Умный дом электрика – Управление системой электроснабжения умного дома. Экономия электроэнергии и комфорт в управлении

Умный дом. Все начинается с проводов / Habr

Вскоре после того как я автоматизировал освещение в деревне, мы приняли решение, что нужно сделать капитальный ремонт в московской квартире. Это был шанс реализовать свою мечту об “Умном доме”. Особого понимания, что должно быть в умном доме, у меня не было, поэтому я решил руководствоваться универсальным принципом:» Если вы не знаете с чего начать умный дом, начинайте с освещения”.

Ремонт начался достаточно спонтанно, и времени досконально изучать тему умных домов особо не было. Если бы мне пришлось делать все еще раз, я бы более внимательно изучил другие подходы, в частности, OpenHab и KNX, но особого времени на изучение не было, поэтому я решил использовать то, что уже изучил, и первая мысль была — использовать все тоже программируемое реле ПР110. В тот момент мне казалось, что его возможностей более чем достаточно, и единственное, что нужно — это подключить его к локальной сети, чтобы в перспективе можно было управлять светом с телефона и других устройств. К сожалению (или к счастью), простого решения подключить его в локальную сеть не нашлось, зато в линейке продукции ОВЕН был промышленный контроллер ПЛК110. Для его программирования нужно было изучать комплекс CoDeSys, но в нем тоже можно было программировать в визуально й среде в виде блоков, что в тот момент мне казалось очень удобным. Поэтому я остановился на нем.

Выбрав основу архитектуры, нужно было принимать решение, что делать с проводкой. Я — категорический противник беспроводных технологий, поэтому по-максимому все должно работать по проводам, а беспроводные технологии только как дополнение. Например, я сразу решил, что если я захочу поставить, например, датчики открытых окон, то их можно сделать беспроводными, так как они не оказывают критического влияния на работоспособность основных систем. Про беспроводные технологии — они тоже сейчас есть, я расскажу в следующих статьях.

Итак, я использовал подход коллекторной разводки, когда от каждого выключателя и от каждой лампы провода ведутся к единому щитку, где все коммутируемся. Для электрических розеток я решил, что коллекторная разводка — это слишком, и все розетки в каждой комнате объедены в единую цепь, и от них идет единый кабель в кладовку, где стоит электрический щиток. Это не позволяет выборочно обесточивать розетки, когда все уходят из дома, но я считаю это не очень нужным, а для контроля электроприборов у меня реализован другой подход — стоит датчик тока, измеряющий общий уровень нагрузки.

Когда я только приступал к строительству своего умного дома, я еще не был уверен до конца в успехе своей затеи, и поэтому от выключателей я решил вести не витую пару, что было бы и удобнее и достаточно, а медный провод сечением 1.5 кв. мм. в количестве 4 жилы на точку. Мои доводы в пользу медного провода, а не витой пары, были очень просты — если что, я всегда смогу сделать обычное электричество.

Кроме медного провода я провел, где только можно было придумать, витую пару: локальная сеть в каждой комнате, IPTV, куча резервов для подключения каких-нибудь датчиков и так далее. В итоге теперь у меня есть большое количество лишних витых пар там, где это не нужно, а там, где мне она потребовалось, нет ничего (но об этом позже).


Такой вот адский пучок проводов приходит в мой “коллектор”. Так он выглядел до того, как его убрали в кабель-каналы. Как показывают прикидки, на небольшую 2-х комнатную квартиру у меня в сумме ушло более километра различных проводов.

Пока полным ходом шел ремонт, нужно было подумать об электрическом щитке и контроллере. С контроллером вышла небольшая загвоздка — вначале я заказал контроллер с релейными выходами, что позволяло подключать нагрузку непосредственно к контроллеру, но потом, почитав что реле со временем могут выходить из строя (и тогда прийдется ремонтировать контроллер или менять его), я решил поставить промежуточные реле и заказал на замену контроллер с транзисторным выходами. Срок поставки нового контроллера занимал несколько недель, поэтому я решил поставить все тоже программируемое реле в качестве временного решения, а в будущем сделать из него бэкапный вариант, если с контроллером что-то случится.


Первая версия щитка: слева — силовая электрика, справа — низковольтная. Конфигурация еще буде меняться, и в правый щиток еще много чего добавится. Синий блок в левом щитке в среднем ряду — это промежуточные реле, на которые подается 24В с контроллера, и они уже коммутируют выходную нагрузку 220В. Они легко меняются, и у меня в щитке хранится несколько запасных.

Очень сложной задачей оказалось подобрать выключатели. Я решил не использовать сенсорные панели, а изначально хотелось использовать самые обычные выключатели. Ну, или почти самые обычные — для умного дома нужны выключатели без фиксации они же выключатели-кнопки. Как оказалось далеко не у всех производителей они есть или, точнее, не во всех сериях. Особенно в бюджетных сериях.

Я досконально изучил каталоги почти всех представленных в России производителей и стал разбираться в сериях лучше, чем многие продавцы-консультанты, а иногда, чем сами представители. 🙂 В результате выбор пал на серию выключателей Basic 55 компании ABB — в каждую комнату мы подобрали свою расцветку под цвет обоев. Конечно же оказалось, что большая часть моделей поставляется под заказ, поэтому временно были куплены турецкие кнопки… для звонка.

Временное решение. Конечно, можно было заменить в кнопке клавишу, поставив такую же от обычного выключателя, но внешний вид у ABB все-таки получше.

Когда приехали ABB-ые розетки и кнопки, получилось очень даже симпатично.

По каким-то причинам одну кнопку в заказе потеряли. Пришлось еще месяц жить с такой времянкой.

В серии Basic 55 у ABB не было 2-х клавишных кнопок (нужно сказать, что 2-х клавишные выключатели без фиксации есть мало у кого), которые нужны были для ванной и туалета. К счастью, решение нашлось очень быстро — разобрав старый выключатель Legrand, стоявший до ремонта, выяснилось, что он легко переделывается в выключатель без фиксации — достаточно вытащить из него пару пружинок. Так что, тут я отделался малой кровью.

Одна из смешных проблем с кнопками заключается в том, что у них нет подсветки (я сейчас уже не помню, но если у кого из производителей и были выключатели без фиксации с возможностью подсветки, то только в самых дорогих сериях, да и то, не уверен). Так как выключатели без фиксации, то понять, включен он или нет, нельзя, поэтому, например, не видно, есть ли кто в ванной или туалете, или нет. Теоретически, подсветку можно добавить, поставив светодиод, и поэкспериментировать, в планах это есть, но уже более года руки до этого не доходят….

История про выключатели будет неполной, если не упомянуть Aliexpress. У китайцев есть очень неплохие серии сенсорных выключателей, но, к сожалению, все они не имеют возможности внешнего управления (ну, или вернее сказать, те модели, которые я изучал такой возможности не имели).

Что бы я сделал, если бы начинал все сначала:

  1. Обязательно подвел бы витую пару к счетчикам воды. Во-первых, это удобно — не лазить к ним, а посмотреть просто показатели на компьютере или телефоне. Во-вторых, это контроль от протечек, когда никого нет дома.
  2. Возможность установки датчиков движения в туалете и ванной. Я вообще, не понимаю, как я умудрился об этом не подумать.
  3. Отдельная подсветка в стенах для ночного освещения (это не совсем умный дом, но все же).
  4. Датчик и витая пара во входной двери (об этом расскажу позже).
  5. Сенсорные или многофункциональные панели вместо кнопок — реализация различных сценариев на кнопках возможна, но это не очень удобно.
  6. Витая пара к выключателям вместо меди.
  7. Интернет заводил бы сразу в единую точку, причем предусмотрел бы 2 линии. (Сейчас у меня идет линия к Wi-Fi роутеру в коридоре, а от него уже идет к центральному счету. В ряде случаев это неудобно).

Продолжение:

Умный дом: оборудование для квартиры — обзор

Современные системы автоматики массово проникают в быт человека, обеспечивая ему уют и комфорт проживания. Однако стоимость внедрения этих устройств доступна не всем людям, а имеющиеся недостатки умело замалчиваются маркетологами.

Попробую высказать свое личное мнение электрика, что представляет сейчас умный дом: оборудование для квартиры для среднестатистического хозяина, какую пользу владелец может получить от его внедрения и с какими трудноразрешимыми вопросами придется столкнуться.

Содержание статьи

Что такое умный дом и умная квартира: основные отличия двух систем

4 основные задачи, заложенные в новую интеллектуальную технологию, можно свести к следующим вопросам:

  1. повышение безопасности проживания человека;
  2. обеспечение комфортных условий и жизненных удобств;
  3. выбор оптимального режима расходования материальных средств, снижающих финансовые затраты на оплату воды, газа, электрической энергии, теплоносителей;
  4. помощь в обучении детей и контроле над их поведением, уходе за пожилыми родственниками.

Эти возможности имеют однотипные технические решения, но ограничиваются набором функций внутри квартиры.

Общие принципы работы автоматики для новичков

Бытовая система автоматики получила термин «Умная» в результате маркетингового хода производителей. Он так и прижился за этим оборудованием.

Автоматизированные системы управления уже много десятилетий работают в энергетике и на производстве.

Высоковольтная подстанция

Например, мощные электрические подстанции с высоковольтным оборудованием в автономном режиме питают целые города и даже районы, а робототехника на промышленных предприятиях самостоятельно плавит металлы, выпускает готовую продукцию.

Сейчас все эти технологии за счет применения доступных микропроцессорных устройств успешно перешагнули в наш быт.

Индивидуальная система автоматических устройств позволяет:

  • обеспечить единую систему допуска в жилище, удобную для всех членов семьи;
  • осуществлять охрану имущества от несанкционированного проникновения злоумышленников или случайного возгорания, затопления;
  • вести ненавязчивое видеонаблюдение за посетителями;
  • управлять работой систем поддержания оптимального микроклимата в помещениях;
  • по запланированному расписанию готовить пищу;
  • регулировать освещение;
  • выполнять другие специальные задачи.

В основу проекта интеллектуального дома заложены алгоритмы взаимодействия общих связей всех контролируемых процессов, но с обязательной возможностью обеспечения изменения их настроек владельцем с учетом собственных интересов.

Благодаря широкому ассортименту принципов, заложенных в оборудование, хозяин может:

  • выбирать различные режимы экономии электроэнергии, газа, воды;
  • управлять всеми технологическими процессами непосредственно в доме или дистанционно из любого места планеты посредством связи через интернет.

Чем отличается умная квартира от умного дома

Первоначально оборудование умного дома создавалось для автономного обслуживания отдельно стоящего жилого здания на выделенной территории.

Поэтому оно включает как внутренние помещения, так и придомовую территорию с системой охраны и видеонаблюдения, наружным освещением, автоматикой управления въездными воротами, другой техникой.

Здесь используется свое индивидуальное отопление, водоснабжение, газ, канализация. Может быть установлена отдельная электростанция с генератором, работающим от дизельного или бензинового двигателя, энергии ветра или солнца.

Возможна система аварийного перехода на собственное резервное питание при пропадании электроснабжения от государственной сети.

Квартира же уже построена внутри много этажного здания с одинаковой для всех жильцов инфраструктурой жизнеобеспечения. Здесь общая система контроля доступа посетителей через домофон, разводки телефонных линий, интернет кабеля.

Умная квартира

Территориально и функционально объем задач, решаемых в интеллектуальной квартире меньше, чем у отдельно стоящего дома, хотя они используют те же принципы построения.

Состав оборудования и возможные проблемы: как их решать

Почему-то у части людей складывается ошибочное мнение о системе автоматики умного дома, как наборе каких-то электронных и цифровых приборов, которые достаточно купить и они станут сами работать. Это не так.

Потребуется составить грамотный план помещений, учесть в нем установку силовых приводов и цепей электропитания, выполнить монтажные работы.

Как составить проект умной квартиры: научный подход

Чтобы обеспечить комфортные условия для себя, вам потребуется определиться с задачами и составить проект, который учтет все оборудование, например:

  • безопасность доступа посетителей через двери, исключить несанкционированные проникновения сквозь окна;
  • точки организации видеонаблюдения;
  • конфигурацию системы поддержания микроклимата;
  • варианты освещения;
  • автоматику защиты от протечек воды и прочие необходимые функции.

Под все эти задачи монтируется индивидуальное оборудование. Например, под умные шторы необходимо:

  • вначале повесить карниз;
  • предусмотреть, смонтировать и наладить под него привод;
  • подвести электрический кабель.

Только после этого можно установить блок управления, настраивать его работу по местной программе и дистанционно.

Аналогично, для оперативного перекрытия воды при аварийном прорыве трубы срабатывания обычного датчика протечки недостаточно. Даже если он автоматически отправит вам смс, то быстро устранить проблему руками не всегда получится.

Поэтому на вводе системы водоснабжения должен быть дополнительно смонтирован электрический привод, способный перекрыть подачу воды по дистанционной команде.

Ввод водоснабжения в квартиру

Проект умной квартиры проще всего составить на бумаге. Для этого можно воспользоваться сведениями из технического паспорта.

Также удобно взять лист бумаги, рулетку, измерять все размеры и создать по ним рабочий эскиз.

Вариант изготовления плана квартиры с помощью доступной компьютерной программы Визио я записал отдельным видеороликом.

Надеюсь, что он поможет вам создать один раз документ, которым потом можно будет пользоваться многократно для решения любых бытовых вопросов от планирования маршрутов электропроводки и других магистралей, до расстановки мебели, оформления мест освещения, создания интерьера.

Как выполнить электромонтажные работы в жилых помещениях: практические советы

При создании оборудования интеллектуальной квартиры очень важно правильно смонтировать электрическую проводку. От ее надежности полностью будет зависеть безопасность людей.

В квартирном щитке потребуется подключать огромное количество проводов и кабелей. Минимальное их количество, показанное на фото ниже, способно решить только самые необходимые задачи.

Провода и кабели

На деле же придется иметь дело с целыми связками из них, которые придется прокладывать определенным образом. В качестве примера привожу вариант размещения электропроводки по стенам.

Хотя еще можно сделать маршруты для нее по полу, потолку и комбинированно. Поперечное сечение жил провода и кабеля должно выдерживать подключенную нагрузку по току и мощности.

Эти и некоторые другие специфические вопросы электроснабжения квартиры я изложил отдельной статьей про электромонтажные работы.

Внутри электрического щитка необходимо правильно подобрать защиты:

Сейчас популярность набирают устройства защиты от дугового замыкания. Однако, если рассматривать их модули, то вместо УЗИС или УЗМ-50 я рекомендую продукцию от AFDD. Мое мнение читайте в статье по приведенной ссылке.

Только изготовив первоначальный проект умной квартиры, установив по нему силовое оборудование и выполнив электромонтажные работы в полном объеме, можно заниматься вопросами автоматизации и удаленного управления.

Как работает оборудование умной квартиры: обзор устройств

Маршрутизатор: что это такое

Система умного дома функционирует за счет общего для всех приборов устройства связи, обеспечивающего обмен информацией между подключенными абонентами.

Его принято называть роутер, хотя Router — это термин английского языка, который стали писать так же: «роутер». Он переводится на русский, как маршрутизатор.

Его можно представить устройством, создающим маршруты для обмена информацией по беспроводным каналам связи между различными устройствами.

Как работает роутер

Маршрутизатор необходим системе умного дома потому, что в ней используется много оборудования, управляемого по внутренней сети Wi-Fi. Ее создает, организует и контролирует Router.

Он подключается к сети интернет по телефонному кабелю или оптоволокну и организует два вида информационной сети в квартире:

  1. проводной Ethernet, которую, например, подключают к компьютерам;
  2. беспроводной вай фай для поддержки управления мобильных устройств и умных приборов по радиоканалу.

Важно учесть, что основной рабочий режим маршрутизатора через телефонный кабель или оптоволокно в аварийных ситуациях со средствами связи или при повреждениях электроснабжения может быть нарушен.

Для поддержания работоспособности систем безопасности квартиры необходимо предусматривать у роутера возможность передавать информацию владельцу удаленно по сети беспроводного интернет за счет дополнительного питания от встроенных батареек и организации связи через подключенную сим-карту.

Маршрутизатор встраивается в центр умного дома для координации работ всех его устройств в управляемой экосистеме.

Центр умного дома

Датчики системы

Так называют приборы, реагирующие на изменение какого-либо физического параметра обычно с преобразованием энергии в электрическую величину. При использовании элементов электроники их называют электронными датчиками.

Такие устройства подлежат стандартизации и относятся к средствам измерений. Они широко используются в системе умного дома для контроля определенных параметров безопасности и обеспечения многих технологических процессов.

Датчик движения, например, устанавливается на входе в помещение, обычно над дверью, и реагирует на перемещения человека, домашних животных, любых объектов.

Датчик движения

Датчик дыма монтируется вверху (в области потолка) с целью фиксации момента начала возгорания для предупреждения хозяина и параллельного оповещения, экстренного вызова специалистов МЧС.

Датчик дыма

Его своевременное срабатывание должно спасти не только имущество, но и жизни жильцов.

Датчик качества воздуха постоянно сканирует чистоту воздушного пространства, определяя количество примесей в нем, температуру, процент влажности.

Датчик качества воздуха

При отклонении этих параметров от нормы принимаются соответствующие меры к экосистеме по восстановлению благоприятной для здоровья атмосферы.

Датчик протечки воды устанавливается в тех проблемных местах, где возможен прорыв водопровода или системы водяного отопления с возникновением аварийной ситуации.

Датчик протечки воды

Попавшая на его контакты вода замыкает электрическую цепь, датчик срабатывает и отправляет сигнал в центр умного дома. От него дистанционно происходит оповещение хозяина и подача команды на аварийный привод отключения ввода водоснабжения.

Датчик открытия двери состоит из двух отдельных частей, связанных только собственным магнитным полем:

  1. первая половинка крепится на открывающейся створке дверного полотна;
  2. вторая часть — на неподвижной стойке или косяке.
Датчик открытия двери

Геркон, размещенный на стационарной части, переключает свои контакты при открытии двери, а от него передается сигнал к центру управления по Wi-Fi.

Этого типа датчик также ставится на окно для контроля доступа через него.

Браслет фитнесс трекер надевают на руку спортсмена, выполняющего физические упражнения. Он контролирует жизненно важные параметры человека: артериальное давление, качество пульса, оценивающие состояние организма.

Браслет фитнес трекер

По этим показателям даются рекомендации по соблюдению тренировочного режима, созданию нагрузок.

Также браслет фитнесс трекер можно надеть на руку человеку с ослабленным здоровьем, что позволит удаленно контролировать его состояние.

Умная розетка с одной стороны имеет обыкновенную вилку, а с противоположной — контактные гнезда для подключения бытового прибора.

Умная розетка

Ее внутренний механизм способен контролировать работающий прибор и управлять им по командам от интеллектуального центра.

Умный выключатель света позволяет с места или дистанционно посредством пульта брелка управлять освещением.

Выключатель света Sonoff

Со смартфона через интернет и местную вай фай сеть можно имитировать присутствие человека в квартире световыми манипуляциями, отключать и включать светильники.

Выключатель света с дистанционным управлением

Wi-Fi камера предназначена для ведения видео наблюдения за назначенным пространством жилого помещения в квартире. Сейчас существует большое разнообразие подобных конструкций.

Wi-Fi камера

Среди них большой популярностью пользуются устройства, ведущие скрытое видеонаблюдение. Их встраивают в обычные бытовые приборы, например, электронные часы.

Скрытое видеонаблюдение

Такие «шпионские штучки» позволяют повысить безопасность в местах, привлекательных для злоумышленников, которые при проникновении на закрытую для них территорию в первую очередь будут выводить из строя штатные средства охраны.

Все датчики системы умной квартиры могут обмениваться информацией своего состояния по местной сети вай фай с интеллектуальным центром, а от него происходит связь и управление с владельцем через интернет.

По сети интернет хозяин квартиры постоянно контролирует состояние своего жилища и сохранность имущества внутри него.

На какие технические стороны охраны необходимо уделить внимание в первую очередь

Заботясь о собственной безопасности и сохранности личного имущества нельзя забывать о том, что злоумышленники тоже не дремлют. Они постоянно совершенствуют свои знания и практические навыки.

Их вандальные действия необходимо предусмотреть и пресечь. Для этого стоит хорошо представлять, что они способны на любые пакости, а перед взломом жилища примут меры к осуществлению своих черных замыслов.

Представим худшую ситуацию, когда преступники, зная о постановке квартиры на наблюдение в департаменте охраны, постараются:

  1. вывести из строя оперативный пульт службы, на который поступают все сообщения от оконечных устройств или повредят GSM, оптику, Ethernet к нему. Тем самым все абоненты, заключившие договор с агентством, окажутся бесконтрольны;
  2. организовать серию ложных вызовов машин охраны к дальним абонентам и в пути устроить их повреждение, например, прокол шин разбросанными колючками;
  3. устроить аварию на линии электроснабжения и надолго оставить здание без электричества;
  4. запустить сильный электромагнитный импульс на вводе жилища и выжечь им всю электронную начинку умного дома.

Какие меры следует принять владельцу квартиры, чтобы помочь в дальнейшем следствию раскрыть подобное преступление и вернуть свое имущество:

  • от последствий аварийного отключения электропитания может спасти наличие резервных батареек, которые способны обеспечить передачу информации между всеми абонентами;
  • последствия воздействия электромагнитного импульса уменьшит правильно подобранный ограничитель напряжения, УЗИП;
  • небольшая серия скрытых «шпионских штучек» позволит зафиксировать грабителей во время их черной акции и отыскать их следователям.

Приведенный пример не является универсальным рецептом на все случаи жизни. Он просто показывает, что владельцу квартиры умного дома не стоит полностью полагаться на заверения производителей и охранных служб, а важно принимать свои дополнительные меры страховки.

При этом придется их периодически проверять. Например:

  • батарейки, установленные в качестве резервного питания, со временем могут разрядиться;
  • на сим карте модема роутера беспроводного интернет когда-то закончатся деньги. С этого момента связь будет потеряна.

Общее представление об удобствах, которые может предоставить умный дом — оборудование для квартиры, хорошо показано в видеоролике Crazy Maks TV. Рекомендую посмотреть его внимательно.

Напоминаю, что сейчас у вас самое благоприятное время прокомментировать материал этой статьи и задать свой вопрос, который мы обязательно обсудим.

Способ организации «умного» дома с максимально широкими возможностями управления электрикой

Сразу оговорюсь, что под «умным» домом скорее понимается удобная система для управления электрическим оборудованием в доме, а её «ум» будет заключаться в ваших умениях использовать её.

При постройке дома стал вопрос о том, как правильно организовать электрику, при условии, что стены сделаны из СИП-панелей, который нельзя штробить. Есть вариант «накрутить» на стены толстый слой гипсокартона и штробить его, но этот способ показался мне не очень удачным из-за того, что пришлось бы крутить довольно гипсокартон довольно толстым слоем, что бы убрать в стену рукав для проводов.

В конце концов было принято решение убрать все, что можно под фальшпол. Туда ушли трубы отопления и металлические короба с проводкой.

И решено было не трогать стены вовсе, розетки разместить в лючках, а выключатели использовать беспроводные.

Вот, что получилось…

Для организации проводки использовался короб из оцинковки шириной 200 мм, и высотой 50 мм. с крышкой. Этот короб был разложен по периметру в каждой комнате.

Для управления освещение были выбраны беспроводные выключатели, у которых был максимально широкий выбор цветовой гаммы (дизайн — наше всё). И когда был выбран цвет стен, то были заказаны выключатели

Выключатели сенсорные, но хорошо реагируют на мокрые руки, включение «бедром», локтем в одежде и т.п.

В комплекте к выключателю необходимо брать беспроводное реле, которое стоит примерно столько же, сколько и сам выключатель. Но можно было пойти и другим путем, тем более, что там стоял обычный радиомодуль на 866 МГц.

Были сделаны приемники, которые позволяют подключить до 7 радиокнопок:

Точнее сказать, радиокнопок туда можно подключить больше, но выходов у платы 7. ПО платы позволяет управлять выходом кнопки при получении сигнала четырьмя способами: а) включение выхода, б) выключение выхода, в) переключение текущего состояния, г) включение выхода и последующее выключение через определенный интервал.

Радиокнопка реагирует на просто нажатие и на длительное нажатие. Для платы приемника это выглядит как разные радиокнопки.

Каждая радиокнопка отпраляет пакет из 6 байт, структура пакета не разбиралась, а использовалась для идентификации кнопки целиком.

Первоначально организация электрики предполагалась по схеме звезда, но посчитав кол-во провода, который необходимо было протянуть в проводах, было решено изменить схемы на следующую: в каждой комнате были поставлены небольшие электрические щитки, к ним было подведено по две фазы с главного щитка, а уже по помещению были разбросаны провода к каждой розетке.

Вот один из комнатных щитков:

Такая схема позволила уменьшить количество проводом, и упростить монтаж.

К каждому комнатному щитку были подведены и по два провода витой пары.

В каждом щитке установлен контроллер (megadevice от ab-log.ru) способный управлять реле по командам, приходящим по HTTP. И к этому контроллеру (у которого есть 7 входов) подключен приёмник для радиокнопок:

Комнатный щиток без крышки (стрелочкой показан приёмник):

А в главном щитке установлен сервер, на базе rapberrypi, к которому подключены все комнатные контроллеры.

Главный щиток:

На сервере крутится openhab2 c модулем поддержки для комнатных контроллеров.

В комнатах использованы люки на 4-6 розеток.

Открытый люк:

Закрытый люк:

С помощью комнатного контроллера возможно коммутировать каждую (почти) розетку в люке.
Используется цветовая дифференциация штанов розеток: а) черные розетки управляются настенными выключателями; б) белые розетки для подключения оборудования, которое можно обесточить командой контроллеру; в) красные розетки подключены минуя контроллеры (для оборудования, которое должно работать постоянно).

Потолочное освещение на первом этаже (кухня, кладовая, с/у) разведено по второму этажу через потолок, освещение в с/у второго этажа, на потолке, сделано в стене под плиткой.

Все остальное освещение реализовано в виде торшеров и настольных ламп.

На кухне, на рабочей поверхности стола используются кот такие выдвижные блоки розеток:

Вид снизу:

Вид сверху:

Кроме комнатных щитков в главный заведено питание двух вытяжных вентиляторов в с/у.

К серверу так же подключен контроллер Xiaomi MiHome, для которого есть поддержка в openhab, что позволяет интегрировать в систему большое количество беспроводных модулей: датчики температуры/влажности, датчики открытия окон/дверей, датчики движения и т.п.

Например: в с/у установлен беспроводной датчик температуры/влажности, т.о. реализуется следующий сценарий: вентилятор включается через 30 секунд после того, как включат свет в с/у и выключается через 5 минут после того, как выключат свет, но если влажность больше порога, то вентилятор продолжит работать.

В итоге получилась удобная система, с помощью которой можно управлять каждым электрическим устройство в доме с помощью гибких сценариев openhab с использованием большого количества различный устройств, поддержка которых реализована сообществом openhab.

Внимание, кабель! Электрика в Умном доме

 

Раньше в квартирах стояли «пробки». Сейчас вместо них в электрический щиток ставятся более надежные устройства защиты: автоматические выключатели («автоматы»), дифференциальные выключатели, УЗО. В системах «Умный дом» эти элементы защиты остаются, с точки зрения безопасности ничего не меняется. Различие заключается в соединении оконечных устройств, например, светильников, моторизованных карнизов или электрических термоголовок с выключателями, которые посылают им команды. Далее рассмотрим этот вопрос подробно.

 У тех, кто заглядывает в будущее и внедряет Умный дом, дополнительно к базовым элементам электросети (автоматам, счетчикам и т.п.) устанавливаются элементы автоматизации – управляющие устройства, интегрированные в общую электрическую сеть. К ним относятся реле, диммеры, логические модули, шлюзы сопряжения, которые крепятся на дин-рейку в электрическом щите. Дополнительно к силовому (обычному) кабелю протягивается слаботочный управляющий кабель — «шина», по которому происходит «общение» между такими устройствами и управляющими панелями / выключателями.

Итак, в чем же разница? 

Кабель в «Умном доме» прокладывается не так, как в традиционной электрике. (1) Как, и (2) какой  кабель будет проложен в вашем доме или квартире зависит от того, на каком из вариантов вы остановились. Когда электромонтаж закончен, потолки «зашиты», а стены заштукатурены, изменить выбранный тип электрики сложно: добавить интеллектуальное управление освещением и полноценное управление климатом через мобильный интерфейс уже не получится. Если кабель протянут традиционным образом, то останется возможность установить лишь менее функциональную беспроводную систему или отдельные «умные» гаджеты. 

Рассмотрим вопрос на примере лампочки.

В традиционной электрике один кабель проходит через выключатель к лампочке и подает на нее электричество (220 вольт). Мы нажимаем на выключатель, контакт замыкается, лампочка горит. Нажимаем еще раз, контакт размыкается, лампочка гаснет. Существуют более сложные варианты, например, включение из двух мест, но суть от этого не меняется: один кабель, который идет сначала к выключателю, потом к лампочке. Если переключателей два, то кабель обязательно проходит через каждый из них.  

Кабельные трассы Умного дома  содержат два кабеля: силовой и информационный. Первый питает лампочку (220 вольт), второй — слаботочный — питает выключатель. Оба подключаются к электрическому щитку, в котором установлены модули системы автоматизации, которые по слаботочному кабелю принимают сигналы от выключателя и подают питание через силовой кабель на лампочку.

Кабель в обычной электрике и в Умном доме

Следствие такой организации кабельных трасс — возможность не просто механически включать и выключать одну лампочку, а, принимая сигнал от выключателя, обрабатывать его.  Что значит «обрабатывать»?

Мы можем запрограммировать логику работы контроллеров, которым приходит сигнал выключателя, таким образом, чтобы при нажатии клавиши питание и команды подавались не на одну определенную лампочку,  а на любые устройства, которые необходимо включить. Или, например, мы можем включить эту лампочку с задержкой. Или, мы одним нажатием запустим  целую программу, согласно которой лампочка включится не прямо сейчас, а позже по датчику освещенности.

Количество кабеля не вырастет в 2 раза

Был один кабель, стало два — нерационально? На самом деле, рационально.

Один кабель — «шина» — проходит через все выключатели. Другой кабель – силовой (220 В) — протягивается от щитка напрямую к каждой группе светильников и других управляемых устройств. Не требуется делать «петли» и вести кабель от выключателя на высоте один метр, к люстре на потолке, потом вниз к следующему выключателю, затем к следующей люстре и так далее.

 

Система умный дом | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика».

Продолжаю серию статей на тему энергосбережение.

В прошлой статье мы рассмотрели с Вами способы экономии электроэнергии в быту, а сегодня я представляю Вашему вниманию статью о системе Умный дом.

На протяжении последних лет люди стремятся к повышению комфорта проживания в своих домах. И речь идет не об установке красивой кухни, дорогостоящей мебели, а именно о снабжении домов современной интеллектуальной электроникой, которая контролирует температуру помещения, ведет контроль за освещением дома, управляет жалюзи, обеспечивает стабильную безопасность — именно этому и способствует система Умный дом.

 

Система управления умным домом

Кроме всего этого, система Умный дом способна совершать управление всеми функциями благодаря беспроводной связи, по средством мобильного телефона, пультов дистанционного управления, находясь в помещении, и голосового управления, а так же по средством всемирной паутины.

Это значит то, что Вам не нужно перемещаться по дому и даже при необходимости что-нибудь выключить.

Так же Вы можете контролировать систему своего Умного дома, находясь в путешествии, на отдыхе и на работе, данная система способна предоставлять Вашему вниманию информацию о происходящем в доме, что в нем включено, выключено, способна предоставлять вам изображение с установленных камер в доме, и Вы сможете сами видеть в режиме онлайн о происходящем в Вашем деревянном доме (квартире), во время вашего отсутствия.

 

Программирование системы Умный дом

В Умном доме, Вы можете запрограммировать время отключения и включения любой бытовой и аудио, видео техники в доме (стиральная машина, телевизор, аудио систему), а так же включение и отключение воды, света.

Так же систему Умный дом можно запрограммировать и на более сложные операции, например за минуту до того как сработает будильник, шторы автоматически откроются и кофе уже будет готово.

Такой подход к управлению по дому, значительно экономит Ваше время и Ваши силы, так как Вам больше нет необходимости тратить время на включение и отключение приборов, находящихся в Вашем Умном доме.

 

Охрана и безопасность системы умного дома

Встроенная в умный дом система защиты, отслеживает каждое движение по дому, вторжение в него, разбитие стекла и др. И все это абсолютно не зависит от того фактора как время суток, будь то ночь или день, дома ли Вы или в отъезде, система Умный дом охраняет ваше имущество постоянно, и в случае надобности сообщит Вам о происходящем.

Система так же может имитировать нахождение Вас в доме, сообщить Вам об утечке газа, воды, сообщит в случае возгорания и других опасностях.

 

Экономия

Ежели говорить об управлении отоплением в Умном доме, то с помощью данной системы можно достичь экономии в 30% энергии.

И это все достигается благодаря тому, что во время Вашего отсутствия, система способна перевести отопления в экономичный режим, а перед вашим приходом домой, вернуться в обычный режим, и в доме снова будет необходимая температура.

Так же управлять можно не только отоплением, но и благодаря продуманной системе, Вы сможете управлять и освещением в доме, снижая яркость в нужных комнатах и в определенное время.

Удобно и то, что есть возможность управлять освещением сидя диване. Теперь нет необходимости подниматься и идти к выключателю.

Также Вы имеете возможность одновременно выключить свет во всем доме. Если ночью Вы зайдете в темную комнату, то система Умный дом самостоятельно включит освещение в ней.

Исходя из всего этого, система Умный дом способна совершать огромное количество полезных вещей, таких как экономия вашего времени, сил и денег самыми разными способами, все зависит только от Ваших фантазий, желаний, и возможностей.

Ниже приведу Вам структурную схему, показывающую работу системы Умный дом (для увеличения картинки щелкните прямо по ней).

Заключение

В данной статье я Вам в общих словах рассказал про систему Умный дом. И как Вы уже догадываетесь, такую систему реализовать в реальных условиях очень сложно, из-за финансовых возможностей.

Но что же нам мешает, частично реализовать некоторые функции системы Умный дом прямо сейчас?

Да в принципе ничего.

Например, при выполнении монтажа электропроводки в квартире (доме), затратив небольшие средства на беспроводной приемник (актуатор) и специальные беспроводные  выключатели для Умного дома, Вы можете организовать у себя дома беспроводное управление освещением, жалюзи и другими устройствами. А также можно применить датчики движения для включения света в коридоре, установить фотореле для уличного освещения или управлять освещением с помощью импульсных реле.

P.S. На этом статью я завершаю. Но мы еще вернемся к ней и ее возможностям более подробно. Следите за обновлением на сайте и подписывайтесь на новые статьи.  

И на десерт, посмотрите видео-ролик о системе Умного дома, где о ней рассказывают простыми словами и демонстрируют наглядно ее функции.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


«Умный дом» — переосмысление / Habr

На Хабре уже было несколько публикаций о том, как айтишники строят себе дома и что из этого получается.

Хочу поделиться своим опытом («тестовый проект»).

Постройка собственного дома (особенно, если еще и своими силами) — крайне объемный кусок информации, поэтому я свое повествование буду вести больше про ИТ-системы (мы же все-таки сейчас на Хабре, а не на ФХ, хотя там тема тоже есть).

Предыстория


Мы уже довольно давно перебрались из мегаполиса «поближе к природе». Таунхаус (наш выбор на тот момент) казался идеальным вариантом — уже не квартира в многоквартирном доме, но еще не загородный дом — идеальный «тест на загородную жизнь». При этом свой «клочок земли» и все центральные коммуникации, два этажа и никаких проблем с парковкой.

Но довольно скоро мы поняли, что «загород» — нам отлично подходит, а вот наличие «близких соседей» — нас не устраивает.

Начались долгие и кропотливые поиски подходящего участка (это вообще отдельная тема — столько нюансов), но «кто ищет, тот всегда найдет». Нашли (25 соток, ЛПХ, 3 фазы (15кВт)). Купили.

И вот тут началось…

Купить и оставить участок «как есть» — это не про нас. Начали его осваивать потихоньку — удалили лишние деревья, организовали въезд, построили забор (все своими силами, денег-то не осталось после покупки участка)…

Сразу было понятно, чтобы строить дом — нужно продать таунхаус. Процесс продажи — очень небыстрый (загородная недвижимость — это очень сложно).

Чтобы было «не скучно» решили построить небольшой гостевой домик, который в дальнейшем можно было бы использовать вместо съемной квартиры на время строительства основного дома и после постройки дома как «кабинет вне дома со всеми удобствами» (ну и как гостевой дом тоже, конечно:)). Заодно на нем опробовать технологии строительства и сделать «тестовый» умный дом.

Стройка


Поскольку этот домик — «гостевой» и является «разминкой» перед стройкой основного дома, то решили его строить по каркасной технологии (северо-американский вариант).

Выбор технологии строительства был сделан на основании двух гипотез: «быстро» и «дешево».
Постулат «быстро» — да, правда (при условии достаточного финансирования), а вот «дешево» — совсем не оправдался («хорошо дешево не бывает» — если все делать правильно по технологии и «для себя», то получается совсем недешево).

Сегодня домик выглядит вот так:

Цоколь еще не доделали — вот снег растает и все подсохнет, тогда и займемся им.

Кратко про инженерные системы домика:

  • Принудительная приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла.
  • Отопление — (только) электрические теплые полы.
  • Холодное водоснабжение — скважина.
  • Горячая вода — от электрического бойлера.
  • Канализация — ЛОС.
  • Кондиционирование — сплит-система (пока не установлена, но все необходимые магистрали проложены на ранних этапах стройки).

Собственно, при самой стройке ничего «ИТ-интересного» не происходило — нормальный строительный процесс (хотя вру: когда на участке еще даже не было временного туалета, уже была проброшена оптика, стоял роутер и запущена система видеонаблюдения).

Если интресует сам процесс стройки — вот моя тема на ФХ.

По своему (уже состоявшемуся) опыту — продумывайте все свои системы на несколько итераций вперед, чтобы не забыть сделать все нужные «закладки» («гильзы» для ввода кабелей, продумывайте где будет стоять различное оборудование и сколько его будет; прикидывыйте, как пройдут трассы и т.п. — это потом существенно облегчит жизнь, когда дело дойдет до инженерных систем). Подумать о «плане Б» — тоже не помешает (лучше иметь 1-2 запасных варианта, чтобы в случае чего можно было оперативно переиграть решение).

Маленький (тестовый) домик позволил реализовать и опробовать тот подход, который сложился в голове за последние 6-8 лет жизни в таунхаусе (где застройщик фактически все инженерные системы сделал за меня, и это накладывало определенные ограничения на систему «умного дома» (УД), которую я медленно, но верно испытывал на своей «прекрасной половине»):

— Перестань издеваться надо мной: я не знаю, как пользоваться выключателями — они разные на разных этажах — тут надо нажать, а тут — прислонить палец.
— Если свет еще раз ночью зажжется, я вырву что-нибудь с корнем!
— Ты меняешь выключатели быстрее, чем я успеваю к ним привыкнуть!
— Зачем нам голосовое управление? Я этим пользоваться не буду!
Поскольку тут у меня уже не было никаких ограничений (в виде застройщика) — все системы делались так, как считал необходимым.

В результате вся электрика была сделана слегка нетрадиционным образом: в доме нет ни одного «классического» выключателя и вся проводка сделана «звездой» с центром в электрическом щитке.

Выглядит это вот таким образом:

Кровь, кишки…Щиток — «маленький», всего-то на установку 120 стандартных модулей (и это для домика, общая площадь которого — около 30м2).

Но после установки всего необходимого оборудования он уже совсем не кажется избыточным по объему:



Топология «звезда» позволила в электрическом щитке расположить управляемые блоки, и теперь можно «рулить» любым «лучем» по своему желанию (как «рулить» — это отдельная тема, об этом чуть дальше).

Конечно, не все нагрузки требуется коммутировать через управляемые модули. Часть оборудования идет через обычные «автоматы» (холодильник, плита, «серверная» (ага, мы же не будем «стрелять себе в ногу»), стиральная машина и т.п.)

Пока шла стройка и занимались отделкой — с электрического ящика снял дверцу и банально пальцем тыкал в нужную кнопочку чтобы включить ту или иную цепь.

Вообще, если честно, то я несколько излишне усложнил систему — сейчас, после нескольких месяцев эксплуатации, вижу, что можно было сделать чуть-чуть проще (некоторых потребителей, которых я разделил для возможности раздельного управления — объединить в группы), но в целом — подход себя полностью оправдал и позволил решить все возникающие задачи.

Когда уже почти все было готово — дома начала разворачиваться настоящая ИТ-инфраструктура:

  • Роутер mikrotik (резервный канал через LTE, vpn, capsman, мониторинг и все такое).
  • Две различные WiFi-сети — физически разные точки доступа (одна сеть для IoT-устройств, другая — для обычных пользователей (вообще для «обычных» пользователей — две сети: 2.4 и 5ГГц), надо бы еще одну «гостевую сеть» поднять…).
  • Сервер домашней автоматизации («сердце» «умного дома»).
  • NAS Synology.
  • Бесперебойники …

Большая часть «железа» уже была в наличии и переехала из таунхауса.

А вот тут уже начинается «ум» дома.

Все перечислять — будет очень долго, но суть везде одна и та же — система «сама» обнаруживает и реагирует на какие-то события/параметры без участия человека. Приведу некоторые очевидные (и не очень) сценарии, которые подверглись автоматизации:

«Он сам пришел» ©


Климат


  • Режим «день/ночь» (с удобным управлением, как графиком, так и желаемыми уровнями нагрева/охлаждения).
  • Если хозяева уехали — перевести систему в «ночной режим» для экономии электричества.
  • Термостат для управления теплым полом (т.е. задается не только комфортная температура теплого пола, но и желаемая температура в помещении).

Освещение


  • Все уехали — погасить свет в доме.
  • В темное время суток в санузле включить свет при обнаружении движения (ночью свет НЕ ВКЛЮЧАТЬ, дабы «не разбудить» ;)).
  • В прихожей ночью включить ночник при обнаружении движения.
  • Имитация обычной «световой активности» хозяев в их отсутствие (при необходимости).
  • При возвращении хозяев в темное время суток — включить «приветственный» свет на веранде и в прихожей (последнее — по датчику открытия двери).

Электричество


  • Если все уехали — выключить «ненужные» розетки (не надо помнить, «выключил утюг или нет?»). По возвращению хозяев — «вернуть как было».
  • Включить электрический полотенцесушитель на 2 часа, если влажность в санузле поднялась выше 70% (кто-то пошел в душ и точно будет сушить полотенце после этого).
  • Выключить греющий кабель в подводящей водопроводной трубе, если температура на улице выше 5 градусов.

Безусловно, это только «верхняя часть айсберга» по приведенным подсистемам, а есть же еще другие области (такие как «Охрана», «Информирование» и т.п.).

Кто-то может сказать, ну и зачем тут городить «умный дом» — достаточно накупить в леруа мерлен (оби, кодин терра, к-раута — нужное подчеркнуть) датчиков движения, термостатов и т.п. — и решить те же задачи (пусть и не так изящно). И в чем-то будет прав, но если делать по-умному, то возможно «двойное» использование одних и тех же вещей. К примеру, датчик движения в прихожей можеть быть «активатором» ночника, когда хозяева дома и «датчиком движения» для охранной системы (когда хозяев нет). Да и «аппетит приходит во время еды» — я уверен, что еще далеко не все возможные сценарии выявлены и автоматизированы.

Кстати, «прекрасная половина» теперь является активным «паровозом» в процессах автоматизации, причем, уже в формулировках:

— А почему у нас до сих пор автоматически не… (далее следует словесное описание какого-то сценария) ?

Так с выключателями-то что?


Несмотря на то, что дома нет ни одного физического выключателя (рубильники и кнопки в электрическом щитке не считаем), никаких сложностей с включением/выключением не возникает.

И происходит это потому, что свет можно включить следующими способами:

  • Беспроводной выключатель («беспроводная кнопка»), который наклеен на стене в удобном месте (там же, где должен был бы быть «простой» выключатель).
  • «Привет, Siri! Включи люстру» (говорится Apple Watch, MacBook, iPhone/iPad).
  • «Hey, Google! Turn on lights in the kitchen» (можно просить как андроид-телефон, так и «умную колонку» — у меня Google Home Mini).
  • «Alexa, turn off light in the living room» (Echo Dot от Amazon).
  • Приложение Home (iPhone/iPad/MacBook/AppleWatch).
  • Приложение на умных часах.
  • Приложение на андроид-телефоне/планшете.
  • … (Наверняка еще что-то забыл 😉

Т.е. несмотря на отсутствие выключателя — его функции доступны и способов «коммутации» куда больше, чем при использовании классического решения.

Естественно, все работает как локально (внутри дома), так и удаленно (главное, чтобы интернет был).

Google Assistant и Amazon Alexa — на текущий момент не владеют «великим и могучим», но вот со стороны Google ситуация, думаю, скоро изменится — в «бета-режиме» колонка уже довольно сносно распознавала русский и говорила на нем, правда, на русском не работало управление умным домом, но это наверняка временные трудности.

Интеграция


Дальше становится еще интереснее — границы между системами потихоньку начали «размываться».

Система видеонаблюдения -> УД


К примеру, у меня (пока) есть одна капризная IP-камера, которая может «отвалиться» в любой произвольный промежуток времени — раньше для нее было настроено правило, что она раз в сутки самостоятельно перезагружалась. Так она умудрилась уйти на перезагрузку и не вернуться. Конечно, это произошло, когда я был в нескольких тысячах километров от дома…

Так эту ситуацию я оставить не мог.

Придумалось следующее решение: у Synology в системе видеонаблюдения не так давно появилась возможность использовать запросы во «внешние» системы.

Настроил простое правило «если потеряно соединение с целевой камерой — отправить запрос в систему умного дома, чтобы последний перезапустил камеру по питанию» (банально передернул питание PoE-инжектора с помощью «умной розетки»).

Вуаля! Работает! Регулярную самостоятельную перезагрузку камеры — заблокировал за ненадобностью.

Правильнее было бы конечно…

… поменять PoE-инжектор на нормальный PoE-коммутатор и там задать правила, по которому запустить «Power Cycle» для конкретного порта, но это будет позже…


Кстати, ровно по этому же принципу можно сделать камеру видеонаблюдения — «датчиком движения» в системе УД.

УД -> Видеонаблюдение


Другая задача — иллюстрирует взаимодействие «в обратную сторону»: когда хозяева дома — отключить камеры видеонаблюдения, расположенные внутри домика (камеры внутри установлены поскольку мы любим путешествовать: приятно откуда-то издалека «заглянуть домой» и убедиться, что там все хорошо и подсмотреть, что робот-пылесос работает, а не забился куда-то в угол и отлынивает;)).

В этой задаче уже «умный дом» (на основании geo-данных) определяет, есть ли кто из домочадцев «поблизости» и если это так — инициирует переход системы видеонаблюдения в «Home Mode», при котором часть камер отключается.

Анализ данных


Ни одна серьезная система не обходится без датчиков (абсолютно разного типа) и системы хранения их данных — вот тут появляется возможность многофакторного анализа.

К примеру, в какой-то момент в домике обнаружилась одна неприятная вещь — низ окон начинал «потеть», конденсат обнаружился и на торце входной двери (обильный конденсат). Стали искать причину — поиск по форумам, применение каких-то превентивных мер — не давали результата. А оказалось все просто — достаточно было глянуть на показания датчика влажности в комнате — влажность в какой-то момент повысилась процентов на 10-15 от обычного состояния. С новыми данными решение искать стало проще — на ФХ в теме про вентиляцию предположили, что это последствия наличия «перетекания» воздуха внутри блока рекуператора, которое приводило к превышению «приточки» над «вытяжкой». Другая возможная причина этого — засорившийся фильтр внутри системы вентиляции.

Оказалось, что это именно так: замена фильтров и проклейка пары критичных мест уплотнительной лентой в блоке рекуператора полностью решили нашу проблему — конденсат везде пропал (и влажность вернулась к обычным значениям).

Так же интересно смотреть на реакцию системы при изменении параметров автоматизации: например, как скажется изменение значения термостата в контуре теплого пола на его электрическое потребление?

Но, к сожалению, на текущий момент времени на анализ практически нет, но данные копятся…

Если честно, то уже хочется какие-то вот такие вещи отдать на откуп ИИ 😉 — пусть анализирует и подсказывает наиболее оптимальные значения.

Жаль, что пока это только из области фантастики.

Оборудование и ПО


В этой статье я умышленно обхожу какие-то технические детали и не даю конкретных рекомендаций по железу и софту (хотя и это могу, конечно) — это не очень важно, главное — принципы (которые можно применить практически на любой современной системе с разной степенью удобства реализации).

Для меня в «умном доме» важны следующие вещи:

  • Независимость процессов автоматизации от внешних «облаков» (все автоматические процессы должны работать даже при отсутствии доступа в интернет).
  • Вариативность оборудования (не ограничивать себя только изделиями только одного производителя — необходимо иметь возможность интегрировать устройства разных вендоров между собой).
  • Разнообразные способы управления (веб, приложения, голосовое управление (Siri, Google Assistant, Amazon Alexa) — кто знает, каким образом в реальной жизни (и реальный момент времени) будет удобнее воспользовться?).
  • Гибкость построения различной автоматизации (развитый скриптовый язык сценариев — чтобы эта мелочь не могла омрачить «полет фантазии» в описании процессов).
  • Актуальность состояний внутри системы (когда я только-только начинал «погружение в тему», часть устройств была вообще без обратной связи (livolo, например), потом появилась обратная связь (со сменой устройств, конечно), но частенько актуальность статусов была под большим вопросом — приходилось проверять).
  • Минимальные задержки (время от подачи команды/«нажатия кнопки» до видимой реакции системы должно быть как можно меньше, чтобы это не вызывало временного дискомфорта от эксплуатации).
  • Предсказуемость и стабильность (никаких несанкционированных «барабашек», включающих/выключающих свет (особенно ночью;)) быть не должно).

Безусловно, любая система УД (да и любая критичная ИТ-система) должна бекапиться и резервировться (вообще не мне вам об этом говорить;)).

Заключение


Вообще говоря «переосмысление» — не совсем правильное слово в названии, скорее это «развитие»: за последние 6 лет с того момента, как я написал:
Для меня «умный дом» — это когда находится какая-то проблемная область в обычной домашней жизни, для нее делается какое-то решение, которое начинает работать без участия человека и позволяет забыть эту проблемную область как минимум надолго, а в идеале — навсегда.
мое мнение не поменялась. Принцип остался прежним, просто системы стали более сложными и интересными, аппаратное обеспечение поменялось (несколько раз), сфера влияния и зона ответственности «умного дома» увеличились.

P.S. а таунхаус мы продали и готовимся к стройке основного дома…

Умный дом или игрушка для мужчин: контроль электричества / Habr

Вслед за статёй о контроле температуры, хочется еще немного рассказать о контроле электричества. Конечно, его интереснее контролировать, когда у Вас 3 фазы.

Тут много уже есть статей про измерение качества электричества. Обычно предлагаются дискретные измерения с помощью клещей, например. Не видел графиков, на которых отображаются важные характеристики электричества во времени: напряжение на фазе, нагрузка на фазу, напряжение на нуле и на защитном заземлении, потребление по приборам и др. С помощью таких графиков можно было бы вовремя заметить перекосы фаз, низкие-высокие напряжения на фазе, токи утечки в землю, анализировать причины отключения фаз и др.

Автор статьи не является электриком и не претендует на профессиональную подачу информации. Хотя с ПУЭ и оборудованием заземляющего контура пришлось плотно ознакомиться.

В моем случае (так уж вышло), сделана не совсем правильная схема TN-C-S, я разбил PEN на PE и N уже после счетчика (он на опоре). Но, несмотря на это, все же очень интересно, куда и как ходит электричество по 3-м фазам и 5 проводам. Эту систему можно даже использовать как учебное пособие для начинающих, наблюдая за поведением нуля при загрузке разных фаз. В частности, интересно, что в нулевом проводе всегда есть напряжение (относительно земли). Думаю, в садоводстве, а также в квартирах, полного нуля на рабочем нулевом проводнике вообще не может быть. Соответственно, с нуля в контур заземления практически всегда уходит часть электричества. Начинаешь понимать, что зануление в квартирах и на садовых участках опасно для жизни.


На первый взгляд довольно сложные графики изображены выше. На самом деле все просто. Сверху- 3 фазы, ноль и земля. Снизу – существенные электрические приборы. У меня 3 фазы, на входе стоит 3-хфазный рубильник на 32А и 3 отдельных автомата на 25А. По нагрузке на фазах видно, что запас есть еще вдвое.

Целей измерений много:
• Оптимизация нагрузки по фазам
• Контроль качества входного напряжения
• Защитное отключение приборов при выходе напряжений за пределы допустимых значений
• Предотвращение перегрузки по фазам
• Обработка аварийных ситуаций
• Учет и прогноз использования электроэнергии разными электроприборами


Когда я подвел 3 фазы к себе (до этого была 1 фаза), встал вопрос о равномерности нагрузок по фазам. Составил табличку в Excel, расписал все нагрузки, провел расчеты, расписал автоматы по фазам. Установил в щите защиту от перегрузок УЗМ-51М 3 штуки по фазам, переразвел автоматы в щите в доме и, наконец-то, подключил к щиту умный дом. Поняв, что фаза C проседает больше, чем A, поменял их местами. Теперь на фазах B и C находятся важные потребители (компьютеры, сетевое оборудование, холодильник и т.п.). Все они подключены за стабилизаторами. Компьютеры и сетевое оборудование подключены еще и за ИБП. Напряжения на фазах (симметрия напряжений) примерно одинаковые. Допустима, по-моему, разница в 10%, т.е. 23V.

Но план есть план. Факт может сильно отличаться от того, что напланировано. Поэтому, конечно, интересно посмотреть, как же по факту ведут себя фазы в момент больших нагрузок. Иногда просто достаточно быстрого взгляда, были ли выходы за 250V сверху и за 190V вниз. В любом случае становится понятно, что достичь полной симметрии напряжений даже на отдельно взятом садовом участке невозможно. Следовательно, к ненулевому рабочему нулю на входе добавляется (геометрически) свой ненулевой нуль. Иногда, геометрическое сложение напряжений в нуле и может привести к почти нулю, но это будет случайностью.


В случаях, когда напряжение на фазе падает и держится ниже, скажем 180V, я отключаю осушители и второстепенный холодильник, т.к. перед ними нет стабилизаторов. Отправляю на почту себе сообщение о произошедшем и дальше могу в ручном режиме принимать решение об их включении.

У меня стоят автоматы защиты по фазам (УЗМ), но нет смысла отключать всю фазу в случае выхода напряжения за нижние пределы, скажем, 180V. Лампы освещения, приборы за стабилизаторами вполне в состоянии работать при таких напряжениях. УЗМ у меня отключает фазу при 160V (на нем можно вручную задать допустимые границы напряжений). Когда напряжение на фазу достигнет нормальных значений, УЗМ автоматически включится через заданный мною промежуток времени.

Когда у меня была 1 фаза и входящий автомат был на 25А, очень важно было не допустить длительной перегрузки, чтобы входной автомат не отключился. Так мне удавалось прогревать поэтапно дом к выходным. Например, бойлер и первый этаж прогревались в ночь со среды на четверг до 15 градусов, с четверга на пятницу прогревался второй этаж до 15°C, в пятницу шел догрев дома до 20°C. В пятницу вечером мы приезжали уже в теплый дом. 25А мне хватало в течение 4-х лет. Дом 7*9, 2 этажа, Ленинградская область.

Этим летом я провел себе 3 фазы. Получилось 3*25А. Но все равно возможны случаи, когда суммарная нагрузка на фазу может быть выше 25А. Например, включу бойлер на 1,5кВт (сейчас он на 0,6кВт) и забуду про это, детки включат случайно обогреватель на 1,5 кВт, да еще и жена на кухне начнёт готовить, включит электрогриль 2,5 кВт на часик и начнет пылесосить. И это все случайно окажется на одной фазе. Мой умный дом сразу отключит бойлер и обогреватель. Так что даже в этом случае полезно иметь контроль нагрузки на фазы.


Возможны разные нештатные ситуации. Например, дети, балуясь, отключат обогреватель. Умный дом сообщит мне об это письменно. Или наоборот, включат его на полную. Дом отключит обогреватель и сообщит об этом мне.

Часто встречаются случаи, что обогревающий водопроводную трубу кабель выходит из строя и перестает греть. Как узнать об этом вовремя, пока не порвало трубу? Умный дом на страже.

Бывают ситуации, когда дренажный насос заглотит воздушную пробку и будет сутками пытаться выкачивать воду. Умный дом отключит в этом случае насос уже через заданное время, минут через 5.

Ну и, конечно, отключит компрессорные установки при пониженном напряжении, например, если оно будет ниже 180V, сообщив об это хозяину.


Многолетние наблюдения за энергопотреблением позволяют понимать, из чего складывается сумма расходов на электричество и оптимизировать эти затраты. Прогноз расходов позволяет вовремя оплачивать электроэнергию. У нас в садоводстве принято оплачивать заранее. Я, например, оплачиваю сразу за несколько месяцев вперед, чтобы потом зимой не искать бухгалтера.

На картинке показано очень удачное для анализа время, когда наше садоводство посадили на «падший» фидер. Несколько раз на фазе C напряжение падало аж до 160V, что приводило не только к отключению некоторых ИБП, перед которыми не было стабилизатора, а и к отключению УЗМ-51М, т.е. в доме отключалась вся фаза. Сделано это для защиты электрооборудования, в частности, холодильников. Известно, что при таких напряжениях возможно возгорание обмотки компрессора. При этом, разница между минимальным и максимальным напряжениями нередко превышала 20%. Потом нас посадили обратно на нормальный фидер.


Рабочий нуль заземлен. На картинке показан ток на контуре заземления. Из нее видно, что есть ток между рабочим нулем и контуром заземления. И этот ток немаленький. Тут я как непрофессиональный электрик делаю 2 вывода. Первый — защитное заземление работает. И второй — там проходит довольно большой ток. Думаю, что здесь найдется много профессиональных электриков, которые все это прокомментируют. Возможно, что-то надо поменять. Но, если бы не было этих измерений в течение длительного времени, я бы мог и не узнать об этом. Может это и не проблема. Сразу хочу сказать, что системы уравнивания потенциалов у меня пока нет. Из железных предметов только плита газовая, печка и коллекторы в системе водоснабжения.


Так как я далеко не электрик, меня порадовала возможность поиграть с нулем. Посмотреть, что будет с нулем, если нагрузить одну фазу, а если две? Оказывается, ноль бежит за этими фазами. В общем и целом, это понятно. Интересно попробовать загрузить симметрично все 3 фазы. Совсем симметрично не получится, но видно, что в этом случае нуль идет к нулю.

«Коэффициент мощности равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение работы». И на картинке мы видим, что масляные обогреватели и тепловентиляторы имеют коэффициент мощности практически равный 1. Инфракрасный обогреватель уже около 0,91. А вот термопот в режиме ожидания – 0,45. Компьютеры и телевизоры будут иметь от 0,5 до 0,7. Для специалистов – это обычное дело. Для простых смертных – интересный факт.


На графике показан общий расход значимых потребителей за сутки. В субботу в 0:00 включился предварительный нагрев дома, бойлера и термопота. Мы приехали в субботу в полдень. В 7 утра остановилась подготовка дома к нашему приезду, т.к. закончился льготный ночной режим. Дом почти вышел на заданный температурный режим. Бойлер прогрелся уже к 5 утра, термопот – к часу ночи. Пока не очень холодно на улице, дом не греется днем дальше, пока нас нету. За сутки было израсходовано чуть больше 30 кВт/часов.

Раньше, пока не было умного дома, уезжая с дачи, каждый раз мучился мыслью, что что-то забыл выключить. И, надо сказать, бывало, что и правда, на неделю оставались включенные ненужные электроприборы. Умный дом позволяет найти даже такие несущественные нагрузки, как оставленное освещение. Уж тем более обогреватель. После внедрения умного дома, уезжаю совершенно спокойно. Даже если и осталось что-то включенное (по ошибке настройки), то уж удаленно-то без проблем все сделаю, перенастрою, отключу. Надо сказать, сильно спокойнее жить стало.


Наглядная статистика расхода электроэнергии за предыдущий месяц, на текущий момент и прогноз на текущий месяц в рублях и в Вт. Единственный минус этого умного дома – в нем нет понятия ночного тарифа. Т.е., если в сентябре на электричество было потрачено 621р, то надо вычесть оттуда примерно треть, т.к. основной расход был ночью по половинной ставке.


1. Интересная игрушка, позволяющая заинтересоваться электричеством и немного разобраться в нем;
2. Полезная вещь, позволяющая предотвращать аварийные и нештатные ситуации;
3. Имея учет, появляется возможность серьезно оптимизировать затраты на электричество;
4. Если умный дом уже есть (он занимается обогревом), то можно за почти просто так получить учет, анализ и контроль расхода электричества.

Напоследок хочется разместить загадку:

Вопрос: что произошло, почему отключилось электричество? В 9:23 был отключен контроллер, в 9:35 включен. Сразу скажу, что сам точного ответа не знаю, т.к. в этот момент там меня не было. Есть только предположения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *