Привет, Хабр! Меня зовут Дмитрий, я руководитель проектов в РГС. И я решил рассказать, как я собирал свою умную дачу в лучших традициях, то есть «от балды». Вот здесь можно прочитать первую часть про, с чего вообще все началось и почему я взялся за модернизацию своего дома из 80-х.
А в этом статье поговорим про контроль напряжения, водоснабжение, газовое оборудование, отопление и систему освещения. Без лишних предисловий — поехали.
Контроль напряжения
Еще в 21-м году, когда я заканчивал строить беседку, был установлен отдельный электрощиток, разводящий электричество по четырем направлениям: дом, беседка, баня и резерв под гараж с воротами. Так что с подводящим кабелем к дому всё было схвачено. Старую проводку в доме сняли во время ремонта и проложили новую, поэтому и в части кабелей проблем не возникло.
Однако проблема заключалась в самом качестве электроэнергии. На линии случались скачки напряжения как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. Решили вопрос установкой стабилизатора. На рынке их масса, и они представлены в разных ценовых сегментах. Я выбрал модель из нижнего ценового диапазона — вот это:
Небольшой совет: покупать дешевый или дорогой стабилизатор — каждый решает сам. Скажу лишь одно: если стоимость стабилизатора составляет 10% и более от общей стоимости всех подключенных к сети электроприборов в доме, его стоит покупать. Если же она ниже 10%, я бы задумался о приобретении более дорогого устройства, поскольку стабилизатор — это своего рода «страховка» от выхода из строя вашей любимой техники вследствие скачков напряжения.
В моем случае мощность составляет 10 кВт, чего мне хватает «за глаза» даже при использовании обогревателей. Однако если ваша потенциальная нагрузка выше — рассмотрите покупку устройства большей мощности. При этом следите, чтобы проводка соответствовала потребляемым параметрам: силе тока и мощности.
Конкретно мой прибор — не «умный». Он не подключается к Wi-Fi и не имеет интерфейсов управления: всю магию стабилизации он делает сам. На рынке есть более дорогие образцы с функциями мониторинга и управления, но, как по мне, если прибор умеет всё делать сам, то и лезть в его настройки нет нужды. Был период, когда я подключал одну из умных розеток до стабилизатора — дескать, чтобы иметь возможность оценить масштабы катастрофы на магистральных ЛЭП. Но вскоре я ее отключил: сценарий бестолковый и не позволяет сделать ничего, кроме выводов о качестве электросетей региона.
Прибор решает одну единственную задачу — нестабильное напряжение. На небольшом экране он показывает напряжение сети до и после стабилизации, а также потребляемую мощность, которая в моем случае редко доходила до половины шкалы.
И вот чудо — за холодильники можно больше было не переживать. Но возникла следующая побочная проблема: «зависание» роутера.
Не секрет, что роутеры периодически «зависают» даже при стабильном напряжении. Вспышки на солнце, ретроградный Меркурий, Марс не в том доме — в общем, что только не тревожит тонкую душевную организацию сего прибора. Почему так происходит? Этот вопрос лучше задать вот этому человеку:
Мне же было интереснее, как сделать подключение моих умных устройств к интернету отказоустойчивым и как обеспечить их доступность при зависании или отключении основного питания.
Решение пришло спонтанно: создать дублирующий контур для умных устройств, установив дополнительный роутер.
Схематично это можно изобразить примерно так:
Умные розетки подключены к обыкновенным, а роутеры — к умным розеткам. Между ними реализовано «перекрестное» подключение: Умная розетка № 1 подключена к Роутеру № 2 по Wi-Fi, а Умная розетка № 2 — к Роутеру № 1, соответственно.
В случае зависания одного из роутеров я сразу замечу это по недоступности части устройств, управляемых им, и отправлю команду «выкл/вкл» на соответствующую розетку для перезагрузки зависшего оборудования. Чтобы минимизировать риски при полном отключении электроэнергии на линии, в одну из розеток дополнительно подключен ИБП (источник бесперебойного питания), который даст мне 15–20 минут для принятия мер.
Схема доказала свою работоспособность и надежность, несмотря на её незавершенность. К примеру, я планирую установить второй бесперебойник для левой части схемы.
Также к моменту публикации статьи вскрылась еще одна проблема – отключение мобильного интернета в регионах. Если один из роутеров подключен к проводной оптике, то второй – к мобильному интернету через сим-карту. Когда случаются отключения мобильного интернета – половина этого «кластера» (если это можно так назвать) просто недоступно удаленно, хотя все оборудование продолжает исправно работать. Пока не знаю, как эту проблему можно решить.
Контроль водоснабжения
Дополнительно я установил в щиток «умный автомат» бренда Aqara и подключил в него провод, питающий насос и обеспечивающий дом водой напрямую, без розеток и прочих промежуточных устройств.
Устанавливается он на DIN-рейку в электрощиток и не мешает остальной группе автоматов. Подключается к Wi-Fi напрямую (к одному из роутеров).
К слову, произошел анекдотичный случай. Полгода назад я купил детектор дыма того же производителя. Тот ни в какую не желал подключаться без хаба, о чем я писал в предыдущей статье. Причем уже имеющийся хаб Xiaomi его не устраивал — датчик хотел исключительно хаб Aqara. Любые попытки подружить его с Яндексом или Xiaomi не увенчались успехом. Плюнув на это дело, я почти забыл про него, оставив только звуковую сигнализацию и подключение по Bluetooth. И тут я подключаю этот умный автомат, включаю, проверяю напряжение на насосе, подключаю устройство к Wi-Fi и… о чудо!
Автомат решил, что он — хаб, подключил к себе датчик дыма, и теперь я получаю телеметрию с него в Алису через умный автомат!
Сам умный автомат на 25А подключен к обычному автомату в щитке через электросхему, так что отказ или несрабатывание умных девайсов при скачке напряжения или замыкании исключено.
Зачем это было нужно? Дело в том, что в доме установлен еще и двухконтурный котёл. Котлу нужно давление в двух контурах: контуре отопления и контуре ГВС. Сначала я выключал автомат насоса и сливал воду из системы каждый раз, когда уезжал. Все было бы неплохо, если бы не наступающие холода и необходимость в автономном отоплении. А поскольку бойлер двухконтурный, он может не включиться, если в одном из контуров недостаточное давление. Поэтому для перестраховки я решил насос не отключать и давление из системы не стравливать, а в случае чего — просто выключить насос умным автоматом.
Некоторые могут задать абсолютно логичный и резонный вопрос: а почему бы просто не перекрыть воду «умным вентилем», типа такого:
На маркетплейсах их пруд пруди. Дело в том, что особенность схемы водоснабжения и расположения в ней потребляющих и прочих элементов делает перекрытие воды попросту бессмысленным. Насос управляется через реле давления (плюс вышеупомянутое умное реле). Реле давления отключает насос, когда в системе наберется необходимое давление и гидроаккумулятор заполнится водой. Само реле стоит после ввода трубы в дом (так получилось). Если будет протечка и если при этом просто перекрыть воду, реле давления не поймёт, что давления достаточно и продолжит качать воду. Поэтому единственным правильным решением тут будет просто отключить питание насоса.
Протечку, если что, я отслежу по графику потребления электричества, а также по камере. Хотя уже заказаны два датчика протечки, с которыми связана отдельная история.
Попытки установить датчики, конечно же, были с самого начала. Но тут я столкнулся, кажется, с серьезной недоработкой разработчиков экосистем умного дома.
Было приобретено порядка четырех датчиков протечки. Выяснилось, что с Алисой, к примеру, они работают только с версией Midi. С Mini — ни в какую. Если серьезно, то Алиса Mini (которая к тому моменту уже появилась и на даче) вроде как вообще не поддерживает протокол Zigbee (поправьте меня, если я не прав). Midi и Max при этом тоже имеют ограничения на количество подключаемых Zigbee-устройств.
В общем, каждая экосистема «топит» за свои хабы (что в целом понятно, но от этого не менее грустно). В моем случае для датчиков протечки Aqara требовался их собственный хаб, который я, конечно же, покупать не стал. Сейчас ко мне едут найденные и «правильные» с точки зрения экосистемы и региона датчики протечки Xiaomi. Надеюсь, на этот раз все сработает. (К моменту публикации статьи – не сработало. Снова региональные заморочки. Был куплен и установлен датчик экосистемы Smartlife, который подцепился также, как датчики дыма и газа. Через умное реле от насоса на щитке.
С регионами устройств — вообще отдельная история! Дело в том, что некоторые девайсы поддерживают только «родной» регион (читай: Китай). Так и случилось с несколькими датчиками протечки газа и датчиком дыма: устройство работает, только если на хабе установлен регион «Китай», и ни в какую не желает работать с другими. При этом остальные устройства уже настроены и работают в регионе «Россия». Попытка перенастроить весь хаб на Китай отрубила почти все остальные подключенные к нему девайсы, а сам хаб «выбило» из Алисы. Как итог, несколько датчиков лежат мертвым грузом. Возможно, придумаю, как использовать их альтернативно (вне экосистемы), или поищу способ перепрошивки. Буду рад вашим идеям.
Вообще, конечно, датчики протечки, дыма и газа — вещь в доме крайне необходимая. Так как я все-таки работаю в страховой, то о заливах и пожарах знаю не понаслышке. Регулярно наблюдаю за такими выплатами. Например, из последней статистики РГС после этих майских выяснилось, что 63% всех страховых случаев происходит в частных домах (бани, гаражи и сараи все сюда же), и при этом, что каждый четвертый из них — пожар. Так что безопасностью тут лучше точно не пренебрегать.
Контроль за газовым оборудованием и утечками
Тут тоже мало что можно сказать применительно к умному дому.
В месте ввода газовых труб в помещение установлен аналоговый газоанализатор, подключенный к вентилю. При утечке датчик перекрывает подачу газа автоматически. Там всё изолировано, сертифицировано и проверяется газовой службой раз в год. Квест под названием «переделай газовое оборудование в новом помещении и оформи всё официально в местной газораспределительной компании» я прошел успешно, но это тема для отдельного поста. В любом случае, встраивать в газовое оборудование какие-либо дополнительные устройства умного дома — дело опасное. Даже если не возникнет сбоев в электрике или логике, проблема возникнет при следующей проверке. Так что эту историю точно лучше оставить профессионалам.
Контроль отопления и температуры в помещении
Эта часть повести, на мой взгляд, самая интересная. За неё я испытываю просто гордость.
Итак, уже в 24-м году приступили к монтажу отопительного газового котла, разводке батарей и труб по периметру теплой части дома. Получилось около 140 метров труб и 10 металлокерамических радиаторов разной секционности, в зависимости от объема помещений. Был смонтирован котел Buderus Logomax U72-024k… (и еще что-то там в его полном наименовании).
К нему подключается подводящий газовый шланг и четыре шланга контуров: два для водоснабжения и два для отопления соответственно.
Но вся проблема заключалась в том, что этот котел был куплен лет десять, а может, и больше назад, когда умными были еще люди, а не дома. Поэтому управлялось это чудо техники всего четырьмя кнопками на панели самого котла, что накладывало ряд ограничений.
Например, нельзя было допускать замерзания системы отопления и водоснабжения или падения в ней давления. В общем, без присмотра оставлять это чудо техники и прогресса совершенно не хотелось. Выхода было два:
Оставлять его работающим на всю зиму и на всё время, когда меня нет на даче;
Сливать всю систему водоснабжения, перекрывать газ и дренировать систему отопления.
Оба варианта казались совершенно нерабочими.
По рекомендации бригадира своей рабочей бригады, который, с его слов: «Да у меня у племянника такой же стоит, он докупил там какой-то модуль, подключил, и теперь по СМС управляет температурой! У него там родители живут, он им прибавит до 28 градусов, они звонят и жалуются, что жарко, и он убавляет!»
И я полез на просторы уже не маркетплейсов, а форумов специалистов, «самаритян» и таких же самоучек, как я сам. Оказалось, что существуют как минимум несколько экосистем для управления котлами через цепочку аналогово-цифровых преобразователей, и еще больше устройств для аналогового управления с возможностью подключения либо умных реле, либо Wi-Fi адаптеров. Такие, своего рода пульты управления «вкл/выкл».
Потратив несколько дней на изучение матчасти на форумах и YouTube, я принял решение приобрести отопительный контроллер, а также универсальный адаптер цифровых шин на платформе ZONT. Эта история монтируется на дин-рейку, и ее можно убрать, скажем, в тот же короб для автоматов и разводки проводов для удобства и аккуратности.
Вот так это выглядит в моем случае:
Буду честен: даже при наличии инструкций, руководств из интернета и прочей справочной информации, у меня не с первого раза получилось настроить всю эту «балалайку». Временами приходилось применять «метод научного тыка», временами — молоток.
Универсальный адаптер цифровых шин (УАЦШ) — это устройство, оснащенное Wi-Fi модулем, слотом под SIM-карту (как резервным каналом связи) и набором электроники, позволяющим удаленно заходить на устройство, подгружать в него одну или несколько (если их несколько в доме) преднастроенных конфигураций котлов, а также иметь более-менее понятный графический интерфейс с функцией административного доступа к настройкам.
Отопительный контроллер — это, непосредственно, «руки», управляющие котлом. Он преобразует сигналы от УАЦШ в сигналы, понятные котлу, и наоборот. Контроллер подключается к котлу двужильным проводом, а для обмена информацией между ними применяется протокол OpenTherm, в основу которого заложен так называемый манчестерский код.
Если по-простому, то это такой протокол «недоцифрового» взаимодействия между нагревательными и контролирующими устройствами «на минималках». По одному и тому же двухпроводному кабелю данные передаются в обе стороны: от контроллера к котлу и обратно. Причем напряжение там всего 24 вольта, что позволяет использовать довольно тонкие провода без риска короткого замыкания или поражения электричеством. Команды и данные передаются в виде импульсов. Там присутствует некий двоичный код, но исключительно свой, понятный протоколу и более никому. Поэтому я и называю его «недоцифровым». Как-то так.
Правда, пришлось немного разобрать котел: найти нужный разъем, вставить перемычку в пины ручного управления и подключить провода управляющего контроллера в соседние пины. Это обнулило контроль с панели котла, зато сделало полностью доступным управление через мобильное приложение.
В настройке УАЦШ условно есть три режима считывания температуры:
по аналоговому датчику, расположенному рядом;
по цифровому датчику температуры (там нужно было припаивать дополнительное сопротивление на контактор, и вообще с этим вариантом мне как-то не хотелось возиться);
используя имеющиеся датчики температуры, уже подключенные к устройству дистанционного управления (УД).
В последнем случае можно настроить сценарий, когда при слишком низкой температуре в помещении термостат немного поднимает температуру, а при слишком высокой – опускает, то есть настраивать достаточно гибко. Этот вариант мне не совсем понравился тем, что уж слишком длинная цепочка взаимодействия получалась (хотя и прикольная): температурные датчики ->хаб ->wifi ->Internet ->Яндекс -> Internet -> wifi -> УАЦШ -> контроллер -> котел. И в обратном направлении как минимум до Яндекса, чтобы отчитаться, что режим работы увеличен. Это слишком много точек отказа в цепочке.
Поэтому я остановился на аналоговом датчике температуры и управлении котлом на основе его показателей. Тут всё рядом, ломаться нечему. Хотя вариант с цифровыми датчиками УД никто не отменяет.
Теперь я могу из интерфейса ZONT или Яндекса в реальном времени следить за температурой в помещении, находясь хоть в Камбодже. Контроллер настроен на поддержание 20 градусов, пока я отсутствую, и 24–25 градусов, когда я нахожусь на даче. Режимы температуры он меняет автоматически в зависимости от дня недели.
Котел (точнее, УАЦШ) через навык добавил в Яндекс несколько датчиков. Сами датчики физически находятся внутри котла и передают показания через протокол OpenTherm (те самые два проводка). Они передают температуру контуров (отопление, ГВС), показания напряжения в шине (всегда 12 В, и оно никогда не меняется) и состояние горелки. Можно подключить дополнительные температурные датчики, часть из которых вынести на улицу или настроить более сложную логику.
Чего мне не хватает, так это датчика давления в системе отопления. Он там не просто аналоговый, а механический, со стрелкой, на самом котле. Безальтернативно. Я уже думал поставить просто веб-камеру напротив стрелки, но смысла в этом мало, так как в случае чего я ничего не смогу сделать. Есть другие, более сложные варианты, но я пока решил оставить как есть.
Как результат — я могу с комфортом находиться на даче даже в сильные морозы и быть спокойным за температуру в доме и за всё, что там находится: воду, технику, аккумуляторы, трубы и заготовки в подполе. Ну и в случае ЧП есть возможность для управляющих воздействий: выключить, обесточить или изменить режим работы.
Освещение
По освещению пока всё просто. Есть две «умные лампочки» от Xiaomi (Mi Smart LED bulb, производитель Yeelight). Одна из них включается вечером в 18:00 по расписанию и гаснет в 2 часа ночи — так я имитирую присутствие в доме в ночное время. Яркость выставлена примерно на 60%. Когда я приезжаю, могу включить обе лампочки либо через мобильное приложение, либо с помощью колонки Алисы, которая появилась в доме не так давно и уже отлично интерпретирует голосовые команды в управляющие воздействия на умные устройства.
В планах — замена «лампочек Ильича» на красивые светильники (они уже куплены и ждут своего часа). С новыми приборами эти лампочки работать не будут, так как там другие патроны, поэтому их придется установить куда-то еще. Схема освещения пристройки мне понравилась, так что, скорее всего, я поставлю там умные выключатели или использую умное реле.
В конце прошлого года я решил вопрос с наружным светом: установил три прожектора по углам дома. Они работают через умное реле, которое дополнительно подключено к обычному механическому выключателю — это нужно для возможности принудительно выключить свет в случае необходимости.
Стоит ли внедрять что-то еще в систему умного света, я пока не уверен. В каждом помещении, на улице и в бане достаточно обычных выключателей. В целом, на данный момент, это все модернизации, которые удалось провести в доме. Но это еще не конец, планы у меня наполеоновские.
Этой статьей мне хотелось показать, насколько сегодня много возможностей для создания и развития умного жилища (будь то дом, квартира, загородный участок, гараж или даже сарай). В моем случае большая часть первоначальных покупок для умного дома была сделана довольно импульсивно.
В идеале, конечно, стоит начать с изучения «матчасти»: изучить основные экосистемы, протоколы, вопросы совместимости устройств, а также полезно почитать отзывы. Отдельно рекомендую заранее проверить доступность мест для установки оборудования, в частности реле, умных выключателей и лампочек. У меня всё проложено в кабель-каналах и находится в открытом доступе, а не вмонтировано в стены. Это дает свободу действий: я могу в любой момент переделать участки проводки или изменить расположение розеток и распаечных коробок. В вашем же случае коммуникации могут быть скрыты в отделке, поэтому этот момент стоит изучить заранее.
Подводя итог, хочу сказать: путь к умному дому может быть как осознанным и спланированным, так и путем проб и ошибок, как это было у меня. Главное — не бояться экспериментировать, но при этом учитывать особенности вашей проводки и планировки.
Мне очень интересно узнать о вашем опыте. Поделитесь своими историями внедрения умного дома. И обязательно напишите, о чем мне стоит рассказать в следующих материалах: какие аспекты самостоятельного построения умного дома интересуют вас больше всего?
