Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Управление бытовыми розетками в «умном» доме

Управление бытовыми розетками в «умном» доме

«Умная» розетка – это электронное устройство, которым можно управлять автоматически, либо по команде с какого-либо устройства. Основная функция этого устройства – активизация включённого в неё устройства с помощью таймера времени или датчика температуры, пульта управления, устройства с GSM-управлением или мобильного устройства.

Функции «умной» розетки

Умная розетка

«Умные» розетки выполняются в наружном или стационарном исполнении. Стационарная «умная» розетка, как и обычная, устанавливается в монтажной коробке. Наружная просто вставляется в существующую розетку – при необходимости её можно переустановить в новое место.

Конструкция «умной» розетки состоит из электромагнитного реле и контроллера, который выдаёт команды на включение/выключение. Управление контроллером реализуется разными путями, а чем шире функционал – тем больше возможностей управления. Современные модели позволяют программировать следующие операции:

  • организовать включение и выключение бытового устройства по времени, с требуемой цикличностью, с возможностью отправки владельцу СМС-сообщения,
  • работать в интерактивном режиме с пользователем: управлять подключённым прибором по его команде,
  • выполнять защитные функции: при отклонении параметров электросети отключать подключённое к розетке устройство, предохраняя его от поломки,
  • измерять параметры сети и передавать значения владельцу,
  • выполнять функции электросчётчика.

Розетки с таймером и термостатом

Простейшим вариантом «умной» розетки является устройство с механическим таймером, включающим питание в определённое время. Это самые простые и доступные по цене устройства, их недостатком является необходимость ежедневной настройки.

Розетка с электронным таймером имеет дисплей и кнопки управления, с помощью которых можно настроить алгоритм включения/выключения. Пользователь может запрограммировать срок работы, время и длительность срабатывания таймера, с учётом дней недели.

«Умные» розетки с термостатом включаются и выключаются по температуре. Контролируемым оборудованием может выступать котельное оборудование, тёплый пол, системы конвекции и вентиляции.

При выборе розетки с таймером и термостатом важны допустимая силовая нагрузка, количество программ режима управления, наличие энергонезависимой памяти.

Радиоуправляемые «умные» розетки

Управление розеткой осуществляется с передатчика дистанционного пульта посредством радиосигнала. Некоторые пульты позволяют поддерживать управление несколькими розетками (количество каналов), при этом радиус действия устройства ограничен. Питание пульта осуществляется от батарейки, каждой розетке соответствует своя пара кнопок включения/выключения. Радиус действия пульта определяется его характеристиками и помехами на пути распространения сигнала.

Радиоуправляемые «умные» розетки просты в управлении и использовании, их цена невысока. Недостатком таких устройств является ослабление сигнала при его прохождение через металлические или армированные конструкции, риск воздействия радиосигнала на кардиостимуляторы, необходимость использования батареек. Радиус действия пульта может составлять до 70 м.

GSM-розетки

Для управления розеткой с GSM потребуется мобильный телефон (смартфон) с действующей сим-картой и карта для работы с SMS-сообщениями. На телефоне устанавливается приложение, с помощью которого программируется время включения и выключения розетки, при наличии в розетке встроенного аккумулятора, настройки сохраняются на определённое время.

Запуск устройства в работу осуществляется отправкой СМС с кодом, который содержит комбинацию из номера отправителя и «пароля» конкретной розетки. Продвинутые GSM-розетки имеют несколько каналов управления, что позволяет планировать потребность в количестве подключаемых приборов.

Читайте так же:
Не позвонили с розетки

Розетки с управлением через интернет (Wi-Fi)

Управлять такой розеткой можно с любой точки, где есть доступ в интернет. При установке каждой розетке присваивается свой идентификатор (IP-адрес), команды передаются в зашифрованном виде. Для управления требуется установка приложения, данные о настройках параметров включения могут храниться как на сервере, так и в памяти самого устройства.

При использовании датчиков движения, освещённости, температуры, атмосферного давления и т.п., «умная» розетка с Wi-Fi-управлением предоставляет пользователю широкие возможности дистанционного управления домом:

  • обогрев, работа климатических систем,
  • дистанционное включение систем полива,
  • контроль окон, дверей, периметра,
  • контроль энергопотребления и т.п.

На сегодняшний день «умная» розетка с управлением через интернет является самым удобным и функциональным устройством. Благодаря интеграции устройств с голосовыми помощниками, появляется возможность создавать сценарии, формируя максимально комфортное жизненное пространство.

Как подключить двух-, четырех- и пятиконтактное реле

Реле является системой выключателей, необходимых для переключения, разъединения и соединения электроцепей. Цель эксплуатации коммутационного устройства – создание конкретных условий работы техники. Подключить реле означает создать нагрузку на выключатель, управляющий прибором.

Механизмы реле

Релейный прибор выполняется в виде катушки, обвитой большим количеством медной проволоки. Внутри нее расположен сердечник-стержень из металла, зафиксированный на ярме – Г-образной пластине. Поверх сердечника и катушки находится якорь – металлическая пластина, которая удерживается возвратная пружина. К якорю прикреплены подвижные контакты, а напротив них – неподвижные.

Узел из катушки и сердечника – электромагнит, а узел из сердечника, якоря и ярка – магнитопровод. Контакты обеспечивают управление электроцепью, размыкая и замыкая ее.

Принцип работы

Принцип работы реле 4 контактного или 12-вольтной модели схож. Без подачи напряжения на устройство якорь при помощи возвратной пружины отдален от сердечника.

В момент, когда подается напряжение, по обмотке начинает двигаться ток, магнитное поле которого воздействует на сердечник. Намагниченный элемент посредством преодоления усилий возвратной пружины, притягивает якорь. Его активные контакты перемещаются, размыкаясь или замыкаясь с неподвижными.

После прекращения подачи напряжения ток обмотки пропадает, происходит размагничивание сердечника. Возвратная пружина приводит якорь и контакты в исходное состояние.

Разновидности реле

Релейные устройства классифицируются по нескольким параметрам.

Количество фаз

  • однофазные – предназначены для подачи напряжения в жилых помещениях;
  • трехфазные – подходят для применения в промышленных условиях.

Трехфазники отключают питание всего оборудования при скачках вольтажа на одной из линий.

Тип переключения

Можно приобрести модели:

  • максимальные – повышают параметр напряжения до определенной величины;
  • минимальные – понижают показатель до заданного значения.

Порог напряжения пользователем не устанавливается.

Тип активации воспринимающего элемента

Воспринимающий элемент, по включению которого будет работать прибор, – это электромагнит, магнитоэлектрический узел, индукционная или электродинамическая система. В зависимости от его вида существуют реле:

  • первичные с прямым подключением контактов в сеть;
  • вторичные – могут подключаться через измерительные индуктивные или емкостные трансформаторы;
  • промежуточные – усиливают или преобразуют сигналы первичных/вторичных моделей.

Функции воспринимающего элемента – преобразование напряжения в процесс движения якоря относительно ярма.

Тип управления нагрузкой

Для управления напряжением применяются модели:

  • прямого действия – нагрузка переключается контактами;
  • косвенного действия – нагрузку подключаются вторичные элементы.
Читайте так же:
Чем делать дырки под розетки

Нагрузка подается и приостанавливается с определенными промежутками.

Тип поступления сигнала

В продаже можно найти следующие коммутационные устройства:

  • электронные – обеспечивают контроль напряжения в условиях высокой нагрузки. Управляют освещением и узлами автомобиля;
  • герконовые – небольшие модели в виде катушки. Предназначены для замыкания, переключения, размыкания сети. Чувствительны к механическим воздействиям и ультразвуку;
  • электротепловые – отключают и включают электрический ток по нагреву биметаллической пластины. Используются для электродвигателей на производстве, обустройства однофазной или трехфазной электросети;
  • временной выдержки – для создания кратковременных пауз применяются схемы замедления. Приборы работают в автомобилях, светофорах, елочных гирляндах;
  • таймеры света – позволяют программировать освещение теплиц, аквариумов, животноводческих комплексов. К ним подключаются нагреватели, вентиляторы;
  • электромагнитные – ток статистической обмотки активируется по воздействию магнитного поля. Приборы со средней нагрузкой до 320 А и напряжение до 1,6 кВт могут работать только в сети с постоянным током.

Конструктивно стандартный регулятор имеет вид пакетника для крепления на дин-рейку. Некоторые модели исполняются в виде переходников и удлинителей.

Особенности контактов

По конструкции контактное промежуточное реле состоит из трех типов элементов.

Нормально разомкнутые

Находятся в разомкнутом состоянии до момента подачи питания на катушку. Реле активируется после подачи напряжения, и контакты приходят в замкнутое состояние. Электросеть замыкается.

Нормально замкнутые

Функционируют по обратному принципу, находясь в замкнутом состоянии на момент обесточивания реле. После появления напряжения происходит срабатывание реле, размыкание контактов и цепи.

Перекидные

При обесточивании катушки средний общий контакт якоря замкнут с неподвижным. После того как реле срабатывает, средний элемент вместе с якорем двигается в направлении стационарного контакта и замыкается с ним. Связь с первым стационарным контактом разрывается.

Модели с несколькими контактными группами обеспечивают управление несколькими цепями.

Электрическая схема реле

Принципиальная схема реле наносится на крышку производителем. Само устройство имеет вид прямоугольника, помечается маркером К с цифрой. Для обозначения контактов без подачи нагрузки применяется буква К с двумя цифрами, разделенными точкой. Первая – это порядковый номер прибора, вторая – порядковый номер контактов.

Контактные группы рядом с катушкой маркируются штриховой линией. Под электросхемой также указывают параметры контактов, величину максимального коммутационного тока. Разновидность токов и напряжение в рабочих условиях наносятся на релейную катушку.

Схемы подключения

Модуль подключается к потребителям в зависимости от конструктивного исполнения и количества контактов.

С несколькими контактами

Схема активации и работы светового реле, состоящая из 4 контактов позволяет подключить противотуманки через предохранитель:

  1. Поиск дополнительного вольтажа посредством разрезания красного провода на предохранительном блоке и пайки дополнительного.
  2. Установка навесного предохранителя.
  3. Подключение силового реле по нумерации контактов. 30 – кабель после предохранителя, 87 – кабель к ПТФ напрямую, 86 – провод с зацепкой на болт около реле.
  4. Создание системы управления. Вытаскивается кнопка ПТФ без снятия колодки.
  5. Прозвонка провода мультиметром и присоединение его к кузову.
  6. Проверка фар и габаритов.
  7. Повторная прозвнока мультиметром и поиск цифры 12+.

Контакт 85 подкидывается только на провод, при касании к которому появилось 12+.

Схема подсоединения пятиконтактного реле подходит для создания сигнализации. Подключение выполняется так:

  1. Определение контактов. 85 и 86 отвечают за катушку, 30 – общий, 87-а – нормально-замкнутый, 87 – нормально разомкнутый.
  2. Питающий контакт 85 соединяется с сигнализационным проводом.
  3. На катушечный контакт 86 при включенном зажигании подается 12+ Вольт.
  4. Контакты 87-а и 30 подкидываются в разрыв заблокированной цепи.
  5. Инвертируется полярность. На катушечный контакт 85 и контакт 87 подается минус, на контакт 86 с концевиков – плюс. На 30-м остается плюс.

В качестве блокиратора может использоваться бензонасос, стартер, запитка форсунок, зажигание.

Для реле напряжения

Схема подключения реле напряжения предусматривает монтаж прибора на дин-рейку в распредщитке. Для трехфазной сети выполняется следующее:

  1. Определяется кабель подключения – медный, с сечением 1,5-2,5 мм2.
  2. Подсоединяются контакты ввода через пускатель или контактор.
  3. Находится фаза по маркерам А, В, С и клемма нуля N.
  4. Проводники трех фаз подкидываются на соответствующие верхние клеммы устройства.
  5. Проводник клеммы № 1 подключается на выход катушки.
  6. Клемма № 3 подсоединяется на фазу в обход реле напряжения.
  7. Выход № 2 контакторной катушки нужно подключать к нулевому проводнику сети.
  8. Проводники нагрузки соединяются с клеммами пускателя на выходе.
  9. Нулевые проводники в распредкоробе подкидываются на общую нейтраль.

Для простоты соединения узлов руководствуйтесь схемой на корпусе реле.

Настройки реле

Схема для включения любого реле будет работать только в условиях правильной настройки. Пользователь может установить порог срабатывания по максимальному и минимальному значению, выбрать задержку активации и повторного включения после перезагрузки.

Читайте так же:
Не позвонили с розетки

Определившись с типом реле переключения и разобравшись в его схеме, можно самостоятельно создать электроцепь. При работе следует учитывать тип контактов, разновидность устройства и принцип его функционирования.

Розетки с управлением через интернет

Активно интересуюсь темой домашней автоматизации. Нужны были розетки, которыми я мог бы управлять через интернет, чтоб просто и дешево. X10 и ZWave мне не подошли, потому что вместе с розетками нужно еще покупать дорогой контроллер, настраивать NAT… стал искать розетки с управлением по Wifi и оказалось, что их почти никто не делает! С ходу нашелся только Belkin, который делал решение на 110 вольт, даже у китайцев сразу ничего не находилось.

Но в дебрях Ali все-таки нашлась нужная штуковина! Взял сразу две.

Розетки пришли в аккуратной коробочке, но все, кроме названия фирмы — Broadlink на ней по-китайски. Внутри сама розетка, и две инструкции, снова на китайском.

Сама розетка выглядит аккуратно, размера небольшого. На поверхности всего одна кнопка. Этой кнопкой можно включать и выключать питание устройства, вставленного в розетку, а так же, зажав её, перевести гаджет в режим настройки. Так же есть два неярких индикатора — один горит зеленым, когда розетка включена, другой мигает, когда по сети идут данные.

Самое странное, это вилки. Где-то я такие уже видел, но не помню где. И переходников под них как на зло не нашлось.

Пришлось доработать напильником. Вернее плоскогубцами, после этого на шытри наделся стандартный китайский переходник, о котором на mysku уже много говорилось.

Дальше нужно установить программу для работы с розетками. Написано, что поддерживаются iPhone и Android. У меня андроид, расскажу про него.

Читайте так же:
Розетка закрытая под дерево

Программа не выложена в Google Play, её можно скачать по ссылке, qr-код которой находится на упаковке розетки. Сначала программа загрузилась на китайском, чем повергла меня в недоумение. Потом у продавца я прочел, что если переключить устройство на английский язык (у меня был ясное дело руссикй), то программа будет работать на английском. Сделал — получилось.

В самой программе грубо говоря две кнопки — настроить устройство и управление уже настроенными. Уже настроенные можно:
1. Включить и выключать.
2. Задавать расписание включения и выключения.
3. Задавать таймер отключения.

А вот настройка названия сети и пароля сделаны отлично. Китайцы удивили, переплюнув такие признаные гаджеты, как Ar.Drone 2.0 и Spy Tank. Достаточно ввести пароль от своей сети и нажать кнопочку на розетке, система немного думает и розетка подключается к моей домашней сети. Никаких подключений к хотспотом с настройками, написанными на устройстве. Все работает и так! (Может подключение и есть, но все делается автоматом — не знаю).

Ну и проверить, конечно надо. В качестве жертвы, я в очередной раз выбрал аквариум. Подключил свет и фильтр в разные розетки:

Вроде все работает. Пора проверять!

Самое главное, что после настройки, находится в одной локальной сети уже не нужно. Я проверил через 3ж — управление сохраняется, так можно видеть статус розетки — включена она или выключена.

Конечно, для того чтобы это стало частью настоящего умного дома, необходимо еще открытое API, а то что за радость чем-то управлять руками. Автоматизировать надо! С этим вопросом я обратился к производителю, пока тишина.

ТТХ: розетка мультивольтажная, ток до 10А. Судя по щелчку, внутри обычное механическое реле.

Реле Zigbee в «подрозетник»

Продолжая развивать свою сеть Zigbee столкнулся с тем что нет нормальных управляемых розеток. Это либо варианты в виде «переходников» с максимальным током на 10А, либо версия от сяоми, но под квадратный подрозетник. В результате пришлось делать самостоятельно.

Читайте так же:
Розетка штепсельная размеры 80х80х40
В ДАННОМ УСТРОЙСТВЕ ПРИСУТСТВУЕТ ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ! ПРИ НЕПРАВИЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЕСТЬ РИСК ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРА! ВЫ ДОЛЖНЫ ОСОЗНАВАТЬ ПОСЛЕДСТВИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ДАННОГО УСТРОЙСТВА, ПРИНИМАЯ НА СЕБЯ ВСЕ СТРАХИ И РИСКИ.

В основе модуль zigbee от EBYTE E18-MS1PA1-PCB с усилителем на 100мВт, так как кроме функции собственно розетки у меня это будет еще и опорная часть сети в виде роутеров. Замер потребления реализован на ACS712 на 20А, не самый точный чип, но по результатам подбора формул и тестов, простым «показометром» его назвать нельзя. Для коммутации нагрузки используется бистабильное реле RT314F03 на 16А, так же есть возможность поставить моностабильное или более слаботочное HFD2/005-S-L2-D на 1А. Питается схема от компактного БП Hi-Link на 5 или 3.3 вольта, в зависимости от выбранного реле.

В схеме заложена кнопка, с ее помощью можно управлять реле независимо от наличия сети. Для отслеживания температуры в подрозетнике в целях безопасности, используется два канала, температура чипа и внешний термодатчик DS18B20. Повышение температуры выше определенного порога может сигнализировать о проблемах как с силовыми контактами так и с самим устройством.

Помимо функции реле эта же плата может быть использована в качестве выключателя с схемах где в подрозетниках присутствует «ноль».

Плату делал в DipTrace По картинкам видно что присутствует усеченная субплата. На ней расположен второй канал, для ситуации когда рядом расположены две розетки

Смотрим на то что должно получится Платы заказывал на jlcpcb

Пайки не очень много, разъем для программирования временныйпримерка
подрозетник с самой маленькой глубиной который у меня нашелся

между розеткой и устройством остается зазор порядка 3-4мм.Для опытов использовал простейшую розетку. Проблемой оказалось найти компактную кнопку, поэтому пока такой вариантЗа счет малых размеров устройство можно встроить не только в подрозетник , но и например в сетевой удлинительОсновную работу по созданию прошивки выполнил Антон Стариков, довел до релиза @DJONvl, скажем им спасибо.

Текущая версия прошивки поддерживает только один канал управления и измерения потребления.

У устройства есть поддержка в ioBroker (появится в ближайшем обновлении) стараниями Ильи Кирова. Реализована поддержка в zigbee2mqtt.

Устройству дано название DIYRuZ_rspm (relay switch power meter)

На скриншоте видно текущее потребление (прогретая лампа накаливания 95Вт) в амперах и расчетное в ваттах. Реле запоминает свое состояние при потере питания.

P.S. Статья получилась короткой, но на самом деле проект затянулся c июня месяца

В железе собрано две версии, первая версия с различными реле на отдельной платепрошивка пережила более сотни итераций в процессе отладки замера потребления.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector