В современном мире становится распространенной система «умный дом». С ее помощью можно дистанционно управлять многими элементами и приборами нашего жилища. Также можно осуществлять удаленное управление освещением в комнате. Такие изобретения способствуют комфорту данного помещения, а также применяются, где живут пожилые люди, и люди с ограниченными возможностями. В этой статье пойдет речь о том, как работает, и для чего нужен Wi-Fi выключатель света, который набирает все большую популярность среди населения.
Wi-fi выключатель света имеет следующие достоинства:
Если говорить о недостатках выключателей света, то их только несколько. Главные — цена намного выше обычных клавишных моделей и существует определенный риск разряда батареек в пульте, либо плохой сигнал Wi-fi.
В комплекте Wi-fi выключателей есть приемник и передатчик. Приемник – это реле на управлении. Можно осуществлять управление через смартфон с доступом к сети Wi-fi, либо с помощью пульта ДУ. Когда реле получает определенный сигнал, то оно замыкает цепь электропроводки. Установка реле производится возле или внутри светильника. Это возможно благодаря небольшим габаритам устройства. Причина установки прибора возле светильника заключается в том, чтобы он не выпадал из радиуса, в котором работает передатчик. Если в помещении точечное освещение, то приемник можно разместить в распределительной коробке или за подвесным потолком.
Выключатель или передатчик имеет небольшой энергогенератор, который способен вырабатывать электричество при нажатии кнопки пульта либо отправки определенной команды из смартфона через Wi-fi соединение. В свою очередь импульс перерабатывается в радиосигнал, который попадает в устройство. Такие радиоуправляемые выключатели света стоят достаточно дорого, а их аналогом является регулирование с пульта, в котором находятся батарейки.
На данное время ассортимент Wi-fi выключателей света не слишком большой. Однако продукция классифицируется по нескольким признакам:
На данный момент есть семь основных производителей беспроводной электрической фурнитуры для управления освещением:
На видео ниже предоставлен обзор еще одной интересной модели Wi-fi выключателя света:
Для того чтобы правильно смонтировать выключатель, необходимо знать его принцип работы, из чего состоит устройство и как подключить Wi-fi выключатель. Схема подключения данного беспроводного устройства очень проста.
Одно из преимуществ Wi-fi выключателя света заключается в простоте применения и подключения. При большом желании можно осуществить монтаж устройства своими руками. При этом важно точно придерживаться предоставленной изготовителем инструкции. Такая установка занимает всего несколько минут.
Процесс подключения состоит всего из двух этапов:
В основном приемники имеют от двух до четырех проводков. Они выходят из корпуса устройства. Для определения входного провода, необходимо прочитать инструкцию. Остальные провода будут выходными, к примеру, у двойного выключателя выходов будет два. Для монтажа приемника следует разомкнуть фазу, которая подает питание на осветительный прибор и подсоединить его к цепи, при этом нужно соблюдать последовательность.
В случае, когда необходимо подключить больше одной группы освещения, следует действовать следующим образом:
Кнопка управления устанавливается достаточно просто, вначале необходимо сделать отверстие в стене с помощью перфоратора с фрезой по бетону. В готовое отверстие вставляется обычный пластиковый подрозетник, а для закрепления можно использовать гипс. Процесс установки абсолютно не отличается от клавишного типа. Отличие только в том, что нет необходимости прокладывать провода, просто нужно надежно закрепить кнопку в подрозетнике.
Несмотря на присутствие на рынке достаточно большого количества компаний, занимающихся системами типа “Умный Дом” большинство из них требуют глубокой интеграции в существующую электрику вашей квартиры, дома или офиса. Цены на такие устройства от именитых производителей также не радуют, в особо запущенных случаях вам придется расстаться с четырехзначной суммой за одно только удаленное управление освещением. И это я не про рубли или гривны говорю.
Но в последние несколько лет ситуация стала кардинально меняться. Одна за другой рождаются компании которые предлагают системы домашней автоматизации с хорошей функциональностью по вкусным ценам. Компания " " производящая приборы управления освещением с 1997 года предоставила мне на обзор свой Mini Kit «Умный дом за 1 час», о котором я сегодня и попытаюсь рассказать в максимально доступной форме. Забегая наперед и во избежание преждевременных комментариев скажу, что набор от белорусской компании не превратит ваш дом в действительно «умный», но как минимум позволит на один шаг приблизится к этой цели.
Текст может содержать и наверняка содержит грамматические, орфографические, пунктуационные и другие виды ошибок, включая смысловые. Я всячески прошу читателей указывать на эти ошибки и поправлять меня посредством личных сообщений.
Сейчас «Ноотехника» продает два набора для самостоятельной установки: Mini и Maxi Kit. Последний отличается возможностью управлять бо́льшим количеством групп нагрузки и оснащается дополнительными датчиками температуры/влажности и движения. Мне достался Mini Kit и он состоит из:
Красный провод, выходящий за пределы корпуса, - это перемычка, которая определяет режим работы блока. Изначально блок работает в релейном режиме, т.е. просто включает и отключает нагрузку. Разрыв этого соединения переводит устройство в режим диммирования, что дает возможность регулировать мощность соответствующих устройств (лампы накаливания, нагреватели, вентиляторы и т.д.).
Блоки типа «SU» появились в продаже совсем недавно, до этого диммируемые (SN, ST) и «релейные» (SL) блоки продавались в виде отдельных устройств. В серии SU всего 5 моделей, которые отличаются максимальной мощностью коммутации: 0.2, 0.3, 0.5, 3, 5 кВт. Есть также модули включаемые в разрыв фазы (серия SB), влагозащищенные блоки для использованиях оных на улице (серия SR) и контроллер светодиодной ленты (серия SD). Каталог силовых блоков с ценами можно посмотреть на официальном сайте «Ноотехники» по , там же есть всех существующих моделей и на серию блоков SU111.
Рабочая область пульта на ощупь матовая, а рамка, которая является его основой - выполнена из глянцевого пластика. В левом верхнем углу находится светодиод индикации, который срабатывает при каждом нажатии на одну из кнопок.
Пульт работает от батареек типа CR2032. Гарантированное время автономной работы пультов составляет 1 год, но на деле же должно получиться намного больше. На официальном сайте компании , что при использовании пульта 48 раз в сутки (при стандартной емкости батарейки в 210-240 мА*ч) пульта хватит на 3.8 года с учетом саморазряда батарейки. 1 год гарантируется, т.к. максимальная заявленная дальность (50 метров) сохраняется в первые 1-1.5 лет эксплуатации. Как такового индикатора разряженной батарейки у пультов нет, в последствии определить севший элемент питания можно будет по тускло светящемуся индикатору в момент передачи команды.
Пульты бывают одно-, двух- и трехканальные. К каждому из каналов можно привязать неограниченное количество силовых блоков. Тут главное не запутаться, так как к блокам можно привязать всего до 32 пультов. Максимальная дальность работы на открытом пространстве - 50 метров. Я экспериментировал с дальностью и вот что могу сказать: блок получает и выполняет команды на заявленном расстоянии при условии прямой видимости окна комнаты, в которой он установлен. С железобетонным перекрытиями все немного сложнее: в подъезде панельной высотки блока хватает на 2-3 этажа, дальше сигнал уже не проходит. В пределах квартиры, само собой, никаких проблем нет.
Третья версия пульта, о которой я упомянул в начале - это . Как такового выключателя в данном случае нет, есть только блок-передатчик для подключения к возвратным (кнопочным) выключателям. Тут и желаемый многими тактильный отклик и возможность использовать выключатели любого приглянувшегося вам дизайна. Пульт-брелок, разнообразие настенных выключателей и их стоимость можно лицезреть на .
Альбом с дополнительными фото, включая снимки сделанные в процессе препарации, находится по .
Ethernet-шлюз не имеет прямого доступа к сети интернет и работает в локальной сети. Он так же не умеет запрашивать DHCP адрес и доступен только по 192.168.0.168, который при последующей настройке можно изменить на иной. Не могу не отметить, что у обычного пользователя могут возникнуть проблемы при подключении данного устройства, особенно если данный статичный адрес уже используется кем-то в подсети. Но об этом я расскажу позже.
Альбом с дополнительными фото, включая снимки сделанные в процессе препарации, находится по .
Питается PM111 от двух батареек типа ААА (есть в комплекте), а их заряда должно хватить по меньшей мере на год эксплуатации. При критическом уровне заряда светодиод, размещенный под линзой теплового сенсора, уведомит вас тремя короткими вспышками повторяющимися каждые 8 секунд. На задней панели есть три подстроечных резистора для установки: порога срабатывания в зависимости от освещенности (1… 100 люмен), времени отключения после срабатывания (5с… 21,8 минуты) и чувствительности сенсора. Поддерживается параллельная работа с любыми пультами от nooLite. Для ознакомления: датчик в и его .
Показывать установку я буду на примере квартиры в которой сейчас проживаю. Это съемное жилье, владелец которого согласился на установку системы и мои последующие «развлечения» с квартирой при условии, что все вернется на свои места при съезде. Имеем ничем не примечательную однокомнатную квартиру в панельном доме типа со следующей схемой освещения:
Модель создана в программе . Потолочные люстры для наглядности заменены на светильники
Еще до получения набора было решено докупить датчик движения и дополнительный силовой блок, так как один из источников освещения в случае применения Mini Kit в его «чистом» виде лишался бы управления. Схема применения в итоге приобрела следующий вид:
По умолчанию вместо четвертого блока на третий канал пульта привязан блок №3, но в экспериментальных целях было решено поменять их местами. Процесс привязки/отвязки достаточно прост и описан как в отдельной , так и в полноценном на всю систему. Второй и третий канал пультов управляют светом в ванной и коридоре, что по сути является наглядным примером реализации проходного выключателя, только без проводов.
Подключение силовых блоков я начал с жилой комнаты предварительно обесточив ту часть электросети квартиры, которая отвечает за освещение. Дополнительно рекомендую обзавестись индикаторной отверткой (если еще нет) для проверки отсутствия потенциала на линиях, с которыми вы собираетесь работать. Процесс демонтажа люстры не вызвал никаких сложностей, а вот похабно скрученные провода, хоть и не удивили, но все же оставили некий осадок.
Альбом с дополнительными фото, включая снимки сделанные в процессе препарации, находится по .
Два белых провода отходящих от блока подключаются к электросети, а два черных к последующей нагрузке. Для подключения в комплекте предусмотрен набор из 12 рычажных клемм WAGO. Если вы по прежнему скручиваете, то немедленно прекратите советую хотя бы прочитать вот на Geektimes и комментарии к нему (там ценной информации на еще одну такую статью).
В «ваговские» клеммы можно зажимать и медный одно- и многожильный провод. Сей факт я узнал уже в процессе написания статьи, так что многожильные провода от люстры были предварительно залужены. Проводники, торчащие из потолка, я зачистил в целях удаления образовавшихся на них окислов.
Блок в чашу люстры не поместился, поэтому был оставлен снаружи. Если бы в монтажной коробке старого выключателя был нулевой провод, то можно было бы разместить блок там или будь в наборе силовой блок . Антенну блока (белый провод) нельзя обрезать, скручивать и прятать в металлические чаши во избежание экранирования.
На кухне блок тоже не влез в пластиковую крышку «люстры». Да, в кавычках, потому что это тупо провод с патроном на который раньше надевался здоровенный белый колпак поглощающий огромную часть светового потока. Пора бы уже лоббировать покупку нормальных светильников. В ванной и коридоре были проделаны аналогичные действия по установке силовых блоков.
Абсолютно для всех точек 300-ваттные блоки являются избыточными так как у меня используются люминисцентные энергосберегающие лампы мощностью 20 Ватт. В жилой комнате суммарная потребляемая мощность составляет 60 Вт. Даже учитывая рекомендуемый производителем двухкратный запас мощности (особенно при размещении в местах где затруднена конвекция воздуха) такие блоки все равно являются избыточными. С лампами накаливания сравнимыми по световому потоку с установленными мною энергосберегающими лампами ситуация была бы диаметрально противоположной. Скорей всего он не выйдет из строя, но чувствовать себя будет очень «горячо».
Установка выключателей куда проще подключения силовых блоков. Их можно разместить как угодно и где угодно, за исключением крепления на металлические поверхности. По умолчанию крепежная панель подразумевает установку с помощью саморезов или предварительно нанесенных полосок скотча.
Снимаем старый выключатель и с помощью все тех же клемм WAGO замыкаем провода так, как если бы выключатель был все время включен. Как оказалось монтажная коробка в случае с данным выключателем попросту отсутствует и вставлен последний был тупо (именно тупо) в прорезь гипсокартона.
Да, желто-зеленый провод - это фаза для подключения коридорного светильника. Грустно, правда?
Родные полоски скотчка слишком маленькие для образовавшейся дыры так что в ход пошла моя любимая вспененная двусторонняя клейкая лента. Теперь боюсь что при последующем демонтаже оторву крепежную рамку с куском гипсокартоновой стены.
Альбом с дополнительными фото, включая снимки сделанные в процессе препарации, находится по .
Все, один выключатель установлен и готов к использованию. Со вторым я одно время метался по комнате решая где его разместить - у кровати или на прежнем месте около дивана. На фото ниже он в ходе экспериментов установлен наряду со стационарным выключателем, который позже был окончательно демонтирован.
Но пульт у кровати - это тоже удобно, несмотря на возможность управлять светом с часов или смартфона. Поэтому покупка и установка оного уже не за горами. На данный момент схема управления освещением выглядит следующим образом:
Где Б - блоки, П - пульты, а Д - датчик движения. Последний, аналогично пультам, можно крепить на саморезы или двусторонний скотч. Для начала хватит маленького кусочка клейкой ленты, так как с размещением датчика скорей всего придется основательно «поиграться». На максимально установленной чувствительности угол его обзора, выявленный экспериментальным путем достигает 120-130 градусов, а дальность срабатывания полностью перекрывает мою кухню (2.5 х 2.5 метра). После некоторых экспериментов датчик был размещен на одном из кухонных ящиков, таким образом чтобы на него не влияло местное освещение для приготовления пищи и лампы в вытяжке над плитой.
На данный момент датчик разместился по правую сторону от ручки
Срабатывает датчик моментально, но небольшая задержка все же присутсвует из-за люминисцентной лампы - она включается не сразу. Время отключения я установил порядка 10 минут. Датчик, вроде как, должен проверять наличие движения перед отправкой команды выключения на блок, но я либо замираю в эти моменты, либо датчик меня попросту не замечает. В итоге свет гаснет и приходится ждать 4-5 секунд для повторной проверки наличия движения. Порог освещенности был установлен на 30% от состояния, когда датчик постоянно включен и отслеживает движения. При таком уровне срабатывание происходит даже в особо пасмурные зимние дни, чего я и пытался добиться.
Что касается загвоздки относительно этого датчика, о которой я упоминал ранее. Представим, что помимо самого датчика управляемый блок привязан к настенному пульту, для ручного управления освещением на кухне, как в моем случае. Ни датчики, ни пульты не имеют обратной связи и если свет на кухне включится в результате срабатывания датчика движения, а выключите вы его посредством пульта или веб-интерфейса, о котором пойдет речь далее, то датчик движения продолжит думать, что свет включен с его помощью и будет продолжать отсчитывать предварительно заданные 10 минут, чтобы послать команду отключения света. Уловили суть? При повторном вхождении на кухню после отключения света вручную датчик не сработает. Поэтому я отвязал данный блок от всех пультов, включая сценарный канал «Выключить все», так как датчик движения и сам способен погасить свет на кухне при отсутствии движения.
Сценарные каналы тема не менее интересная. В каталоге «Ноотехники» можно встретить как пульты с одной сценарной клавишей, так и со всеми тремя. Сценарии позволяют управлять неограниченным количеством блоков (это базовая возможность пульта): выключать их все одновременно, включать соответствующий блок на предварительно установленный уровень яркости или цвета (для светодиодной ленты) или включать необходимую группу светильников. С помощью одного канала можно выполнять только одно действие, т.е. включить и выключить группу светильников одной клавишей не получится. Больше о возможностях создания сценариев написано в (глава 6) на всю систему nooLite. Вообще перед покупкой рекомендую ознакомится с ним - это избавит вас от большинства вопросов.
Отдельное спасибо разработчикам за зеленый индикаторный(!) светодиод, а не вырвиглазный синий прожектор, кои любят применять китайские производители (рядом стоящий Xiaomi несмотря на синий светодиод - исключение).
Первое включение в локальную сеть не увенчалось успехом. Во-первых моя сеть построена на адресах типа 192.168.1.x, что уже сделало работу шлюза невозможной. Окей, переводим подсеть на 192.168.0.х, но ничего по прежнему не происходит, зайти по адресу 192.168.0.168 не получается. Предполагаю, что этот адрес в сети уже занят каким-то из домашних устройств и напрямую подключаю шлюз к компьютеру посредством патч-корда. Присваиваю компьютеру адрес 192.168.0.1 с маской подсети 255.255.255.0.
Все, теперь есть возможность зайти на шлюз и даже поиграться с включением и отключением освещения. Предварительно рекомендую обновиться до актуальной версии ПО, и изменить стандартный адрес шлюза на выделенный ему в настройках вашего роутера. Подробная инструкция по перепрошивке есть в - не вижу смысла лишний раз повторяться. Существует уже третья версия ПО, но актуальной и стабильной является вторая, тогда как сам шлюз поставляется с первой версией. Обновление веб-интерфейса производится отдельно от обновления программного обеспечения и является вторым этапом в общем процессе обновления. Саму прошивку можно скачать со на сайте «Ноотехники».
Основные нововведения второй версии это настройка авторизации, которой раньше и вовсе не было (любой человек в локальной сети мог управлять освещением зная только адрес шлюза), функции «Рассвет» и «Закат», о которых позже, и, собственно, возможность «пробросить» необходимый порт для доступа к шлюзу из внешней сети. Для этого необходимо иметь внешний статический IP адрес (как правило, можно заказать у вашего провайдера, аренда стоит около $1-2 в месяц) и произвести наборе нехитрых манипуляций с вашим роутером. Инструкция на эту тему есть в архиве с файлами для обновления .
Основная функция шлюза - это посредничество между устройствами в локальной сети и радиосистемой управления освещением. С этой задачей шлюз, что неудивительно, справляется. На стартовой странице веб-интерфейса отображаются предварительно связанные со шлюзом блоки и предустановленные сценарии.
Внутри пункта меню, отвечающего за определенный блок есть две кнопки и импровизированный светодиод. В случае с диммируемыми блоками на страницу добавляется «ползунок» для установки нужного уровня освещения.
Помимо сценария «Выключить все» есть функции «Утро» и «Вечер». Все они независимы и никак не синхронизируются со сценарными каналами на выключателях ввиду отсутствия какой-либо обратной связи.
Записать сценарий достаточно легко. Нужно включить, выключить или установить на определенную мощность все светильники, которые вы хотите задействовать в сценарии и нажать кнопку «Сохранить». Таким образом можно создать любой сценарий, например «Просмотр кино», когда свет во всей квартире выключится, а возле кровати на минимальную мощность активируется бра или что-то в этом духе.
Помимо сценариев есть возможность установить 8 недельных таймеров (иконка в правом верхнем углу) и задействовать их в сценариях. Тут можно вспомнить добавленные во вторую версию ПО функции «Рассвет» и «Закат». С помощью недельных таймеров можно установить, например, что с понедельника по пятницу в 8 утра будет выполняться действия «Рассвет», в следствии чего выбранная группа светильников (сценарий, по сути) активируется с плавным нарастанием яркости. Сработает этот режим только в случае использования диммируемых ламп и соответственно настроенных силовых блоков.
В принципе все, на этом основные возможности по управлению освещением с шлюза через веб-интерфейс заканчиваются. Информация о подключении датчиков и работе с ними есть в руководстве пользователя, на которое я уже .
Вообще интерфейс не очень хорошо смотрится на компьютерах с большими мониторами, т.к. изначально заточен под мобильные устройства. Приложения под , и в свою очередь являются урезанными версиями веб-интерфейса, т.к. тут отсутствуют любые возможности создавать таймеры, сценарии, привязывать и отвязывать блоки и много другое. Для включения или выключения нагрузки в случае с Android-клиентом применяются ползунковые переключатели. Уже созданные сценарии можно перезаписывать прямо в приложении.
Спустя целый месяц эксплуатации системы я так ни разу и не воспользовался веб-интерфейсом, просто потому что в нем не было надобности. Со смартфона я несколько раз игрался со светом для демонстрации системы друзьям и пару раз в кровати, когда часы оставались на столе. Относительно часов все совсем по другому. К их помощи я прибегал каждый раз, когда забывал выключить свет с помощью выключателя. Да, в будущем я скорее всего добавлю еще один пульт возле кровати (для девушки, например), но пока с этой задачей вполне себе справляются .
Что касается самого приложения для Pebble, то его весьма обоснованно Влад Зайцев (vvzvlad), когда рассказывал об экскурсии на производство компании «Ноотехника». К логике работы приложения я впоследствии привык буквально за пару дней, так что пользоваться им все таки можно. Есть еще приложение для Apple Watch, но у меня нет Apple Watch, поэтому я вам его не покажу.
1. Банальная возможность разместить выключатель в любой точке комнаты : у компьютера, кровати, возле дивана или даже на окне. Никакой проводки не нужно. Достаточно приобрести силовой блок с двукратным запасом по мощности и любой приглянувшийся вам пульт. Подробнее об этом .
2. Проходной выключатель . чаще всего применяемая в коридорах, где один выключатель устанавливается в начале оного, а другой в конце. Человек, который зашел в коридор включает свет с помощью первого выключателя, а на выходе выключает его вторым выключателем. Посчитали, какое количество проводов нужно проложить в стене? А если добавить еще один выключатель?
Один силовой блок и два выключателя полностью решают эту проблему. В случае с законченным ремонтом выйдет даже дешевле, чем заново штробить стены.
3. Использование в деревянных домах где предъявляются особые требования к монтажу электропроводки. Для тех, кто не знал, скрытая электропроводка в деревянных домах как минимум не рекомендуется, а в случае использования гофрированных ПВХ труб и вовсе запрещена. Вообще нормативы для деревянных конструкций достаточно жесткие и те, кто придерживаются правил и опасаются за свою жизнь вынуждены будут потратится либо на хорошую скрытую проводку в металлических рукавах, либо закрыть красивое дерево 10-миллиметровым слоем штукатурки и уложить проводку под нее. В случае с открытой проводкой последнее время популярность набирает так называемая «ретро-проводка» с использованием стилизированного кабеля и керамических изоляторов. Решение красивое, но далеко не самое практичное, затратное по времени и средствам.
4. Беспроводной датчик движения для автоматического управления освещением . Хотелось бы, конечно, видеть больше датчиков в различных форм-факторах в арсенале «Ноотехники», но даже то, что есть, уже позволяет автоматизировать освещение в квартире и сэкономить на электроэнергии. Главное преимущество обозреваемого датчика - это отсутствие проводов. Обычно эти устройства включаются в разрыв фазного провода светильника и дополнительно требуют ноль для питания. Т.е. осложнена как установка, так и последующее перемещение датчика в случае неудачного размещения. Подробнее об этом .
5. Управление светом с часов, компьютера и мобильных устройств находящихся, в одной локальной сети. Можно, конечно, запариться и приобрести у провайдера статичный IP-адрес, пробросить порт на Ethernet-шлюз и вовсе управлять освещением из любой точки мира, но с учетом отсутствия обратной связи у блоков системы nooLite рациональность этого решения, по моему личному мнению, сводится к нулю.
Боюсь, если я продолжу описывать всевозможные сценарии, то выйду за ограничение по количеству символов, установленное на сайте для одной статьи. Больше примеров использования устройств от «Ноотехники» есть на у них на сайте. И еще, я знаю, что аналогичное управление можно реализовать на Arduino или вовсе собрав самостоятельное устройство, поэтому не нужно писать об этом в комментариях. Лучше посчитайте сколько времени у вас этой займет, а потом умножьте на стоимость одного вашего часа. Если это, конечно, не ваше хобби, а жена, дети или соседи по квартире смогут мириться с отсутствием света из-за проводимых вами отладочных работ.
Я могу смело рекомендовать официальный сайт «Ноотехники» как исчерпывающий источник информации для дальнейшего изучения системы. Почти на каждый девайс есть подробные руководства, видео и краткие инфографики. Там же, на сайте, собраны системы и ее отдельных компонентов, поэтому традиционной рубрики «Ссылки по теме» в конце статьи не будет.
Что касается самой системы, то она мало того, что заслуживает внимания, так еще и стоит своих денег. Хоббийные решения на Arduino и ей подобных все же не являются plug&play устройствами и требуют кропотливой установки и настройки, а продвинутые системы для домашней автоматизации работающие на основе протоколов Z-Wave или X10 обойдутся много дороже.
Доброго времени суток, уважаемый читатель.
Немного лирики в начале. Идея «умного» выключателя света совсем не нова и, наверное, это первое, что приходит в голову тем, кто начал знакомство с платформой Arduino и элементами IoT. И я этому не исключение. Поэкспеременировав с элементами цепей, моторчиками и светодиодами хочется сделать нечто более прикладное, что востребовано в повседневной жизни и, самое главное, будет удобно в использовании, а не останется жертвой эксперимента в неугоду комфорту.
В этой статье я расскажу, как я сделал выключатель, который будет работать как обычный (т.е. что обычно закреплен на стене) и в то же время позволит управлять им через WiFi (или через Интернет, как это сделано в данном случае).
Итак, составим список того, что понадобится для осуществления задуманного. Сразу скажу, я намеревался не тратиться сильно на комплектующие и выбирал компоненты по отзывом на форумах и соотношению цены к качеству. Поэтому некоторые компоненты возможно покажутся тут неуместными для опытных электролюбителей, но прошу не судить строго, т.к. я только новичек в электромеханике и буду очень признателен за комментарии более опытных специалистов.
Так же мне понадобились: сервер, с помощью которого выключатель будет управляться через Интернет, Arduino Uno, с помощью которого я программировал ESP, роутер и расходные материалы как провода, клеммы и т.д., всё это может варироваться от вкусов и никак не повлияет на конечный результат.
Цены взяты из Ebay, где я их и покупал.
А вот как выглядят элементы из таблицы:
Теперь можно составить и схему подключения:
Как вы наверное заметили, схема очень простая. Все собиратся легко, быстро и без пайки. Эдакий рабочий прототип, с которым не нужно долго возиться. Всё связано проводами и клеммами. Единственный минус это то, что реле не влезло в гнездо выключателя. Да, изначально я планировал запихнуть всё это в стену за выключателем, чтобы смотрелось эстетично. Но к моему сожалению места в гнезде оказалось мало и реле просто напросто не влезло ни вдоль, ни поперек:
Поэтому временно я вынес реле за гнездо, до тех пор пока не найду подходящую коробку выключателя с розеткой чтобы спрятать железо внутрь. Но нет ничего более постоянного, чем временное, не правда ли? Поэтому все это выглядит сейчас вот так:
Изолента спасёт от удара током… надеюсь.
А теперь поговорим о програмной части.
И прежде чем приступать к разбору кода и деталей, я приведу общую схему реализации управления лампочкой.
Надеюсь, я когда нибудь все перепишу и связь будет основана на более быстром протоколе нежели HTTP, но для начала сойдет. Удаленно лампочка меняет свое состояние приблизительно за 1-1.5 секунды, а с выключателя моментально, как и подобает порядочному выключателю.
Далее нам нужно подключить ESP к компьютеру, для этого понадобится либо USB to Serial Адаптер (типа FTDi , CH340 , FT232RL) либо любая Arduino платформа (у меня была Arduino Uno) с выходами RX и TX.
Стоит отметить, что ESP8266-01 питается от 3.3 Вольта, а значит ни в коем случае не подключайте его к питанию Arduino, которые (часто) питаются от 5 Вольт, напрямую иначе все сгорит к чертям. Можно использовать понижатель напряжения, который приведен в таблице выше.
Схема подключения проста: подключаем TX , RX и GND ESP к RX, TX и GND адаптера/Arduino соотвественно. После этого, собственно, подключение готово к использованию. Микроконтроллер можно программировать используя Arduino IDE.
Пара нюансов при использовании Arduino Uno:
А вот и сама программа для ESP:
Показать код
#include
Я использовал для этих целей Yii . Я выбрал этот фреймворк по нескольким причинам, мне нужна была авторазация (т.к. портал доступен в Интернете) и управление ролями (для будущих экспериментов), а еще он мне просто нравится. И теперь мой портал управления выглядит так:
Для управления лампочкой в зоне досегаемости сети, хватило бы и самого сервера на ESP. Но хочется ведь иметь логи, логику и другие устройства в будущем, поэтому лушче все же использовать отдельный серер для управления.
Это всё что касается портала, думаю нет смысла писать о нем больше, но если возникнут вопросы, то с радостью отвечу на них в комментариях.
Современный прогресс и компьютерные технологии, которые с каждым днем превращаются во всё более совершенные и инновационные системы и устройства, дают новые возможности и для системы «Умный дом», которая теперь представляет и возможность управления светом через WiFi. Уникальная технология взаимодействующих компонентов, которые выступают как приемники и передатчики, еще больше облегчила жизнь современного человека и дала повод для установки более рационального управления освещением, как в домах жилого типа, так и в офисных помещениях.
Но не только управление светом по WiFi позволяет наладить разработанная лучшими умами человечества система. При помощи доступа к сети Интернет, у Вас появляется возможность:
Суть его заключена в том, что беспроводная сеть позволяет нам управлять системой «Умный дом», в том числе и системой освещения, с любого устройства. Вы сможете отдавать команды системе освещения Вашего дома, коттеджа, офиса либо квартиры.
Управление освещением возможно через любой компьютер, планшетник, сматфон, который подключен к WiFi сети, естественно к этой же сети должен быть подключен "Умный дом".
Управление светом через WiFi может осуществляться как в проводных системах "Умного дома" так и в беспроводных системах.
Настройку того или иного типа системы осуществляют наши опытные специалисты -Вы можете быть уверены в том, что оба варианты системы как беспроводная так и проводная, прослужат Вам надежную и верную службу. Система же управления светом через WiFi - это еще один приятный бонус, облегчающий жизнь современным прогрессивным пользователям «Умного дома».
Словом, если у Вас есть точка доступа WiFi и система "Умный дом" от BE SMART , то установить систему управления светом, звуком и прочими бытовыми «радостями», Вы сможете и в жилом помещении, и в офисе, и даже в местах общественного пользования - ресторанах, гостиницах и т.д. Тем более что работа оборудования не только облегчит Ваши бытовые заботы, а и поможет экономить расходы на электроэнергию.
Технология беспроводной передачи данных в локальных сетях Wi-Fi появилась в 1998 году благодаря инженеру австралийской лаборатории радиоастрономии CSIRO Джону О’Салливану. Первый стандарт беспроводного протокола обмена данными IEEE 802.11n был утвержден в 2009 году.
За время своего развития технология Wi-Fi приобрела широчайшую популярность, прежде всего из-за отсутствия необходимости использования проводов при подключении к сети. И если изначально технология Wi-Fi применялась для подключения носимых и наладонных компьютеров, то в настоящее время эта технология проникла и в фотоаппараты, и в бытовую технику, и в мультимедийные устройства, и в устройства управления. Широко применяются и беспроводные датчики различных физических величин – температуры, давления, влажности и т.п. Устройства контроля и управления «умным домом», оснащенные Wi-Fi модулями, могут осуществлять свои функции из любой точки, где доступна локальная беспроводная сеть, а в случае, если эта сеть через роутер имеет возможность выхода в глобальную сеть – и из любой точки, где есть интернет. С помощью своего смартфона, подключенного к интернету (посредством Wi-Fi или GSM), пользователь может не только просматривать сайты, но и управлять бытовой техникой, расположенной на любой расстоянии от него.
Стандартная схема Wi-Fi сети содержит, как минимум, одну точку доступа, формирующую беспроводную сеть с известным идентификатором (SSID) и параметрами шифрования, к которой подключен, как минимум, один клиент. Точкой доступа может служить, как специализированный прибор, так и подключенный к глобальной сети роутер, оснащенный беспроводным радиомодулем. Также, к примеру, точкой доступа могут выступать ноутбук или смартфон, оснащенные Wi-Fi модулями, и подключенными к сети с помощью кабеля или технологии GSM соответственно.
В предлагаемом обзоре мы рассмотрим некоторые модули, предлагаемые компанией Мастер Кит, использующие беспроводную технологию Wi-Fi. Некоторые модули предназначены для использования в проектах DIY, поставляются в виде печатной платы с компонентами и не имеют корпусов, другие же выполнены в виде законченных устройств и предназначены для использования «из коробки». Следует учесть, что каждое из рассматриваемых устройств является клиентом беспроводной сети, следовательно, для подключения их к сети необходима точка доступа. Также нужно обращать внимание на то, с какой сетью устройство соединяется – локальной или глобальной. Многие Wi-Fi устройства используют порталы, размещенные в глобальной сети для связи с другими такими устройствами и обмена информацией. Такой способ связи позволяет упростить соединение, так как не требует постоянного выделенного IP-адреса глобальной сети и относительно сложных сетевых настроек типа NAT («проброса» портов) для доступа извне в локальную сеть, расположенную за файрволом роутера.
Для удобства сравнения основные характеристики устройств сведены в таблицу, расположенную в конце обзора.
Начнет наш обзор с DIY-модулей Мастер Кит, использующих технологию Wi-Fi.
Основой устройства служит получивший широкое распространение Wi-Fi модуль ESP8266. Модуль представляет собой микроконтроллер, оснащенный беспроводным интерфейсом. Он поддерживает стандарты IEEE 802.11 b/g/n, с шифрованием WEP и WPA/WPA2. Также модуль имеет 11 доступных для пользователя портов ввода/вывода и интерфейсы проводной связи SPI, I2C, I2S, UART и 10-разрядный АЦП. Имеются несколько свободно распространяемых комплектов разработчика (SDK) с компилятором и библиотеками, позволяющими эффективно использовать возможности ESP8266.
Все это позволило создать современное устройство для мобильного управления различными электроприборами с помощью смартфоны или планшета.
Как уже было отмечено, модуль рассчитан для работы в локальных сетях. Если необходимо использовать доступ к глобальной сети, то в этом поможет следующий прибор.
Сетевой протокол MQTT (Message Queue Telemetry Transport) является упрощенным протоколом передачи данных между устройствами и работает поверх протокола TCP/IP. Этот протокол использует поведенческий шаблон проектирования передачи сообщений, известный как «издатель-подписчик», весьма прост в использовании и администрировании, не создает больших нагрузок на каналы связи и успешно работает при наличии проблем в этих каналах, а также не накладывает ограничений на формат передаваемых данных. MQTT разработан в расчете на маломощные встроенные устройства, поэтому для его реализации требуются минимальные вычислительные мощности, с которыми справляются микроконтроллеры. Таким образом, протокол MQTT является, наряду с некоторыми другими аналогичными протоколами, например MODBUS или RS-485, отличным средством для реализации функций «интернета вещей» - IoT.
Дистанционное управление двумя реле по 2000 Вт каждое;
Прием и передача в сеть показаний подключаемых к нему двух датчиков температуры типа DS18B20;
Прием и передача показаний датчиков влажности DHT11 или DHT22, аналоговых датчиков с использованием встроенного АЦП.
Но, помимо этого, он обеспечивает считывание данных с датчиков и управление встроенными реле через интернет в любой точке, есть имеется подключение к глобальной сети. При работе в глобальной сети используется бесплатный MQTT сервер, по умолчанию , но можно использовать и другой.
Применение микроконтроллера STM8 позволило реализовать в небольшом объеме весьма широкий функционал. Модуль является с одной стороны законченным устройством для сбора данных о потребляемых бытовых ресурсах, таких, как вода, тепло, газ, электроэнергия, а с другой стороны – многофункциональным устройством контроля и управления исполнительными модулями и механизмами.
Прибор собирает данные с подключенных к нему датчиков и счетчиков по установленному расписанию и передает эти данные на сервер, для дальнейшей обработки и использования.
К одному прибору может быть подключено до 8 любых устройств в любой комбинации:
Счетчики воды;
Счетчики газа;
Счетчики электричества (при установке дополнительного модуля интерфейса CAN или RS-485);
Датчики температуры, например, ;
Датчики протечки воды, например, ;
Датчики уровня жидкости;
Датчики утечки газа;
Исполнительные устройства (запорно-регулирующая арматура с электроприводом), например, шаровый кран с электроприводом .
При использовании дополнительных встраиваемых модулей интерфейсов RS-485 или CAN к одному модулю, помимо 8 устройств, перечисленных выше в описании, можно подключить до 8 счетчиков электроэнергии типа Меркурий.
Модули можно объединять для увеличения количества обслуживаемых каналов сбора информации.
Прибор собирает данные со счетчиков и датчиков и по установленному в настройках расписанию передает их на сервер, расположенный на территории России. В штатном режиме данные отправляются раз в сутки с почасовой детализацией. Если обнаруживается аварийная ситуация (отключился счетчик воды, возникла протечка, садится батарея и т.д.) прибор выходит на связь немедленно и сообщает об этом владельцу с использованием PUSH или E-MAIL уведомлений. На сервере организован личный кабинет каждого пользователя.
В личном кабинете можно указать, в какой день и час сервер будет ежемесячно автоматически отправлять показания. Показания могут отправляться следующими способами: в виде PUSH уведомления, в виде E-MAIL, непосредственно на портал MOS.RU. Забудьте о рутине связанной с ежемесячной передачей показаний вручную!
Также вы можете просто смотреть показания и графики на вашем мобильном телефоне, планшете или компьютере, используя браузер или мобильное приложение для iOS и Android.
Питание модуля производится от трех щелочных (Alkaline) батареек типоразмера АА, продолжительность автономной работы не менее 3 лет. При снижении уровня заряда ниже 10% пользователю будет отправлено PUSH или E-MAIL уведомление.
Устройство связывается с сервером, используя выход в интернет через частную или публичную сеть Wi-Fi с шифрованием. Можно использоваться две сети: основную и резервную. В отсутствии связи прибор собирает и хранит почасовой журнал в течение 1 месяца, при её возобновлении передает данные на сервер. В любой нештатной ситуации (прибор не выходит на связь, произошла протечка, обрыв в линии связи до датчика или счетчика и т.п.) сервер отправит вам PUSH или E-MAIL уведомление.