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.
    Бесконтактные устройства 38,79
    Компания
    Поделиться публикацией
    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
                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