Умный дом: доступные системы автоматизации. Система освещения Philips Hue
Философия компании MT-Power Audio такова: производство качественной техники по конкурентоспособным ценам. Ассортимент товаров компании достаточно широк: акустические системы, системы мультирум, различная кабельная продукция, аксессуары. MT-Power Audio выпускает разнообразную акустику ― от домашних кинотеатров и видеосистем до стандартных проводов. Встроенные динамики и беспроводные Hi-Fi колонки для домашнего применения MT-Power Audio отличаются удивительным качеством и совершенством. Компания также выпускает активные профессиональные динамики и колонки. Угловые колонки компании великолепно помещаются в углах тех комнат, где невозможно разместить встроенные динамики. При этом компания MT-Power Audio не стоит на месте и постоянно идет вперед, изучая потребности рынка и осваивая все новые современные технологии. MT-Power Audio разрабатывает и выпускает многозонные системы аудио- и видеооборудования, которое способно поддерживать до 8 отдельных зон. Данная система построена на фирменных аудио- и видеокабелях. Компания также производит множество моделей аудио- и видеокабелей, предназначенных для любых потребностей. С 2010 года она активно работает на территории России с центральным представительством в Москве.
Я занимаюсь разработкой программ для программируемых логических контроллеров(ПЛК) в промышленных автоматизированных системах управления технологическими процессами(АСУ ТП).
Для тех, кто сталкивается с этим словом впервые, поясню. ПЛК это специальный мини-компьютер, который работает так:
1. Принимает входные дискретные (Di) или аналоговые (Ai) сигналы;
2. Обрабатывает эти сигналы по заданной программистом программе;
3. Выдает управляющий сигнал через дискретные (DO) или аналоговые (AO) выхода.
Дискретный - когда у сигнала может быть только 2 состояния: 0 или 1, «да» или «нет». Например, кнопка нажата или отжата, лампочка включена или выключена.
Аналоговый - когда значение параметра зависит от уровня электрического сигнала. Например, чем выше уровень сигнала (вольт или миллиампер) от датчика температуры, тем больше измеряемая температура.
Применяются ПЛК в основном в промышленности, станках, системах домашней автоматизации «умный дом» и т.д.
Естественно, в силу профессии меня интересует все, что касается ПЛК и другого оборудования, применяемого в АСУ ТП. Как-то, бродя по сети, я зашел на сайт американской компании Velocio , которая производит ПЛК серий Ace, Branch, Embeded.
Главные фишки этих контроллеров - маленький размер, всего 2.5"" x 2.5"", питание 5 вольт и цена от 49$ за модель с 6 дискретными входами и 6 дискретными выходами. Особенно впечатлил размер, такого маленького ПЛК я еще не встречал:
ПЛК меня заинтересовал, я связался с компанией Velocio и мне прислали контроллер модели Ace 3090v5. Хотелось бы вкратце рассказать об этом ПЛК и более широкой аудитории Хабра. Забегая вперед скажу, что ПЛК компании Velocio лучше всего подходят для «умных домов» и прочих систем домашней автоматизации.
Вот ко мне пришла посылочка с контроллером прям из города Хантсвилл, штат Алабама:
Состав посылки:
1. ПЛК Velocio Ace 3090v5, $179
2. Крепление на DIN-рейку, $5
3. Коннекторы сигнальных линий (3,4,8 pin, шаг 2.5 мм), 6 шт., $6*3
4. Отвертка плоская, жало 1.5 мм, бесплатно
5. Коннектор питания (2 pin, шаг 2.5 мм), $2
6. Кабель USB Am-miniB, $5
Кабель USB для программирования Ace не обязательно покупать в Velocio, это обычный кабель USB Am-miniB, который продается в любом компьютерном магазине. Коннекторы тоже можно поискать в другом месте, но крепление на DIN-рейку уникально и его нужно покупать вместе с контроллером.
Ожидания Ace 3090v5 оправдал, он действительно очень маленький:
Характеристики:
| Название | Velocio Ace 3090v5 | |
| Назначение | ПЛК для домашней и промышленной автоматизации | |
| Кол-во DI | 6 | |
| Кол-во DO | 18, транзисторные | |
| AI | Кол-во, всего | 7 |
| Кол-во AI 16 бит/ тип | 4/ Термопары J, K, T, N; ±0.256 V, ±0.512 V, ±1.024 V, ±2.048 V |
|
| Кол-во AI 12 бит/ тип | 3/ 0…+5 V | |
| Порты связи | Mini USB(может работать по Modbus), RS-232 | |
| Протоколы передачи данных | Modbus RTU slave | |
| Скорость передачи данных, bps | 9600, 19200, 38400, 57600 | |
| Крепление | DIN-рейка | |
| Питание | 5 V DC | |
| Габариты | 63.5х63.5х12.7 мм | |
| Температура эксплуатации | -40… 85°С | |
| Степень защиты IP | IP65 | |
| Среда программирования | Velocio vBuilder, бесплатная | |
| Цена | 179 $ | |
Конструкция
При своих размерах, контроллер в общей сумме имеет 31 вход и выход, порт последовательной связи RS-232 и порт Mini USB для загрузки программ и связи с внешними устройствами.Спереди на корпусе видны светодиоды индикации питания и состояния дискретных входов и выходов:
Сзади на корпусе имеются выемки для монтажа крепления на DIN-рейку:
На боковых стенках корпуса находятся порты для подключения всех сигналов через разъемы. Порты маркируются литерами A, B, C, D, E, F:
Подключение проводов происходит через коннекторы COMBICON PTSM Series фирмы Phoenix Contact с шагом ножек 2.5 мм (0.098""):
Вставляются провода в коннектор с помощью идущей в комплекте с ПЛК отверткой так:
Дискретные выхода- транзисторные, на то есть такие причины:
- реле в корпус контроллера все равно не поместится
- для обеспечения большого быстродействия, например при управлении шаговыми двигателями
Аналоговые входа (Ai) в Ace 3090v5 разделены на 2 группы:
- 3 Ai с общей землей в порту A, диапазон входных сигналов 0… 5 V
- 4 Ai дифференциальных в порту F, подключение датчиков температуры(термопар) типа J, K, T, N, а так же милливольтных сигналов
Кстати, в этом примере я термопару в контроллере не калибровал. Тем не менее, показания температуры соответствовали значениям спиртового градусника, который выступал у меня в роли контрольного прибора.
Ace отличается маленьким энергопотреблением: 5 В при макс. силе тока до 0.3 А. То есть, в качестве блока питания можно использовать 5-вольтную зарядку для мобильника.
Программирование
Разработка программ осуществляется через бесплатную среду программирования vBuilder . В пакете установки находится так же драйвер виртуального COM-порта, необходимый для подключения контроллера к компьютеру:
Изучение vBuilder лучше начать с просмотра видеоуроков . Есть так же полная документация на английском языке под названием «vBuilder Manual» в несколько сотен страниц.
Разработка программ возможна на двух графических языках: языке релейной логики(Ladder Logic) и языке блок-схем(Flow Chart).
Язык релейной логики (Ladder Logic) это хорошо известный всем программистам ПЛК язык , который является одним из стандартизированных по стандарту IEC 61131-3 промышленным языком.
LD придумали специально для того, что бы на нем писали программы не только программисты, но и обычные электрики. Программа на LD и выглядит, как электрическая схема:
Это легкий для изучения и работы язык.
Язык блок-схем (Flow Chart) это графический язык, на котором программа создается в виде блок-схем :
Блок-схемы и принципы их построения многие помнят еще со времен информатики в школе. Например, я закончил 11 класс в 1999 году, в мрачные времена постсоветского компьютерного средневековья. Тогда фирма «Интел» уже торговала процессорами Pentium-II, Билл Гейтс продавал Windows 98, а в нашей школе стояли советские компы «Электроника» с черно-белыми экранами. Большую часть урока мы сидели за партой и рисовали программы в тетрадях именно блок-схемами. Потом переводили их на бейсик, садились за «Электронику» (по 4 человека на машину) и уже после вводили в компьютер. А в других школах вообще компьютеров не было.
Так что для начинающих язык Flow Chart даже легче, чем LD. При этом, по моему мнению, он нагляднее и позволяет создавать более сложные программы. Кстати, блок-схемы я часто использую и сейчас, работая с различными ПЛК. Когда мне нужно продумать какой-нибудь сложный алгоритм, я сначала рисую блок-схемы на листике, а потом уже перевожу их в программу на конкретном языке.
В обоих языках программирования доступны одни и те же программные блоки:
- сравнение(<, >,= и др.)
- присваивание с возможностью ввода формул
- копирование
- счетчик
- таймер
- часы реального времени
- цифровой фильтр
- чтение энкодеров
- управление шаговым двигателем
- ПИД-регулятор
- плавный пуск/останов
- масштабирование
- побитовый сдвиг и «переворот» числа
- статистика
- управление com-портом для реализации собственных протоколов передачи данных
- вызов подпрограмм
Если с английским совсем туго, на помощь придет переводчик браузера Ghrome: правая кнопка мыши-> перевести на русский. Перевод технический, но смысл будет понятен.
Доступные возможности при программировании:
- создание собственных переменных (тэгов) типа bit, unsigned int 8/16 bit, signed int 16/32 bit, float;
- создание массивов;
- создание подпрограмм;
- причем, подпрограммы здесь это объекты по типу FB как в Step-7 и Codesys;
- каждому входу/выходу и тэгам можно назначить адрес для передачи их значений по Modbus;
- cвязь по Modbus с ПК, сенсорными панелями и др. по Modbus в режиме slave; возможно подключение по Modbus к 2-м мастер-устройствам одновременно;
- возможность реализовывать собственные протоколы передачи данных по RS-232;
- отладка программы по шагам.
Подключение Ace к компьютеру и сенсорным панелям
Для связи с внешними устройствами по сети в Ace 3090v5 имеется 2 порта: RS-232 и USB. Оба этих порта могут передавать данные по протоколу Modbus RTU slave. Одновременно к Ace могут быть подключены 2 мастер устройства. Например, компьютер по USB, а сенсорная панель по RS-232. Для управления с компьютера применяются специальные программы типа SCADA , но можно и на каком-нибудь визуал бейсике программу написать.RS-232 это старый добрый COM-порт компьютера. Раньше в него мыши подключались. Для подключения компьютера к Ace я и нашел старую комовскую мышь с шариком, отрезал от нее хвост и подключил его к 3-пиновому разъему RS-232 Aсe вот по такой схеме:
Если в компьютере нет COM-порта, нужно купить любой преобразователь USB/RS-232 по цене около $8.
Варианты реализации обмена данными Ace с внешними устройствами:
- по внутреннему протоколу Ace для связи с компьютером, на котором установлена бесплатная SCADA vFactory;
- по универсальному протоколу передачи данных Modbus RTU для связи с компьютерами, сенсорными панелями и другими ПЛК;
- по собственному протоколу, реализованному программным путем в контроллере.
Зато, можно быстро сделать работающую программу без особых навыков программирования:
Если возможностей vFactory маловато, можно подключить по протоколу Modbus RTU любую другую SCADA. Например, в с термопарой, я применил SCADA Trace Mode 6 Base.
Можно в Ace запрограммировать и собственный протокол передачи данных, этому посвящен отдельный видоурок .
ПЛК Ace в домашней автоматизации
Думаю, этот контроллер хорошо себя покажет в системе «умный дом». Плюсы контроллера: маленький размер, малое энергопотребление, питание всего от 5 В, множество дискретных выходов, возможность подключения термопар, 2 порта связи с внешними устройствами, легкость программирования, большое количество разных программных блоков.Если контроллер Ace понравился, но 6 дискретных входов маловато, можно присмотреться к серии Branch - тот же Ace, только с возможностью подключения модулей расширения (до 450 входов/выходов). Впрочем, это уже без меня - мне пока хватит поиграться Ace.
Теги:
- scada
- plc
- плк
- умный дом
Концепция «умного дома» делится на несколько составляющих и имеет разные способы реализации. Во-первых, концепция «умного дома» связана с эффективным потреблением ресурсов: энергосбережением, экономией воды. Во-вторых, с организацией охраны: видеонаблюдением, сигнализацией. В-третьих, с автоматическим контролем работы всех инженерных систем и электроприборов: датчиками протечки воды, защитой от короткого замыкания и т.п.
Четвертый элемент «умного дома» — повышение комфорта, то есть автоматизация действий, которые человек обычно делает самостоятельно, — от автоматического включения света до управления кофемашиной благодаря смартфону и планшету. По данным экспертов, рынок оборудования для домашней автоматизации и связанных с ним smart-устройств класса Internet of Things (IoT) в прошлом году испытывал бурный рост. Явный показатель его перспективности — интерес со стороны IT-гигантов Google и Apple.
Но с точки зрения архитектуры, основная задача современного «умного дома» — не возможность управлять бытовой техникой на расстоянии, а стремиться к нулевым энергозатратам. Реализовывать это можно разными способами. Так, как это делает один из ведущих мировых архитекторов Бен Ван Беркель (бюро UNStudio) в своем недавнем проекте виллы W.I.N.D. , где сочетаются автоматизация и комплексное управление всеми системами, или обойтись «начальным» уровнем — набором «умного дома» типа DIY (Do-It-Yourself) для самостоятельного монтажа.
Деление между системами управления, которые может установить сам пользователь, и теми, которые требуют для своей установки/настройки профессионального инсталлятора, понемногу размываются. С одной стороны, DIY-системы становятся все более совершенными, с другой — профессионально устанавливаемые системы все больше упрощаются как в настройке, так и в использовании, имеют стильный дизайн и удобное меню. При этом они решают самые разные задачи, например, организацию климат-контроля в коттедже с зимнем садом.
Когда температурный комфорт и защита от ослепляющего солнца предполагает затенение окна, а обеспечение визуального комфорта и использование дневного света отсутствие препятствий для света, возникает дилемма, которую можно решить с помощью внешних солнцезащитных рафштор и универсальной системы управления WAREMA climatronic ® Система управления оптимально подбирает угол поворота ламелей и высоту подъемы рафштор в зависимости от положения солнца, чтобы отсечь попадание прямых солнечных лучей в помещение и обеспечить приятный рассеянный свет. В ручном режиме это сделать невозможно.
Компактный датчик WAREMA Climatronic ® измеряет яркость солнца, количество осадков, температуру, скорость и направление ветра для всех фасадов здания. На основе этих данных создается комфортный климат в соответствии с персональными требованиями. Программирование осуществляется на самом устройстве или на компьютере с помощью специального софта. В данном случае может запрограмировать управление до 7 тыс. приводных механизмов. Кроме того, WAREMA climatronic ® дает возможность управлять всеми подключенными потребителями с помощью ручного радиопульта унифицированной радиосистемы управления WAREMA EWFS. Так, не вставая с дивана можно отдельно управлять солнцезащитным устройством, включать свет или установку искусственного климата, а вечером плавно приглушать освещение.
Есть инсталляции, в которых надо отрабатывать более сложные сценарии, включающие в себя не только световые сцены и климат-контроль, но и системы безопасности, и режимы энергоконтроля. Это область сложных проектов, создающихся по протоколу KNX. К слову, Warema работает и в этом направлении. Для передачи команд всем компонентам, которые управляют домом, нужна система, способная взаимодействовать с отдельными устройствами на одном «языке». Эту задачу выполняет шинная технология WAREMA KNX ® .
Изображения theneura.com, electronicsofthings.com, myblossom.com
Существует несколько уже действующих или ожидаемых стандартов домашней автоматизации. При покупке устройств вам нужно убедиться, совместимы ли они с системой, которая уже вами используется. В нижеследующих разделах рассмотрено несколько основных стандартов.
X10 является самой первой системой домашней автоматизации. Она использует электропроводку переменного тока в доме для передачи сигналов между пультами дистанционного управления и устройствами. X10 может задействоваться для выполнения практически любых задач. А поскольку модули для автоматизации электробытовых приборов и светильников (рис. 1.2) устанавливаются между настенной розеткой и другим устройством, которым они управляют, то систему X10 сможет установить почти любой.
Рис. 1.2. Типичный модуль X10, используемый для управления настольной лампой
X10 и X10-совместимый
Поскольку для передачи сигналов система X10 использует домашнюю электропроводку, ее иногда относят к PLC-системам (Power-Line Control), то есть системам с управлением через линии электропередач (ЛЭП). Однако этот стандарт бытовой автоматизации основан не только на управлении через ЛЭП. Поэтому, давайте условимся, что здесь и далее термин Х10 будет подразумевать стандарт X10 PLC или оборудование, сделанное одной из компаний, производящих устройства семейства Х10. Термин X10-совместимый будет означать продукцию, которая работает со стандартами X10, но сделана сторонними производителями.
И все же не дайте кажущейся простоте Х10 одурачить вас. Если не брать во внимание замену нескольких настенных розеток или выключателей, то вы сможете распространить сферу влияния системы X10 на те места и устройства, где установка модуля, включающегося между розеткой и прибором, невозможна. С помощью Х10 вы даже сможете управлять системами отопления, охлаждения и вентиляции, а также снабдить ваш дом охраной.
Несмотря на то, что Х10 является сравнительно простой системой, с которой следует начать, она стала чрезвычайно популярной. Большинство современных продуктов для автоматизации, включая сложные системы масштаба целого дома, для установки которых требуется специалист, основаны на Х10 или могут быть объединены с X10 посредством адаптеров.
Классическая система Х10 является односторонней системой, но двунаправленные версии X10, которые дают возможность отправления пользователю сообщений о состоянии, и беспроводные версии Х10, позволяющие использовать беспроводные пульты управления и камеры слежения, популярны не меньше. В большинство базовых комплектов оборудования Х10 входит беспроводной передатчик и пульт дистанционного управления, но вы также можете использовать контроллер, подключающийся к розетке.
Universal Powerline Bus
Система Universal Powerline Bus (UPB) была разработана в 1999 году компанией Powerline Control Systems как собственная двунаправленная система управления по линиям электропередач. Она поддерживает 250 устройств в одном доме и использует встроенную в плату память для хранения конфигурационной информации. UPB и X10 могут сосуществовать на одной и той же линии электропередач. Для получения более подробной информации воспользуйтесь следующими ссылками: www.smarthome.com/upb.html и www.webmtn.com .
К доступным на сегодняшний день UPB-модулям относятся: промежуточные (подключающиеся к розетке) модули для управления лампами накаливания и электробытовыми приборами, настенные выключатели, реле, блоки сопряжения фаз и настольные контроллеры. UPB соединяется с ПК посредством последовательного порта (стандарт RS-232) или USB-порта. Некоторые контроллеры полного управления домом, например Home Vision/Home Vision Pro, ELK-M1 Cross Platform Control и HAI OmniPro II также поддерживают стандарт UPB.
Дополнительная информация
Чтобы узнать больше о технологии UPB, посетите сайт дистрибьютора продукции Powerline Control Systems компании Pulseworx, no адресу www.pulseworx.com . В России эксклюзивным дистрибьютором продукции Powerline Control Systems является компания ABR Enterprises Inc. (www.abrenterprises.ru).
Z-Wave использует исключительно радиосигналы для связи между устройствами и пультами дистанционного управления. Протокол Z-Wave изначально поддерживает двунаправленную передачу сигналов. Несмотря на то, что устройства Z-Wave несовместимы с Х10, некоторые компьютерные программы, использующиеся для Х10, например Homeseer (www.homeseer.com) и HALdeluxe (www.automatedliving.com), могут также использоваться для устройств Z-Wave. Хотя эта технология и была разработана компанией Zensys, однако Z-Wave-устройства продаются компаниями Sylvania и HomePro (Буквально в апреле 2006 года всемирно известная корпорация Intel заявила о присоединении к альянсу Z-Wave).
Дополнительная информация
Узнайте больше о Z-Wave на сайте компании Zensys: www.zen-sys.com .
Системы автоматизации на основе сетей Ethernet/Wi-Fi
Одновременно с ростом популярности сетей Ethernet, особенно беспроводных (известных под названием Wi-Fi), некоторые производители взяли за основу Ethernet или Wi-Fi в качестве системы домашней автоматизации. Для системы на базе Ethernet необходимо, чтобы вы провели по всему дому неэкранированную витую пару категории CAT 5/5е/6 - тот же самый кабель, который используется в домашних и промышленных Ethernet-сетях.
Если вы живете в доме с комплексной проводкой (то есть сетевой/телефонный/аудио/видеокабель уже был проложен при постройке дома), то установить систему бытовой автоматизации на базе Ethernet, равно как и организовать саму домашнюю сеть Ethernet, будет стоить недорого. Однако, если вам нужно протянуть кабель по всему дому, необходимо учесть, сколько будет стоить проложить и спрятать кабель, а также сделать разводку сетевых розеток.
Домашняя сеть также может использоваться для подключения систем автоматизации дома на базе протокола Х10 или какого-либо другого к широкополосному доступу в Интернет для возможности удаленного управления системой, если специализированный модуль или система автоматизации на базе ПК допускает работу в качестве Web-сервера. Такой сервер будет обеспечивать доступ к программе главного компьютера через Web-браузер клиентского ПК. Доступ к Web-серверу можно получить через Интернет или другие компьютеры, включенные в домашнюю сеть. Например, вы можете ввести IP-адрес компьютера, на котором запущен Web-сервер программы автоматизации дома, в Web-браузере компьютера, находящегося в другой комнате вашего дома, или с удаленного узла сети, и управлять системой бытовой автоматизации.
Дополнительная информация
Подробную информацию о контроллере GC-100 для систем бытовой автоматизации на базе Ethernet, производимом компанией Global Cache, можно найти на сайте www.globalcache.com . Познакомиться с Х10-совместимым контроллером PowerLinc IP от компании Smarthome можно по следующему адресу в Интернете: www.smarthome.com/1132IP.html . Из-за высокой стоимости проводных домашних сетей стандарта Ethernet некоторые производители, предлагающие решения по автоматизации дома на базе Ethernet, теперь поддерживают беспроводную Wi-Fi сеть стандарта Ethernet. Wi-Fi-системы автоматизации, подобно домашним Wi-Fi-сетям, могут быть сконфигурированы для обеспечения надежной работы и используют радиочастоту 2,4 или 5 ГГц. Вы можете добавить поддержку протокола Wi-Fi устройству, предназначенному для проводной Ethernet-сети, с помощью моста Wi-Fi/Ethernet.
Как мы уже неоднократно писали, в системах домашней автоматизации существенную роль играет программное обеспечение. С технической точки зрения, создать сеть на базе датчиков и исполнительных устройств сегодня несложно. Но когда речь заходит о практическом использовании на реальных задачах, а не демонстрации на стенде, на первое место выходит именно этот параметр. В него входят как возможности настройки системы, так и поддерживаемые сценарии автоматизации, варианты удаленного управления и другие востребованные характеристики. Тем более приятно, когда в разработке принимают участие российские программисты и инженеры.
Сегодня мы познакомимся с реализацией системы домашней автоматизации, предлагаемой на локальном рынке под брендом Inwion. Ее создатель - отечественная компания Wellink Technologies - входит в группу Wellink, которая около четырех лет занимается тематикой программно-аппаратных комплексов в области управления качеством инфокоммуникационных услуг для широкого круга заказчиков. Решение «Умный дом Inwion» позиционируется как готовый «коробочный» продукт, ориентированный на массовый рынок, с простой настройкой и управлением, а также невысокой стоимостью. Среди интересных особенностей производитель отмечает реализацию облачного сервиса для удаленного доступа, наличие мобильных приложений и поддержку уведомлений по электронной почте и SMS. В качестве основной сетевой среды был выбран уже известный нам протокол Z-Wave, что обеспечивает совместимость и удобство установки.
Компания предлагает как отдельные устройства для создания индивидуальных систем автоматизации, так и готовые комплекты для реализации определенных сценариев, например, охраны или видеонаблюдения, а также базовые наборы для установки в квартиры. Второй вариант интересен тем, что пользователь может начать с него, а в дальнейшем расширять состав системы по необходимости, приобретая дополнительные датчики и исполнительные устройства.
На тестирование нам был предоставлен контроллер и несколько беспроводных устройств. Кроме описанных ниже моделей, система совместима с различными датчиками (температуры, влажности, освещенности), пультами и другими устройствами. Всего в каталоге интернет-магазина компании представлено около двух десятков наименований моделей. В настоящий момент система не поддерживает работу с термостатами и устройствами контроля энергопотребления, но работы в этом направлении ведутся.
В целом при рассмотрении продукта стоит учесть, что программное обеспечение системы активно развивается и многие замеченные недостатки и ограничения планируется исправить.
Контроллер Inwion Home Center INW-HC1
Прежде всего, отметим, что на тест был предоставлен семпл устройства. В официальных каналах продаж модель будет иметь более приличный внешний вид, чем на наших фотографиях. Корпус устройства изготовлен из белого глянцевого пластика и имеет габаритные размеры 70×110×48 мм без учета подключений. Для обеспечения комфортного температурного режима на нем присутствуют решетки пассивной системы охлаждения. Максимальная потребляемая мощность заявлена в 15 Вт. Отметим, что модель имеет встроенный блок питания от сети 220 В, так что с одной стороны упрощает установку, но с другой она более требовательна к параметрам окружающей среды.
На противоположном от входа кабеля питания торце находятся порты USB 2.0 и сетевой порт RJ-45 (100 Мбит/с, со встроенными индикаторами). Поддержки беспроводного подключения к сети устройство не имеет. На одной из боковых сторон расположены служебные системные разъемы, используемые только в сервисе при обслуживании устройства. Для индикации текущего состояния предусмотрено два светодиода на верхней панели.
Контроллер выполняет функции локального управления и обслуживания сценариев, а также является мостом между локальными устройствами и облачным сервисом компании. В настоящий момент, основные задачи могут выполняться и без подключения к сети, но для настройки системы, обслуживания уведомлений и некоторых других функций необходима связь с облаком компании. По информации от производителя, сервис предусматривает возможность наращивания серверной мощности при увеличении числа клиентов.
Z-Wave адаптер Aeon Labs Z-Stick Series 2
Блок контроллера не имеет встроенного адаптера Z-Wave. Для реализации работы беспроводной сети используется модель Aeon Labs Z-Stick Series 2, подключаемая в порт USB 2.0. Адаптер интересен наличием встроенного аккумулятора и кнопки на корпусе. Эти элементы позволяют легко подключать новые устройства в сеть - достаточно отключить стик от контроллера, разместить рядом с новым устройством, переведенным в режим включения в сеть и нажать кнопку. После обратной установки адаптера в порт контроллера, новые записанные в нем устройства появятся в веб-интерфейсе управления системой.
Отметим, что в тестировании участвовали образцы, работающие на европейской частоте, но, по информации производителя, возможна комплектация и поддерживающими российский частотный диапазон устройствами.
Розеточный выключатель Everspring AN157
Большинство устройств, о которых мы расскажем в этом материале, произведено тайваньской компанией Everspring. Напомним, что мы уже встречались с ее продуктами в прошлых публикациях по технологии Z-Wave. AN-157 представляет собой проходной выключатель традиционной конструкции. Его корпус изготовлен из крепкого пластика. Основная часть - матовая белая, задняя крышка - светло-серая и тоже матовая. Габаритные размеры без учета вилки составляют 59×36×188 мм.
На передней части находится кнопка со встроенным индикатором красного цвета. Она может использоваться для ручного управления включением нагрузки и для добавления/исключения устройства из сети Z-Wave. Максимальная коммутируемая реле нагрузка составляет 3500 Вт (1500 Вт для ламп накаливания, 15×40 Вт для люминесцентных ламп). Никаких дополнительных функций (в частности измерения потребления) устройство не имеет.
Датчик открытия двери или окна Everspring SM103
Конструкция этого датчика также вполне стандартна - основной блок с электроникой и батареями и внешний магнит. Несколько удивляют только размеры - 27×20×120 мм для главного модуля и 14×15×45 для магнита. Возможно дело здесь в том, что питание обеспечивается тремя элементами формата AAA. Модель рассчитана на использование внутри помещений.
Корпус основного блока изготовлен из белого матового пластика и имеет крышку, под которой находится батарейный отсек. Для крепления устройства используются два отверстия на данной крышке. Из-за относительно большого веса, лучше использовать именно винты или шурупы, а не двухсторонний скотч. Да и магнит тоже стоит закрепить более надежно, особенно если речь идет о часто используемой двери. В центре основного блока установлен красный индикаторный светодиод.
Также под крышкой можно найти колодку для подключения внешнего датчика и внутренний разъем неизвестного назначения. В документации упомянуто, что можно использовать или штатный или внешний геркон, хотя такая схема кажется немного странной. Отметим также наличие датчика демонтажа, который используется и для подключения к сети Z-Wave. Никаких дополнительных функций в устройстве нет.
Датчик движения Everspring SP814
Датчики движения тоже являются частыми гостями в системах домашней автоматизации. Модель SP814 интересная возможностью смены типа линзы для выбора места установки - на стене или на потолке. Второй вариант может быть использован со специальными шторками для ограничения зоны срабатывания по секторам. В комплекте, кроме самого устройства и двух линз, идут элементы питания (три батареи AA), двухсторонняя клейкая пластина и два шурупа с дюбелями.
Корпус изготовлен из белого глянцевого пластика. Габаритные размеры с учетом линзы составляют примерно 85×85×48 мм. Под линзой, кроме основного датчика, находятся датчик освещенности и индикаторный светодиод. С задней стороны под настенным креплением скрывается кнопка установления связи. Предусмотрена и звуковая индикация некоторых событий.
Для настенного крепления заявлена зона определения движения с углом 110 градусов и дальностью 10 метров. При установке на потолке можно рассчитывать на круговую диаграмму с дальностью 5 метров.
Датчик протечки воды Everspring ST812
В некоторых ситуациях может оказаться полезным датчик протечки воды. Особенно, если объект предполагает длительную автономную эксплуатацию. В комплект входят батареи (2×AA), крепления для основного блока и кабеля и инструкция. Модель ST812 имеет конструкцию с выносным датчиком, расположенным на проводе длиной три метра.
Основной блок имеет габаритные размеры аналогичные рассмотренному выше датчику движения - 85×85×40 мм. От него отходит несъемный кабель, на конце которого находится контактная группа.
Как и в датчике движения, для индикации здесь используются светодиод и встроенная «пищалка». Использование выносного датчика имеет как плюсы, так и минусы, так что здесь надо смотреть на конкретные требования заказчика.
Сирена Everspring SE812
Наиболее часто сирены устанавливаются в системах сигнализации (охранных, пожарных и других). Конечно, можно поспорить, действительно ли необходимо использовать беспроводной вариант, но если уж инсталляция основана на Z-Wave, то вполне логично иметь и сирену с таким типом подключения. Модель SE812 предназначена для установки внутри помещений. Кроме звукового сигнала, она также оборудована и стробоскопическим световым индикатором красного цвета.
Корпус изготовлен из пластика, габаритные размеры составляют 90×155×52 мм. Питание осуществляется от четырех элементов формата LR14 или внешнего источника постоянного тока 6 В 600 мА. В комплект поставки входят шурупы и дюбели для крепления на стену. Как и у других описанных выше моделей, сначала ставим нижнюю крышку, а потом на нее устанавливаем основной блок и закрепляем винтом. Внутри корпуса предусмотрен датчик съема, который также может вызывать срабатывание сигнализации.
Также присутствует один джампер для выбора громкости сигнала (100 или 90 дБ). Для подключения к сети Z-Wave есть отдельная внутренняя кнопка. Контролировать работу с сетью можно по красному светодиоду на передней панели. Заметим, что при использовании сирены для оповещения, время ее фактической работы составляет три минуты.
Видеокамера D-Link DCS-931L
В составе системы также использовалась IP-камера D-Link DCS-931L. Устройство представляет собой недорогую модель для установки внутри помещений со встроенным беспроводным контроллером, VGA-разрешением, кодеком H.264, микрофоном и функциями детектора движения и звука. Кроме того, она поддерживает работу в режиме беспроводного повторителя и облачный сервис D-Link, позволяющий получить доступ к трансляции с мобильных устройств. В комплект поставки камеры входит блок питания (5 В 1 А), кронштейн и винты для установки, плоский сетевой патч-корд, документация и программное обеспечение.
Камера радует своими компактными размерами и практически невесома. Корпус изготовлен из белого глянцевого пластика. На задней панели находится вход питания, сетевой порт, кнопки сброса и WPS и пара индикаторов. Подключение к беспроводной сети проще всего осуществить с использованием технологии WPS. Настройки устройства не отличаются от большинства аналогичных моделей (если не считать облачного сервиса). Учитывая, что это одно из самых доступных устройств на рынке, ожидать высокого качества картинки конечно не стоит. Но для домашне-офисного видеонаблюдения при хорошем освещении устройство вполне подходит.
Установка и базовая настройка системы
После подключения контроллера к сети вам потребуется создать аккаунт на специальном облачном портале и зарегистрировать в нем новый контроллер. Потребуется указать работающий адрес электронной почты и другие данные. Сервис предусматривает работу нескольких контроллеров под одним аккаунтом. Кроме удобства централизованного управления и контроля, заявлены возможности взаимодействия контроллеров для реализации сложных сценариев или обслуживания крупных объектов. Заметим, что веб-интерфейс портала представлен на русском и на английском языках, и имеет простой и достаточно удобный дизайн.
На втором этапе необходимо добавить в систему требуемые устройства. В случае Z-Wave используется следующий алгоритм - от контроллера отключается стик (в нем предусмотрено автономное питание), для удобства можно расположить его рядом с подключаемым устройством, после этого на нем нажимается кнопка для начала процесса включения в сеть и аналогичные действия проводятся с устройством. По работе встроенного индикатора можно определить успешность проведения соединения. Отключение устройств Z-Wave проводится аналогичным способом.
Записанные в стик устройства появляются в разделе «Окружение» системы управление через некоторое время после возврата его в порт контроллера. В дальнейшем пользователь может изменить отображаемое в списке название оборудования. Никаких возможностей для управления параметрами Z-Wave устройств (например, изменения частоты «просыпания») в рассматриваемой системе нет. Отметим, что в разделе поддержки на сайте компании можно найти переведенные на русский язык инструкции по подключению различных моделей устройств.
Все устройства представлены в общем списке с указанием производителя, статуса, уровня заряда батареи и другой информации. Отметим, что в системе предусмотрено и краткое описание для оборудования.
Кроме моделей с протоколом Z-Wave, система позволяет работать еще с двумя типами устройств - сетевыми видеокамерами и сетевыми накопителями. Что касается первых, то производитель говорит о возможности использования любых моделей с трансляцией видео с кодеками MJPEG или H.264. В списке рекомендованных, которые система может самостоятельно обнаружить в локальной сети и предложить требуемые настройки, в настоящий момент указано несколько моделей D-Link. В параметрах камер указывается имя, адрес, ссылки на потоковые трансляции, имя и пароль пользователя, место для записи архива и чувствительность детектора движения. Последний в текущей версии программного обеспечения работает на контроллере, возможности видеокамер для данной функции не используются.
Если говорить про максимально поддерживаемое число камер, то производитель заявляет о поддержке до 12 одновременных записей и трансляций, а также работе до двух камер при использовании анализа изображения для определения движения. При этом рекомендуется использовать средние настройки видеопотока в камере и кодек MJPEG. Настройки качества изображения самой камеры не влияют на формат видеороликов в архиве, поскольку оно транскодируется в более простой поток с кодеком MPEG4 (H.263), уменьшением числа кадров в секунду, битрейтом около 512 Кбит/с, выделением области движения и наложением даты и времени. Правда, последнее берется с облачного сервера, так что может отличаться от локального. Также в архив записываются и изображения-превью. Встроенная система определения движения в целом неплоха, однако не имеет возможностей гибкой настройки зон и других параметров.
При работе с камерой, пользователь может выбрать место хранения видеоархива. В использовании облачных серверов компании есть определенные преимущества, например, обеспечивается защита архива от кражи, но требуется гарантировать работоспособность интернет-канала.
В качестве альтернативы можно настроить локальное сетевое хранилище, работающее по стандартному протоколу SMB. В параметрах указываются название, сетевой адрес, общая папка, имя и пароль пользователя. Никаких специальных настроек для обработки видеоархива нет, предусмотрено только ограничение его общего объема, указываемое в опциях камеры. Хранилищ в сети может быть несколько, они настраиваются индивидуально для каждой камеры. Возможности изменить эту настройку нет, придется удалять и снова добавлять камеру. В настоящий момент сервис использует автоматическое удаление записей старше двух недель. Ограничения на объем хранения данных нет.
Использование системы
Посмотрим теперь на дополнительные возможности портала, относящиеся к общей настройке и контролю за работой системы. Прежде всего, стоит отметить возможность программирования нескольких аккаунтов в системе. Заметим, что требуется обеспечить уникальность имени в облачном сервисе. Все пользователи привязываются к главному (определяемому по уникальному номеру учетной записи в системе), однако в текущей версии ПО совершенно равноправны.
В профиле указываются пароль, ФИО, пол, дата рождения, номер телефона и часовой пояс. Кроме пароля, все остальные поля заполнять не обязательно. Здесь же можно изменить язык интерфейса на английский, однако по факту не все поля сейчас переведены.
На странице «Журнал событий» собраны относящиеся к самой системе записи - доступность контроллера, добавление и удаление устройств, вход пользователя на портал. Предусмотрены несколько фильтров для удобства анализа и поиска информации в журнале. Кроме того, здесь же можно оперативно посмотреть сопутствующие событию фото или видеофайлы.
Заметим, что в верхнем правом углу экрана есть специальный значок, показывающий наличие непросмотренных важных сообщений. Для корректного отображения времени в журнале необходимо в параметрах пользователя указать правильный часовой пояс.
Аналогичным образом работает и видеоархив. В нем можно осуществлять поиск записей за последнюю неделю с применением разных фильтров и критериев отбора.
Программирование алгоритмов работы системы основано на использовании предопределенных сценариев, разработанных производителем. В текущей версии поддерживаются следующие варианты:
- Простой сценарий: перевод исполнительных устройств в заданное пользователем состояние при нажатии кнопки;
- Защита от взлома/затопления/пожара: отправка оповещений и включение сирены при срабатывании датчиков;
- Сценарий видеонаблюдения: отправка сообщения и запись видео с камер при обнаружении движения или нажатии на кнопку;
- Тревожная кнопка: отправка оповещений и запись видео с камер при нажатии на кнопку
- Освещение в помещении: включение розеток на заданное время при поступлении сигнала с датчика движения;
- Диммирование света по освещенности: регулировка яркости света в зависимости от показаний датчика освещенности.
При настройке сценариев пользователь выбирает участвующие в нем устройства. При этом проводится автоматическая фильтрация по их типу. Например, для «Защита от взлома» в списке кандидатов приводятся датчики движения и открытия двери или окна.
Допускается использование одного устройства в нескольких сценариях. Для отправки оповещений используется электронная почта и SMS. Конкретные адреса и номера телефонов указываются именно в свойствах сценария, а не через выбор профилей пользователей. В настоящее время отправка SMS осуществляется бесплатно, с начала следующего года планируется ввести оплату за эту операцию. Еще раз обратим внимание, что для отправки сообщений контроллеру требуется иметь связь с облачным сервисом. Заметим, что при потере соединения отправляются соответствующие сообщения по заданным в свойствах аккаунта координатам.
Сценарии защиты позволяют указать задержку начала контроля датчиков после начала сценария и задержку отправки сообщений после срабатывания датчиков (до двух минут с интервалом 30 секунд). Также предусмотрена проверка состояния датчиков перед запуском. В случае их неготовности (например, осталась открытой дверь), отправляется сообщение и сценарий не запускается.
Запрограммированные сценарии могут быть остановлены или находиться в рабочем состоянии. Взаимодействия между сценариями не предусмотрено. Активный сценарий нельзя удалить или отредактировать. Возможности запуска сценария по внешним событиям или расписанию в текущей версии программного обеспечения нет. Так что для работы охранных функций придется использовать компьютер или смартфон. Кроме того, отключение сигнализации доступно всем пользователям системы и не требует дополнительного ввода паролей или PIN-кода.
Общее управление системой осуществляется со страницы «Мой дом». Здесь каждый пользователь индивидуально может настроить внешний вид панели управления.
Предусмотрено создание нескольких разделов для удобной группировки плиток. В каждом из них пользователь выводит требуемые ему устройства (например, выключатели или датчики) и сценарии. Отдельной группой идет страница с изображениями с видеокамер, где тоже можно выбрать только нужные устройства.
Для автономных моделей на значке отображается статус батареи. Для сценариев есть доступ к журналу связанных с ним событий и переход к редактированию параметров.
В целом выбранный разработчиком вариант реализации работы со сценариями обеспечивает реализацию наиболее популярных вариантов домашней автоматизации с уклоном в область охраны, защиты и оповещений. Учитывая, что производитель интенсивно работает над развитием программного обеспечения, можно ожидать появления новых функций и усовершенствования существующих возможностей. В частности, хотелось бы более гибкой настройки сценариев, поддержки расписаний, прав доступа пользователей и аналогичных, знакомых по другим продуктам домашней автоматизации, сервисов.
Удаленный доступ с мобильных устройств
Для оперативного контроля за системой производитель предлагает использовать фирменное программное обеспечение для мобильных устройств на базе iOS и Android. При подключении нужно указать имя и пароль пользователя сервиса. В версии программы для iOS доступен демо-режим, позволяющий ознакомиться с приложением до покупки продукта.
На экране смартфона отображаются основные категории из веб-интерфейса, включая устройства и камеры, сценарии, журнал и видеоархив. Сделанные с компьютера настройки отображения не используются. Стоит отметить, что модификации для разных мобильных ОС заметно отличаются не только по внешнему виду, но и по функциям. В частности, доступ к журналу и видеоархиву есть только на iOS, а на Android можно изменять состав отображаемых в группах значков. Кроме того, во втором случае у нас не получилось просмотреть изображение с камеры.
Размер иконок устройств и сценариев одинаковый, отображается изменение статуса датчиков, на iOS есть возможность посмотреть информацию об устройствах, включая заряд батареи. Для сценариев предусмотрены операции запуска и остановки, а также индикация срабатывания различных вариантов защит.
Заключение
Внимание отечественных разработчиков и производителей к сегменту домашней и офисной автоматизации можно только приветствовать. Использование особенностей локального рынка позволяет им создавать более эффективные решения для ЖКХ и других областей, где требуется обеспечение аппаратной и программной совместимости с существующим оборудованием. Кроме того, ими могут быть учтены пожелания российских пользователей и обеспечена соответствующая поддержка. С другой стороны, требовать от первых подобных продуктов соответствия мировому уровню по набору функций и возможностям было бы не совсем корректно.
Рассмотренная в статье система домашней автоматизации Inwion использует облачную технологию, что позволяет упростить некоторые элементы системы, в частности, реализацию доставки уведомлений и хранения данных. Поддержка стандарта Z-wave помогает обеспечить совместимость с широким набором датчиков и исполнительных устройств. Правда, надо заметить, что текущая версия программного обеспечения может не позволить использовать некоторые из функций оборудования.
Предусмотренные разработчиком программируемые сценарии были выбраны из наиболее востребованных в бюджетном сегменте вариантов и никаких технических сложностей при расширении их набора в продукте нет, но самостоятельно пользователь это сделать не сможет. Ограниченные возможности установки параметров сценариев обусловлены скорее желанием максимально упростить настройку и молодым возрастом разработки, чем особенностями реализации сервиса.
Во время тестирования мы встретились с некоторыми недоработками в оформлении веб-интерфейса и не очень понятной ситуацией с использованием точного времени в разных элементах системы. Есть замечания и к процессу настройки и конфигурации системы. Однако при содействии службы поддержки производителя все спорные моменты были успешно решены и при последующей эксплуатации продукт показал себя достаточно неплохо.
Сценарии работали согласно описанным в документации алгоритмам. При отсутствии связи с сервером локальные действия выполнялись корректно (в частности, включение сирены при срабатывании датчика затопления, включение лампы от датчика движения и запись видео с камер на сетевой накопитель). При восстановлении соединения, в журнал записывались и попавшие в интервал недоступности события. Уведомления тоже приходили, но было неудобно, что в самом тексте отсутствовали метки времени.
Отметим, что производитель в настоящий момент предлагает инструкции для оборудования на своем сайте, а также помощь по электронной почте и телефону.
Продукты уже представлены на розничном рынке. Приобрести их можно как в фирменном интернет-магазине, так и у партнеров компании. На момент написания статьи стоимость контроллера составляла 8100 рублей, адаптер Z-Wave предлагался за 3100 рублей, а цена основных датчиков и исполнительных устройств укладывалась в диапазон 2000–3000 рублей.
Кроме отдельных компонентов, производитель предлагает и готовые комплекты оборудования для решения частных задач, таких как охрана, видеонаблюдение или набор для однокомнатной квартиры. Интересно, что в последнем варианте в комплекте идут встраиваемые реле производства Fibaro, что еще раз подтверждает хорошую совместимость оборудования Z-Wave разных производителей.
Хочется пожелать разработчикам Inwion успехов на их нелегком пути, а также реализации уникальных возможностей и сервисов, востребованных на нашем рынке.