Компания
38,25
рейтинг
8 сентября 2013 в 01:16

Разное → Инновационный диммер «Умного дома»

Хочу поведать хабровчанам о своем обычно-необычном проекте, который уже скоро должен стать доступен «в железе», а через какое-то время (при наличии достаточного интереса) сможет быть самостоятельно изготовлен «на коленке» любым экономным гиком с паяльником в руках.

Как устроены системы, доступные на рынке


Рассмотрим относительно недорогие системы. Которые даже при своей штучной недороговизне обеспечивают в итоге довольно приличный суммарный ценник инсталляции.

Управление освещением (в части замены стандартных выключателей света в помещениях) умного дома обычно делается по двухмодульной схеме. В основание светильника монтируется небольшой блок «актуатор». Актуатор питается от сети и коммутирует питание светильника, основываясь на командах из вне. Команды, в зависимости от типа системы «умный дом», приходят либо по радио, либо по отдельному проводному соединению, либо по самой сети 220В.

В стенном выключателе, или просто где-то на стене монтируется второй модуль — сенсор-кнопка, который передает на актуатор команду включения-выключения. Это может быть либо что-то батарейное, требующее регулярной смены батарей. Либо что-то с питанием от сети, требующее замены квартирной проводки. Так как штатная проводка не предусматривает подачу 220В на блок стенного выключателя.

Проводку менять затратно. Батарейки регулярно менять (в куче устройств) тоже не особо приятно. Плюс батарейные модули часто «снабжены» довольно оригинальным дизайном, который придется по вкусу далеко не всем ценителям «Умного дома». На этом этапе людям приходится идти на серьезный компромисс. Либо выложить много денег, либо смириться с внешним видом и запастись батарейками. Либо вообще не заморачиваться с умным домом. Последний вариант, к сожалению, выбирают довольно многие.

Что интересного планируется в нашей системе?


Довольно скоро, надеюсь, в пределах 2-3 месяцев, появится новое решение по управлению освещением, лишенное упомянутых выше недостатков. Сегодня я хочу рассказать о его особенностях и преимуществах и выслушать поток обратной связи в комментариях.

Решение одномодульное. Инсталлируется в обычные квартиры в обычные коробки за обычные выключатели без изменения проводки. Общается с внешним миром по 2,4GHz радиоканалу и питается от той сети, которая уже есть «во всех выключателей этой страны». То есть от разрыва одного провода 220В, который заходит в выключатель.

Модуль размещается в обычном стенном отсеке, за выключателем. Выключатель потребуется заменить, но не на «наш фирменный, с классным дизайном», а на обычный выключатель-кнопку без фиксации. Такие выключатели есть в линейках всех уважающих себя производителей, например точно есть у Legrand. Внешне не отличаются, только щелкают при нажатии и сразу отжимаются при отпускании. Внешний вид жилища после инсталляции такого «умного дома» уже не пострадает.

готовая сборка nRF24LE1

На борту модуля сборка на базе микроконтроллера NRF24LE1 (в сокете), одноканальная схема диммирования нагрузки и набор GPIO-выводов для подключения периферии. Периферией может стать датчик влажности-температуры, датчик движения или любой другой «прибор вашей мечты». Естественно (а в начале и единственно), данное железо сможет быть запрограммировано своими руками. По некому образу и подобию Arduino.

«Бизнес-план»


Ценник для конечного покупателя ожидается на уровне 1000-1500 рублей. В начале будет продаваться ограниченная (50-100 шт.) серия «специальных/сувенирных» экземпляров по более дорогому (в районе 5000 руб.) ценнику. Для желающих проспонсировать развитие проекта. По окончанию продажи «спонсорской» серии будут открыты все железные исходники (принципиальная схема, исходники рискунков плат, герберы для заказа на производстве).

Вопросы к хабражителям


Ценители умного дома, особенно те, кто планирует все делать своими руками. Интересен ли был бы Вам такой модуль? Имели бы Вы желание/возможность поучаствовать в покупке экземпляра из «спонсорской» серии? Купили бы обычный экземпляр? Или собрали бы устройство сами на коленке?

FAQ


Что такого инновационного в этом проекте?

  • Один модуль, а не два.
  • Конечная стоимость модуля в пределах 1000-1500 рублей уже при мелкосерийном производстве
  • Возможность самостоятельного программирования и расширения функционала за счет GPIO
  • Простая инсталляция за счет питания от разрыва сети 220В, уже имеющегося во всех выключателях вашей квартиры
  • (скорее всего)Не конденсаторный блок питания с низким потреблением
  • Управление со стандартного клавишного выключателя без фиксации — возможность подобрать вид выключателя под дизайн интерьера

Почему не Z-wave?

  • Закрытый протокол — не для энтузиастов
  • Малая пропускная способность — голос уже не пройдет (а передача его планируется)
  • Высокая цена на модули

Почему не Noolite?

  • Нет шифрования.
  • Нет обратной связи, нельзя опросить актуаторы и узнать их текущее состояние (включен-выключен-на каком уровне включен)
  • Конденсаторное питание актуаторов.

Ваш диммер работает так же, как и подсветка в дешевых выключателях? Вызывает мерцание ламп?

  • Принцип действия совершенно другой. У нас используется фазовое управление.
  • Есть два принципа управления — фазовое и пропуск периодов. У нас фазовое, частота остается стабильна. А вот если применяется регулирование с пропуском периодов, тогда будет мерцание.

Будут ли работать энергосберегающие лампы?

  • Обычные будут, но без диммирования, только включаться и выключаться.
  • Специальные лампы, поддерживающие диммирования должны диммироваться, но это предстоит проверить позже.
  • Работа со светодиодными лампами на этапе проектирования не тестируется, тест будет проведен позже.


N.B. Все ответы на тему электротехники (с) Александр Русин, который занимается проектированием железной части данного девайса, но пока не имеет аккаунта на хабре (но очень хочет его получить :) ).

NEXT. Видео с первыми тестами девайса опубликованы здесь.

NEXT2. habrahabr.ru/post/195240
Автор: @webself
COOLRF
рейтинг 38,25
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Комментарии (137)

  • 0
    Давно уже думаю об этом, только идеи намного шире. Можно в личку если интересно. ну и конечно не совсем ясен вопрос энергосберегающих ламп, они будут подмаргивать.
    • 0
      Да, для энергосберегаек планируется сделать просто вкл-выкл режим. Их диммировать конечно не удастся. Слышал, что есть сберегайки, поддерживающие диммирование, но этим вопросом пока сильно не увлекался.
      • 0
        osram выпускают сберегайки, которые можно регулировать, цена где х2
        • 0
          Спасибо за информацию. Вот для такой обратной связи пост и создан был.
      • +1
        Для светодиодных ламп есть диммируемые драйвера. Я брал отдельно несколько штук на sunsky.
        www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3445.pdf на основе этого контроллера
        • 0
          можно ссылок на сами девайсы на sunsky? можно в личку, если здесь нельзя.
          • 0
            www.sunsky-online.com/product/default!view.do?subject.id=231907
            www.sunsky-online.com/product/default!view.do?subject.id=231906
            Это отдельно драйвера. На нужный ток — перенастраиваются. Работают в «классическим» симисторым диммером.
            Если отлавливать переход через ноль контроллером, то может глючить (по отзывам). Надо брать осцилограф и проверять задержки/тайминги, добавлять коррекцию.

            ЗЫ ссылки хабр ломает, думаю разберешься как открыть )
            • 0
              спасибо )
            • 0
              Пользуйтесь html-разметкой:
              ссылка раз
    • 0
      Написал сразу же в личку — ноль ответа. Очень интересно понятие «намного шире» обсудить. Можно и прямо здесь, не в личке.
  • 0
    А как производится диммирование одной кнопкой?
    • 0
      Сейчас пока железо утрясается. Алгоритм управления от кнопки — дело прошивки. Я предполагаю так: одиночное нажатие — включение, либо длительное нажатие — медленное диммирование от 0 до 100, последующее одиночное нажатие — отключение, либо длительное — медленное диммирование в сторону 0
  • +1
    А что в предлагаемых модулях такого инновационного по сравнению с давно выпускаемыми диммерами ZigBee или Z-wave (например Fibaro)? Так же размещается в коробке за выключателем и включается в разрыв фазы.
    • 0
      Если у них такое же питание, то получается только ценник. Сколько стоят зигби? От $100 примерно?

      Но по приведенной ссылке модуль с обычным полным питанием, на сколько я вижу.
      • 0
        Сорри, спросоня не внимательно глядел, да — там тоже подключение в разрыв. Но ценник 2300, что значительно выше, чем планируется здесь. А если ручками люди будут собирать — то еще гораздо дешевле все выйдет.
      • 0
        Да, фибаровский модуль дороже — в России чуть более 2 тыс. руб. Но он может быть использован в любой системе домашней автоматизации на основе Z-wave, т.е. не нужно изобретать свой велосипед с сисемой управления.
        • +2
          Z-Wave гораздо удобнее и цена такая за расширяемость и совместимость.
          А так у многих фирм есть свои самоделки, работающие на других частотах. Выключатели, диммеры и другие устройства по цене от 15€ за штуку.

          Так что какой-то странный проект, если не сказать большего.
          • 0
            Можно ссылки привести на модули с аналогичными характеристиками и ценой от 15 евро?
              • 0
                Я могу путать конечно, мало информации даже на английском, но это ведь конкурент Noolite со всеми его преимуществами и недостатками. Единственное, что тоже в разрыв включается (вроде как). Те же 433 мегагерца. Про обратную связь ничего не написано, про шифрование тоже, про потребление модуля тоже, как и про тип его питания. Учитывая цену, можно предположить конденсаторный вариант. Или опровергните мое мнение фактами (и фотками внутренностей) :)

                Вот кстати ссылка на английский пдф по этим модулям: www.kappak.sk/manuals/lwmr-210_manual_en.pdf
                + Вот сайт производителя www.kappak.sk/index.php?zone=automation&product=reciever-lwmr-210

                Кроме того. Это уже нормальный серийный продукт. Я выше цены указывал при малосерийке, когда компоненты просто вручную паяются в России. Позже ценник должен упасть, если будут интерес и объемы.

                Ну и никакого GPIO и залезания во внутрь — даже эта минифишка уже достаточна инновационна для очень многих.
        • 0
          Даже учитывая только двухкратную разницу в цене имеет смысл изобретать велосипед. В обычной двушке таких модулей будет использовать не менее 5 штук. Ну и возможности подключения дополнительной периферии и залезания в мозги модуля многого стоят в плане конкурентоспособности имхо.

          Кстати в качестве периферии вполне может быть подключен микрофон, для передачи звукового потока на центральное устройство и распознавания голоса. Эту возможность позже будем прорабатывать. Z-wave в силу своей низкой пропускной способности в принципе на такое не способно.
          • 0
            Z-wave успешно работает с Sonos, который в свою очередь с Google Voice API. Получается хорошая связка, голосом оповещает о температурных изменениях, разрядке аккумуляторов и недоступности серверов :) Голосовые команды тоже можно прикрутить, HAL для Android, например.
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • 0
      Здесь каждый сам для себя решает. На самом деле многие не только безопасность доверяют радиоканалам, но и не задумываются об их защищенности.
    • 0
      Кстати, а можете немного подробнее о более дешевых способах? 1-wire требует тянуть провод дополнительный, что совсем не дешево, если его конечно не протягивать прямо снаружи стены и тупо прибивать гвоздиками. В любой реальной системе прокладка дополнительного провода до всех управляемых точек будет гораздо дороже имхо.
      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    Интересный проект! Если бы делал ремонт в квартире обязательно купил, так как все равно надо куда-то прятать датчики движения\температуры\etc.
    • 0
      Датчик температуры может быть так же спрятан в выключатель. С датчиками движения хитрыми будет работа на следующем шагу. Хочется их реализовать способом «не как у всех» + тоже не требующими ремонта в квартире для инсталляции. Подробности будут позже, после технической проработки.
      • 0
        Вот тогда это очень интересно, датчик температуры можно спрятать в коробку, но тогда его надо как-то откалибровать, так как наверняка температура в помещении и в коробке отличается. Вообще с удовольствием бы почитал как хотите поступить с датчиками движения!
        • 0
          Про датчик движения идея очень сырая пока и требующая проверки на реализуемость. Хочется считать людей в каждом помещении, разместив в дверных коробках оптопары, определяющие направление проходящего человека. С этим будем после отладки диммера разбираться.
          • 0
            Я тоже думал над этим способом, но к сожалению пришел к выводу, что при малейшей ошибке(ложное срабатывание или не срабатывание или если человек постоял в арке двери но не зашел) пойдет не правильное определение положения человека далее, пока вручную это не поправить! Хотя возможно если точно знаешь сколько человек в квартире можно автоматически исправлять ошибки!
            • 0
              Я сразу написал, что эта идея в отладке нуждается. Просто обычные датчики движения, которым махать иногда приходится, чтобы включились уже всем оскомину набили давно.

              Кстати если есть хорошие примеры датчиков, нормально решающих такие вопрос — ссылки в студию. Буду премного благодарен.
  • 0
    Интересно, как за выключатель можно затолкать «блок управления», где точно есть блок питания и даже nRF21l01 «в секете»?
    • 0
      Так же, как другие диммерные модули там размещаются. Примеры есть в импорте по ссылке выше, и даже у отечественных модулей www.razumdom.ru/production/27/92.

      За выключателем остается обычно порядка 1,5-2 сантиметров места. Там и размещается.

      Тип радио Вы кстати совсем не тот, написал, что в посте у меня.
  • 0
    --
  • 0
    Интересная идея, есть несколько вопросов:

    1. А в ожидаемом ценнике вы учитываете 40-50%, которые уйдут на маржу в канале продаж (дистрибьютор/магазин/инсталлятор)? Это важный момент, раз уж у вас главное планируемое преимущество — это цена. Стоит задуматься, почему другие производители не сделали свои устройства дешевле.

    2. Что значит канал 2.4ГГц — wifi, bt, zigbee, что-то еще? Я этого не понял из поста.

    3. Уже проверяли, как будет работать радиоканал, учитывая, что устройство будет утоплено в бетонную стену? Это так — подозрение.
    • 0
      > Что значит канал 2.4ГГц — wifi, bt, zigbee, что-то еще? Я этого не понял из поста.

      Насколько я понял из даташита, NRF24LE1 — это просто трансивер на 2.4GHz, т.е. там нет поддержки PHY ни от BT, ни от 802.15.4. Правда, там аппаратное шифрование есть.

      TL;DR: будет свой протокол-велосипед.
    • 0
      1. Планируется организовать несколько иную схему продаж, чем обычно. Как я написал в конце поста, сначала будет распродано какое-то количество премиальных устройств, что окупит затраты на текущую разработку и профинансирует некоторые дальнейшие шаги (типа хорошего сайта, кое-какой небольшой рекламы и так далее). После продажи премиальных устройств ценник опустится на указанный уровень (1000-1500) это тот уровень, который смогу обеспечить для продаж лично я сам, заказывая устройства малыми сериями. Это может покрыть Екатеринбург и частично Россию (по почте).

      Все желающие и способные смогут организовать подобное производство у себя на местах и продавать/инсталлировать такие умные дома вокруг себя. Каких-то диких ресурсов на это не потребуется, процесс будет предельно документирован. Ценник в таких продажах может упасть гораздо ниже мной озвученного — может быть кто-то захочет сугубо на установке зарабатывать — его дело.

      Смысл примерно как с Ардуино — можно купить в Италии за $30, а можно в Китае за $10. Кстати, очень надеюсь, что господа китайцы подключатся на каком-то этапе (самостоятельно проявив интерес) и тогда может вообще экономическое чудо случиться :)

      Такой подход заработает, если заработает моя идея по финансирование через продажу премиальных спонсорских плат. Если нет, то возможно изменение концепции.

      2. Это значит «вот вам микроконтроллер, вот вам даташит, вперед» — на начальном этапе. Позже, если база устройств будет расти хорошими темпами, будет отдельный продукт «для домохозяек» для конфигурирования и управления таким умным домом. Включающий облачное управление, готовые прошивки из коробки и так далее.

      3. Было немного тестов с модулями NRF24L01 и ардуино. Одна бетонная стена ими проходится без проблем. Больше в данном применении не должно понадобиться.
  • 0
    Всегда непонятно было, зачем браться за разработку устройства на неизвестном микроконтроллере (я про NRF24LE1), если Вы планируете сделать свой продукт для «широких слоёв кастомайзеров»? Почему не взять обычную Атмегу, лучше даже в варианте какой-нибудь Нетдуино?.. Если рассыпухой, то рублей в 500 можно уложиться без проблем. А интересующиеся получат возможность изменить функциональность по своему желанию…
    • 0
      NRF24LE1 — это трансивер на 2.4ГГц.
      • 0
        Извиняюсь, перепутал с nRF24L01, NRF24LE1 — это SoC.
    • 0
      На атмеге будут другое потребление энергии, другие размеры устройства и так далее. Здесь в системе будут еще долгоиграющие батарейные датчики. Не атмегой единой живы кастомайзеры )
  • 0
    Долго вчитывался, но так и не понял (с картинками было бы проще понять), что здесь «инновационного»? Только цена?
    • 0
      Модель питания, ценник, возможность самому поковыряться во внутрянке и подключить кастомную периферию.

      Кстати, кто давал выше ссылки на модули зигби по 2300 р. Вы внутрь модуля не заглядывали? Там какое питание? Конденсаторное?
  • 0
    во первых можно ставить сдвоенную кнопку (ключевые слова «кнопка жалюзийная») www.schneider2.ru/shop_show_100943.html
    во вторых есть подозрение что диммер (крутилка) будет куда удобнее. чертежи набросал, надо дойти до мастерской на ЧПУ нарезать детали.
    тоже делаю самопальный сам контроллер, но он сделан под свои задачи (питание DC 12в, шина modbus,...). прототип собран, установлен на двух светильниках, жду фабричные платы теперь…
    • 0
      Крутилки тоже вроде бы фабричные бывают? За двухкнопочную идею и ключевые слова — спасибо :)

      Кстати, как показывает практика, продавцы в электромагазинах теряются, когда приходишь и спрашиваешь у них «а какие модели есть кнопок без фиксации». Лучше самому пройти по демонстрационным стендам и понажимать представленные изделия. А потом за ноздри привести продавана к найденным экземплярам. Быстрее получается.
      • 0
        Крутилки бывают фабричные только со встроенными «мозгами». От 400р за ноунейм, до 3-5тр за брендовые модели. У меня все рассчитывалось на фурнитруру Unica, и брать диммеры по 3тр, чтоб полностью заменить начинку жаба задавила. Решил попробовать сделать самому, посмотрим что выйдет.
        Купил одну крутилку «ноунейм» в хозяйственном магазине (за 400р) — крашеный пластик, который через год начнет облазить :(
        Я прикинул что нарезать по чертежам из пластика подходящий крепеж и панельку выйдет дешевле. Ручки с алиэкспресса заказал алюминивые «для аудиоаппаратуры». На фотках красивые, как приедут оценю как они в реальности.

        А в магазинах часто нет нужной модели на витрине, а порой и вообще нет. «только под заказ и только от 10 штук». Выручают каталоги производителей.

        а пока как-то так www.adslclub.ru/upload/img/2013-08/14-13070930961.jpg
  • 0
    Такие устройства могут стать массовыми, если их цена не будет превышать 300 рублей.
    Пока цена составляет 1000...1500 рублей и выше — это экзотика для узкого круга людей.
    • 0
      Смотря откуда и зачем плясать.
      Поставить с съемной квартире — конечно дорого. А если делаешь кап. ремонт, то это уже не так заметно. А если сделал хороший ремонт и потом вдруг вспомнил, то уже оправданно. За забывчивость.
      Остаются вопросы
      1) качественный софт (как для ПК так и для контроллера)
      2) совместимость с известными решениями
      3) стабильность радиоканала. китайские модули (самые дешевые на 2.4ггц, nrf24l01) при тестах у меня дома, через 2 стены теряли пакеты. После чего были отправлены в дальний ящик.
      • 0
        А если делаешь кап. ремонт, то это уже не так заметно

        Себе сделал так:
        К каждой лампе подвел витую пару UTP. На конце у лампы будет простейший контроллер с симистором. Второй конец UTP подключается к плате/платам управления. Плата управления по проводам отправляет команды на контроллеры ламп. В состав платы управления входит один приемник, который принимает сигналы от простейших передатчиков, находящихся в выключателях, развешанных в любых удобных местах.
      • 0
        Когда делаешь кап-ремонт — лучше финансы оптимизировать. Он итак скушает немало. Поэтому при кап-ремонте все эти беспроводные технологии… не очень актуальны.
  • 0
    Поставить в съемной квартире с возможностью быстрого демонтажа и возвращения «как было» — ни разу не дорого. Опять же сравнивая с альтернативыми, которые просто так не установить и не демонтировать. 300 рублей такие модули будут стоить только в мечтах. Если ценник до 600 сможет опуститься, то это уже будет мировое достижение и покупатели выстроятся в очередь просто космической длины.

    О какой совместимости речь? Естественно такое решение будет совместимо только с такими же модулями и с армией ардуиновских датчиков. Все.

    Не требуется передача через две стены. В комнате может быть установлен простейший недорогой роутер за 700 рублей, который переведет всё в wifi-плоскость с более сильным сигналом. На головном устройстве может быть установлен модуль с усиленной антенной. Есть варианты, будут проведены эксперименты.
    • 0
      совместимость — с известным софтом (например openscada) должны быть либы для 1-3 популярных платформ которые обеспечат прозрачную совместимость. и усб(езернет?) адаптер для связи между управляющим ПК и инфраструктурой умного дома.

      передача через две, а то и три стены требуется. у выхода из квартиры стоит кнопка «погасить всё при уходе».
      • 0
        можете больше ссылок привести на софт, который считается популярным? подумаем.

        юсб-адаптер будет недорогой, для подключения сети к компьютеру и одновременно для начального программирования модулей. про дальность я выше написал, есть выходы из ситуации, надо тестировать.
        • 0
          Сложно.Весь софт не слишком дружелюбный. Но ключевое слово «сценарии». Т.е. нужна какая-то софтина на компе которая будет сценарии разруливать. Я копал несколько месяцев назад, сходу не вспомню.
        • –2
          Мне так кажется нужно в первую очередь API, хотя бы простейшие GET запросы для выполнения действий.
  • 0
    Статья обновлена, разбита на блоки с заголовками, в конец вынесен FAQ по следам комментариев и даже добавлена одна (!) картинка — фото сборки nRF24LE1.
  • 0
    Вы говорите про инновационность цифровой части. А как у вас гарантируется безопасность силовой, куда рассеивать тепло на семисторном ключе без радиатора в столь ограниченном объеме? Какая схема zero-cross применяется?
    • 0
      Схемотехникой отдельный человек занимается. Ждал пока он появится в сети, чтобы вопрос транслировать.

      Часть платы будет отдана под полигон для охлаждения. Плюс будет подобран подходящий симистор. Zero-cross — оптрон + компаратор микроконтроллера с некоторыми бубнами.
      • 0
        Нужен ли оптрон в таком случае? Питание контроллера и так связано с сетью, чего лишние детали ставить?
        Насчет охлаждения… оно актуально при мощности нагрузки от 200Вт, с 60Вт лампочкой даже BT131 справляется. И как показала практика, выводы этого симистора прекрасно справляются с ролью предохранителя.

        И еще одно замечание(не отходя от кассы) — симисторы не любят резких перепадов напряжений, которые могут возникнуть в следствие КЗ нагрузки даже в выключенном состоянии, а значит чтобы поменять лампочку необходимо будет физически разорвать цепь абы чего не вышло, для этого надо предусмотреть внутри выключателя какой-то размыкатель. И красным по белому крупными буквами предупреждать пользователя что надо обесточить цепь прежде чем менять лампочку — об этом очень легко забыть, а тем временем цепь фактически находится под напряжением.
        • 0
          (с) Александ Русин (см. пометку в конце поста):

          По поводу боязни перенапряжений — боится. Пробой симистора возможен, но только до следующей полуволны, то есть примерно на 10мсек. Но у нас не индуктивная нагрузка, ударных напряжений не будет.

          Для оптрона есть причина, почему он не лишний. Для нормального формирования сигнала перехода через ноль. Можно было от него отказаться и сигнал напрямую через резистор на контроллер подать, но мы отказались от такой реализации. Ножки у нас не будут предохранителями, так как по сути их не будет, у нас дпак 2 корпус будет. Тем не менее потестим на днях и без оптрона, вдруг мы не правы.
          • 0
            оптрон только из-за zero-cross? можно избавится от него и решить вопрос программным методом, нагрузка все-таки не реактивная.

            Проблема открытия симистора в том что при вкручивании лампочки или её выкручивании может совершенно случайно возникнуть КЗ — от которого симистор откроется и даст искру, хоть и половину периода всего — но это может быть неприятно. Да еще и симистору достанется порция токовой перегрузки.
            • 0
              Откуда возьмется КЗ — не могу понять. При включении лампы между вторым выводом сети стоит симистор, который имеет немалое сопротивление. Которое для КЗ должно быть 0.

              Чем отличается включение лампы от включения в сеть уже с лампой и где и какое КЗ может возникнуть?
              • 0
                Да, симистор закрыт. С одной стороны 220В а с другой повода к светильнику, так вот если провода светильника замкнуть при ВЫКЛЮЧЕННОМ симисторе — он может открыться из-за резкого возрастания напряжения на нем(превышается допустимое значение dU/dT для симистора). А замыкание может получится как угодно — отверткой ковыряться в патроне будешь, или лампочку лопнувшую выковыривать… вобщем, плохо это.
                Уже не раз попадал под это, поэтому всегда снимаю напряжение со схемы с симисторами когда надо что-то делать с цепью нагрузки.
                • 0
                  Во-первых, как не старайся, dU/dt выше определенного уровня никак не прыгнет — у нас синус 50Гц. Во-вторых с правильным выбором симистора, допускающего большие значения скорости нарастания эта проблема почти нивелируется, а в-третьих, у нас нет места для выключателя на пару ампер.

                  Есть нескольколетний опыт эксплуатации подобного прибора без размыкателей, проблем никаких нет.

                  Поэтому у нас выключателя не будет, зато будет плавкий предохранитель — на самый крайний случай. А вообще, по технике безопасности, когда лезешь отверткой ковыряться в люстре,

                  А вообще случай полезть отверткой выковыривать взовавшуюся лампочку, не обесточив автомат, мне как то в голову не приходил… мы хоть не саперы, но все же. :)

                  (с) Александр Русин.
                  • 0
                    50Гц оно-то и в африке 50, но в момент ковыряния отверткой в патроне напряжение на самом симисторе в момент КЗ скачет от нуля до амплитудного за очень короткий промежуток времени — и это еще накладывается на вероятность везучести попасть в момент приличного напряжения. Как всегда бывает с такими вероятностными процессами — их чрезвычайно трудно отловить, но тем не менее они случаются(вспоминаем законы Мерфи).

                    Обычный человек никогда не идет отрубать автоматы чтобы заменить лампочку в люстре, они уже привыкли что отключенный выключатель достаточно надежная защита. Ваше устройство с точки зрения пользователя будет черным ящиком, точно таким же как и обычный механический выключатель. Дай бог, один из 10 только задумается что черная коробочка — это не тот старый добрый выключатель и напряжение с нагрузки не снимает и иногда может кратковременно включатся.

                    Тиристоры с хорошим допустимым dU/dt стоят дороже ширпотреба, это сильно повлияет на цену устройства в целом.
      • 0
        Полигон сможет рассеять единицы ватт. Площадь платы будет увеличиваться с рассеиваемой мощьностью. Радиатор — объемная конструкция и потребуется больше объема. При определенной мощности нужен будет обдув воздухом, следовательно нужны винтиляционные отверстия в розетке, что уменьшает безопасность.

        Бубны — это похоже что фильтрация помех. До оптрона в силовой части используете резисторы? Если так, то опять же источник тепла и потерь даже при неработающей лампочке
        • 0
          До 200 Вт ничего не нужно будет кроме возможно небольшого куска железяки. Дырок естественно никаких не планируем. Конечно окончательно это все будет понятно при «полевых испытаниях», но пока все выглядит многообещающе.
        • 0
          Да, програмные бубны именно для фильтрации помех. Точнее даже не для фильтрации, а для устранения. Схема чувствиьельна к помехам в течении 400 мкс до перехода через ноль.

          Резисторы — 220в / 940к — 50мвт тепла, будем зимой греться. )
    • 0
      Какой zero-cross? Они вроде рвать собираются в произвольном месте синуса — чтобы фазовый метод получился.
      • +1
        А как реализовать фазовый метод без детектора нуля? Есть идеи?)
        • 0
          Обычно zero-cross упоминается применительно к тиристорам, а не к схемам регуляторов. Надо уточнить о каком применении zero-cross детектора идет речь.
          Детектор начала фазы, или детектор напряжения на тиристоре?
  • 0
    Может где и написано, но все перечитал и не увидел.
    Принцип питания как у выключателей с подсветкой?
    Если да, то верно ли я понимаю, что данные устройства не подойдут для диодных ламп в виду их моргания и слабого свечения?
    • 0
      Самый первый комментарий и дальше ветку гляньте.
      Вкратце — да / да (с оговорками) ;))
      • 0
        Там явно не ответили.
        >Да, для энергосберегаек планируется сделать просто вкл-выкл режим.

        Тут сказано про димирование, меня же интересует свечение ламп при питании в разрыве, что наблюдается даже без димеров если использовать выключатели с подсветкой с питанием в разрыве.
        • 0
          Есть два принципа управления — фазовое и пропуск периодов. У нас фазовое, частота остается стабильна. А вот если применяется регулирование с пропуском периодов, тогда будет мерцание.
    • 0
      Принцип питания совсем иной — фазовое управление. Обычные энергосберегайки работают в режиме вкл-выкл. Это уже проверено на макете схемы. Светодиодные лампы не проверяли.
      • 0
        у большинства светодиодных — конденсаторный балласт, крайне негативно отнесутся к несинусоидальной форме напряжения. Возможно сразу бахнут при попытке дать на них 50%
        • 0
          Со светодиодными позже будем экспериментировать и отпишемся. Пока не до них.
  • 0
    Если всё-таки с нестандартными выключателями, то интересное решение — белорусская система noolite.
    Обзоры здесь уже были, например habrahabr.ru/company/boxowerview/blog/165131/.
    Расширяемо, недорого, легко монтируется.
    • 0
      Для ответа на технические вопросы жду человека.

      А по поводу noolite дело не только в нестандартных выключателях. Могу в FAQ тоже вынести, почему нет:

      1. Нет шифрования.

      2. Нет обратной связи, я не могу опросить актуаторы и узнать их текущее состояние (включен-выключен-на каком уровне включен)

      3. Конденсаторное питание актуаторов. Мало кто об этом задумывается, но каждый такой блок в месяц потребляет несколько киловат электричества. Блоков таких в обычной двушке порядка шести. То есть в сумме система жрет, примерно 20 киловат в месяц.

      А цены у них более чем интересные, кстати.
      • 0
        Шифрование — дверные замки подлключать таким образом я не планирую, в остальном это расплата за простоту и низкую цену. Не думаю, что это вызовет какие-либо неудобства в использовании.

        Обратную связь для компьютера производитель планирует реализовывать посредством USB-приемника, который будет принимать сигналы от всех устройств и может хранить их состояния, обеспечивать взаимодействие (посредством USB-передатчика). Передатчик работает как HID-устройство, приемник не знаю. Планировал подключить его к роутеру через USB-разъём и набросать сценарии/web-интерфейс.

        Про потребление — интересный момент, не изучал..
        • 0
          Про шифрование многие задумаются, когда начнут по подъездам школьники ходить, фриками прикидывающиеся и моргать светом в квартирах. Не фатально, но дико не приятно будет :) А эмуляция обратной связи это совсем не то. Ну поймает ваш юсбконтроллер сигнал — это ведь совсем не значит, что лампа реально включена или реально выключена. Может там в исполнительной схеме аварийная ситуация и она на команды уже не отвечает — это совсем не решение.
          • 0
            Продвинутые школьники вам видятся :). Даже в Z-Wave только в критичных модулях шифрование применяется, на сколько мне известно. Но всё равно, хорошо, что вы об этом задумываетесь.

            Про то, что обратная связь урезанная — понимаю. Издержки удешевления, вероятно.
        • +1
          В конденсаторном БП ток во вторичной цепи = току в первичной. Отсюда если нагрузка потребляет 0,1А — блок выедает из сети 22Вт реактивной мощности! На старых счетчиках на это дело в принципе можно было глаза закрыть (если не учитывать засорения сети — не те мощности), но современные счетчики учитывают потребление реактивной мощности. А пять таких БП, включенных в сеть — это уже немногим больше одной стоваттной лампочки.
          • 0
            Эээ… и как они это учитывают? Как потребленную энергию? Бытовые счетчики не учитывают реактивную составляющую, они считают только потребленную энергию.

            А вот промышленные счетчики учитывают, но вот только как? Ставить её на равне с активной — да это же очевидный бред, реактивная энергия возвращается обратно в сеть лишь только за вычетом потерь на проводах при перемещении её туда и обратно.
            Так что ваши 100Вт реактивной энергии будут лишь греть провода точно так же как 100Вт лампочка, но полезную работу нагрузка выполнять не будет а значит счетчик учитывать её не должен.
  • 0
    Кстати, буду рад, если мне кто-нибудь добавит кармы. У меня на днях в руках окажется программатор для NRF24LE1, очень хочется написать пост про его юзание в рубрике DIY, но текущая карма этого никак не позволяет.
    • 0
      Вообще как-то использование этого интересного контроллера как-то обходится стороной, хотя он может быть много кому полезен, даже безотносительно нашего проекта…
      • 0
        Кармы добавил, а где про использование этого контроллера лучше почитать?
        • 0
          За карму — спасибо. А почитать лучше сейчас, к сожалению, только официальный даташит: www.nordicsemi.com/eng/Products/2.4GHz-RF/nRF24LE1

          Не смотря на весьма широкую популярность этого МК у производителей железа (а именно такие МК можно встретить во многих беспроводных клавиатурах-мышах и современных автосигнализациях), в DIY-секторе он особо не использовался и информации о нем крайне мало.

          Собственно этот факт потихоньку и хочется скорректировать.
          • 0
            Помоему, непопуляен от в DIY по причине дороговизны и довольно мелкого шага выводов. Да и сам корпус QFN предполагает наличие профессионального паяльного оборудования… обычным советским паяльником уже не поорудуешь.
            Да и еще, каков вопрос со стоимостью чипов, наличие дешевых отладочных плат? Необходимость применять качественный высокочастотный текстолит? Мне кажется эти вопросы и ограничивают круг использования данных чипов в DIY.
            • 0
              Не нужно паять ничего мелкого. Покупаются готовые модули с выводами шагом 2.0 или 1,27 мм и вперед. Такие сборки в розницу в районе $6 стоят с бесплатной доставкой. Плат отладочных на али-экспрессе нет, есть на таобао, там чуть сложнее покупать, но тоже реально. Программаторы на али в районе $30. Как-то так.
              • 0
                Как-то все достаточно печально… если программатор 30$ стоит, то нужно заранее быть уверенным что он тебе нужен. Т.е. до этого нужно быть знакомым с данными микросхемами, знать как они устроены их возможность и быть уверенным что существует нормальный компилятор под это дело.
                STM-ки более менее разжевали, и платки отладочные под них можно за 10$ найти вместе с программатором. А под эти модули чего-то ничего не слышно, видел такие модули есть готовые с этим чипом но они уже прошиты под взаимодействие с внешним миром через SPI…
                • 0
                  Нет, это не с этим чипом модули, это просто радиоконтроллеры, без процессора внутри. Компилятор под это дело есть KeilC с ограниченной лицензией. Есть SDCC с неограниченной.

                  Программаторы — да, дороги. Один из модулей проекта будет выполнять функцию программатора. Будет дешевле и многофункциональным. Можно будет использовать как интерфейс к ПК/смарту/планшету + питать девайс через него (не знаю, получится ли технически, но очень хочется, чтобы было именно так).
  • 0
    А чем модные нефиксирующиеся выключатели отличаются от звонковых кнопок? Наличием четкого щелчка? Концевой выключатель подойдет? ))
    А серьезно: ИМХО, более прикольно было бы присобачить сенсорные пластинки — минимум механики, больше места для платы, можно использовать как радиатор, футуристично.
    • 0
      Звонковые кнопки ничем не отличаются. Можете просто два проводка вывести и их руками замыкать — тоже будет работать. :)

      Если есть желание, сенсорные пластинки сможете сами сколхозить. У нас задача сделать решение, нормально инсталлируемое в обычные квартиры без колхоза. Тем не менее каждый себе сам хозяин и девайс будет допускать разную обвязку.
      • 0
        Ну если под колхозом имеется в виду что-то типа «на вывод 11 припаять провод от сенсора, и в этом случае вывод 3 замкнуть на массу», то да, обеими руками ЗА. А если надо будет самому паять отдельный модуль, преобразующий касание в замыкание контактов — нет, спасибо.
  • 0
    В разрыв подключать можно только для ламп накаливания? Некоторые люминесцентные неприятно мигают от аналогичных (питающихся малым током), например, датчиков движения.

    Вообще думаю про подобное утсройство для света в ванной, из датчика на дверь и датчика движения внутри. Ну и тини для описания логики «если есть движение при закрытой двери, не выключать, пока дверь не будет открыта».

    • 0
      Я в FAQ вынес про принципы питания и совместимость с лампами. Более подробно можно будет сказать уже после железных тестов у меня в руках. Как только это произойдет, обязательно сообщу.
  • 0
    А как у вас питание реализовано, если схема включается в разрыв? Поподробнее расскажите, пожалуйста.
    • 0
      Объяснения по компонентам схемы есть выше в комментариях. Вроде бы уже достаточно подробно. Если проект заинтересует массы, схему позже опубликуем, не сейчас.
      • 0
        Еще раз перечитал, не увидел. Меня не принцип диммирования интересует, а, собственно, питание. Вы питаетесь током, который считается заведомо недостаточным, для питания нагрузки, так получается? То есть через нагрузку постоянно течет ток питания вашего устройства?
  • 0
    Да, так и есть. А наша схема питания на выходе дает 2,65 В, ток 80 ма. Чего хватает для нашего маложрущего контроллера, плюс есть небольшой запас на периферию.
    • 0
      Ага, 212 мВт то есть. Значит, при кпд конвертера 90 прц, из сети 220В вы потребляете порядка одного милливата, если я не ошибаюсь. Если подключитесь последовательно с лампой накаливания, мощность которой исчисляется ваттами, ничего страшного не будет, на ней много не упадет.
      А энергосберегайки, которые не рассчитаны на димирование, они вообще пропустят ток в таких условиях? С таким огромным последовательно включенным сопротивлением?
      • –1
        Кросспост (http://habrahabr.ru/company/coolrf/blog/198316/#comment_6893704), сначала ответил туда, где была мысль… :(
        Параллельно лампе можно в патрон всунуть резистор на 100-200 Ом (навскидку). Жрать будет копейки (и только при включенной лампе), при замене лампы на любую другую (другого типа) ничего не поломает. Можно пройти раз по квартире, подобавлять и не думать о совместимости с диммером.
        Правда, возникает вопрос, что будет с недиммируемой лампой при попытке подать часть напряжения. Возможен какой-то автотест лампы? Я не в курсе просто.
        • 0
          Именно тест организовать не представляется возможным (за счет текущей схемотехники). Можно отследить выключение-выключение модуля (которое неизбежно произойдет при замене лампы) и переходить в режим отключенного диммирования, которое можно будет включить обратно через конфигуратор системы.
          • –1
            Именно тест организовать не представляется возможным (за счет текущей схемотехники).
            А по потреблению они не различаются? Может быть, потребление меняется по разным графикам… Но тогда если нарвётесь на творчество дядюшки Ляо, который сделал свой велосипед, будет скандал. Да, пожалуй, не стоит. Когда будут соблюдаться единые стандарты, тогда вернёмся к этому вопросу.
            Можно отследить выключение-выключение модуля
            Если так, то резистор будет мешать, модуль не выключится. Хотя если всё же реализуете механическое размыкание, то будет работать. С другой стороны, при резисторе скачков напряжения на симисторе быть не должно…

            Если сбрасывать «по умолчанию», это будет не «умный дом», а умная квартира. Поясню. За городом вариант отключения эл.энергии гораздо более вероятен, чем в квартире в черте города. При каждом таком случае надо будет через конфигуратор восстанавливать каждой лампе настройки. Да и в городе по ночам делают ремонты, могут в 2-3 часа ночи отключить, пока все спят или днём, пока большинство на работе.
            Тут, ИМХО, нужно будет доработать сетевую часть — если модуль «просыпается», а ему никто не отвечает, то следует считать, что было общее отключение. Настройки не меняются и всем, кто включился позже него, он отвечает, что «были учения» :) А вот если модуль включился, а ему говорят, что отключения не было, тогда ставится дефолтное значение. Коллизии можно разрулить, думаю.
            • 0
              Вы хорошо понимаете, о чем пишете? Наш модуль не имеет никакой аппаратной поддержки мониторинга потребления лампы. И делается такая поддержка не одним элементом с мелкими размерами. Нам в диммер мониторинг никак запихать не удастся.

              Про алгоритм определения отключения одного модуля — согласен, нужно не так линейно делать, как я описал. Но я просто суть описал.
              • –1
                Нет, вопрос не в моей некомпетентности и не в отсутствии у Вас возможности сделать самоопределение лампы на данных элементах. Вопрос в принципе — возможно ли это? Думаю, тестировать различные лампы Вы будете всё равно, и будет возможность исследовать этот вопрос. Когда появятся малогабаритные элементы, позволяющие делать такую проверку, или эти элементы будут в отдельной коробке уже сейчас — неважно.
                • 0
                  В теории? Или практически? Если в теории, то можно долго рассуждать, но в принципе — возможно все. А на практике — какая цена вопроса? и будет ли толк в готовой реализации такого устройства в случае, если это сильно усложнит схему, а значит и стоимость.
                  • 0
                    какая цена вопроса?
                    Не знаю, что и сказать. Если пользователю будет удобно, то спрос породит предложение и снижение стоимости. Телефоны тоже поначалу только богатым ставили…

                    Готовы ли Вы вернуться к этим словам, когда появятся дешевые измерители? А они появятся обязательно. Или возражение не к духу, а к букве?
                    • 0
                      Следите за рынком, сообщите нам, когда появятся дешевые измерители и мы подумаем — ок?
                      • 0
                        Ну раз выяснилось, что это принципиально невозможно… Да и на вопрос про то, как колхозить сенсор (чуть выше) так ответа и не было. Но я подумаю, ОК!
                        • 0
                          О каком сенсоре речь?
                    • 0
                      Не к букве, это факт. Как я уже говорил, нужны критерии оценки, а при нынешнем разнообразии осветительной продукции, этих критериев будет не мало. И реализовать их все в самодостаточном, компактном и недорогом решении выглядит сомнительно. Вопрос не в самой возможности реализации, а именно в необходимости такого решения с учетом всех перечисленных факторов
              • 0
                Вообще-то, всего одной мелкой деталью — датчиком холла, он размером несколько больше SOT-23, если расположить его рядом с силовой дорожкой — он будет чутко отслеживать ток лампы. Нелинейность, правда, надо будет компенсировать и выделить два канала АЦП. Включать датчик холла можно сразу после подачи управляющего тока в симистор и на пике напряжения, чтобы не держать датчик включенным постоянно.
                • 0
                  Так в том то и дело, что, во-первых, хватит ли информации об одном токе потребления, что бы определить однозначно тип лампы, особенно там где пересекаются мощности разных типов, и, во-вторых, сам факт определения постфактум, после подачи питания на лампу не подходит для случаев включения несовместимой лампы. О датчике Холла, как в принципе и о любом методе измерения тока, мысль была, но будет ли этого достаточно?
                  • 0
                    Для того чтобы определить диммируемую лампу от недиммируемой этого может быть вполне достаточно.
        • 0
          100-200Ом параллельно лампе? Лампу включишь, и бабах обеспечен.
          • 0
            Ну если претензия только к величине резистора…
            Хорошо, навскидку не прошло. Посчитаем так. При потреблении 100 мА (80 взял чуть выше и ещё запас) общее сопротивление цепи должно быть не более 2200 Ом. Сопротивление модуля 2,65 В / 0,1 А = 26,5 Ом. Итого 2,2 кОм должны подойти.
            По мощности. 220 * 0,1 = 22 Вт. Вот тут да, засада, такую гирлянду в патрон не вставишь. Тут уже лучше лампу с холодильника — маломощная, малогабаритная.
            С дросселями/конденсаторами вместо активной нагрузки надо думать, чтобы действительно не бахнуло от реактивной мощности.
            • +1
              При включенной лампе модуля нету, его симмистор вычеркивает из схемы и расчет ведется для двух паралельно соединенных резисторов (лампочка — активная нагрузка) и при 100 Вт лампочке на твоем стоомном резисторе высадится мощность 2,2А * 2,2А *100 Ом = 484 Вт… Можно поспорить на счет «Жрать будет копейки...». А при выключенном симисторе все что выше сопротивления лампы (~484 Ом для 100 Вт лампы) никакого особого толку не даст.
              • –1
                не читай@отвечай
                Вот теперь то же самое для 2,2 кОм пересчитайте, а то цепляетесь к 100 Ом.
                расчет ведется для двух паралельно соединенных резисторов (лампочка — активная нагрузка) и при 100 Вт лампочке на твоем стоомном резисторе высадится мощность 2,2А * 2,2А *100 Ом = 484 Вт
                Это формула P=I2R, так? I=220/2200=0.1 A, P=0.1*0.1*2200=22 Вт, что совпадает с предыдущим расчётом. Где ошибка?
                А при выключенном симисторе все что выше сопротивления лампы (~484 Ом для 100 Вт лампы) никакого особого толку не даст.
                Вообще-то речь в треде шла про энергосберегающие лампы…
                • 0
                  Я не цеплялся. Но «навскидку» на пару порядков промазать — это очень смутило. А какую лампу включить — какая разница? Цифры от этого не изменятся. А 100 Вт взял чисто из за упрощения расчетов. А Вы поставьте хоть 10 Вт лампу — ни 100 Ом, ни 1к, ни10к… хотя в последнем случае пятиватник можно попытаться втулить и надеяться что долго проживет.
                  • 0
                    Так скажите, что 100 Ом не пойдёт. И всё. К самой идее претензий нет, я так понимаю? Остальное тонкости.
                    А то проводите расчёты… Я и сам посчитал уже, признал, что ошибся. Что ещё от меня требуется? Плюсануть в знак смирения?
            • 0
              А к чему эти расчеты вообще понять не могу.
            • 0
              Просто на практике знаю что резисторы 200 Ом 0.25Вт в розетке взрываются с максимальным спецэффектом — хлопок, вспышка, масса дыма.
        • 0
          А к чему приведет включение резистора на 100 Ом параллельно скажем 100 Вт-й лампе? Можешь сделать эксперимент, а можно поступить проще и рассчитать). Только в случае эксперимента просьба заснять на видео и выложить его.
          • 0
            Регулярно делаю. В люстре стоит параллельно 100 Вт и 40 Вт (обе — лампы накаливания). Годится?
            • 0
              Стоит резистор в 100 Ом параллельно лампочке и все это в сеть 220В? И как это сопоставить с Вашим же комментарием о резисторе 2,2к и мощностью 22 Вт? Иле же вы везде цепляете параллельно лампочки для холодильника? Тогда надо указывать о чем речь, а то комментируете мои расчеты по резистору. А если стоят действительно резисторы, будьте любезны снять видео включения такой «системы».
              • 0
                И как это сопоставить с Вашим же комментарием о резисторе 2,2к и мощностью 22 Вт?
                Ну не я же вернулся к 100 Ом? И вот, играю по Вашим условиям, ан нет, опять не так.
                А если стоят действительно резисторы
                А лампочка не резистор? Могу нихрома побольше намотать, тоже резистор. Или только заводские пойдут? Какой марки?

                Это уже оффтоп пошёл.
        • 0
          Обычная ЛДС-ка недиммируемая будет работать в полный накал — она выпрямляет напряжение и питается от выпрямленного — пока есть амплитудное значение в 300В — она работать будет без каких-либо проблем, но и регулироваться тоже.
  • 0
    Энергосберегайки сегодня тестили — работают. Завтра-послезавтра будет видео такого теста для обоих видов ламп. Сделаю отдельным постом.

    Видимо в этих же двух хабах, так как в карме еще пары единиц для DIY не хватает )
    • 0
      Тесты пока все на макетке, думаю интересны будут узкому кругу сочувствующих :)
  • 0
    --
  • 0
    Опубликовал отдельный пост с видео первых тестов девайса на макетке: habrahabr.ru/post/193510/
  • 0
    Если кто-то из присутствующих имел опыт отправки самодельной электроники из Украины в Россию, прошу поделиться этим опытом вот здесь: habrahabr.ru/qa/47332/
  • 0
    Информации по проекту мало. В каком состоянии сейчас? Открыли ли продажи?

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разное