гаджеты и прочие приборы,  дом,  стройка

Пара слов про умный дом и стандарты

Тема умного дома нынче довольно модная, однако, на самом деле она довольно старая и на этой почве аде есть некоторые стандарты!!! Сразу скажу, что вся прелесть стандарта возможность использования оборудования разных производителей как железок (обратите внимание на фото контроллеры разных производителей), так и софта, при этот, конечно, есть и  издержки в виде некоей наценки за сертификацию (участие вендоров в альянсе), ну и громоздкость как плата за универсальность. На мой взгляд дилетанта наиболее внятный стандарт для управления устройствами умного дома KNX ибо он представляет собой вполне так себе полноценную сеть где каждый может общаться с каждым, что важно.
С физической точки зрения шина KNX/EIB — это 4-х жильный фольгированный кабель с двумя парами одножильных проводников скрученных попарно и имеющих сечение 0,8мм. Кабель соединяется «древовидно» или последовательно или параллельно, главное что бы н было колец и выдерживались ограничения на длину кабеля и число устройств, что в индивидуальном жилом доме достичь не реально на мой взгляд. Но даже если не хватает одного сегмента, то можно сразу сказать, что сегментов можно делать много, так что размер сети может охватывать огромные здания. Короче, с масштабированием тут всё очень хорошо и главное, что при этом сохраняется сетевая возможность «каждый с каждым»! По первым двум парам идёт питание и сигнал, по вторым дополнительное питание. Напряжение питания 29В. Однако, важно отметить, что KNX бывает и беспроводный и через сеть 230В и даже через ИК, однако, наиболее популярны устройств именно на отдельную шину. Кстати, для KNX есть всякие разные шлюзы, наиболее полезный, конечно же в IP.
Устройства обмениваются между собой «телеграммами», то есть по сути пакетами данных, а коллизии в среде решаются методом подобным Ethernet. То есть, KNX — это некое подобие Ethernet со скоростью 9600 бит/сек и очень неприхотливый к проводам. Для программирования всей этой радости есть фактически одна программная оболочка (ETS) выпускаемая ассоциацией, которая тоже продаётся за деньги (бесплатная версия имеет ограничение в 5 устройств, что очень мало, конечно. Ну и существует это ПО только для Windows, при чём текущая версия под XP уже работать отказывается, так что мне приходится запускать это дело через Parallels, но работает оно через него нормально и вполне резво, как ни удивительно. Однако, так как софтина одна, то скажем прямо, что она вовсе не лучшее что можно придумать и интуитивность или удобством интерфейса в ней и близко не пахнет.
У каждого устройства есть адреса каждого датчика и исполнительного устройства, кроме свойств адреса есть ещё понятие «флагов», то есть свойств конкретного адреса. Тут есть некоторая «засада», точнее концептуальная особенность технологии. Для того что бы разные модули разных устройств могли общаться между собой создаются «групповые адреса», куда можно включить ТОЛЬКО одного вещателя (флаг Т) и любое количество «слушателей»при этом вещатель может участвовать только в одой группе! Однако, в этом есть здравая логика и проблем при создании взаимодействий она не создаёт.
Что бы жизнь мёдом не казалась каждое устройства имеет собственные программы (их можно обновлять) и собственные настройки (благо они через ETS все) и в зависимости от настроек у устройства могут меняться доступные адреса! Например, когда я настирывал актюратор (контроллер приводов клапанов тёплого пола), то оказалось, что он может управлять как прицезионными кланами, так как заточенными под ШИМ, то есть бинарными с положениями открыто и закрыто, но переключается это индивидуально на каждый канал и по умолчанию настроено на прицезионные датчики, а адреса бинарных не доступны. То есть надо сначала устройство настроить, а потом уже его в группу объединять. Короче, не самая очевидная система, нос если зазубриться то всё работает. А ещё у разных адресов разная размерность: бит, байт, два байт и куча странных размерностей типа «процентов». Однако, это всё, очевидно, используется в каких-то вариантах устройств, так что, настройка требует вдумчивого изучения документации зачастую.
Однако, всё это ради чего? Ради того что бы с одного пульта или с мобильного телефона можно было управлять всеми тёплыми полами, например. Пока я начал запускать тёплые полы, следующий этап — освещение приделать, точнее диммеры сделать для светодиодов (все блоки питания у меня с входом 0-10В), потом подумаю о жалюзи и надо будет чрез OpenHAB приделать вентиляцию (она на RS485 живёт). Конечно, после всего этого опрос о безопасности сети станет для меня ещё более важным чете сейчас, то есть все сетевые радости требуют усилий по обеспечению безопасности.
В моём случае за счёт стандартов удалось использовать совсем недорогие сенсорные панели Zennio (испания), которые имеют огромные возможности (если кому интересно полистайте инструкцию). Актюраторы я купил модульные Theben, то есть на один контроллер вешается гирлянда ключей управления данном случае до 3-х модулей по 6 портов, но мне пока 2-х моделей хватит. По идее актюратор может не только тёплыми полами управлять просто включать-выключать любую нагрузку с ограниченной, конечно, мощностью, то есть можно прожектор какой-нибудь подключить или просто лампочки.
Короче, вот такой вот «конструктор» для взрослых… для полноты отчёта приложу скриншот ETS с моей конфигурацией. Она пока тестовая, так как у меня были сомнения (совершенно оправданные) в том сколько каких устройств и сколько мне нужно. Более того я изначально очень сомневался устроит ли меня качество панелей Zennio, так что пока взял одну, а сейчас закажу все остальные.
На картинке раскрыта группа управления двумя клапанами. В группу включены:

  • индикатор нагрева пола (см на картинке иконку внизу слева);
  • два исполнительный устройства на 3 и 4-м канале;
  • управляющая переменная с термостата ( у неё стоит флажок  Т).

В остальных группах объединяются адреса самой панели для отображения и управления. По мере записка системы картинка будет, конечно сильно иная, но пока я получил наконец-то понимание того что именно мне нужно заказывать!
ETS screenshot

3 комментария

  • Денис

    Доброго времени суток.
    С интересом читаю Ваши статьи об умном доме.
    Если позволите, задам вопрос. Хочу заложить основу под будущую реализацию «умной квартиры». Квартира в состоянии «от строителей» площадь не большая чуть меньше 90 м2. Вроде бы разобрался, что наиболее актуальным сейчас является протокол KNX для компонетнтов умного дома.
    В совем проекте ремонта предполагаю управления двумя зонами теплых полов, розетками, выключателями (светом), шторами, клапанами на водопроводе, клапанами на батареях отопления.
    Собственно вопросы:
    — какую проводку закладывать для будущей реализации системы?
    — необходимо ли к каждому устройству вести отдельный кабель и коммутировать все это «звездой» в одном коммутационном шкафу?
    — есть ли смысл в «умных» розетках, скажем, для стиральной машины (и прочей мощной техники) и если да — то как будет справляться с нагрузкой стандартный KNX кабель?
    Заранее благодарен за ответы.

    • ae

      я бы для квартиры не стал морочиться с KNX ибо расстояния небольшие и нет водяных тёплых полов… на сегодня проводные решения заметно отстают от беспроводных, однако, важно использовать не wifi, а специальные протоколы типа Zigbee для общения между устройствами, а WiFi только для гаджетов и компьютеров и желательно 5ГГц… суть в том, что нынче в моде всякие голосовые помощники, а реализовать это для KNX совсем не тривиально! Так что, побольше витой пары, что бы можно было расставить несколько WiFi точек доступа с роумингом (точно, что на квартиру 90м2 одной не хватит), так же полезно подтянуть витую пару к местам где могут быть устройства требующие PoE или стабильной скорости доступ а к интернету (медиа-центр, телевизор). Умные розетки, конечно, полезны, я их массово использую и даже с простыми платами китайских реле особых проблем нет, однако, конкретно стиральную машину я бы не стал управлять розеткой ибо не понимаю смысла этого действа. Я управляю массой лампочек в разных местах через реле, насосами, воротами и розетками для светильников. Однако, для управления подогревом водостоков я применяю пускатели, то есть дополнительные реле для управления большими токами, однако, тёплые полы в многоквартирном доме потребляют радикально меньше энергии, чем подогрев водостоков ибо там улица греется, а в МКД надо только совсем чуть-чуть подогреть что бы комфорт создать, так что, мощности сильно разные. Что касается нагрузки в случае с KNX, то там такой проблемы нет ибо от шины питаются только контроллеры и потребление там мизерное, а силовые цепи к этому отношения не имеют, конечно!!!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *