Умный дом или игрушка для мужчин: конечные устройства27.08.2015 14:52

В одной из предыдущих моих статей был проведен опрос по наиболее интересующей читателей теме: «Конечные устройства умного дома (установка, подключение, использование…)». За нее высказалось 80% проголосовавших читателей. Эта статья будет посвящена общему описанию основных конечных устройств с подробными ссылками на информацию от производителя.

На плане 1 этажа показаны реальные устройства реального умного дома:

На плане располагаются все устройства умного дома: это датчики температуры и влажности, датчики тока, датчики освещенности, счетчики потока воды, датчики напряжения, контроллеры датчиков, умные розетки и т.п.
Ниже ради интереса можно посмотреть поэтажные планы.

Возвращаясь к моей первой статье, хочу напомнить читателям, что я сторонник определения умного дома, данного в Википедии, т.е. без излишеств: без говорящего под тихую музыку ласкового голоса об окончании колбасы в холодильнике, без автоматического открывания ворот и дверей и т.п. Комфорт — это цель. Климатический комфорт в первую очередь. Остальное — можно поиграть. Можно автоматизировать полив теплиц и/или огорода, подогревать теплицы, открывать-закрывать шторы, окна и двери. Но это, на мой взгляд, не основное. Без этого дом переживет холода в -30°С.

В этой статье я хочу вкратце рассказать об основных, на мой взгляд, устройствах умного дома. Поэтому определим основные устройства:

• умные розетки
• датчик температуры и влажности
• датчик тока
• контроллер датчиков (mPort)

Умный дом — вещь, требующая высочайшей надежности. Понятно, что нужно его дублировать другими системами. Но к нему все равно должны применяться высокие требования, т.к. не покатаешься зимой за город по каждой ерунде. Поэтому я для себя решил, что сервер будет работать под Linux. Пока не пожалел об этом. Поднимаем любую стабильную версию Linux. Контроллер MFI есть на сайте разработчика. Установка контроллера не должна вызвать больших проблем.

Внешний вид расположения устройств разнообразен.

Тут уж каждый сам себе придумает.

Управляемые розетки есть 3-х видов по количеству потребителей на 1, 3 и 6 розеток.
Розетка mPower Mini

Управляемая розетка mPower на 3 потребителя

И розетка mPower Pro на 6 потребителей

Документация для mPower mini, для mPower и для mPower Pro.

Разница в использовании очевидна, но по стоимости 2 mPower mini стоят почти как 1 mPower Pro 6х (примерно 6000р против 7300р), но дороже 1 mPower 3х (6000р против 4500).

Розетки mPower mini и mPower (на 1 и 3 потребителей) работают только через WiFi. mPower mini вставляется в обычную розетку. Розетка mPower Pro на 6 потребителей может подключаться к сети по витой паре. Все управляемые розетки занимаются включением-отключением оборудования, сбором статистики по Ваттам, кВатт-часам, Амперам, Вольтам, вкл-выкл. Так же они могут работать автономно.

Пример использования mPower mini был на картинке ниже.

Если вы планируете использовать 2 управляемые розетки рядом, то имеет смысл использовать mPower на 3 розетки, закрепив, например, ее на стенку.

Но фото ниже подключен бойлер и обогреватель в гостевом домике:

Если не хватает 3-х, то экономичнее использовать mPower Pro на 6 потребителей. Как ни странно, это действительно бывает нужным в каких-нибудь центрах управления. У меня она используется для 2-х обогревателей, электрочайника (спот), телевизора, музыкального центра и электрогриля в газовой плите. Они суммарно не превышают 16А. Ну и, конечно, я не планирую использовать mPower Pro на полную катушку под 16А длительное время. Обогреватели не более 500Вт, чайник раз в сутки 800Вт, гриль 1700Вт. Остальное суммарно не более 100Вт.

Вот пример ее установки:

Установка и подключение их к контроллеру тоже не должны вызвать проблем. Включаем в розетку, через минуту-две подключаемся к WiFi, который они раздают, задаем параметры вашего WiFi, адрес, порт, логин и пароль для доступа к контроллеру, и все работает. В документации на сайте все подробно описано.

Некоторые особенности их использования. Производитель Ubiquiti довольно качественно делает свои товары. Но, всегда найдутся умелые ручки, которым захочется выключить или перезагрузить устройство при обновлении прошивки. Делать этого ни в коем случае нельзя. Хоть и умный производитель, но такие вещи делать опасно. Дождитесь, когда синяя лампочка перестанет мигать, подождите еще пару минут, и только потом розетку можно отключать. Это касается всего оборудования, не только розеток.

Судя по опросу в предыдущей статье, качество электричества на дачах у ⅓ читателей плохое. Поэтому розетки могут зависать. У меня за пару лет было 2–3 таких случая. Простой софтовый ресет не помогает, нужно обесточить ее и включить обратно. В таких случаях также помогает полное отключение дома от электричества. По проведенному опросу у большинства читателей электричество отключают хотя бы несколько раз в год. А 28% проголосовавших так вообще повезло — несколько раз в месяц.

В парниках у меня стоят такие розетки. Влажность там часто приближается к 100%, хотя по документации они должны использоваться при влажности до 90% без конденсата. 2 года держатся. Запаса прочности достаточно.

mPower mini и mPower рассчитаны на нагрузку 15А на каждую розетку и 15А общую.
mPower Pro рассчитаны на нагрузку 16А на каждую розетку и 16А общую. Это тоже надо иметь в виду. 16 ампер (при напряжении 220В) умножаем на 0.22, получаем 3.52кВт. То, что пишут на коробке с оборудованием, как правило, не соответствует действительности и пишется с запасом. Обогреватель с надписью 1,8кВт в действительности может потреблять 1,5кВт. А то и меньше, если напряжение в сети низкое. Оборудование хоть и надежное, но лучше не подвергать его длительному использованию при максимальных нагрузках.

Я сторонник того, чтобы использовать 2 обогревателя по 500Вт, чем один 1кВт, т.к. я могу управлять ими 2 по 500Вт, а не 1 по киловатту. Когда очень холодно, можно включать 2×500Вт, а когда нужно просто поддерживать тепло, можно включать только 1 на 500Вт. Аналогично использую бойлер. Обычно у меня включен в нем только один ТЭН. И только тогда, когда много народу, я включаю его на полную. Электричество в доме у меня проводил профессиональный электрик, но все равно я не хочу использовать максимальную нагрузку на одну розетку и один автомат. Кроме того, 2 обогревателя по 500Вт равномернее будут нагревать комнату в разных местах, чем один на 1кВт в одном месте. В межсезонье один из них можно просто убрать в кладовку до зимы.

Далее — датчики температуры и влажности. На самом деле физически это один датчик.
Увеличенный вид

Документация тут.

Некоторые важные характеристики:

• разрядность до 0.01°С
• точность измерения температуры (по документации) ±0.5°С,
• точность измерения влажности ±3%
• диапазон измерения температур от -10 до +50°С
• работать может при относительной влажности не более 95%, без конденсата

Некоторые полезные знания про измерение температуры. По правилам датчики температуры должны устанавливаться только на внутренних стенах, вдали от оборудования, на высоте 1,5–2 м. На практике так получается далеко не всегда. При этом надо иметь в виду, то, что измеренная температура является правдой только для того места, где она измерялась, а не для того, где бы вы хотели. Поясню.

На улице в течение 2-х недель -30°С. В комнате было +8, только что нагрели до +20°С. Вопрос, какая температура под угловым шкафом в углу внешних стен около пола? Конечно, зависит от качества утепления дома, от времени, когда температура поднялась до 20°С и от многих других условий. У меня в таких условиях (при довольно хорошем утеплении дома) в этом углу замерзла вода в подводящей трубе с холодной водой! Я измерил лазерным термометром температуру там, она оказалась -10°С!

Так что надо понимать, что мы меряем, где меряем и что хотим. Температура — не влажность. Она не спешит распространяться по комнате. Да и на 2-й этаж поднимается не спеша. Все время ей что-то мешает. Влажность (как и запахи) напротив, очень быстро распространяется во все стороны. По перепадам влажности можно довольно точно сказать, когда было открыто окно или дверь. А также, когда жена пошла делать завтрак или обед.

На графике видно, что в 13:06 начала подниматься влажность, затем температура. Это говорит о начале приготовления обеда. Затем был провал по влажности, температура перестала быстро расти, это, скорее всего, связано с включением вентилятора, дующего из кухни в коридор. Умный дом понял, что охладить кухню можно путем вывода тепла в коридор, т.к. там было не жарко. Потом она, правда, опять пошла наверх. Прямо как доллар к рублю. А вентилятор почему-то решил не включаться. Потом, судя по падению температуры и влажности, приготовление обеда закончилось.

Датчик температуры, как уже было сказано выше, является и датчиком влажности. Под спойлером ниже показана распиновка, т.е. как взять из этого датчика показания влажности. Внешний вид и информация есть на сайте производителя, хотя измерение влажности и не является документированной возможностью.

Может потому производитель и не заявляет о возможности измерения влажности, что это слабое место у этих датчиков. За 2 года использования порядка 50 таких датчиков, штуки 4–5 перестали правильно показывать влажность. Влажность в теплицах, думаю, лучше не измерять. Несколько таких датчиков находятся у меня на улице уже больше 2-х лет круглогодично. Один перестал правильно показывать влажность. Заменил. Теперь уже год работают нормально.

Для контроля качества измерений я использую простую метеостанцию (за 1500р) с двумя датчиками: уличным и внутренним. Точность определения температуры и влажности довольно высокая. Те же ±0,5°С и ± 5% влажности. Датчики находятся рядом.

Очень важным датчиком является датчик тока.
Датчик тока, нажмите для просмотра документации.

Он подключается к любой жиле и меряет текущий расход в Амперах. Как пересчитать в Вт, было рассказано выше. Примечательно, что имея 1 фазу, можно измерять только ее, а, имея 3 фазы, можно измерять все по-отдельности и в сумме на жиле с землей. А также можно измерять любой отдельный автомат, например, общий расход в бане и/или в гостевом домике.

Необходимость измерения общего потребления и потребления по отдельным автоматам есть практически у всех. Мало у кого есть 2 входа электричества на участок по 3 фазы по 50А каждая. Я знаю только одного такого. Но мы сейчас не про них. А про тех, у кого 25–40А на одной фазе или 3×25А на 3-х фазах. Им нельзя превышать эти значения, т.к. входящие автоматы выключатся холодной зимней ночью, и вы поедете на дачу этой же ночью, чтобы не заморозить дом и воду.

Умный дом умеет считать этот расход и отключать неприоритетные нагрузки. Ниже правила по отключению неприоритетных нагрузок при превышении заданных порогов:

По этому правилу отключаются обогреватели в помещениях без воды и бойлер. Они включатся потом, когда снизится общее потребление до подходящего значения. Сейчас можно не бояться, что автоматы выключатся от передоза перерасхода.

Включается датчик в котроллер датчиков mPort и больше не требуется никакой настройки. Нужно только сказать mPort-у, что там в него воткнули.

Теперь про контроллер датчиков.
Контроллер датчиков, нажмите для увеличения картинки.

Документация тут.
Некоторые технические характеристики:

• диапазон измерения температур от -10 до +70°С
• работать может при относительной влажности не более 80%, без конденсата

И еще раз повторюсь. Производитель перестраховывается и mPort фактически работает круглый год при температуре от -35°С зимой и влажности почти 100% летом. Правда, думаю, конденсат он все-таки не выдержит. Поэтому не следует приносить его с мороза в дом и сразу подключать в розетку, сгорит с высокой вероятностью.

Понятно из названия, что он предназначен для сбора информации с датчиков и некоторого управления устройствами (но об этом не в этой статье). В mPort может подключаться не более 3-х датчиков: 2 по RJ-45 и еще один. Питание он получает по POE через прилагаемый адаптер или через POE свитч. Соответственно, запитать мы его можем, скажем, наверху шкафа и по кабель каналу пустить витую пару до датчика (как было показано на одной из картинок выше). Подключение mPower к MFI контроллеру умного дома тоже не является проблемой. Подключаемся к нему витой парой, заходим на адрес 192.168.1.20 (конечно, ваш компьютер должен находиться в той же подсети и 1.20 должен быть свободным), сообщаем параметры MFI контроллера. В случае если в локальной сети есть DHCP, то идем сразу на нужный адрес (найти его можно в списке выданных адресов по MAC адресу).

Обычно я сразу настраиваю подключение по WiFi, т.к. вероятность того, что буду использовать его по WiFi, очень высока. И его можно будет использовать и по витой паре, и по WiFi по желанию.

В этой статье описана работа основных устройств умного дома от Ubiquiti: датчик температуры и влажности, датчик тока, контроллер датчиков и умные розетки. Точная информация по подключению есть в документации, на которую я оставил много прямых ссылок. Проблемы с сетью, WiFi, DHCP и т.п. в этой статье не могут быть разобраны. Читатель должен обладать базовыми знаниями по TCP/IP. Вопрос Сервера тоже здесь не рассматривается. Так же умышленно не рассматривается возможность автономной работы управляемых розеток, т.к. аналогичный недельный таймер стоит в несколько раз дешевле.

© Geektimes