История моего дома началась в 2016 году. 2019 встречали уже в доме, хоть и недоделанном. На сегодняшний день из недоделанного остался только балкон. Что имеем: 172 м², два этажа, четыре жилых комнаты + двухсветная гостиная + СПА-зона с парной и хамамом. Ну и подсобные помещения (котельная, гардеробная…). Передний фасад полностью остеклен.
Своим домом я очень доволен. Но есть и проблема. К комфорту быстро привыкаешь. Особенно к микроклимату, который поддерживается автоматикой дома. И теперь, когда меня куда-нибудь заносит, я везде ощущаю дискомфорт: то жарко, то холодно, то ноги мерзнут, то дует, то давление воды прыгает, то температура воды в душе скачет… И это даже в хороших отелях.
Поскольку я по образованию радиоинженер, и всю жизнь конструирую системы автоматического управления в самой разной промышленности, мой дом был обречен стать умным. По-настоящему умным, а не "хочу включать с телефона котел, когда я еду с работы". Я не хочу ничем управлять непосредственно, пусть и дистанционно. Все должно быть, как в анекдоте про идеального сисадмина: никто его не видел, но все работает безупречно.
С рынком решений для бытовой автоматизации я знаком не был. Пока шли общестроительные работы, я походил по профильным выставкам, посидел на семинарах, и даже заработал суперскидку в 20% на оборудование одного бренда своими хитрыми вопросами. Цены на оборудование как этого производителя, так и его конкурентов, меня неприятно удивили — начиналось все от $500 за изделие.
Самоделками заниматься мне не хотелось — все свободное время отнимали работа и стройка, и я прекрасно понимал, что с самоделками провожусь годы, пока все "вылижу". Деваться некуда, я начал подбирать оборудование из номенклатуры для промавтоматики и рисовать первые чертежи.
И тут (действительно, когда чего-то очень хочешь, оно тебя как-то само находит) на выставке я познакомился с компанией Wiren Board. Это был 2017 год. Меня сразу подкупила их технологичность: вот сайт, вот цены, вот корзина, вот быстрая доставка.
Лирическое отступление. Бесит вся эта маркетинговая шелуха: "Оставьте заявку, и наш менеджер вам все подберет и согласует специальные цены, а на те, что на сайте, вы не смотрите, скидки будут отличные, вы же такой уважаемый покупатель…". Нет у меня времени на все это, мне надо дом строить, а не отношения.
Конечно, я повелся на цены. После $500+ за единицу продукции конкурентов цены были просто замечательные. Весь комплект оборудования от Wiren Board, который я оплатил 15 сентября 2018 года, мне обошелся в 43 020 руб. Вот он, этот комплект, в деле:
Первое, что меня "зацепило" в техническом плане, — это релейные модули. Было очевидно, что лампочки, которыми надо будет управлять, появятся сильно раньше, чем я вообще начну разбираться с тем, как писать скрипты. Все выключатели планировались без фиксации, да и провода к ним шли слаботочные. Городить какое-то временное решение не хотелось, а тут готовые модули, которые сразу работают с моими выключателями так, как надо, безо всякого программирования. И в случае неисправности контроллера, кстати, свет у меня тоже будет работать, как надо.
Большим плюсом я посчитал Linux на борту контроллера. Я не знаток Linux, но в своей деятельности с этой операционкой сталкивался много раз, и высоко ценю ее надежность и нетребовательность к ресурсам. Возможность покопаться во внутренностях операционки, добавить что-то свое, кастомизировать настройки — все это я очень ценю. Скажу честно, за все это время (а мы живем в доме пятый год) копаться в операционке контроллера мне не пришлось ни разу. Обходился инструментальными средствами, которые штатно предоставляет Wiren Board. Но сама возможность сделать это греет душу.
За web-интерфейс я поставил сразу три плюса. Тут и настройка оборудования. И среда разработки и отладки скриптов. И визуализация (виджеты, панели, графики).
Графики! Тоже твердый плюс. Все сигналы и измерения, которыми оперирует контроллер, попадают в достаточно объемную базу данных. Историю изменений за произвольный период можно посмотреть в таблице, вывести на график, экспортировать в файл. И все это "из коробки", без дополнительных затрат и обращений к облаку. Это здорово помогает при отладке системы.
Еще я считал необходимым удаленный доступ к контроллеру. Не только в плане оповещения о всяких нехороших событиях — это само собой. Я в отпуск всегда таскаю с собой ноутбук — в отпуске приходят самые хорошие идеи, которые надо ковать горячими. Поэтому я хотел, чтобы у меня был полноценный доступ к среде разработки вне зависимости от моего местонахождения. Да и просто проанализировать поведение системы никогда не вредно. А тут есть полный набор средств связи: и Ethernet, и Wi-Fi, и GSM модем. И, опять же, Linux. Т.е. VPN, NAT - все это легко реализуемо.
Конечно, я боялся, что продукты от Wiren Board могут оказаться "сырыми" и глючными; что JS для меня окажется сложен, и я не смогу написать скрипты; что качество окажется низким и придется бесконечно менять/докупать. И я засел за форум техподдержки, честно потратив на это выходные. Что может сказать о продукте лучше, чем форум его техподдержки? Если, конечно, его не модерируют беспощадно. Форум меня успокоил: людей не банили, на все сообщения отвечали, ответы были вполне профессиональные, а в случае брака продукцию бесплатно меняли.
Вот так и стал контроллер Wiren Board 6 (далее WB) "мозгом" моего дома. А я сам пару месяцев назад стал сотрудником Wiren Board. Не спешите обвинять меня в предвзятости — вся эта история происходила задолго до моего трудоустройства. Ну и клянусь говорить правду и только правду.
Я использовал предыдущую версию контроллера WB. Текущая, 7-я версия контроллера, функционально такая же, но быстрее в 6 раз и в ней больше памяти.
В основном все мои умности — это управление инженерным оборудованием и немного светом. А вот пожарную и охранную сигнализации я сделал на оборудовании БОЛИД. Между собой системы автоматизации и сигнализации общаются при помощи преобразователя протокола С2000-ПП. У него есть два интерфейса RS-485, работающих по протоколам:
"Орион" — для связи с приборами БОЛИД;
Modbus RTU — для связи с устройствами сторонних разработчиков.
Преобразователь протокола не совсем корректное название для этого устройства — оно умнее. С2000-ПП в режиме работы "Мастер" опрашивает приборы БОЛИД, и ведет свою базу данных их состояний. WB получает данные из этой базы (или пишет в нее команды), используя соответствующие регистры Modbus. Чтобы "научить" WB (точнее, драйвер wb-mqtt-serial) общаться с С2000-ПП, я создал собственный шаблон устройства.
Также я использовал пару модулей ввода/вывода от ОВЕН. Почему — объясню ниже.
Не все из перечисленного ниже реализовано до конца, что-то реализуется по мере необходимости, что-то "как руки доходят". В частности, охранная сигнализация пока не востребована. Но на 90% все сделано. И все смонтировано и настроено без привлечения сторонних специалистов, только моими руками и моей головой.
Размещение основного оборудования
Сначала я хотел сделать децентрализованную систему, то есть разместить релейные модули поближе к нагрузке, для чего установить в коридорах небольшие щитки. Но на этапе выбора мест для щитков я понял, что это плохое решение. Штробить несущие стены под кабель и сам щиток категорически не хотелось. Перегородки (у меня кирпичные) были тонковаты для размещения встроенного щитка, утолщать их ради него как-то глупо. Проще всего оказалось разместить все оборудования в одном большом щите и повесить его в котельной.
Это самый большой из подвесных шкафов, который был в продаже. Все более высокие решения - это уже сборные шкафы, которые стоят неразумных денег. Поэтому монтаж такой плотный, пришлось даже занять боковую стенку.
Обратите внимание: в щит заходят провода, не кабели. У меня все кабели от конечных точек до коммутационных коробок проложены под потолком первого этажа и закрыты натяжными потолками. Кабели со второго этажа проходят через перекрытие к тем же коробкам. А все соединения между коробками, между коробками и щитом, я вел проводами. Это и дешевле, и позволяет использовать более компактные корпуса коробок и шкафа. Ну разве разместился бы я здесь с кабелями?
Сразу хочу сказать про автоматические выключатели (АВ) и УЗО. Когда я продумывал кабельную систему, я исходил из следующих соображений:
ввод в дом трехфазный, и надо по возможности равномерно нагрузить все фазы;
при коротком замыкании (КЗ) в розетке не должен отключаться свет в этом же помещении;
при КЗ в осветительной и розеточной сети не должно отключаться инженерное оборудование в доме;
при КЗ на улице не должно ничего отключаться в доме;
если мощность прибора составляет более 50% от мощности цепи — сажу его на отдельный АВ (подсмотрел в американских регламентах);
инженерное оборудование при помощи УЗО не защищаю.
Поэтому их (АВ и УЗО) так много.
Для сравнения - так это выглядело на чертеже:
Электроустановочные
С этим пришлось повозиться. Выключатели без фиксации — достаточно редкая позиция. И у каждого конкретного производителя ассортимент их совсем небольшой. А мне нужны были разные. Устроила меня серия Valena Life от Legrand.
Датчики
Для контроля температуры и влажности во всех помещениях установлены датчики температуры и влажности С2000-ВТ от БОЛИД.
Я крышки датчика приклеил изнутри к заглушкам Valena Life, и пустое пространство заполнил синтепоном, чтобы температура конструкции, в которую встроен датчик, меньше влияла на его показания. Вот так это выглядит:
Сравнивал показания датчиков с эталонным термометром — разница в пределах погрешности.
Сегодня, конечно, я бы использовал комбинированные датчики WB-MSW v.3, но тогда их еще не производили.
В котельной и техподполье используются датчики 1-Wire.
Да, у меня есть техподполье, оно высотой 900 мм, и там проложены все трубопроводы. Там же расположена запорная и регулирующая арматура.
Это очень удобно для эксплуатации дома — все соединения доступны, а в помещениях нет никаких коллекторных шкафов, лючков и других портящих интерьер элементов.
Термоэлектрические приводы для регулирования теплых полов и приборов отопления первого этажа я расположил там же. И датчики температуры обратки от петель теплого пола — тоже. Я хотел поэкспериментировать с ПИД управлением температурой пола по температуре обратки. Поэкспериментировал и отказался от этой идеи — ниже опишу, почему.
Есть еще обычные термосопротивления. В парилке был нужен датчик с кабелем, выдерживающий высокие температуры. А для улицы и хамама нужны были датчики в исполнении IP65. Ради них я купил модуль ввода/вывода МВ-110 от ОВЕН. Сейчас я бы купил модуль WB-MAI6, он в два раза дешевле, но тогда его не производили.
Пару аналоговых датчиков давления 4-20 мА я подключил к WB на универсальные входы A1 и A2. Один из них установлен в техподполье и используется для управления скважинным насосом. Второй — в котельной контролирует давление теплоносителя.
Интерфейсы
По дому проложена двухпроводная линия связи ДПЛС, к которой подключено оборудование (БОЛИД) охранной и пожарной сигнализации, датчики утечки а также комнатные датчики температуры и влажности, о которых я говорил выше. ДПЛС контролирует прибор приемно-контрольный С2000-КДЛ, который, в свою очередь, подключен к WB через преобразователь протокола Орион/Modbus_ RTU "С2000-ПП". Анализ ситуации ведет WB.
Модули ввода/вывода от ОВЕН подключены к WB тоже по Modbus RTU.
Также организованы два шлейфа 1-Wire: один для котельной, второй для техподполья.
Инженерное оборудование
Водопровод
Скважинный насос поддерживает давление в гидроаккумуляторе по гистерезису. Датчик давления, как я уже говорил, аналоговый, 4-20 мА.
Для увеличения эффективности использования гидроаккумулятора и для снижения частоты включения насоса я использую большой гистерезис (3.5 бара включение насоса, 5.5 бар - выключение). Чтобы давление воды в водопроводе не прыгало, я после гидроаккумулятора установил редуктор давления от WATTS, который настроен на 3 бар. Штука дешевая, работает прекрасно — всем рекомендую. Давление в 3 бар вполне комфортно даже для тропического душа в зоне СПА.
Коммутацию насоса осуществляет релейный модуль WB-MRWL3. Насос мощный, но с плавным пуском, поэтому нет проблем с пусковыми токами.
Сейчас бы я использовал модуль WB-MRWM2.Он не только коммутирует нагрузку, но и измеряет потребляемую мощность с погрешностью в 2%. По этой мощности можно было бы определить рабочую точку насоса и включать алармы при выходе за допустимые границы. Например, при загрязнении фильтра. Или при существенном понижении уровня воды в скважине. Или при неисправности насоса. Мне же приходится ориентироваться на косвенные признаки для определения "здоровья" насоса. В скриптах я отслеживаю количество включений насоса каждый час и время его непрерывной работы. Если насос работает дольше уставки — идет уведомление (возможно, есть утечка в техподполье, или сильно упал уровень воды в скважине, и насос не может развить необходимое давление, или кто-то не закрыл кран). Если насос включается чаще 20 раз в час, то тоже идет уведомление — это говорит о том, что сдулся (или неисправен) гидроаккумулятор, или не закрылся поплавковый клапан в бачке унитаза.
Раз в неделю я смотрю на графики этих величин (не потому, что так нужно, а потому, что мне любопытно). Это лето было засушливым, и было видно, что насос с каждой неделей работает все дольше и дольше. Я в итоге даже понизил давление в водопроводе, чтобы насос работал в более мягком режиме.
Датчики утечки я применил от БОЛИД.
Они тоже адресные, подключены к ДПЛС. Установлены в санузлах. При сработке блокируется скважинный насос. Хочу еще поставить кран с электроприводом после гидроаккумулятора и закрывать его при утечке, а то воды в гидроаккумуляторе и без насоса хватит на огромную лужу.
Вентиляция
У меня механическая вытяжная вентиляция с гигрорегулируемыми вытяжными клапанами и естественным притоком через гигрорегулируемые приточные клапаны. Звучит страшно, но все просто. Уровень загрязнения воздуха в жилом доме (не на производстве) сильно коррелируется с уровнем влажности воздуха в помещении. У клапанов степень открытия зависит от влажности внутреннего воздуха. Влажность растет ➞ клапаны открываются больше ➞ расход воздуха больше. Никаких батареек там нет, есть пружины и патентованный полимерный материал, изменяющий длину при изменении влажности.
Вытяжной вентилятор один на весь дом. Управляется релейным модулем. Сам вентилятор с плоской характеристикой: если клапаны закрываются при снижении влажности в помещениях, то он снижает производительность, и расход воздуха уменьшается. Даже при круглосуточной работе такая система вентиляции достаточно энергоэффективна. Да и вентилятор маломощный, потребляет в рабочем режиме порядка 30 Вт (да, я измерял), что дополнительно радует.
Когда я строил дом, датчиков качества воздуха в продаже не было. Но в какой-то момент они появились, я купил и увидел, что воздухообмен избыточен, — качество воздуха было, как на улице. Здорово, конечно, но хотелось сэкономить.
Поразмыслив, я пришел к следующему алгоритму (подтвержденному замерами):
при включении света в санузлах либо СПА зоне включается вентилятор, при выключении — выключается с выбегом в 15 минут;
если вентилятор простоял час, он включается на 15 минут (включение света в санузлах сбрасывает таймер);
при работе газовой каменки в СПА-зоне вентилятор включен непрерывно, чтобы вентилировалась душевая;
в теплое время года вентилятор тоже включен непрерывно.
При таком алгоритме уровни CO2 и VOC у меня всегда в диапазоне между "отлично" и "хорошо". А расход газа понизился в пределах 10%.
Предусмотрена еще такая "фича": рядом с камином есть клавиша, при нажатии на которую вентилятор блокируется на 5 минут, чтобы при розжиге камина дым не шел в комнату.
Камин у меня не только для удовольствия. Мощность топки 14 кВт, и в случае полного ахтунга камин может выступать в роли системы воздушного отопления. Кирпичная конструкция сделана так, чтобы воздух мог свободно омывать топку. Я и тут провел эксперимент (спасибо электросетевой компании, затеявшей перекоммутацию в мороз). При температуре наружного воздуха около -30°С, и открытых комнатных дверях, во всех помещениях была (и не падала) температура порядка 14°С … 20°С. Для аварийной ситуации вполне допустимо.
СПА
В СПА-зоне я управляю газовой каменкой и греющим кабелем лежака хамама. Управление по гистерезису посредством релейного модуля. Точность поддержания температуры и там, и там +/- 1°С. Включается всё это кнопкой в интерфейсе.
Система отопления
Помещения отапливаются теплыми полами (103 м2) и радиаторами (6 шт.). Есть помещения только с теплыми полами, есть только с радиаторами. Есть, где и то, и то. Поскольку теплые полы являются элементом системы отопления, покрыты они керамогранитом, чтобы теплоотдача была максимальной.
Темно-синее на термограмме — это мокрое белье на сушилке. Прямоугольники — кресла. Температура пола от 26.7 до 29.2°С, среднее значение 28°С, что идеально соответствует моим расчетам. Температура стены 22.9°С, что говорит об ее высоком термическом сопротивлении. На улице, кстати, -32°С. Часто спрашивают, что за трещина на полу — это на полу лежит HDMI кабель, который идет к телевизору.
Все это управляется термоэлектрическими приводами. Приводы всех теплых полов и радиаторов 1-го этажа расположены в техподполье, приводы радиаторов 2-го этажа — на самих радиаторах.
Я перепробовал все возможные алгоритмы управления всем этим. И ПИД регулирование + медленный ШИМ, и интеграл считал температуры по времени. Дом у меня каменный, и тепловые процессы настолько инерционные, что ПИД при любых значениях коэффициентов и периода регулирования превращается в режим On/Off, да и остальные алгоритмы тоже.
Пришел к такому алгоритму. Покажу на примере. Расчетная температура в комнате 24°С. Теплые полы включаются при 23.9°С, выключаются при 24.1°С. Радиаторы включаются при 23.5°С, выключаются при 23.9°С. Результат меня очень устраивает — точность поддержания температуры в пределах +/- 0.5°С И температура поверхности пола выше, чем при других режимах регулирования. И радиаторы включаются только тогда, когда это действительно нужно.
(уставка 24°С).
Если в помещении только радиатор, то он управляется как теплый пол в примере выше: 23.9°С/24.1°С.
Для управления термоэлектрическими приводами я купил модуль МУ110-16К от ОВЕН. У него есть встроенный ШИМ, который я планировал использовать, поэтому и выбрал. Сейчас выходы модуля работают в режиме On/Off.
В большинстве помещений в ночное время температура снижается, в среднем на 4°С. В разных помещениях — по-разному и в разное время, поскольку мы (члены семьи) в разное время ложимся спать и встаем. К моменту пробуждения температура уже комфортная. Время прогрева каждого помещения хорошо видно на графиках, я его учитываю в скриптах управления термоэлектрическими приводами.
Если дом остается на длительное время без людей (отпуск), то отключается вентиляция и температура снижается до специально установленных значений. У нас много комнатных растений, и эта температура оптимальна для них. Для монстеры и гибискуса, например, температуру снижаем до 20°С. Нет растений — снижаем до 16. Для повышения энергоэффективности мы на время отпуска группируем растения по комнатам в соответствии с требуемым температурным режимом.
Если температура в помещении ниже уставки в течение длительного времени, отправляется уведомление.
Датчики температуры, установленные на "обратках" контуров теплых полов, оказались как бы не при делах. Но не совсем. Я использовал их показания при настройке расхода в контурах теплых полов — крутил балансировочные вентили и привел значения перепада температур между подачей и обраткой на каждом контуре в соответствие расчетам. Думал еще настроить алармы при сильном отклонении температуры обратки от расчетной (например, что-то "приехало" в балансировочный вентиль). Но руки за все это время не дошли — значит, и не нужно. Хотя периодически поглядываю на соответствие температур расчетным значениям, особенно после летнего простоя.
Котельная
Благодаря наличию техподполья котельная получилась очень компактной.
В центре газовый конденсационный котел, слева — бойлер косвенного нагрева, справа — резервный электрокотел. Емкость внизу — самодельный нейтрализатор конденсата котла. Циркуляционный насос — это контур теплых полов, циркуляция через приборы отопления и бойлер за счет насосов котлов.
Сам циркуляционный насос с электронным регулированием, и это важно. У меня система с переменным расходом: могут быть открыты все девять теплых полов, а может и только один. Этот насос способен поддерживать правильный перепад давления во всем диапазоне расходов.
Контроль загазованности природным и угарным газами, а также управление главным газовым клапаном (ГГК) осуществляет тоже WB. Датчики загазованности используются от Seitron с сухим контактом.
При загазованности закрывается ГГК и отправляется уведомление. Сигнализаторы загазованности оснащены очень громкими "пищалками", поэтому никаких дополнительных сирен я не предусматривал. Также сигнализаторы при сработке не дадут открыться ГГК без вмешательства человека, так что соответствие требованиям безопасности полное.
При снижении давления газа блокируется газовый котел, включается электрический. Появился газ — наоборот. При включении электрокотла работают все функции котельной, так что при желании газовый можно отключить (для ремонта, например).
Также контролируется давление теплоносителя. Если давление падает до Уставки 1, отправляется уведомление. До Уставки 2 — блокируется циркуляционный насос. Котлы оснащены собственными датчиками давления, поэтому их я не блокирую.
В котле стоит модуль расширения, у него две функции: первая — реле аварии котла, вторая — внешнее задание уставки температуры сигналом 0…10В.
Если газовый котел не зажегся по любой причине — срабатывает реле, включается электрический котел, газовый блокируется, отправляется уведомление. Для задания уставки я использовал модуль аналоговых выходов WBE2-AO-10V-2. Уставку температуры газового котла в режиме отопления вычисляет WB по "забортной" температуре и выдает нужное напряжение. 0В - выключить, 10В - максимальная температура, промежуточные значения интерполируются.
Сейчас у Wiren Board есть модуль расширения WBE2-I-EBUS, который работает с котлами Vaillant, и который сильно дешевле модуля расширения котла. Но тогда его не было.
У модулируемых газовых котлов есть одна проблема. Если тепловая нагрузка котла меньше его минимальной мощности (котлы не могут снижать мощность менее ⅓), то он начинает тактовать, то есть отключаться по превышению температуры уставки, быстро остывать и снова включаться. Такой "дерганый" режим работы сильно снижает ресурс котла. Подбором мощности котла проблему не решить — для ГВС (в режиме наполнения ванны) нужно минимум 24 кВт, а это сильно больше, чем нужно системе отопления.
Я с тактованием борюсь так. Определяю (не вручную, конечно, в скрипте), в каких помещениях нужен нагрев. Зная теплоотдачу расположенных в них приборов отопления и теплых полов, вычисляю требуемую мощность котла. Котел у меня работает в диапазоне от 8 до 24 кВт. При тепловой нагрузке ниже 8 кВт я котел блокирую, чтобы он не тактовал. Понятно, что в части помещений при этом температура снизится больше, чем на гистерезис, пока не накопятся нужные 8 кВт. Но на практике это в пределах одного градуса и почти не ощущается. Такой алгоритм сильно увеличивает ресурс дорогого газового котла. Особенно сейчас, когда стоимость запчастей стала запредельной.
А вот в санузлах я подогрев полов в момент блокировки газового котла не отключаю, в этих помещениях даже полградуса чувствуются. В момент блокировки газового котла я закрываю все приводы на теплых полах и радиаторах (кроме санузлов) и включаю электрокотел. Тепловая нагрузка санузлов менее 1 кВт, так что электричества много не потрачу.
В контуре теплых полов поддерживается температура в 47°С. Контроллер Wiren Board осуществляет ПИД регулирование 3-ходовым смесителем по тому алгоритму, который я подробно описал в статье про вентиляцию. Для управления электроприводом использую WBIO-DO-SSR-8 + твердотельные реле от КИППРИБОР. Импульсы на вентиль идут достаточно часто, механическое реле быстро износится, поэтому использованы твердотельные реле.
Управление бойлером элементарное, по гистерезису. Бойлер имеет приоритет над системой отопления, то есть в момент нагрева система отопления блокируется (черный трехходовой привод на фото котельной). Котлу выдается максимальная уставка температуры. Если газовый котел заблокирован по давлению газа или неисправен, то включается электрический.
Раз в неделю бойлер прогревается до 65°С на один час ночью для борьбы с легионеллой.
Вот и все. Компактная котельная — компактное описание.
Освещение
Тут все еще проще. Все выключатели кнопочные, то есть без фиксации.
Обычные (не сценарные) выключатели подключены к входам релейных модулей WB-MR6LV/I и управляют ими напрямую. Нажатия этих выключателей в скриптах не обрабатываются.
Остальные выключатели сценарные, они подключены к модулям дискретного входа WBIO-DI-DR-16 (сейчас вместо него выпускается WBIO-DI-WD-14). У этих модулей минимальное время отклика на нажатие. Они, что естественно, запускают сценарии. Поскольку в части сценариев мне нужны явные команды ("включить", "выключить", "больше", "меньше"), я использовал выключатели для управления жалюзи.
В выключателе два контакта, один для "вверх", второй для "вниз", при нажатии на среднюю клавишу замыкаются оба. Среднюю клавишу я не использовал. Клавиша "вверх" — это всегда команда "включить" или "больше", "вниз" — "выключить" или "меньше".
Пример сценарных выключателей — это "проходные" выключатели. Например, если я выхожу из спальни, я в спальне включаю транзитный выключатель, который включает свет в коридоре второго этажа и на лестнице. У лестницы на первом этаже есть второй транзитный выключатель, который свет выключит. Когда ты еще в комнате, ты не видишь, горит свет в коридоре или нет. А тут нажал кнопку "вверх", и уверен в результате.
В спальнях есть мастер-выключатели, которые при длительном нажатии выключают свет во всем доме. Это на случай, если в доме ты остался один.
Кнопки увеличивают/уменьшают количество включенных ламп, длительное нажатие на "вниз" отключает свет во всем доме.
Серый выключатель управляет вентилятором.
При включении режима "Все ушли" в приложении весь свет отключается, включается уличное освещение на 10 минут и включается охранная сигнализация.
Свет в санузлах горит не более часа. Такое вот мое самодурство (на самом деле, регулярно забываем выключать свет в санузле с окном).
В комнате сына освещение светодиодное, управляется через WB-MRGBW-D (современная модель - WB-LED).
Работает в режиме RGB+W. С цветовыми гаммами сын поигрался месяц, и надоело. Все остальное время работает белый свет в режиме вкл/откл.
Потолочные вентиляторы
В спальнях и кабинете установлены потолочные вентиляторы (см. фото выше). Неплохая альтернатива кондиционерам, рекомендую, реально спасают. Оснастить дом кондиционерами мне было не по карману.
Я не стал использовать "родные" панели управления вентиляторов — они не подходят по дизайну. Управляю вентиляторами при помощи релейных модулей WBIO-DO-R10A-8. Для регулирования оборотов последовательно с обмоткой двигателя подключаются конденсаторы — это и делает релейный модуль.
Для отдачи команд использую те же выключатели для рольставней, но другого цвета (серые) — чтобы не путать с "проходными" выключателями.
Клавиша "вверх" увеличивает скорость на ступень,клавиша "вниз" уменьшает на ступень вплоть до выключения.
Была мысль зимой включать автоматически вентиляторы на малых оборотах перед включением приборов отопления, чтобы опустить более теплый воздух вниз, но руки не дошли.
Охранная сигнализация
Как я уже говорил, охранная сигнализация пока не востребована, — КОВИД привел к тому, что мы все стали работать удаленно, и дом без людей практически не остается. Но монтаж почти закончен, не установлены только датчики (поэтому нет фото).
На дверях и окнах будут установлены адресные герконовые датчики, рядом с окнами, — адресные датчики разбития стекла. Все оборудование от БОЛИД, все подключено к сети ДПЛС.
Будет интеграция с системой отопления: если в помещении открыто хоть одно окно — помещение переходит в режим защиты от замерзания (поддерживается +10). Как только температура в помещении опуститься ниже уставки - мы получим уведомление. В приложении предусмотрен дашборд с состоянием окон и дверей, чтобы можно было посмотреть, где что открыто.
При срабатывании датчика в режиме охраны уйдет оповещение на телефоны. Когда установим усилитель и акустику (все кабели уже на месте), включим и громкоговорящее оповещение. Планирую еще всем светом в доме мигать часто, чтобы нагнать жути и чтобы соседи обратили внимание. Тут только есть одно опасение, случайная ночная сработка — и вся семья с инфарктом.
Пожарная сигнализация
Во всех помещениях установлены адресные дымовые датчики от БОЛИД. Все подключены к ДПЛС. При срабатывании громкоговорящее оповещение в доме через аудиосистему + оповещение на телефоны + отключение вентиляции + закрытие главного газового клапана.
Уличные розетки
При температуре воздуха на улице ниже +5 включаются уличные розетки. Мы используем это в момент высадки уличной рассады (для теплиц отдельная система). Бросаем удлинитель к ближайшей розетке и ставим тепловентилятор, сверху укрываем пленкой на растяжках, выключаем розетки. Будет заморозок — включится автоматически.
Есть еще кнопка "Новогодний режим". В Новый год в уличные розетки включаются гирлянды. Даже если их включить одновременно, со временем их цветовой узор разбегается. В "Новогоднем режиме" раз в час происходит отключение питания на секунду, чтобы гирлянды вновь синхронизировались.
Противообледенительная система
Дом, конечно, не самолет. Но лед в водостоках — это проблема. К счастью, легко решаемая при помощи греющих кабелей. Сами греющие кабели я еще не смонтировал, но автоматика управления ими готова, и питающие кабели проложены. Алгоритм простой: измеряем температуру на улице, если есть угроза образования льда — включаем кабели, нет — отключаем.
Еще один греющий кабель я проложил внутри трубы, идущей в скважину, на участке от дома до скважины. Глубина там небольшая. Грунт сверху я утеплил, но сомнения были. Опыт показывает, что сомневался зря — этот кабель я ни разу не включал. Но если что — всегда готов.
Теплицы
Домом автоматика не ограничивается, есть еще сад, а в саду — теплицы. В теплицах есть инфракрасные лампы, лампы досвечивания и полив. Всем управляет WB через модули ввода/вывода. Инфракрасные лампы уже отработали два сезона, а досвечивание и полив — в процессе монтажа.
Инфракрасные лампы поддерживают необходимую температуру в случае заморозков (у нас и в июне снег выпадал).
Лампы досвечивания будут работать по астрономическому таймеру — удлинять световой день рассаде. Можно будет их включить и вручную в хмурые дни.
Устанавливать бочки для самотечной системы полива мне не хотелось — трудоемко, да и выглядит так себе. Я сделал полив напорным, от домашнего водопровода, с подмесом горячей воды в холодную при помощи регулятора температуры прямого действия.
Сам регулятор стоил меньше 3 000 руб. Да, на подогрев воды уходит газ, но затраты эти невеликие и меня полностью устраивают. Перестанут устраивать — переделаю.
В теплицах для полива проложены PP-R трубы с отверстиями 0.8 мм (как я этот диаметр высчитывал - отдельная история). На каждой трубе установлен соленоидный клапан.
В доме на трубе, идущей на полив, установлен кран с электроприводом и водосчетчик с импульсным выходом. Полив будет вестись по расписанию. Для каждой грядки задаются дата, время начала полива и объем воды. При наступлении этого времени открывается общий кран и соответствующий соленоид. Когда водосчетчик отсчитает нужное количество воды, этот соленоид закрывается, открывается следующий и т.д. После окончания полива закрывается кран с электроприводом. Два сезона мы этот алгоритм обкатывали: краны крутили вручную, на счетчик смотрели глазами — результат получился супер:
В дальнейшем планируем сделать такой полив везде. Нам просто очень нравится песня из детства: "Вкалывают роботы, счастлив человек…". Вот и пусть вкалывают. Ну а если серьезно, сад является проблемой. Тебе надо каждый день чего-то там поливать, то есть летом куда-то отъехать на недельку нереально. Но если дом умный — нет никаких проблем, едь куда хочешь. А урожай соседи соберут 😀
Предусмотрен и полуавтоматический режим полива. В этом случае вводим в приложении объем воды, нажимаем "Старт" -> общий кран открывается -> водосчетчик отсчитывает заданный объем -> общий кран закрывается. Очень удобно для ручного полива кустов. И не только кустов.
Интерфейс пользователя
Всю аналитическую работу я провожу во встроенном веб-интерфейсе контроллера, его возможностей мне вполне хватает:
Аварийно-предупредительные уведомления приходят в группу в Telegram:
Средствами мессенджера я настроил для сообщений из этой группы специальный рингтон — так уведомления сразу обращают на себя внимание.
Для управления домом с мобильных устройств я использовал бесплатную программу IoT MQTT Panel:
Реклама внизу — плата за бесплатность. У меня небольшой экран, но даже на нем все понятно. Когда куплю себе что-то более приличное, будет вообще шикарно. Вообще, наличие MQTT брокера на борту контроллера Wiren Board сильно упрощает вопрос интерфейса с пользователем — есть и платные, и бесплатные программы, "заточенные" на работу с MQTT. Их не очень много, но они есть.
Удаленный доступ
Во внутренней сети дома (включая уличную Wi-Fi сеть) никаких ограничений нет — все абоненты имеют полный доступ к WB.
Защищенный доступ из Интернет я сделал как в этой статье. Теперь не имеет значения, где я нахожусь — у меня полный доступ к управлению домом. Бывает, что кто-то из домашних не слышит звонка телефона — приходится помигать светом, чтобы обратить внимание. Не поможет — отопление выключу 😁
И жена спокойна во время моих командировок — знает, что я всегда подключусь, разберусь и скажу, что сделать, если что-то идет не так. Буквально недавно меня разбудил аларм "Температура ГВС вне нормы!". Подключился, посмотрел — да, бойлер перегрет, но котел уже в режиме отопления. Глянул график изменения температуры — так совпало, что к моменту включения дезинфекции бойлера он только-только нагрелся, и "выбег температуры" после отключения нагрева оказался на градус выше того значения, которое я установил как пороговое для аларма. За несколько лет работы такого не происходило ни разу. Ок, учтем, тут же повысил на пару градусов уставку для аларма, написал в телеграм группу, что все Ок — инцидент исчерпан, выводы сделаны.
И сколько же это стоит
Вы уже, наверное, уже поняли, что я жуткий зануда и педант. Я знаю с точностью до копейки, сколько за что я заплатил. Все свои затраты я записывал не из любви к искусству, а по причине дефицита бюджета. Стройка как дырявая лодка. Ты постоянно вычерпываешь воду, она постоянно прибывает. И никогда не знаешь, что случится раньше — доплывешь или силы иссякнут. Не будешь считать — точно утонешь. Ну это так, лирика.
Давайте к фактам. Все расходы на мой умный дом и интегрированные с ним системы я свел в таблицу. Все это я покупал в 2017 - 2020 гг., коэффициент инфляции прикиньте сами.
Я разделил затраты по системам:
ЭО, вся электрика, от столба до розетки/светильника (без учета стоимости светильников);
ОПС, охранная и пожарная сигнализации;
СС, связь (компьютерная сеть, включая активное оборудование + аудио/видео кабели);
АК, автоматизация, т.е. сам умный дом.
Основные силовые кабели и провода учтены в разделе ЭО, там же стоимость шкафа, в который все монтировалось. Витая пара вся учтена в СС. В ОПС учтены кабели на ДПЛС. В АК — только специфичные кабели. А материалы — это все, что нужно для монтажа, от саморезов до кабельных каналов.
Система | Стоимость, руб | |||
Оборудование | Провода и кабели | Материалы | Итого | |
ЭО | 105 741 | 53 624 | 60 490 | 219 855 |
ОПС | 19 582 | 5 936 | 328 | 25 846 |
СС | 13 316 | 5 610 | 322 | 19 248 |
АК | 161 690 | 271 | 6 221 | 168 182 |
Всего: | 433 131 | |||
Много? Мне кажется, нет. Будь мой дом не умным, он был бы дешевле на 168 182 руб. - остальные системы стоили бы примерно те же деньги. В общей стоимости дома это меньше 3%. Да, я сэкономил бы кучу своего времени, но мне все это было интересно и приносило удовольствие. Люди на хобби и не такое время тратят.
Что дальше
С высоты четырехлетнего опыта жизни в умном доме можно сделать кое-какие выводы.
Гибкость
Главный вывод: если не имеешь опыта жизни в том, что строишь, то никогда заранее не предугадаешь, что для тебя окажется важным. Например, я никогда не предполагал, что буду жить в звенящей тишине. После жизни в шумном городе от тишины начинает звенеть в ушах. Холодильник грохочет, вентустановка воет. И таких нюансов очень много.
Поэтому просто купить и установить "коробочный" комплект умного дома не мой вариант — должна быть возможность легко его модернизировать, менять алгоритмы управления. В этом плане WB меня полностью устраивает. Да, пришлось повозиться с изучением языка программирования, но теперь я могу сделать ПРАКТИЧЕСКИ ВСЕ, что придет в голову. И у меня появился мощный скилл, который точно не помешает в нашей очень нестабильной (особенно в последнее время) жизни.
Стационарные панели
Я не планировал развешивать по дому панели управления. Думал, что смартфон, который есть у каждого, и будет терминалом между пользователем и домом. Подключайся к сети, устанавливай приложение, смотри, управляй… Но есть одно но!
Использование телефона требует осмысленных действий: перестать думать о том, о чем думаешь + активировать телефон + переключиться на IoT MQTT Panel + дождаться, пока прогрузится… Лично меня это парит. Я, как уже говорил, конструктор, занят умственным трудом. Для меня ценно состояние сосредоточенности — в нем я работаю максимально эффективно. В этом состоянии я могу ходить по лестнице. Могу пойти попить чаю. Могу даже посуду помыть. Могу потыкать пальцем в уже светящемся экране планшета. Я могу делать это все автоматически, "спинным мозгом", не теряя нить рассуждений. А вот описанные выше действия с телефоном приводят к потере сосредоточенности. Так же, как и диалог с Алисой, Сири или другим голосовым сервисом. Поэтому Алису я к дому "прикручу", благо с контроллером Wiren Board любые интеграции не являются проблемой, но только чтобы поиграться. А реальное управление будет с кнопок или других стационарных устройств.
И я не один такой, у меня вся семья такая. Поэтому теперь у нас есть планшет, всегда включенный в розетку, и на экране которого всегда работает IoT MQTT Panel. "Живет" он в гостиной. Я бы второй такой повесил на лестничной площадке 2 этажа, но тянуть кабель питания поверх обоев не хочется.
Датчики качества воздуха
Вот что точно снизит платежки за газ — это умное управление вентиляцией. В современных домах теплопотери через ограждающие конструкции (стены, окна…) примерно равны потерям тепла системой вентиляции. Вентустановки с рекуперацией тепла удаляемого воздуха — это здорово, но есть два больших НО.
Первое НО — это глобальное усложнение системы воздуховодов. При грамотной планировке помещений вытяжка получается очень компактная. А приточнные воздухораспределители надо ставить в центре помещений, а лучше — как можно дальше от вытяжных. Это много воздуховодов. Воздуховоды будут пересекаться — это потребует понижения потолка на дополнительные 150 мм. В двухсветном помещении идти воздуховодами можно только по стенам, значит, надо придумывать короба и как-то вписывать их в интерьер. Я продумывал разные варианты — очень геморройно.
Второе НО — стоимость самой вентустановки. С моей точки зрения — безумная. Если в доме есть газ, вентустановка не окупится никогда. Я подробно писал об этом в статье, в самом начале.
Сейчас я бы развесил во всех помещениях датчики WB-MSW v.3.и в холодное время года поддерживал значения CO2 и VOC между значениями "отлично" и "хорошо", включая/выключая вытяжной вентилятор. А в теплое время года вентиляция работала бы круглосуточно — пусть воздух будет идеальным. У меня, в принципе, так и работает, только с ручным периодическим контролем. А хочется с автоматическим постоянным.
Переносные датчики температуры
У меня гостиная большая (44 м2), да еще и двухсветная. Я разместил датчик на кухонном острове — это достаточно близко от центра комнаты. Тем не менее температура на диване отличается от показаний датчика больше, чем на градус. Причем, если радиатор в гостиной в конкретный момент времени работает, то на диване теплее, если нет — холоднее,то есть просто так значение датчика не скорректируешь. Как оказалось, комфорт именно на диване для меня наиболее важен — люблю смотреть фильмы. Проводной датчик к дивану не прикрутишь, поэтому я планирую приобрести WBE2R-R-LORA или WBE2R-R-ZIGBEE и какой-нибудь беспроводной датчик. А вот в остальных помещениях такой проблемы нет.
Рольставни
Насчет рольставней я задумался после статьи. Хоть у нас и не самый солнечный край, но летом солнца хватает. Возможность регулировать инсоляцию просто прекрасна. Причем, контролировать освещенность в комнате можно датчиком WM-MSW v.3, он это тоже умеет. Можно автоматически менять уровень закрытия рольставней — это несложно. Закрывать их ночью, чтобы спать в полной темноте. Блокировать дом, когда в нем никого нет. И зимой закрытие в темное время суток рольставней позволит существенно снизить теплопотери. М-да, мечта. Боюсь только, что когда посчитаю стоимость реализации, мечтать о них перестану.
Выводы
Если делать все своими руками, на оборудовании Wiren Board, то превращение дома (и сада) в умный увеличит его себестоимость менее, чем на 3%. Причем я себя не ограничивал, воплотил вообще все, что пришло в голову.
Это занимает, конечно, кучу времени. Если вам это интересно — супер. Если нет — все проклянете. И без знаний в электрике и автоматике тут делать нечего.
Если бы я не хотел вникать в скрипты, я бы нанял программиста, знакомого с JS. Достаточно джуна. При правильной постановке задач с вашей стороны (это тоже непросто) он все необходимое напишет за месяц. Можете сами оценить стоимость его труда — в каждом городе ситуация разная.
Жить в умном доме очень комфортно. Даже ОЧЕНЬ КОМФОРТНО. Я ни разу не пожалел ни одного рубля, потраченного на автоматику. И готов тратить дальше.
