26 мая 2015 в 01:14

Как собрать умный дом



Всем привет, с вами команда Wiren Board!

Нас часто спрашивают: «Что можно подключать к вашему контроллеру? Как на нём собрать “умный дом”?»
Чтобы немного прояснить этот вопрос, мы покажем стенд, где к Wiren Board 4 подключены периферийные устройства. На его примере расскажем про типовые варианты подключения устройств и датчиков.

На стенд можно посмотреть на него через онлайн-трансляцию и зайти в демонстрационный веб-интерфейс.

Краткий список подключаемого оборудования:


Счётчики



На стенде установлены импульсные счетчики электроэнергии и воды. Кроме них можно подключать электросчетчики “Меркурий” по RS-485 и CAN, но они большие, и на стенд решили не ставить.
В импульсных счетчиках принцип работы такой — на каждые N единиц (указано на устройстве) происходит замыкание контактов. В водосчётчиках используют герконы, электросчетчиках — оптроны.



Подключать счётчик нужно к входам типа “сухой контакт”. В конфигурационном файле указывается тип счётчика и константа (импульсов на единицу). После этого в веб-интерфейсе отображается как общая сумма показаний и скорость их изменения (мощность в ваттах, литры в секунду и т. д.)


Датчики


Для сбора информации можно подключать следующие типы датчиков:

Беспроводные погодные датчики Oregon Scientific

Работают на частоте 433.92 МГц, в интерфейсе контроллера появляются автоматически — контроллер показывает все пойманные датчики.

Из недостатков — маленькая антенна в передатчике датчика, поэтому уже через пару стен может не ловиться. Хотя на Хабре была статья про то, как увеличить дальность.

Датчики температуры и влажности, подключающиеся по RS-485

и работающие по протоколу Modbus. Они подключаются к общей шине RS-485 совместно с другими устройствами. Чтобы появились в веб-интерфейсе, нужно указать тип и адрес датчика в конфигурационном файле.

Датчики температуры 1-Wire

Недорогие. При подключении сразу появляются в веб-интерфейсе.


Детектор движения

Большинство детекторов делают сразу для коммутирования нагрузки 220В, такие весьма проблематично подключать к контроллеру. Но есть модели с релейным выходом и питанием 12В — именно такая подключена на стенде.

Резистивные датчики

Сопротивления 1-50кОм, перед применением потребуется калибровка с конкретным Wiren Board. Для домашних применений большого смысла в них нет. Но может быть полезно. На стенде подключен датчик качества воздуха MQ-135 и термистор 10k.

Датчики дыма, огня, газа, утечки воды и пр.

Таких устройств на рынке много, для удобного подключения надо брать с релейными выходами, нормально замкнутыми. Тогда на один провод можно последовательно подключать несколько штук. При срабатывании одного датчика он разорвет общую цепь, и сигнал поступит на контроллер. На стенде нет, но подключение аналогично детектору движения.

Внешние кнопки

Кнопки — это не совсем датчики, но тоже удобны для организации сценариев. Их можно подключать как напрямую к цифровым входам контроллера, так и к внешним модулям на Modbus.


Управление светом


Кто-то говорит, что управление светом не нужно, другие считают его основной функцией “умного дома”. Поэтому сегодня уделим свету побольше внимания.



Управление светодиодными лентами

Светодиодные ленты бывают двух основных типов: с меняющимся цветом (RGB) и одноцветные. Цветные ленты можно использовать дома для декоративной подсветки, а одноцветные белые и как основное освещение.

Чтобы включить ленту, нужно подключить её к источнику напряжения 12В (или 24В) через диммер для лент. Тогда при помощи диммера вы сможете управлять цветом RGB-лент и регулировать яркость одноцветных.
На стенде установлены диммеры WB-MRGB нашего производства и диммеры производства Uniel и “Разумный Дом”. Все они подключены по шине RS-485.

Кроме них, по радиоканалу 433 МГц подключен RGB-диммер nooLite. Но так как монтаж светодиодных лент сам по себе предполагает большую работу по монтажу самих лент, проводов, дополнительных блоков питания, то мы бы советовали бы и управляющие устройства использовать проводные. Тогда вы получите надежную работу при низкой цене модулей, а радиоканал 433 МГц всё-таки не застрахован от помех.

Диммирование ламп 220В

Контроллер поддерживает диммеры от Uniel, подключаемые по RS-485. Если лампы нужно просто включать/выключать, то могут пригодиться релейные блоки (поддерживаются наши собственные, компаний ICP-DAS, Разумный Дом, Uniel, etc.).

Новички (такие часто встречаются и среди разработчиков) часто думают так — вот запилю себе управление лампочками с айфончика и будет счастье. Более опытные понимают, что управление необходимо дублировать настенными выключателями (или панелью управления). Конечно, ходить в туалет с айфоном — это инновационно, но приехавшей из деревни бабушке придется долго объяснять, как этим всем пользоваться.
Варианты решения проблемы:
  • настенные панели управления — красиво, удобно, дорого
  • обычный выключатель. Сигнал с него заводится либо непосредственно в контроллер, либо в подключаемый по RS-485 модуль цифровых входов. А вот релейном и диммерном модулях нашего производства есть входы для двух внешних кнопок управления. Это позволяет модулям работать полностью автономно — нажал кнопку, включился свет — и при этом оставаться управляемыми с контроллера. В целом это повышает надежность всей системы: при отказе центрального контроллера, обрыве шины RS-485 и при других экстренных случаях, освещение и настенные выключатели продолжают нормально работать.



“Классическая” схема монтажа предполагает установку всего управляющего оборудования на DIN-рейку внутрь электрощитков. Это удобно, но расплата за это — десятки метров проводов от каждой лампочки и выключателя до щитка. Но этого можно избежать, если располагать управляющие модули ближе к лампам и выключателям — тогда все лампы запитываются от общей проводки 220В, а управляющие устройства подключаются одной шиной RS-485. Для удобства монтажа по такой схеме мы разработали — компактный релейный блок на два канала по 5А, он помещается даже в стандартном подрозетнике.


Другая нагрузка


Мощную силовую нагрузку — насосы, тепловые пушки, группы розеток — следует коммутировать через контакторы. Управляющие катушки у них обычно на 220В (редко бывают и на 12/24В), так что для управления контактором придется использовать релейный выход.


Примеры других устройств на стенде:
  • небольшой нагреватель на 12В подключен напрямую к релейному выходу контроллера
  • вентилятор 12В включается выходом “открытый коллектор”
  • водяной насос 220В управляется через внешний релейный блок по RS-485

Насос при этом также управляется физической кнопкой, подключенной к релейному блоку.

Для имитации сценария на поддержание определенной температуры собрана мини установка из нагревателя, вентилятора, термодатчика и большого радиатора. При этом, детали расположены так, что бы проявлялась задержка между показаниями датчика и работой нагревателя.
Такая ситуация часто наблюдается на практике — сначала котел греет воду в трубах, и лишь потом тепло передается в воздух. Для поддержания постоянной температуры на встроенном в Wiren Board движке сценариев написано правило для термостата.

Заключение


Полную схему нашего стенда, где показано подключение всех устройств, смотрите здесь.

Если у вас появились какие-то вопросы по устройствам из статьи или по подключению других устройств, будем рады вам ответить в комментариях. Там же будем рады историям про ваш опыт построения умных домов и другой автоматизации.
Автор: @poglazoff
Бесконтактные устройства
рейтинг 38,43
Компания прекратила активность на сайте
Похожие публикации

Комментарии (40)

  • +1
    Все они подключены по шине RS-485.

    Тогда вы получите надежную работу при низкой цене модулей, а радиоканал 433 МГц всё-таки не застрахован от помех.


    Провода можно проложить только при строительстве или серьезном ремонте. Для Европы есть диапазон 868 MHz.
  • 0
    Для возможности вкючения подтяжки на GPIO все так же нужно пересобирать дерево? И есть ли встроенные средства по борьбе с дребезгом?
    • 0
      Если речь про входы для кнопок и сигналов типа «сухой контакт», то там сейчас всё сделано аппаратно.
      В нашем «драйвере» GPIO, который обрабатывает и входы, защита от дребезга сделана.
  • 0
    а где же термостаты?
    siio.de/wp-content/uploads/2013/12/homematic-thermostat-1024x1024.jpg
    • 0
      А зачем они?
      Тут уж лучше напрямую управлять приводом радиатора отопления.
      • +1
        Тут уж лучше напрямую управлять приводом радиатора отопления.

        Не согласен.
        Лучше когда термостаты имеют собственную встроенную логику и управляются центрально командами «высокого» уровня. Это гарантирует минимальный уровень функтионирования даже при полном отказе центрального блока.
        Системы отопления и безопасности нельзя завязывать на «single point of failure».
      • 0
        ну конкретно этот, можно связать с соседними в комнате, и при включении режима boost на одном, он включит буст на всех термостатах этой комнаты.
        А напрямую управлять приводом радиатора отопления — провода вести под плинтусами? зачем, если батарея держит прилично итак. Нужно чтоб хоть какое-то было управление термостатами, иначе какой же это умный дом, когда он только лампочками мигать может?
    • 0
      Вот именно эти у меня и стоят. Единственный минус — их слышно. Хотя и тихо.
      • 0
        А управляете ими с линукса или только руками настраиваете?
        Просто у меня проблема в том, что мне нужно включать помпу, чтоб была подача горячей воды в радиаторы, так что сам этот девайс без подачи помпы ничего не делает, кроме как моторчиком жужжит :)
        • 0
          У меня они спарены с настенными термостатами (управление, более точное измерение температуры, меряют также влажность) и оконными контактами. Все это увязано под управлением сервера FHEM установленного на Cubietruck. Для отопления централизовано пока только дистанционное управление (таблет, мобильник и т.д.), построение графиков и предупреждение о пустый батарейках. В перспективе хочу управлять моим Danfoss ECL300 в зависимости от того, требуется ли тепло. Но он пока сам по себе.
  • 0
    Планируете делать периферийные устройства, подключаемые по ip/ipv6/6LoWPAN?
    • 0
      нет
  • 0
    Спасибо, я всё ждал типового решения, чтобы доступно было объяснено как всё работает.
  • 0
    Чем вы измеряете потребляемую мощность? velleman это умеет делать?
    • 0
      Счетчик выдает 1000 импульсов на 1 кВт⋅ч. Измеряется время t между импульсами. Тогда средняя мощность будет равна P=3600/t.
      • +1
        нет нет, вопрос не в этом. Я вижу на картинке потребляемая мощность, она в реальном времени?
        Ну к примеру я включил телевизор и утюг и состояние изменится? Строится ли график?
        Меня сильно например на даче интересует этот вопрос.
        • 0
          Ну, она с небольшой задержкой идет — надо же дождаться следующих два импульса от счетчика. Для утюга это будет секунд 5.
          График пока не строится, но это в ближайших планах.
  • 0
    как программируются сценарии?
    существуют ли какие-то типовые проекты? например, управление освещением в трех-комнатной квартире? или что?
    • 0
      сценарий можно запрограмировать с помощью движка правил.
      В качестве типового проекта пока только этот стенд.
      Но создать виджеты и раскидать их по комнатам в веб интерфейсе — делов на 5 минут.
      • 0
        Спасибо. Интересует проект с точки зрения установки датчиков/выключателей в квартире (прокладки проводов и т.п.), а не в веб-интерфейсе)
        А какие протоколы поддерживаются для интерфейса CAN?
        • 0
          Никакие. Чистый CAN, работать через SocketCAN.
          Сам интерфейс конечно хороший, но доступных устройств пока не наблюдается.
      • 0
        Ой, не скажите… Грамотно сделанный веб интерфайсе потребует немало времени.
        Вот пример:
        http://fhem.nesg.es/demo/room/
        • 0
          интересный веб-интерфейс, от чего он?
          • 0
            Это демо «Tablet UI» для системы автоматизации на базе сервера «FHEM». Находится в стадии активной разработки. Есть набор виджетов и примеры. Пользователь собирает из этого, что ему нужно. Очень гибкий, но точно не для тех, кто хочет «за 5 минут мышкой набросать».
        • 0
          Сложноват. Дуга меню лишняя.
          • 0
            Дуга меню, это всплывающие кнопки? Можно и без них. Интерфейс собирается полностью на свой вкус.
            • 0
              Да, всплывающие кнопки ломают «логику» навигации. Если первоначально меню прямолинейно, то и подменю ожидаешь прямолинейным, а там выскакивает «взрыв» — в первый момент пауза «а куда смотреть?».
              • 0
                А помоему хороший виджет. Особенно на тачскринах, для коих он и придуман. Хотя согласен, в данном случае несколько неожиданно. Нужно будет предложить разработчику изменить иконку, чтобы стазу было видно, что там пачка иконок спрятана.
  • 0
    Провода-провода-провода…
  • 0
    Интересует такой сценарий использования: контроллер где-то у двери (пусть в электрощитке) + датчик движения + камера, которая делает фото при замеченном движении и посылает это фото на почту. Можно ли сделать это на вашем контроллере? Как подключить видеокамеру? Можно ли обойтись при этом без проводов?
    • 0
      Наверное, можно. Но зачем? этот функционал реализуется и обычными ip камерами.
      • 0
        Разрозненный функтионал — это не для умных домов. В последнем центральный контроллер должен иметь последнее слово.
        В данном случае мне сразу приходит в голову необходимость в дополнительной логике. Фото должно отправляться например толко, если никого нет дома, или если кто-то пришел, а не выходит из дома (зачем мне мой собственный вид сзади при выходе?)
        • +1
          > Разрозненный функтионал — это не для умных домов. В последнем центральный контроллер должен иметь последнее слово.

          Вы своими руками создаете SPOF (Single Point of Failure), не слишком хорошо, особенно для security-подсистемы. Я бы предпочел, чтобы подсистема защиты и безопасности дома работала даже при полном отказе центрального контроллера.
          • 0
            Так у меня и есть. Все системы работают и автономно. Конечно при некоторой потере «умности». Но работает весь базисний функционал.
      • 0
        Да, реализуется. Но с тем же успехом реализуется функционал любого датчика, представленного в статье. Вопрос: зачем тогда Wiren Board нужен? Интересно настроить логику работы в одном месте, а не бегать по всему дому перенастраивая кадый узел.
  • 0
    Кстати, вот Oregon у вас есть, а совместимость с дешевыми (как грязь) и распространенными (как грязь) беспроводными датчиками всяких там китайских сигнализаций (с чипами вроде SC/PT2260/2262) — нет.

    Почему так?
    • 0
      Качество не очень, протоколов больше, чем один, есть сложности с реализацией: сейчас работа идёт в пакетном режиме, а с китайскими надо работать, обрабатывая сырой поток данных. Какая-то работа над этим ведётся, в планах есть, но сроков нет.
  • 0
    Вопрос к автору:
    Планируется ли «региональная» адаптация контроллеров WireBoard? Скажем, поддержка 110В питания и «европейских» или «американских» частот (Z-wave и иже с ними)?
    • 0
      Покупаете блок питания на 110вольт с выходом 9-24вольта и ура — вы сами адаптировали контроллер к своему региону.
    • 0
      Z-wave делается стиком, надо просто купить свою версию стика.

      Вместо радиомодуля на 433MHz можно поставить радиомодуль на 315MHz, будет заказ от 20шт — сделаем. Другое дело, что там и устройства, и протоколы совсем другие распространены, так что большого смысла это не несёт.

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разное