Разбор проекта умного дома на Смольном проспекте



Данный проект был разработан и реализован для молодой семьи с двумя детьми совместно с дизайн-студией ReRoom. Основной акцент сделан на реализации системы умного освещения и климат-контроля.


Главной особенностью проекта является интеграция всех систем в HomeKit с возможностью голосового управления устройствами при помощи умной колонки Apple HomePod.


В умном доме реализованы:

  • Группы освещения 220 В без регулировки яркости - 7 шт.

  • Группы освещения 220 В с регулировкой яркости - 21 шт.

  • Группы освещения 48 В без регулировки яркости - 2 шт.

  • Группы освещения 24 В с регулировкой яркости - 16 шт.

  • Группы освещения 24 В без регулировки яркости - 1 шт.

  • Группы выключателей - 47 шт.

  • Система защиты от протечки - 1 шт.

  • Универсальные проводные датчики климата - 8 шт.

  • Универсальные беспроводные датчики (температуры, влажности) - 15 шт.

  • Моторизованные шторы - 8 шт.

  • Кондиционеры - 4 шт.

  • Увлажнители воздуха - 1 шт.

  • Приточно-вытяжная вентиляция - 1 шт.

  • Сервоприводы отопления - 6 шт.

  • Система защиты от затопления

  • Wi-Fi точки доступа - 3 шт.

  • Коммутатор LAN - 1 шт.

  • Голосовой ассистент - 1 шт.

  • Камеры видеонаблюдения - 2 шт.

Управление всеми системами происходит через:

  • Выключатели

  • Мобильные устройства с приложением "Дом"

  • Настенные панели управления (для управления кондиционерами)

  • Умную колонку HomePod

Технические особенности проекта:


Из-за того, что в дизайн-проекте квартиры щиты предполагалось расположить по бокам шкафа в коридоре, с целью экономии полезного пространства в коридоре квартиры и минимизации количества проводов, оборудование умного дома было разведено на 2 щита, встроенных в боковые шкафы, а также использованы беспроводные модули управления освещением и климатом дома.



 

Содержание

 

Предварительная сборка и настройка щитов


С целью оптимизации времени сборки и настройки оборудования отдельные работы проводятся заранее: предварительная сборка, настройка, выбор оптимального размещения модулей и установка программного обеспечения.


Управление всеми системами реализовано на базе контроллера Wiren Board 6 и ПО SprutHub с Node-RED.

 

Сборка щитов на объекте


На этапе чистовой отделки и установки электромонтажного оборудования происходит монтаж и подключение оборудования умного дома в щиты согласно проекту.

Схема подключения

Все кабели умного дома разведены на 2 щита.


В первом щите установлены:

  • Блок питания Mean Well HDR 30-24 - 1 шт.

  • Модуль бесперебойного питания WB-UPS v.2 - 1 шт.

  • Контроллер Wiren Board 6 - 1 шт.

  • Релейный модуль ввода-вывода для управления клапанами отопления и системой защиты от протечек Нептун WBIO-DO-R10A-8 - 1 шт.

  • Модули дискретных входов для подключения выключателей и системой защиты от протечек Нептун WBIO-DI-WD-14 - 2 шт.

  • Модуль реле для управления системой трекового освещения WB-MR6C v.2 - 1 шт.

  • Модули аналогового вывода 0-10В для управления светодиодной подсветкой WB-MAO4 - 2 шт.

  • Устройства группового управления приводами карнизов ГУ-4.3М - 2 шт.


Расположение модулей в щите №1

Для удобства подключения проводов и возможности простого изменения конфигурации подключения устройств используются самозажимные 2-х и 3-х уровневые клеммы на DIN-рейку.

Фото щита №1

Во втором щите установлены:

  • Блок питания Mean Well HDR 30-24 - 1 шт.

  • Модуль бесперебойного питания WB-UPS v.2 - 1 шт.

  • Преобразователь интерфейсов Internet - Modbus WB-MGE - 1 шт.

  • Модули аналогового вывода 0-10В для управления светодиодной подсветкой WB-MAO4 - 2 шт.

  • Контроллер светодиодной ленты WB-MRGBW-D - 1 шт.

  • Модуль реле для управления неоновой подсветкой и подсветкой шкафа WB-MR6C v.2 - 1 шт.

Расположение модулей в щите №2

Фото щита №2
 

Освещение


Всего в квартире установлено 47 групп освещения. По пожеланию заказчика большинство групп света являются диммируемыми.


Все группы света можно разделить на несколько категорий:

  • Высоковольтные диммируемые группы света (люстры с диммируемыми лампами, потолочные споты, бра и т.д.)

  • Высоковольтные недиммируемые группы света (люстры со встроенными лампочками, настольные лампы и т.д)

  • Низковольтные диммируемые группы света (светодиодная подсветка)

  • Низковольтные недиммируемые группы света (трековые светильники)


Подключение высоковольтных групп света


Для подключения основных групп света на 220 вольт были использованы Z-wave модули, установленные в подрозетники от компании FIBARO.

Модуль FIBARO, установленный в подрозетник

Для подключения всех модулей Z-wave к контроллеру Wiren Board был использован Sprut.stick Z-Wave.


Группы света на 220 вольт с поддержкой диммирования подключаются к модулю Fibaro Dimmer 2 (FGD-212) согласно схеме:

Группы света на 220 вольт без поддержки диммирования подключаются к модулю Fibaro Double Switch (FGS-223) согласно схеме:


Подключение трековых светильников


По всему контуру кухни-гостиной расположен трек с магнитными светильниками на 48 вольт.


Из-за высокой суммарной мощности трековой системы (600 Вт) было принято решение разделить всю систему на 2 участка с раздельным управлением и отдельными блоками питания на каждый.

Контроль трековой системы осуществляется при помощи модуля WB-MR6C v.2.


Подключение низковольтной диммируемой светодиодной подсветки


Мощности групп низковольтной подсветки, предусмотрено проектом, сильно разнятся. В связи с этим было принято решение отказаться от классической схемы управления через ШИМ контроллеры и усилители для большинства групп подсветки в пользу протокола 0-10В в связки с блоками питания с регулируемым напряжением по этому же протоколу.

Для контроля светодиодной подсветки по протоколу 0-10В были установлены модули WB-MAO4 и WB-MRGBW-D для управления по ШИМ.

Подключение выключателей


Для управления светом во всей квартире используются выключатели JUNG с механизмом без фиксации.



Для групп света с диммированием реализована следующая логика выключателей:

  • Короткое нажатие - включить/выключить свет

  • Длительное нажатие - изменение яркости от 0 до 100% и наоборот

  • Двойное нажатие - установка яркости света на 100%


Выключатели от групп света, управляемых по протоколу 0-10В, подключены к модулям WBIO-DI-WD-14, все остальные - к модулям реле WB-MR6C v.2 и ШИМ контроллеру WB-MRGBW-D.


Мастер-выключатель


По пожеланию заказчика в проект был добавлен выключатель, расположенный возле входной двери, для отключения всего света в квартире и перевода всего климатического оборудования в эко-режим.


В данном выключателе реализована следующая логика:

  • Однократное нажатие - выключение всего света в квартире, перевод всех кондиционеров в эко-режим, уменьшение мощности вентиляции до минимума и выключение увлажнителя воздуха

  • Двукратное нажатие - возвращение всего света и климатического оборудования в изначальное состояние



 

Климат-контроль


В квартире реализовано управление 4 кондиционерами, 6 батареями водяного отопления, системой вентиляции и системой увлажнения воздуха.


За контроль состояния климата в квартире отвечают 8 проводных и 15 беспроводных климатических датчиков.



Управление кондиционерами


В квартире установлено 2 кассетных и 2 канальных кондиционера Mitsubishi.



Так как данные кондиционеры не поддерживают протокол Modbus, для их интеграции в систему умного дома использованы модули Intesis ME-AC-MBS-1, подключенные напрямую к кондиционеру в порт CN105.



Управление кондиционерами происходит двумя способами: при помощи настенных панелей управления и мобильных устройств.



Управление батареями водяного отопления


Всего в квартире установлено 6 батарей:

  • В гостиной - 3 шт.

  • В первой детской комнате - 1 шт.

  • Во второй детской комнате - 1 шт.

  • В местер-спальне - 1 шт.

Все батареи подключены к водяному коллектору, находящемуся под первым щитом. Для управления выводами коллектора используются сервоклапаны.



Для управления сервоклапанами использован модуль реле WBIO-DO-R10A-8.


Управление системой вентиляции и увлажнения воздуха


За вентиляцию квартиры отвечает вент-машина Komfovent Domekt r400f, работающая совместно с увлажнителем воздуха Carel UE003XD0E1. Оба устройства управляются по протоколу Modbus.




Управление вентиляцией происходит при помощи настенной панели и мобильных устройств.




Система мониторинга климата квартиры


Для отслеживания параметров климата в квартире используются 8 проводных мультисенсоров WB-MSW v.3, установленных на потолках в каждой комнате и отслеживающих уровни температуры, влажности, освещенности, движения, уровня шума, концентрации CO2 и летучих органических соединений.



В качестве дополнительных датчиков, для более точного определения температуры и влажности, используются 15 беспроводных Zigbee датчиков температуры и влажности Aqara (WSDCGQ11LM).



В гостиной, детских и мастер-спальне установлено по 3 таких датчика, а в коридоре и ванных комнатах - по одному.


Так как теплый воздух в помещениях всегда поднимается вверх, а холодных опускается вниз, датчики расположены на разных уровнях, что дает возможность более точного определения средней температуры в комнате.

 

Умные шторы

В квартире установлено 8 электро-карнизов для штор и тюлей, по 2 на каждое окно. 6 карнизов расположены в кухне-гостиной и 2 в мастер-спальне.



В качестве приводов для карнизов используются моторы NOVO с фазным управлением. В качестве управляющего модуля FIBARO Roller Shutter 3 (FGR-223).



Для одновременного управления несколькими карнизами в гостиной, вместе с модулем FIBARO используются устройства группового управления ГУ-4.3М.




 

Система защиты от затопления


За защиту от протечек отвечает комплект BUGATTI PROW+ от компании NEPTUN с 5 беспроводными датчиками, расположенными в ванных комнатах, прачечной и кухне.

Контролер системы установлен в коллекторном шкафу, находящемся в одной их ванных комнат.



Интеграция системы NEPTUN в умный дом обеспечена при помощи сухих контактов, подключаемых к модулю реле WBIO-DO-R10A-8 и модулю дискретных входов WBIO-DI-WD-14.



 

WI-FI и интернет в квартире


Площадь квартиры составляет 200 м², поэтому было принято решение установить 3 WI-FI MESH роутера TP-Link Deco M9 Plus для равномерного и бесшовного покрытия WI-FI. Роутеры расположены в коридоре, гостиной и одной из детских комнат.


Для подключения интернет розеток использован коммутатор на 16 гигабитных портов TP-LINK TL-SG1016D V6.

 

Управление умным домом, сценарии


Управлять всеми утройствами в квартире можно тремя разными способами:

  • При помощи выключателей и настенных панелей

  • При помощи приложения "Дом"

  • При помощи голосовых команд через Apple HomePod


Управление через приложение "Дом"


В данном приложении можно управлять всеми приборами, подключёнными к системе умного дома, а также запускать различные сценарии.


На главном экране приложения собрана вся информация о климате в квартире, статусы работы всех активных приборов, а также избранные устройства и сценарии.



Во вкладке комнат, помимо "реальных" помещений, есть 3 виртуальных:

  • Sensor charge - комната, в которой отображается заряд всех беспроводных датчиков

  • Settings - комната, в которой можно выбрать различные режимы работы автоматического включения освещения, активировать поиск новых устройств и перезагрузить контроллер умного дома

  • General - комната, в которой собраны общие устройства для всей квартиры, такие как система вентиляци, система увлажнения, система защиты от протечек и сигнализация превышения уровня углекислого газа


Сценарии


Для удобства управления всеми устройствами в квартире, для каждой комнаты и всего дома в целом были созданы различные сценарии.

Например, вот некоторые из них для гостиной:

  • Breakfast – открытие штор, включение люстры над обеденным столом на 50%, включение лёгкой музыки

  • Dinner – включение люстры над обеденным столом на 70%, люстр над кухонным островом на 100%, подсветки фартука и кухни на 60% и включение джазовой музыки

  • Cleaning – открытие штор и тюлей, включение всего света в гостиной, включение энергичной музыки

  • Chill – включение всей подсветки на минимальную яркость, включение спокойной музыки

  • Concert – закрытие штор, включение подсветки ТВ и штор на минимальную яркость, включение подсветки стеллажей на максимальную яркость

  • Party – закрытие штор, включение всей подсветки на яркость 50%, включение подсветки фартука и люстры над кухонным островом на 80%, включение танцевальной музыки

  • Cinema – закрытие штор, включение подсветки ТВ на 20%, включение подсветки фартука на 60%



Управление голосом через HomePod


Для проигрывания фоновой музыки и голосового управления устройствами на английском языке, в качестве умной колонки был выбран HomePod. С его помощью можно управлять приборами в квартире и запускать различные сценарии так же как и из приложения "Дом".



 

Выводы


  • Нам полностью удалось реализовать данный проект в соответствии с поставленными задачами в установленный срок.

  • В ходе работ были выявлены некоторые особенности в работе с оборудованием Wiren Board, которые стоит учитывать в дальнейшем.

  • Связка оборудования от Wiren Board и ПО SprutHub является одной из лучших в средней и высокой ценовых категориях и дает невероятную гибкость работы и масштабирования системы под различные задачи.

  • Использование сценариев и голосового управления в квартирах и домах с большим количеством групп освещения и устройств является необходимым, так как благодаря этому полностью отпадает необходимость в ручном управление освещением и устройствами.

  • Использование нескольких протоколов связи и ПО SprutHub позволит в дальнейшем легко расширить систему, просто добавляя в нее различные Zigbee и Z-Wave устройства.


Подводя итоги, хочется выразить благодарность дизайн-студии ReRoom за оказанное доверие и эффективную совместную работу, а также всему сообществу Sprut.ai, за ПО SprutHub и помощь в работе с ним :)


 

P.S.


Немного фото с процесса ремонта


И фото завершенного ремонта