Хочу поделиться своим опытом, который приобрел в ходе строительства и закладки коммуникаций. Я не являюсь профессионалом в этой области, поэтому представленная информация может быть неполной или неточной.
Я как и многие встал перед дилеммой, что делать если строительство дома/квартиры (выбери нужное) надо начинать уже сегодня, а вот денег и/или времени на проектирование и реализацию системы умного дома в общем и автоматизации освещения в частности в моменте нет.
Ответ: надо заложить такие коммуникации, которые позволят реализовать функции умного освещения в будущем без необходимости "знакомства с граблями".
Читая форумы и общаясь со знакомыми, кто пытался внедрить автоматизацию в обычной квартире, Я обратил внимание на несколько часто встречаемых проблемных зон:
В квартирах/домах, построенных без учета возможности внедрения освещения, управление умными устройствами можно реализовать только (исключения встречаются) с использованием беспроводных элементов на батарейках. Существуют реле для управления светильником, которые можно разместить в подрозетник. Но для этого подрозетник должен быть глубоким и в подрозетник должен приходить не только провод с фазой, но и с нулем, чтобы можно было запитать такое реле или кнопку. И тут всплывает проблема и не одна.
Во-первых, глубокие подрозетники это лишняя работа по штроблению и просто так ее никто не делает, поэтому ожидать, что у вас по другому не стоит
Во-вторых, к выключателю заводят обычно только фазу и лишняя жила под ноль может появиться чаще всего только случайно. К примеру, если у электрика-монтажника под рукой не оказалось двужильного провода для одноклавишного выключателя и он использовал трехжильный. В случае умного выключателя придется ограничиться беспроводными устройствами, работающими от батареек, что создает дополнительную проблему типа "батарейка села". Если механические выключатели просты и надежны, то с "умными" устройствами не все так замечательно. В случае умного светильника придется оставлять стеновой механический выключатель всегда включенным и пользоваться отдельным пультом, у которого так же имеются батарейки. Вопрос диагностирования причин неработоспособности управления освещением в такой комбинации оставляем за скобками данной статьи. Ты читатель конечно не видишь в этом проблемы. И если ты живешь один, то действительно проверить батарейки к примеру не проблема. Но если пользоваться этим благом будешь не только ты, но и члены твой семьи, то неработающий выключатель, из-за которого в твое отсутствие, к примеру, бабушка не может свет включить, может доставить много "приятных" эмоций. Да и придя вечером домой и попытавшись поменять батарейку можно обнаружить, что свежие батарейки закончились и надо ждать до завтра, когда откроется магазин или когда зарядятся аккумуляторы. С ростом количества таких устройств масштаб бедствия только растёт.
Выбирая продукцию известных производителей ты выбираешь достаточно отлаженную и надежную систему (условное допущение), но обратной стороной является то, что выбирать приходится закрытую экосистему, которая может быть недешевой и не хочет или не любит работать с устройствами других производителей. А на длинном временном горизонте может оказаться недоступной к покупке для замены и обновления. А это приводит к увеличении стоимости приобретения и замены.
Выбирая открытые протоколы типа HomeAssistant, OpenHub и прочее, ты решаешь вушеозвученные проблемы закрытых экосистем, но и теряешь доступ к их сильным сторонам: это отлаженность и профессиональная техническая поддержка (хотя и это не всегда так). Весь мир перед твоими стопами со всеми оврагами, кочками и коровьими лепешками. Даже, если вы у вас реализован принцип High Availability, кластер дублирующих серверов, шлюзов и прочего, то все равно рано или поздно вы столкнетесь с невозможностью включить свет из-за отказа одного из множества элементов системы или в период перенастройки или технического обслуживания. После третьего по очереди общения с условной бабушкой баланс эмоций от между негативом от недовольных домочадцев и позитивных эмоций типа "я это все таки сделал" чаще всего уходит в отрицательную зону.
Ты, читатель, конечно возразишь, что это не проблема ибо "дорогу осилит идущий". И Я в этом с тобой соглашусь и Я сам тоже выбрал путь свободы и открытых протоколов. Но как решить проблему надежности и бесперебойности, чтобы комфорт от пользования системой не страдал из-за несовершенства техники.
Ответ прост: для этого требуется реализовать резервирование контуров управления и минимизировать количество критических точек отказа, которые могут привести к неработоспособности системы освещения.
Эта простая идея не давал мне покоя. Но как сделать так, чтобы можно было управлять светом как с обычного настенного механического выключателя, так и цифровыми кнопками или через алгоритмы контролера умного дома и т.д. Поначалу эта идея рассматривалась мною как несбыточная фантазия, а перспективы умного дома откладывались на неопределенное потом. Но при изучении номенклатуры электротехнических устройств в фокус моего внимания попало такое устройство как импульсное реле. Оно бывает как в форм-факторе автоматического выключателя для монтажа в щиток на DIN-рейку, так и в компактном формате для установки в ответвительную (распаячную) коробку или в подрозетник.
Управление реле осуществляется импульсной подачей переменного тока 230в на управляющий контакт. Подключать управляющие устройства к реле можно параллельно. Стандартно управление осуществляется звонковой кнопкой без фиксации, хотя встречаются импульсные реле, которые умеют работать и со стандартными выключателями освещения, функционирующими по дискретному принципу. При использовании звонковых кнопок количество точек, из которых можно управлять освещением в теории неограничено. Соответственно, управлять импульсным реле можно и контролером умного дома, что в свою очередь снижает требование к максимальным коммутируемым нагрузка, которыми может управлять такой контролер, т.к. он будет коммутировать только управляющий сигнал переменного тока. А выход из строя любого управляющего устройства не приводит к неработоспособности системы управления. Единственной точкой отказа, выводящим из строя всю систему освещения, помимо собственно светильника выступает только само импульсное реле.
Другим преимуществом, которое мы получаем при использов��нии импульсного реле, является возможность выноса реле в электрический щит и возможность использование в составе системы освещения стандартных недорогих электро- и свето-технических комплектующих, стоимостью от 200 руб. за выключатель/светильник против 2000-10000 руб. за умные устройства.
Вот то что Я искал. Теперь надо понять как заставить это работать. И вот здесь мы подошли к тому самому фундаменту, о котором Я упомянул в начале статьи и который позволит нам реализовать любую систему управления освещением: классическую систему на механических выключателях, умную или гибридную с использованием импульсных реле. Ответ: для этого необходимо реализовать соответствующую схема прокладки электрической проводки.
Небольшой экскурс в схемы монтажа электропроводки под освещение:
Классическая схема прокладки электропроводки, которая использовалась со времен СССР, подразумевает при прокладке кабеля от электрического щита устанавливать ответвительных (распаячных) коробки в местах поворотов/ответвлений кабеля заложенного в стене (см. схема №1).
Такая схема минимизируем использование электрического кабеля, подключать последовательно несколько точек, а при использовании гофро-трубы или специальных внутрипанельных полостей позволяет в ряде случаев осуществлять замену кабеля без разрушения поверхности стены или элементов отделки. Формирование разрыва фазы и коммутация отвода на выключатель осуществляется в распаяной коробке. Минусом является плохая эстетика распаячных коробок и отключение всех светильников/розеток при срабатывании автоматов защиты. В части умного освещения получаем все минусы, описанные в начале статьи.
"В ответ на запросы людей убрать с глаз долой "распаячные" коробки пришла схема с использованием углубленных подрозетников и коммутацией кабелей освещения в подрозетнике (см. схема №2). В этой схеме кабель от щитка заходит в подрозетник выключателя, где и осуществляется подключение выключателя и коммутация отвода на светильник.
Плюсы данной схемы: все хорошо с эстетикой.
Минусы: чуть больше кабеля и все остальные остальные минусы классической схемы, кроме отсутствия «распаячных» коробок.
В части умного освещения казалось бы в данн ой схеме можно было бы предусмотреть прокладку кабеля с лишней жилой под ноль, чтобы обеспечить питание умных выключателей. Но если вы заходите заложить умное реле в подрозетник, чтобы использовать его совместно с механических выключателем или кнопкой, то у вас возникнуть сложности с тем, чтобы запихнуть все это в подрозетник, куда итак будет заходить два кабеля вместо одного кабеля при использовании схемы № 1. И, в случае необходимости управления с нескольких точек, вы будете вынуждены ограничиться использованием беспроводных кнопок в качестве дополнительных выключателей. т. е. не все гладко, но жить «умному освещению» можно.
И вот мы подошли к схеме № 3 организации электропроводки под освещение, которая является на мой взгляд наиболее гибкой и позволяет устранить все озвученные минусы. Гибкость проявляется в том, что с такой схемой разводки можно реализовать любую схему управления освещением: классическую с использованием механических выключателей или умную.
И самое главное схему управления освещением можно изменить в любой момент времени путем исправления коммутации в электрощите и добавлении импульсных реле и/или контролеров умного дома. Использование клеммных колодок позволяет выполняет эти исправление достаточно легки и не один раз.
Минусом данной схемы является только стоимость, т.к. потребуется проложить отдельно электрокабель от щита до выключателя и дополнительно от щита до светильника и предусмотреть больший по размеру электрощит, который позволит вместить все оборудование и обвязку. Соответственно, больше расход кабеля и комплектующих, больше трудозатрат электриков на сам монтаж. В общей смете электро-монтажных работ это не большая прибавка к смете по электрике тем более, если речь идет о стандартной квартире.
Заключение
Даннаястатья описывает одно из решений, которое может использоваться при внедрении умного дома. Уверен, что для знатоков «америк» Я не открыл. Но моей целью было поделиться опытом и постараться подсветить отдельные нюансы и решения, которые не настолько очевидны и могут сэкономить время при выборе пути. Надеюсь кому‑то данная статья окажется полезной.