Calibrare i sensori (ambientali e di altro tipo) sulla domotica Home Assistant

SCOPI DEL PROGETTO: Calibrare con la massima precisione possibile i sensori ambientali della propria domotica Livello di difficoltà: basso Costo: variabile in base alla tecnica usata CONCETTI AFFRONTATI: Configurazione software Controllo tramite strumenti di gestione finale	COMPONENTI SOFTWARE UTILIZZATE: Home Assistant configurato e funzionante Componente Home Assistant “Sensor“ Piattaforma Home Assistant “Template Sensor“ DISPOSITIVI FISICI UTILIZZATI: Il computer sul quale è in esecuzione Home Assistant Il/i sensore/i da calibrare Un sensore di riferimento
PROGETTO INDICATO a UTENTI CON ISTALLAZIONE:
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Revisione progetto: 1.1

Abstract

I sensori per domotica personale non sono tutti uguali. Due unità possono essere all’apparenza identiche, stesso modello, stessa età, stesso lotto persino, ma in nove casi su dieci, se posizionati nello stesso ambiente, non rilevano le medesime letture. I perché sono i più disparati: micro-diversità nei materiali, consumo, più semplicemente calibrazioni fatte male e/o altro.

Capita pertanto di avere sensori gemelli, metterli uno accanto all’altro e ottenere letture diverse. Un esempio classico è quello dei sensori termici: solitamente si tratta di differenze di pochi decimi di grado, e qui si crea uno spartiacque: da una parte quelli che se ne fregano, dall’altra quelli che diavolo, no, non esiste avere differenze di lettura.

Se fate parte della prima cerchia potete anche saltare la lettura del presente progetto, il quale è appunto dedicato a chi pretende, nella propria domotica, una corretta calibrazione dei propri sensori ambientali.

Nello specifico, vedremo come ottenere il risultato presso la propria domotica basata su Home Assistant.

Approccio

Come sappiamo, l’integrazione di sensori presso Home Assistant genera delle entità di tipo “Sensor” le quali forniscono all’ambiente operativo le letture previste dal sensore (singole o addirittura multiple, diverse, come nel caso di multi-sensori, eg. Aoetec Multisensor).

Per correggere la lettura di un sensore è necessario agire addizionandole o sottraendole un dato valore di offset, calcolato sulla base della comparazione della rilevazione del sensore e una lettura “standard” di riferimento.

Poniamo di avere tre sensori di temperatura (indipendentemente dalla marca e dalla tecnologia di trasmissione dati) integrati alla nostra domotica e posti uno accanto all’altro. Non è infrequente rilevare andamenti “sfalsati” di questo tipo:

Può darsi che uno dei tre dica la verità, oppure che tutti e tre siano sfalsati rispetto alla temperatura oggettiva dell’ambiente. Come detto, è necessario dotarsi di una lettura di riferimento per capire come regolare l’offset dei tre sensori.

Per far ciò, è possibile perseguire due strade:

• dotarsi di una lettura standard tramite uno strumento di misura di precisione;
• scegliere uno dei sensori come dato arbitrario di riferimento.

Il primo caso è, da va sé, quello più efficace allo scopo.
Rimanendo nel solco dell’esempio dei sensori termici (ma la logica descritta in questo progetto è applicabile a qualunque altro tipo di lettura, in linea di principio), esistono sensori professionali che possono aiutare alla rilevazione puntuale della misura di riferimento. Il gioco per calcolare l’offset sarà poi estremamente semplice: se la sonda misurerà, per esempio, 18,0 gradi e il nostro sensore da calibrare segnerà 18,2 gradi, è chiaro che l’offset sarà di -0.2 gradi, ovvero la differenza tra il valore rilevato dal sensore e la misura di riferimento.

In assenza di un sensore professionale, le opzioni si riducono: a questo punto si andrà “a sentimento”, scegliendo  uno dei propri sensori quale riferimento standard, così da allinearli tutti ad esso; chiaramente i valori assoluti non saranno potenzialmente corretti, ma per lo meno i sensori saranno tutti allineati sul medesimo “errore”.

Procedimento

Per regolare un offset (una volta calcolato) gli approcci sono sostanzialmente due.

Se il sensore, infatti, prevede l’impostazione a monte di tale correzione, il gioco è fatto: basta inserirlo in configurazione. Questa varia da componente a componente; per esempio, i termostati intelligenti Tado° sono dotati, presso l’app mobile di gestione, di tale possibilità:

Dato che il termostato viene poi integrato su Home Assistant via cloud, il dato di lettura arriva all’HUB già corretto via regolazione offset, e non c’è bisogno di fare altro.

Altri ambienti operativi consentono analogamente di impostare degli offset.
Un esempio su tutti può essere ZigBee2MQTT: il noto BRIDGE/Gateway ZigBee consente con grande semplicità, tramite interfaccia, di impostare dei correttivi.

Ad esempio, un sensore ambientale Xiaomi/Aqara può facilmente essere calibrato tramite interfaccia:

Lo stesso vale, come ulteriore esempio, per deCONZ in associazione a Home Assistant.

Sensori template

Diversamente, quando si è in presenza di sensori dei quali non si possa agire introducendo degli offset “alla fonte”, è necessario utilizzare un escamotage, ovvero definire un “Template Sensor” che prenda il posto dell’entità originaria e che porti in dote, come stato, la lettura del sensore originale corretta dell’offset precedentemente calcolato.

A questo punto è sufficiente definire in configurazione il nostro sensore dotato di regolazione offset.
Ipotizziamo, a mo’ d’esempio, di possedere in configurazione  un’entità sensore chiamata sensor.temperatura_sala il quale vada regolato con un offset di +0,2 gradi.

La configurazione YAML da aggiungere alla configurazione dell’HUB è davvero banale:

template:
  - sensor:
      name: "sala temperatura offset"
      friendly_name: "Temperatura SALA offset"
      value_template: '{{ states("sensor.sala_temperatura")|float + 0.2 }}'
      unit_of_measurement: "°C"
      icon_template: mdi:thermometer

Questa configurazione genererà direttamente un’entità chiamata sensor.sala_temperatura_offset la quale, nel proprio stato, riporterà in tempo reale il valore del sensore “padre” addizionato di 0,2 gradi, come da necessità.

Va da sé che una volta definiti dei sensori dotati di regolazione offset, quelli originali non vadano più utilizzati per automazioni, script nonché presso l’interfaccia dell’HUB: rimarranno in background a fornire  il dato da correggere ai sensori corretti, e niente più.

Posts scriptum

Sarebbe meglio, se possibile, avere un offset regolabile direttamente su Home Assistant, senza il bisogno di creare sensori template allo scopo. Per questo abbiamo chiesto al team di sviluppo di realizzare questa funzionalità.

Se concordate, votatela!