Трехкомнатная квартира расположена в жилом комплексе Санкт-Петербурга "Статус" и имеет площадь 100 м². Проект реализован совместно с дизайн-студией ReRoom для семьи с ребенком. Он включил в себя полный цикл работ по интеграции умного дома, в которую вошли следующие системы:
управления освещением;
отслеживания климатических параметров (температура, влажность и СО2);
управления кондиционерами;
управления вентиляцией;
управления увлажнением воздуха;
управления теплым полом;
управления батареями водяного отопления;
пожарная сигнализация;
безопасности (обнаружения движения);
умного доступа в квартиру;
видеонаблюдения;
автономного питания автоматики умного дома;
автономного питания сетевого оборудования;
голосового управления
проводной локальной интернет сети;
бесшовного Wi-Fi;
В рамках проекта была разработана техническая документация, произведена сборка, монтаж и настройка системы умного дома и сетевого оборудования. Объект находился на черновой стадии ремонта, что позволило выбрать проводной вариант исполнения умного дома, в основу которого лег контроллер российского производства WirenBoard 7.
В качестве основного протокола, позволяющего объединить устройства в одну сеть, используется Modbus, а передача данных происходит на контроллер WirenBoard, подключенный к локальной сети.
Использовав программные решения от Sprut.Hub, все оборудование было интегрировано в приложение "Умный дом" от Яндекс. Это позволило реализовать управление всем оборудованием в рамках одной экосистемы, а также интегрировать в систему голосового ассистента "Алиса".
Содержание:
Сборка, монтаж и настройка оборудования
После согласования коммерческого предложения был разработан пакет проектной документации, в который вошли все необходимые для реализации проекта схемы, планы, спецификации и расчеты. Для оптимизации процесса сборки щита создана схема расстановки модулей, а их подключение производилось согласной общей схеме для шинных устройств.
Схема расстановки модулей в щите умного дома
Общая схема подключения
Этап первичной сборки и настройки оборудования производился заблаговременно вне объекта. Он включил в себя расположение модулей на DIN-рейках c их последующим подключением, при этом каждый из проводов маркировался термоусадкой с обозначением линии для упрощения монтажа щита на объекте. После соединения всех модулей между собой произведена их проверка при помощи мультиметра, что позволило убедиться в правильности подключения.
Щит умного дома: вид спереди и сзади
Далее последовал этап загрузки ПО на контроллер, а также первичная настройка через веб-интерфейс контроллера. Суть данного этапа заключается в настройке всех модулей системы умного дома и состоит из:
программного подключения модулей к контроллеру WirenBoard;
настройки режимов работы модулей;
настройки скорости передачи шины данных.
Процесс первичной настройки
Завершив сборку и первичную настройку, наши специалисты приступили к монтажу щита на объекте. Оборудование умного дома было установлено в единый двухсекционный корпус с электрооборудованием. Общий список модулей включил в себя:
контроллер Wiren Board 7 - 1 шт.
блок питания на DIN-рейку HDR-30-24 - 1 шт.
блок питания на DIN-рейку HDR-15-12 - 1 шт.
модуль резервного питания WB-UPS v.2 - 1 шт.
модуль расширения WBE2-I-RS485-ISO - 2 шт.
модуль ввода-вывода WBIO-DI-WD-14 - 1 шт.
модуль ввода-вывода WBIO-DO-R10A-8 - 1 шт.
модуль реле 6-канальный WB-MR6-LV - 4 шт.
модуль диммера 3-канальный WB-MDM3 - 1 шт.
Установленные в корпус модули
Демонстрация "до" и "после" установки оборудования:
Щит до и после установки
После завершения всех монтажных работ, включая установку оконечных устройств и модулей, была произведена интеграция всех систем в контроллер. Процесс включил в себя:
прописывание типов подключенных устройств. Например, настройка шестиканального реле как групп света №1- подсветка шкафа, №2 - споты в коридоре, №3 - люстра в спальне;
оптимизацию опросов шин данных устройств. Например, опрос параметра температуры мультисенсора №1 - раз в 1 минуту;
настройку базовой логики работы каждого модуля. Например, при подаче дискретного сигнала на ввод реле №1 изменить состояние вывода реле №3 на противоположное;
создание виртуальных устройств. Например, создание виртуального термостата и его привязка для управления батареями водяного отопления.
Интерфейс настройки мультисенсора WB-MSW
Для интеграции установленной системы в приложение "Умный дом" от Яндекс было использовано ПО SprutHub. В нем были созданы и распределены по помещениям виртуальные устройства, произведена настройка автоматизаций климата и света, а также добавлены мосты, предназначенные для управления устройствами через приложение Яндекса.
Интерфейс настройки моста в SprutHub
Освещение
В проекте реализовано управление 27 группами освещения, 3 из которых являются диммируемыми, т.е. имеют возможность изменения уровня яркости. За управление светом отвечают 4 модуля реле WB-MR6-LV на 6 каналов, а также а диммер WB-MDM3 на 3 канала от производителя WirenBoard.
Cхема подключения статичных элементов освещения
Для управления каждой из групп света используются выключатели с механизмом без фиксации. Для групп света, поддерживающих диммирование реализована следующая логика управления:
Короткое нажатие - включить/выключить свет
Длительное нажатие - изменение яркости от 0 до 100% и наоборот
Двойное нажатие - установка яркости света на 100%
Cхема подключения диммируемых элементов освещения
Помимо выключателей управление светом реализовано при помощи голосовых команд и приложения. В приложении имеется возможность точной настройки яркости освещения.
Интерфейс управления светом в приложении
Также в проект был добавлен мастер-выключатель, расположенный возле входной двери квартиры. Для него была 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.
Двухклавишный выключатель
Примеры работ различных групп освещения при помощи голосового управления:
Управление светом при помощи голоса
Климат-контроль
За поддержание необходимых климатических параметров квартиры, а именно влажности, температуры и уровня СО2 (углекислого газа) отвечает автоматизированная система климат-контроля в которую вошли 3 кондиционера, система вентиляции, увлажнитель воздуха, а также 6 батарей водяного отопления и 6-зонный теплый пол.
Схема подключения климатического оборудования
Измерение климатических параметров
Отслеживание уровня перечисленных климатических параметров происходит при помощи 6 проводных мультисенсоров WB-MSW, которые установлены во всех основных зонах квартиры: двух ванных комнатах, гостиной, детской, спальне и гардеробной.
Установленный на стену мультисенсор WB-MSW
Система кондиционирования
За поддержание заданного температурного режима в помещениях отвечают 3 кассетных кондиционера Haier, расположенные в гостиной, детской и спальне.
Так как изначально данная модель не поддерживала протокол Modbus, для возможности интеграции к каждому из них была подключена плата управления YCJ-A002.
Кондиционер Haier и плата YCJ-A002
Управление кондиционерами происходит тремя способами: при помощи пульта, приложения и голоса. При этом в приложении имеется возможность настройки всех параметров кондиционера: температуры, режимов работы, работы по расписанию и т.д.
Интерфейс управления кондиционером в приложении
Система вентиляции
Приточная система вентиляции в квартире реализована на основе вентиляционной машины Turkov. В каждой из комнат имеется одна или несколько вентиляционных решеток, по которым в комнату попадает свежий воздух.
Вентиляционная решетка в квартире
Управление уровнем вентиляции происходит тремя способами: при помощи настенной панели, приложения и голоса. В приложении имеется возможность настройки уровня потока вентиляции, а также настройки работы по расписанию.
Интерфейс управления вентиляцией в приложении
Дополнительно вентиляция управляется через настенную сенсорную панель Zenit 800 HECO. С ее помощью можно не только изменять уровень потока вентиляции, но и определять процент влажности в квартире. Данная панель имеет интерфейс Modbus, что и позволило интегрировать вентиляционную машину в систему умного дома.
Панель Zenit 800 HECO
Система увлажнения
Для поддержания комфортного уровня влажности в помещении был установлен увлажнитель воздуха Carel UE003XD0E1, работающий совместно с вент-машиной. Изначально данная модель, как и кондиционеры, не поддерживала протокол Modbus. Поэтому к нему была подключена плата PCOS004850, обеспечивающая возможность интеграции в общую систему.
Увлажнитель воздуха Carel и плата PCOS004850
В приложении имеется возможность управления уровнем влажности в квартире, настройки работы по расписанию и отслеживания текущего процента влажности.
Интерфейс управления увлажнителем в приложении
Система отопления и теплый пол
Для поддержания комфортной температуры в зимний и межсезонные периоды в квартире используются 6 батарей водяного отопления и 6-зонный теплый пол. Управление батареями происходит при помощи сервопривода Berg BA30NC-230, который, в свою очередь, подключен к 8-канальному модулю ввода-вывода WBIO-DO-R10A-8.
Схема подключения батарей водяного отопления
Сервоприводы устанавливаются на батарею типовым образом, вместо стандартного термостата.
Сервопривод Berg BA30NC-230
Каждая из зона теплого пола подключена к модулю реле WB-MR6-LV на 6 каналов, что позволяет управлять ими индивидуально. Зоны расположены в коридоре, гостиной, балконе и ванных комнатах.
Схема подключения теплого пола
Для возможности измерения и точной регулировки температуры нагрева теплого пола для каждой из 6 зон был установлен температурный датчик.
Схема подключения датчиков теплого пола
Регулировка температуры батареи и теплого пола происходит через приложение или при помощи соответствующей голосовой команды. Также имеется возможность настройки работы по расписанию и отслеживания текущего значения температуры.
Интерфейс управления теплым полом и батареей в приложении
Примеры работы системы климат-контроля при помощи голосового управления и приложения:
Управление системой климат-контроля
Система безопасности
Система умного доступа в квартиру
На входе в квартиру был установлен видеоглазок Hikvision DS-KD8003-IME1, который в связке с панелью домофона Hikvision DS-KH6320-TE1 позволяет наблюдать за тем, что происходит за дверью.
Видеоглазок и панель домофона Hikvision
Одной из особенностей данной модели домофона является поддержка SIP-протокола, что позволило интегрировать координатно-матричный домофон, расположенный на входе в многоквартирный дом. Для этого был использован IP-портал Beward DK103M.
IP-портал Beward DK103M
Для реализации системы умного доступа был установлен замок AQARA Door lock N100, поддерживающий 6 способов разблокировки:
использование физического ключа;
распознавание отпечатков пальцев
многоразовый цифровой пароль;
временный пароль;
NFC-метка;
мобильное приложение.
Открытие замка с помощью временного пароля
Система видеонаблюдения
Помимо видеоглазка, в квартире также установлены две IP-камеры видеонаблюдения Hikvision DS-2DE2A404IW-DE3, записи с которых сохраняются на локальное сетевое хранилище Synology. Камеры являются поворотными и имеют максимальное разрешения видеопотока 2,5К в 25 кадров/c , а также поддерживают запись аудио.
IP-камеры Hikvision
При помощи фирменного ПО была произведена настройка камер, позволившая производить запись только при наличии движения в кадре, что позволяет экономить место на сетевом хранилище. Изображение с камер и видеоглазка можно просматривать в режиме реального времени, используя приложение на смартфоне или ПК.
Работа видеоглазка и IP-камер Hikvision
Система безопасности и пожарная сигнализация
Установленные мультисенсоры WB-MSW имеют встроенный датчик движения, позволяющий отслеживать нахождение людей в помещениях даже там, где нет камер. Это предоставляет возможность создания сценариев безопасности, когда при наличии движения в квартире пользователю приходит уведомление, а также включается звуковая сигнализация.
Установленный на потолок мультисенсор WB-MSW
В кухонную зону дополнительно был установлен пожарный датчик, позволивший реализовать систему пожарного оповещения.
Схема подключения пожарного датчика
Если над данной зоной датчик улавливает дым, то в квартире включается звуковое оповещение, а пользователю приходит уведомление.
Пожарный датчик
Система автономного питания автоматики умного дома
Для обеспечения стабильности работы автоматики системы умного дома в щит было установлен модуль резервного питания WB-UPS v.2, работающий на литий-полимерных аккумуляторах.
Схема подключения модуля резервного питания
Данный модуль позволяет в случае перебоя в питании работать системе умного дома автономно в течении часа.
Модуль резервного питания WB-UPS v.2 (посередине)
WI-FI и интернет в квартире
Проект также включил в себя подбор и установку сетевого оборудования в квартире. Для оптимизации процесса сборки сетевого шкафа создана схема расстановки оборудования.
Схема расстановки модулей в сетевом шкафу
Все устройства были помещены в сетевой шкаф, расположенный над общим щитом. Список установленного оборудования включил в себя:
маршрутизатор Asus RT-AX89X;
сетевое хранилище Synology DiskStation DS418;
коммутатор (10 гигабит) MikroTik CRS312-4C+8XG-RM;
коммутатор (POE) Hikvision DS-3E0310HP-E;
2 точки доступа WI-FI Asus ZenWiFi AX XT8;
ИБП APC SUA750RMI2U;
блок розеток 5BITES PDU819P-08 8S;
кабельный органайзер LANMASTER LAN-ORG/BP-1U;
патч-панель Cabeus PL-24-Cat.6a-Dual.
Собранный сетевой шкаф
В качестве основного коммутатора используется решение от MikroTik имеющее пропускную способность в 10 гигабит и 12 ethernet-выводов. Дополнительно установлен POE-коммутатор Hikvision, к которому подключается видеокамеры и видеоглазок. Поддержка данным коммутатором технологии POE позволило не прокладывать для питания видеонаблюдения отдельные кабельные трассы.
Схема подключения сетевого оборудования
Для обеспечения бесперебойной работы сети установлен ИБП APC SUA750RMI2U, позволяющий даже при отсутствии электричества управлять системой умного дома, а также иметь доступ к видеокамерам.
Схема подключения автономного питания сетевого оборудования
Перед установкой маршрутизатора и точек доступа была спроектирована карта покрытия для диапазонов 2,4 и 5 ГГц, чтобы удостовериться в необходимом уровне сигнала во всех помещениях.
Покрытие сети Wi-Fi 2,4 ГГц
За беспроводное интернет-соединение отвечает двухдиапазонный маршрутизатор Asus RT-AX89X, поддерживающий стандарт Wi-Fi 6, а также технологию MU-MIMO. Данный маршрутизатор совместно с двумя точками доступа Asus ZenWiFi AX XT8 обеспечивает стабильное и бесшовное покрытие Wi-Fi по всей площади квартиры.
Одна из точек доступа Asus ZenWiFi AX XT8
Для хранения личных файлов, а также записей с камер видеонаблюдения используется сетевое хранилище Synology DiskStation DS418 с объемом памяти 4 ТБ. Доступ к сетевому хранилищу осуществляется при помощи web-интерфейса или приложения. Также используется приложение Plex для доступа и просмотра файлов на двух телевизорах.
Сетевое хранилище Synology DiskStation DS418
Управление умным домом, сценарии и автоматизации
Управление при помощи приложения
Управление всеми системами умного дома реализовано 3 основными способами. Первым и основным является приложение "Умный дом" от Яндекс, установка которого возможна на любые устройства с операционной системой Android или iOS. В данном приложении можно управлять всеми приборами, подключёнными к системе умного дома, а также запускать различные сценарии. Устройства в приложении разделены на комнаты для более удобного управления.
Интерфейс приложения "Умный дом"
Управление при помощи панели умного дома
В кухне-гостиной на стене была расположена панель управления умным домом, реализованная на базе планшета Samsung Galaxy Tab A7. На планшет было установлено необходимое ПО для работы с умным домом, видеонаблюдением и сетевым хранилищем.
Панель управления умным домом
Управление при помощи голоса
Для голосового управления устройствами, а также прослушивания музыки используются 3 Яндекс Стации. В кухню-гостиную, как в основное помещение, была установлена Яндекс Станция Макс, в спальню версия Мини, а в детскую Лайт. Умные колонки от Яндекс имеют один из самых широких функционалов на рынке, предоставляя множество сценариев для взаимодействия.
Умные колонки в квартире
Реализованные сценарии и автоматизации
Для удобства управления всеми устройствами в квартире были созданы различные сценарии, вот некоторые из них:
привет - включается подсветка и центральный свет в коридоре, подсветка штор в гостиной и люстры над островом;
пока - выключаются все устройства, вентиляция и увлажнитель переводятся в эко-режим;
доброе утро - включается теплый пол в ванных комнатах, подсветка в спальне и фартука на кухне;
спокойной ночи - выключается весь свет, кроме ночника в детской комнате
уборка - включается все освещение, максимальный уровень работы вентиляции, на колонках играет бодрая музыка;
готовка - включается спокойная музыка, подсветка фартука, спотов и люстры над островом;
кино - выключается освещение в коридоре и кухне-гостиной, кроме подсветки штор и светильником над диваном;
ужин - выключается освещение в кухне-гостиной, кроме люстры над столом и подсветки штор.
Список сценариев в приложении
Также был создан ряд автоматизаций, приведем несколько примеров:
в ночное время по датчику движения включаются подсветки в коридоре и ванных комнатах;
в дневное время по датчику движения в ванных комнатах включается основное освещение;
при превышении определенного порога уровня CO2 в одном из помещений изменяется скорость работы вентиляции: 400 ppm - 1 скорость, 480 ppm - 2 скорость, 530 ppm - 3 скорость;
при влажности в ванных комнатах более 65% включается вентиляция
при срабатывании пожарного датчика воспроизводится звуковая сигнализация и пользователю приходит уведомление.
Примеры запуска сценариев при помощи голосового управления:
Запуск сценариев голосовыми командами