 6, os status da central e das zonas, além do botão para ligar/desligar a central pelo HA.

5.3 LÓGICA NODERED
Como vimos acima, os valores de tensão das 6 entradas analógicas da central já estão disponíveis no HA, agora é preciso transformar as 6 entidades analógicas em 12 entidades (zonas) digitais. Para exemplificar, vou escolher novamente a entrada 1/7 que trata as zonas 1 e 7 (o raciocínio é o mesmo para as demais entradas, uma vez que elas são iguais).

Supondo que o ESP32 esteja lendo uma tensão de 2,05V neste canal, como saber qual é o status da zona 1 e da zona 7?

É aí que entra a lógica desenvolvida no NodeRed, que transforma uma entidade analógica (tipo Float) em 2 entidades binárias (tipo Boolean). Segundo a “tabela verdade” já mostrada anteriormente, para 2,05V de entrada, as saídas são Z1=0 e Z7=1, conforme pode ser visto no bloco abaixo:

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Desta forma, cada circuito eletrônico do projeto trata as 2 zonas (baixa e alta) de cada entrada da central. Logo, o projeto tem 6 circuitos iguais, como mostrado abaixo:

O circuito no NodeRed ficou como mostrado abaixo:

Código para importação do Fluxo via Clipboard:

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6- INTEGRAÇÃO COM O GOOGLE HOME E A ALEXA
Para integrar o projeto com os assistentes virtuais GH e Alexa, foi necessário criar entidades no HA e criar as rotinas nos seus respectivos aplicativos.

6.1 CRIAR ENTIDADES NO HA
Implementei as seguintes entidades no Configuration.Yaml:

Uma vez criado as entidades, reinicie o HA.

6.2 CONFIGURAÇÃO DA LÓGICA NODERED
Para finalizar a integração, a verificação dos sensores tanto pelo GH, quanto pela Alexa, utilizei o projeto que está disponível no Fórum Home Assistant Brasil do @jhbcosta Node-RED - Pedir para o Google Home checar Portas e Janelas (Sensores) que trata a lógica para o GH e acrescentei o tratamento para a Alexa também, ficando o fluxo conforme mostrado abaixo:

Código para importação do Fluxo via Clipboard:

[{"id":"eb845bb5.1d692","type":"tab","label":"Checar Sensores","disabled":false,"info":""},{"id":"5ccea603.378128","type":"api-call-service","z":"eb845bb5.1d692","name":"Google checa sensores","server":"cf8bbc8.6a4114","version":1,"debugenabled":false,"service_domain":"tts","service":"google_translate_say","entityId":"media_player.sala_de_cinema","data":"{\"message\":\"{{payload}}\",\"cache\":\"false\"}","dataType":"json","mergecontext":"","output_location":"","output_location_type":"none","mustacheAltTags":false,"x":1090,"y":160,"wires":[[]],"icon":"node-red-contrib-cast/home.png"},{"id":"2eedd6f7.86b2e2","type":"server-state-changed","z":"eb845bb5.1d692","name":"Checar sensores Google","server":"cf8bbc8.6a4114","version":1,"exposeToHomeAssistant":false,"haConfig":[{"property":"name","value":""},{"property":"icon","value":""}],"entityidfilter":"input_boolean.checar_sensores","entityidfiltertype":"exact","outputinitially":false,"state_type":"str","haltifstate":"on","halt_if_type":"str","halt_if_compare":"is","outputs":2,"output_only_on_state_change":true,"x":130,"y":120,"wires":[["d2d08563.fade28"],["27feb22a.600ca6"]]},{"id":"d2d08563.fade28","type":"api-call-service","z":"eb845bb5.1d692","name":"DESLIGA INPUT","server":"cf8bbc8.6a4114","version":1,"debugenabled":false,"service_domain":"input_boolean","service":"turn_off","entityId":"input_boolean.checar_sensores","data":"","dataType":"json","mergecontext":"","output_location":"","output_location_type":"none","mustacheAltTags":false,"x":390,"y":80,"wires":[[]]},{"id":"27feb22a.600ca6","type":"api-render-template","z":"eb845bb5.1d692","name":"CHECA SENSORES","server":"cf8bbc8.6a4114","template":"{% if is_state('input_boolean.red_zona1', 'on') %}\n A JANELA DA SALA DE ESTAR ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona2', 'on') %}\n A JANELA DA SALA DE CINEMA ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona3', 'on') %}\n A JANELA DO QUARTO DO MATHEUS ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona4', 'on') %}\n A JANELA DO QUARTO DO FILIPE ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona5', 'on') %}\n A JANELA DO QUARTO CASAL ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona6', 'on') %}\n A JANELA DO BANHEIRO SUITE ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona7', 'on') %}\n A JANELA DA COPA ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona8', 'on') %}\n A JANELA DA COZINHA ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona9', 'on') %}\n A PORTA DA COZINHA ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona10', 'on') %}\n A JANELA DO ANEXO ABERTA!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona11', 'on') %}\n O SENSOR DE PRESENÇA DA SALA DE ESTAR ATUADO!\n{%endif %}\n{% if is_state('input_boolean.red_zona12', 'on') %}\n O SENSOR DE PRESENÇA DA SALA DE CINEMA ATUADO!\n{%endif %}\n","resultsLocation":"payload","resultsLocationType":"msg","templateLocation":"template","templateLocationType":"msg","x":400,"y":140,"wires":[["209ab089.0c0a48"]]},{"id":"209ab089.0c0a48","type":"function","z":"eb845bb5.1d692","name":"REMOVE LINHAS","func":"result = msg.payload.replace(/(\\r\\n|\\n|\\r)/gm, \"\");\nreturn { payload: result };","outputs":1,"noerr":0,"x":670,"y":80,"wires":[["2e31450e.993842"]]},{"id":"2e31450e.993842","type":"function","z":"eb845bb5.1d692","name":"TUDO FECHADO?","func":"msg = msg.payload;\n\nif (msg === '')\n{\n   msg = \"AS PORTAS E JANELAS ESTÃO FECHADAS!\"; 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6.3 CRIAR ROTINAS
Agora é configurar os aplicativos Home e Amazon Alexa.

6.3.1 APLICATIVO HOME
Para poder interagir via GH é necessário fazer a entidade “checar_sensores” (tipo Input Boolean) aparecer no aplicativo HOME. Para isso diga “OK Google, sincronizar meus dispositivos”. Isso fará a entidade “checar_sensores ” aparecer no aplicativo HOME para tornar possível a interação com ela pelo Assistente. Na sequência configurei a rotina de chamada no aplicativo HOME. Você deverá obter os seguintes resultados:

6.3.2 APLICATIVO AMAZON ALEXA
Abaixo está a configuração que fiz no aplicativo da Amazon Alexa para tornar possível a interação com a Alexa.

Pronto! Projeto concluído! O vídeo abaixo mostra o resultado prático do projeto.

Alexa e GH integrados a uma Central de Alarme

É isso aí galera, caso tenham alguma sugestão de melhoria ou críticas que nos permita aprimorar ainda mais o projeto, por favor, comentem abaixo.

5 Curtidas

Excelente Projeto e excelente Artigo!! Parabéns!!

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Que projeto top! Muito útil aproveitando integrando e aproveitando os sensores do alarme! Parabéns eu vou tentar fazer :clap::clap::clap:

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Muito bom o projeto. Essa placa é possível comprar ela?

Boa tarde @Amkochaki , essa placa não é um produto comercial. Eu projetei o circuito eletrônico dela para meu uso pessoal e enviei para a empresa JLPPCB confeccioná-la. Para ter uma, basta você encaminhar o projeto para qq empresa que confecciona placas de circuito impresso.

Parabéns. Projeto nivel profissional.

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Parabéns, muito top o projeto. Com certeza vai ajuda e inspira muito outros projetos!!

:clap:

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Marcio, tenho uma central da JFL Active 20 Ethernet, será consigo utilizar o mesmo projeto?

Oi Marcio, estava pensando aqui … eu tenho um sensor destes de alarme com fio, sobrando aqui em casa e não está ligado… Será que se eu alimentar ele com 12v, o sinal eu consigo ligar direto na porta analógica do NodeMCU?

Bom dia Nilson, sua Central têm todos requisitos para se aplicar este projeto e integrá-la ao HA. Vale lembrar que o meu projeto foi idealizado para 6 entradas físicas podendo tratar até 12 zonas e sua central tem 9 entradas físicas que pode tratar até 18 zonas. Aí é só uma questão de utilizar mais 3 entradas analógicas do ESP32. O meu projeto não contempla leitura de zonas ligadas nos teclados, em função das distâncias do teclado até a placa de interface.

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Bom dia Leo, a máxima tensão que as entradas do NodeMCU suporta é 3.3V, se você tiver que alimentar o sensor com 12V, será necessário baixar essa tensão para 3V, pode-se fazer um divisor resistivo, por exemplo.

Bom Dia Marcio, obrigado pela resposta, vou tentar :slight_smile:

Ótimo projeto
Trabalho com sistemas de alarme e estava buscando algo assim para integrar
Parabéns

@marciosvieira, será que poderia disponibilizar o código usado no ESPHOME e se possível o esquema elétrico? Pode ser por email
Vou tentar adaptar à minha central

@marciosvieira pelo que entendi seu projeto é mais completo e atualizado que do @Leonardo ? Sonoff Bridge (Tasmota) lendo sensor sem fio Intelbras (RF 433 Hz)

olá @mfpatta, são situações completamente diferentes. No meu caso, eu já tenho uma Central de alarme instalado na minha residência há 16 anos, onde todas as zonas (sensores) são cabeadas e chegam diretamente nas entradas da Central. Então desenvolvi este projeto para integrar minha Central ao HA e assim, ter acesso ao status de cada zona e da própria Central, além de poder controlá-la por notebook, celular e por comando de voz. O meu projeto permite integrar as Centrais de alarme do mercado (Paradox, Santek, Posonic, Intelbras, JFL e etc.). Já o tutorial do Leo, ensina como alterar a configuração do hub Sonoff Bridge para que ele reconheça o sensor de RF (433MHz) da Intelbras, ou seja, são sensores de janela/porta sem fio. Esse é o primeiro passo para se controlar/monitorar um sensor, fazer com que ele seja reconhecido quando ele muda de status (aberto/fechado ou ligado/desligado). A partir daí vc precisa desenvolver um programa para ele se comportar como uma Central de Alarme.