Дачная электрика – известная проблема, отношение к ней в большинстве случаев наплевательское, если не сказать хуже. Если есть возможность подключить что-то не так и не туда — это, конечно, будет сделано.
Когда мы с женой начинали строить новую дачу вместо старой (где электрика прокладывалась многими поколениями и представляла собой жуткую мешанину из проводов и распаячных коробок), то прежде всего решили, что электрика будет грамотной, а дача – умной.
Примечание от маркетолога Wiren Board: автор статьи — ранее обычный пользователь Wiren Board, а ныне — инженер в составе нашей команды. Собственную дачу он автоматизировал до присоединения к нашей команде. Весь текст написан автором, кроме примечаний в конце.
наука о контактах — практические следствия.
Первым подопытным кроликом стал хозблок. По завершении его электрификации стало примерно понятно, какой масштаб работ ждёт в жилом доме, как прокладывать кабели, как решать другие задачи. Все, кроме одной – автоматизации.
Я потратил много зимних вечеров, готовя телегу выбирая систему, на которой будет базироваться всё управление будущей «умной дачей». Приглядывался к Siemens, к Овен, к Raspberry, но в итоге остановился на Wiren Board. На нём есть Linux? Для настоящего «одмина» это просто бальзам на душу!
Первым тренировочным экземпляром был Wiren Board версии 4. С ним было много проблем, и программирование его не столь очевидно, как казалось поначалу. Зато все подводные камни были изучены досконально, каждая мурена, сидящая в расселинах, поименована, и к моменту появления 5-ой версии я был уверен в том, что с моими задачами контроллер справится.
Чего хотелось: во-первых, максимально автоматизировать все те процессы, которые в старом доме приходилось делать вручную – например, подачу воды в дом из скважины, которую мы делим с соседями. Во-вторых, автоматически управлять климатом. В-третьих, управлять домом удаленно и иметь возможность мониторинга всего и вся. В-четвёртых, сделать удобным и действительно умным освещение.
А ещё очень хотелось бесперебойного электроснабжения, надёжного заземления и человеческого интернета.
Прокладка кабелей
Кабель канал Legrand DLP с установленными розетками, выключателями и кабельным выводом серии Mosaic
Умный дом подразумевает сотни метров кабелей, выходящих из распределительного щита и расходящихся по всем самым удалённым местам.
Дом деревянный (каркасный), и прокладка жгутов даже из пятнадцати-двадцати кабелей в таком доме уже настоящая проблема. При скрытой проводке в перекрытиях и стенах кабели можно прокладывать только в толстостенных металлических трубах. А если из щита их выходит несколько десятков? А если где-то что-то не контачит? А если надо проложить ещё парочку непредусмотренных кабелей?
Короче, было решено использовать кабель-каналы. Посовещавшись, мы с женой выбрали Legrand DLP 80 мм с установочными изделиями Mosaic. Закрадывались подозрения, что дача станет немного похожа на офис, но они не оправдались. Каналы DLP выглядят очень эстетично, их удобно монтировать, в них удобно прокладывать кабели, а главное, в них удобно прокладывать много кабелей!
Выбор щита
Шкаф ABB TwinLine с EDF-профилями и EDF-модулями в сборе перед началом подключения
Щиты большими не бывают. Особенно если в них монтируется автоматика всего дома. И если вам вдруг показалось, что щит слишком большой, а ваши друзья смеются: «Вы питаете весь дачный поселок?!» — смело берите щит в полтора раза больше! Если вы думаете, что десяти кабелей вам хватит, проложите ещё пять. Десять розеток на комнату – перебор? Ещё столько же точно не помешает. Если для второго этажа удобнее смонтировать второй щит — значит так тому и быть!
Что потребовалось для автоматизации
Вводной щиток перед опломбировкой
Конечно, сам контроллер Wiren Board 5 (смотри примечание 1 в конце). Основные исполнительные элементы — релейные модули, с которыми контроллер связывается по RS-485. Коммуникационный кабель был выбран специализированный, с толстыми жилами и экраном — Belden RS-232/RS-485 2x2x28 (смотри примечание 2 в конце), поскольку прокладывать его предстояло в разных местах, в том числе рядом с силовыми кабелями. Экран заземлён в щите, на вводе я сделал заземление TN-C-S с закопанным металлическим сварным контуром заземления рядом с домом в качестве заземлителя и повторным заземлением входящей нейтрали во вводном щите. Сопротивление заземлителя мерил специальным тестером UNI-T UT521, который купил по случаю со скидкой.
Освещение
В щитах использованы релейные модули WB-MR14 и WB-MR11, мощные потребители подключались через модульные контакторы ABB (смотри примечание 3 в конце).
Релейные модули и контакторы
Через реле WB-MR14 коммутируются группы из двух-трёх светодиодных ламп Ledare из IKEA.
Подключение практически каждого источника света к своему входу позволило реализовать самые смелые желания. Вместе с диммерами WB-MD2 освещение становится совсем умным. Через движок правил я реализовал астрономическое реле — прожектор на столбе при въезде включается, когда наступают сумерки. Светильники в одном помещении можно включать по отдельности, с необходимой яркостью. Запрограммировал “escort light” (сопровождающий режим подсветки, функция “мы все уезжаем”): наружное и садовое освещение в вечернее время гаснет через некоторое время после отъезда всех обитателей с дачи — можно все закрыть, проверить, снова закрыть и снова проверить :)
Вместо обычных выключателей везде в доме установлены кнопки без фиксации: они дают больше возможностей, позволяя обрабатывать длительное нажатие: например, для включения режима сопровождающей подсветки используется та же кнопка, что и включает свет на крыльце дома, но при нажатии с задержкой включается режим сопровождающего света. Это сделано таким правилом с двумя таймерами (один определяет длительное нажатие, второй — выключает освещение):
правило для “escort light” (функция “мы все уезжаем”)
Скорость шины RS-485 по умолчанию — 9600 бит/с — оказалась слишком медленной для управления освещением в сценариях типа “если включили эту лампу, то включаем и две другие”. Релейные модули пришлось переводить на скорость 115200 бит/с, а медленные устройства подключать к незадействованному порту RS-485. И это помогло — задержка включения из правил стала примерно полсекунды. При этом, вопреки ожиданиям, повышение скорости не ухудшило качество обмена данными по шине.
Удалённое управление и бесперебойное питание
Резервное питание — аккумуляторный инвертор Микроарт MAP с четырьмя аккумуляторами 200 А*ч 12 В
Резервный 4G-канал. Роутер Mikrotik RB750UP находится внутри антенны
Коммуникационный шкаф (Mikrotik RB2011UiAS + маршрутизатор GPON) и сервер видеонаблюдения
Отопление
Отопление дома было принципиально выбрано электрическим, во многом из-за удобства управления, в том числе удалённого. Собираясь на дачу в прохладную погоду, можно включить отопление на ночь, на следующий день дома тепло.
Конвектор Noirot Spot
Установленные конвекторы Noirot не поддерживают совместимых с Wiren Board протоколов управления, но термодатчики 1-wire DS18B20, подключенные к WB-M1W2, позволили регулировать температуру средствами самого контроллера (включение/выключение подогрева по заданной температуре). А в санузле контролируется не только температура, но и влажность модулем WB-MS(TH).
Датчик DS18B20 в корпусе, смонтированный в кабель-канале
Датчик WB-MS в санузле (это конец линии RS-485, установлен терминатор 120 Ом)
Теплый пол в санузле. Санузел – единственное помещение, где пол имеет бетонное основание и выложен керамической плиткой поверх нагревательного мата Devi. Теплый пол включается автоматически в 23:00 и выключается в 7:00, потребляя электроэнергию исключительно по ночному тарифу. Этого достаточно, чтобы утром в санузле было тепло и комфортно. HVAC-контроллер Siemens общается с Wiren Board по Modbus.
HVAC-контроллер Siemens серии RDF с управлением по Modbus
Водоснабжение и канализация
Вода подается в дом из скважины через промежуточный резервуар, давление в водопроводе нагнетается насосной станцией и удерживается расширительным баком, канализация стекает в септик. Как оказалось, эта часть наиболее капризна и требует автоматизации как ни одна из подсистем.
Исправность скважинного насоса контролируется счетчиком с импульсным выходом (планирую поменять на счетчики с RS-485). Импульсы считаем счётчиком WB-MCM16. Мы подали напряжение – а вода не течет? Авария. Всё отключаем и идем разбираться. Накопительная ёмкость опустела? Отключаем насосную станцию, наполняем ёмкость.
Счётчик с импульсным выходом (один импульс на литр)
Wiren Board следит за датчиками уровня воды ELKO HRH-5 с нержавеющими стержнями. Септик должен вовремя сливаться, и если откачной насос не сработал, мы снова узнаём об аварии. Датчик в септике – поплавок с сухим контактом. Септик аэрируемый, и если компрессор стал подавать слишком мало (что-то забилось) или слишком много (что-то порвалось) воздуха в септик – это срочно требует вмешательства, иначе все бактерии погибнут, и флору придется долго восстанавливать. Контроль скорости потока выполняет сам Wiren Board через общий вход A1, запрограммированный на счёт импульсов.
Газовый счётчик с импульсным выходом измеряет объем подачи воздуха в септик
Септик имеет ограниченную пропускную способность – если увлекаться приёмом душа в жаркий день, то качество очистки сточных вод заметно (всем заметно:)) ухудшится… Количество потреблённой за сутки воды также учитывается импульсным счётчиком и модулем WB-MCM16.
Горячей водой дом обеспечивают два накопительных электрических водонагревателя AEG (подключены через релейный модуль + контактор), и по приезде на дачу горячая вода – вот она, сразу! Удаленное управление, как уже говорил, осуществляется из веб-интерфейса самого контроллера через VPN.
Интересные функции
При этом остаётся огромное пространство для экспериментов. К боковому модулю сухих контактов WBIO-DI-DR-14 подключаем дальнобойный китайский радиопульт для управления всем и вся (правда, к пульту лучше всё-таки не подключать ничего критичного). В движке правил пульт описывается как виртуальное устройство.
Китайский пульт в веб-интерфейсе
Управление Wiren Board через Telegram-канал (но он последнее время как-то недоступен?) сделано через ioBroker и MQTT на Raspberry Pi. В Wiren Board 6, на который я пока что не перевёл дачу, надеюсь сделать это без “малины”. На крайний случай контроллер принимает SMS с командами (как это сделать СОВСЕМ безопасно с учетом уязвимостей в SS7, я пока не придумал: одноразовые пароли?).
Всего этого уже достаточно для комфортного проживания в дачном доме. Но нет предела совершенству.
Что ещё не сделано и что ещё планируется
- Управление кондиционерами с помощью модулей WB-MIR. Сейчас кондиционеры включаются вручную, и иногда можно наблюдать, как в одной комнате нагреватель сражается за «правильную» температуру с кондиционером. Бой увлекательный, но, увы, проходит за хозяйский счёт :)
- Автоматизация распределения воды из скважины между двумя соседями без переключения шлангов и затопления (по забывчивости) половины участка.
- Хочется контролировать работу аккумуляторного инвертора и состояние аккумуляторных батарей (через модуль аналоговых входов WBIO-AI-DV-12).
- Хочется настроить интеграцию с охранной системой и системой видеонаблюдения Xeoma.
Система видеонаблюдения контролирует движение по периметру вокруг дома и на участке
- Хочется, чтобы дача узнавала своих, их попытки на неё приехать, и приветливо бы махала приводами въездных ворот Nice (смотри примечание 4 в конце статьи).
- Теплицу делать пока не планирую, зато Wiren Board (на всякий случай) мониторит температуру окружающей среды и грунта все теми же датчиками DS18B20. Сначала думал, что их быстро съест коррозия, но нержавеющий корпус пережил не одну зиму.
- Отключение неприоритетных нагрузок. Выделенная мощность ограничена, поэтому при включении всех-всех-всех потребителей её удаётся-таки превысить. Сейчас за расходом энергии следит счетчик SDM220, подключенный по Modbus. Но для анализа энергопотребления отдельных потребителей думаю перейти на WB-MAP12 (а вот места в щитке надо было планировать больше, да).
Примечания маркетолога
- Сейчас у нас уже есть контроллер Wiren Board 6 — с той же ценой и функциональностью, но более производительный.
- Вместо дорогого Belden RS-232/RS-485 2x2x28 мы рекомендуем КСПЭВГ 2х2х0,35, который стоит всего 30 рублей/метр и ни разу не подводил даже на сложных промышленных инсталляциях.
- Управлять мощными нагрузками можно и без контакторов — сейчас в линейке оборудования есть мощные релейные модули WB-MR6 (ток 16 А на канал, в том числе пусковой ток до 800 (!) ампер в модификации S) — нагрузку можно подключать напрямую через них.
- Насчёт открытия ворот по приезде: один из наших клиентов сделал такую функциональность — шлагбаум мини-гостиницы открывается, когда появляется Bluetooth устройство с именем из списка (у Wiren Board 5 и 6 есть исполнение с Bluetooth).
Источник:
https://habr.com/company/wirenboard/blog/416091/
admin
