вторник, 9 апреля 2013 г.

"Умные" выключатели - основа для автоматизации

Мы все сталкиваемся с такими простыми и привычными устройствами, как выключатели.
Мало кто знает, что даже такие обыденные приборы могут быть "умными". Сегодня мы исправим эту ситуацию и расскажем об одном из представителей таких устройств.

Выключатели серии Smart Touch:  


Собственно, устройства предназначены для замены имеющихся выключателей. Несколько вещей, которые отличают их от обычных:
  • Тач-интерфейс (реагируют на прикосновение, никакой "механики").
  • Стильный дизайн (черная глянцевая панель).
  • Подсветка (когда свет выключен - включена подсветка внутри выключателя - удобно ориентироваться даже в полной темноте).
  • Звуковое подтверждение исполнения команды (достаточно тихий сигнал - ночью мешать не будет)
  • Управление по радиоканалу (естественно, в дополнение к обычному использованию выключателей).

Но обо всем по порядку. Рассматривать будем двухканальный выключатель.

Выключатели поставляются в индивидуальных коробках (упакованы отлично, много противоударного материала). Глянцевая панель выключателя покрыта транспортировочной защитной пленкой.
Выключатель в защитной пленке
(не обращайте внимание на искажения  на фотографии,
съемка осуществлялась на камеру телефона - все размеры идеальные)
В комплект кроме самого выключателя ничего не входит (нет даже краткой инструкции).


На фото выше видна обратная сторона с основными характеристиками. Бросается в глаза, что поддерживается коммутация нагрузки до 600 Вт - очень достойно.

Видны клеммы для подключения к электропроводке:
  • Справа - "вход": L - фаза и N - нейтраль. 
  • Слева - "выход": L1 и L2 - к соответствующим нагрузкам.  

Схема подключения

Следует отметить, что выключатель - активное устройство и ему нужно питание, поэтому в месте установки нужен не только "фазный" провод (именно его "разрывает" обычный выключатель), но и "нейтраль". 

В моем случае - все необходимые провода уже имелись в существующей проводке - ничего дополнительно "тянуть" не пришлось. Замена выключателя занимает около 10 минут.

Передняя глянцевая панель снимается и нашему взору открывается следующая картина:


В таком состоянии удобно монтировать выключатель: риск испортить внешнюю панель - нулевой. Контакты, соединяющие две "половинки" сделаны очень хорошо - это подпружиненные штырьки (6 штук, хорошо видны в верхней части).

Но мало просто просмотреть - нужно разобрать дальше, чтобы разобраться, насколько хорошо сделана "начинка":

Видна силовая часть выключателя, посмотрим, что же на "той" стороне: 

К сожалению, схемы выключателя нет, но судя по внешнему виду на фото выше мы видим крохотный трансформаторный блок питания (желтый трансформатор справа сверху) и два реле для коммутации нагрузки.

Передняя панель тоже заслуживает того, чтобы посмотреть, что скрывается под кожухом:


Тут мы видим своеобразный "бутерброд" - на самую большую плату припаяна плата чуть меньшего размера, к которой, в свою очередь, припаяна самая маленькая платка (радиомодуль). 

Думаю, что это связано с унификацией модулей (об этом же говорит наличие ровно точно такого же радиомодуля внутри пульта дистанционного управления).

Радиомодуль построен на базе специализированного чипа A7102C - трансивер на частоту 433МГц (вообще этот чип поддерживает и другие частоты в зависимости от "обвязки" и настроек), модуляция - FSK. Модуль подключается через SPI-интерфейс. 

Весь монтаж сделан выполнен очень аккуратно.

Для управления выключателями используются два типа пультов.

Один из них - очень простой и позволяет управлять всего тремя выключателями:

Выключатели упаравляются кнопками А, В и С. Кнопка D - включает все выключатели, кнопка E - выключает все выключатели (очень полезная функция).

Второй пульт существенно богаче по возможностям и, похоже, предполагается с его помощью управлять не только светом, но и другими элементами "умного дома" (климатическим оборудованием, жалюзи и т.п.). 


Интересен процесс программирования (обучения выключателя, на какую кнопку пульта он должен реагировать): 
  1. Надо по передней панели выключателя провести пальцем слева направо (выключатель издаст "длинный писк")
  2. Нажать и удерживать требуемую "кнопку" на панели выключателя до того момента, когда ее индикатор дважды коротко мигнет и раздастся короткий звуковой сигнал.
  3. Нажать на желаемую кнопку на пульте дистанционного управления (при этом выключатель подаст короткий одиночный звуковой сигнал - кнопка запомнена). Если же кнопку на ПДУ нажать повторно - выключатель издаст двойной короткий сигнал - команда "стерта".
Таким образом, выключатель в процессе обучения ждет любую команду, которая подходит по параметрам (так осуществляется "подстройка" под свои пульты). 

Особенность работы по радиоканалу заключается в том, что выключатель после получения команды от пульта, "отчитывается" о ее выполнении - пульт издает краткий звуковой сигнал в случае успеха одной тональности, в случае неудачи - другой.

Из-за такого интересного режима работы ("отчет о выполнении") выключатели можно объединять в "сети". 

К примеру, у вас есть лестница с одного этажа на другой, а "проходные" выключатели не заложили на этапе ремонта и свет можно включить, например, только внизу.

С этими "умными" выключателями эту ситуацию легко исправить. 
Надо поставить два таких выключателя (на разных этажах). Реально нагрузку будет коммутировать только "нижний". "Верхнему" достаточно только подвести питание (фазу и нуль).
Программируем нижний выключатель как описано выше. После этого нужно обучить тот выключатель, что расположен сверху: переводим его в режим обучения (пункты 1 и 2), а затем включаем свет на лестнице нижним выключателем. При этом нижний выключатель отправит по радиоканалу "отчет" о том, что свет включен, а "обучаемый" выключатель - примет эту команду для управления. 
Теперь при прикосновении к выключателю сверху - будет отрабатываться соответствующая команда и по радиоканалу будет указано нижнему выключателю, что нужно включить (или выключить) свет. 


Фото выключателя в интерьере
(одна нагрузка включена, другая - выключена, что хорошо видно по подсветке)
Безусловно, эти выключатели интересны сами по себе (современные, стильные, удобные), но они могут стать основой для создания систем автоматизации управления светом.

К примеру, можно было бы реализовать следующий сценарий: если темно (данные от датчика освещенности на улице) и в помещении кто-то есть (данные от датчика движения), то надо включить освещение (команда по радиоканалу к соответствующему выключателю).

Сейчас ведутся работы по выяснению деталей "радиообмена" между пультом и выключателями (точная частота, параметры сигнала, состав "пакета", отличия "команды" и "ответа" и т.п.) - как только эти данные станут доступны, можно будет организовать простой "шлюз" по управлению освещением на базе ардуино или других микроконтроллеров.

Если у вас есть какие-то вопросы по использованию данных выключателей - предлагаю их обсудить в комментариях к данному посту.

P.S. у производителя этих выключателей достаточно широкая продуктовая линейка: помимо представленных выключателей есть управляемые розетки, жалюзи, тач-панели управления, видеодомофоны и т.п. электротехническая фурнитура.

1 комментарий:

  1. Очень похоже на
    http://imall.iteadstudio.com/smart-home/switch.html
    только itead круче: можно с arduino подружить и по проводке управлять

    ОтветитьУдалить