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.

7 Likes

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 instalada 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.

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Conseguiu fazer o esquema?

@viannale Eu ainda não montei, mais testei num protótipo e conseguiu fazer a leitura certinho…Mas ainda vou montar.

Tutorial fera!!! Bem detalhado!!!

Só uma dúvida, eu queria fazer algo similar mas que eu conseguisse não apenas armar/desarmar a central pelo HA. Eu gostaria de poder armar/desarmar zonas independentes pelo HA.

Por exemplo: de noite na hora de dormir eu armo a central porém só na zona externa. A zona interna eu deixo desarmado para ela não acionar qnd eu levantar de noite pra beber água.
Mas quando eu for sair de casa eu quero que seja armada tanto zona interna quanto zona externa.

Alguém conhece alguma central que tenha “entradas físicas” que permite fazer isso?

A minha central tb tem essa funcionalidade de particionar as zonas em 2 grupos (HOME e AWAY), onde no modo HOME (com gente em casa) só monitora portas e janelas e no modo AWAY (ninguém em casa), além de monitorar as zonas de portas e janelas, monitora também meus sensores de presença (PIR). Não consigo definir o modo de armar a central (HOME ou AWAY) pelo HA. Para contornar esse situação, programei a central para que toda vez que a central for armada pela entrada PGM, ela será no modo HOME. Também não consigo inibir uma zona pelo HA, somente pelo teclado da central. Mas para quem não tinha nenhuma informação da Central online, já considero um grande avanço!