Он сталкивается с новым для себя словом – Zigbee. Этот логотип часто встречается на упаковках различных устройств для умного дома, например его можно встретить на продукции Xiaomi Smart Home, на лампочках Philips Hue и IKEA TRÅDFRI.

Логотип Zigbee на упаковке набора умных лампочек

При этом в комплекте с такими лампочками производитель продаёт еще и устройство, называемое «мост» или «хаб», которое необходимо для полноценной работы системы умного освещения. В этой статье мы доступным языком подробно расскажем о том, что такое «зигби», и почему именно этот стандарт всё чаще используется в системах умного дома.

Что такое Zigbee

Zigbee – это стандарт беспроводной связи, подобный Wi-Fi и Bluetooth, но созданный специально для интернета вещей и . Благодаря протоколу ZigBee устройства в умном доме “общаются” друг с другом.

Zigbee создан специально для интернета вещей и умного дома.

Существовавшие 15 лет назад стандарты беспроводных сетей, например WiFi и Bluetooth, не подходили для новых возникших потребностей – таких, как умный дом. Эти стандарты были недостаточно надёжны, а их модули были слишком дорогими. Для разработки нового сетевого протокола была создана ассоциация из ведущих технологических компаний (Philips, Samsung, LG, Siemens и другие) под названием Zigbee Alliance. И в 2004 году был принят международный стандарт, регламентирующий новый протокол Zigbee, работающий на частотах, не требующих специального разрешения.

Название Zigbee происходит от слов “зигзаг” (zigzag) и “пчела” (bee), на западе термином “зигби” называют танец медовых пчёл. Такое название по мнению разработчиков стандарта подчёркивает то, что сеть Zigbee имеет ячеистую топологию (структуру) и, благодаря специальным алгоритмам маршрутизации, является надёжной и способной к самовосстановлению при потере связи между отдельными узлами. При этом оборудование для Zigbee компактное и имеет низкую стоимость.

Разница между Zigbee, Wi-Fi и Bluetooth

По некоторым характеристикам стандарты Wi-Fi и Zigbee похожи:

• Оба работают на частоте 2.4 ГГц, не требующей специальных разрешений при использовании
• Оба протокола имеют радиус действия до 20 метров

Но у зигби есть ключевые отличия, которые и делают этот стандарт гораздо более подходящим для коммуникации между собой устройств умного дома.

В Zigbee-сети между узлами существует прямая связь, а не только связь с «центром».

Топология. Главное отличие Zigbee от Wi-Fi – это использование ячеистой топологии, а не топологии типа “звезда”, где все узлы сети соединяются через центральный роутер. В структуре “звезда” при потере соединения с роутером, узел не может связаться с остальными участниками сети. Например, если ваш компьютер отключится от роутера, вы не сможете передать на него фотографию с планшета – Wi-Fi не даёт возможности прямого соединения между устройствами в сети.

В сети Wi-Fi устройства могут связываться между собой только через центральный узел – роутер

А вот благодаря ячеистой структуре, при обрыве одного соединения, будет проложен обходной маршрут, и сигнал дойдёт до получателя по новому пути. Это возможно благодаря тому, что между узлами существует прямая связь, а не только связь с «центром». Такая топология гораздо надежнее и используется, например, в самой сети интернет.

В сети Zigbee устройства могут связываться друг с другом напрямую

Конкретный пример. Датчик протечки воды, подключаемый через Wi-Fi, находится на большом расстоянии от Wi-Fi роутера и между ними стоят 2 бетонные стены. В момент аварии датчик может попросту не передать сигнал о протечке из-за слабого Wi-Fi сигнала. Роутер не получит сигнал о срабатывании датчика, не передаст этот сигнал в центр управления, центр управления не перекроет вентиль, и произойдёт затопление. Но если бы ваш умный дом работал на зигби, то при слабой прямой связи между датчиком и центром управления сигнал был бы передан не напрямую, а через другие устройства: лампочку в коридоре, выключатель в комнате или умную розетку. То есть другие приборы выступили бы промежуточными станциями при передаче сигнала о протечке в контроллер умного дома и обратного сигнала о перекрытии вентиля.

Энергопотребление. Очень низкое энергопотребление Zigbee-модулей достигается за счёт специального режима “сна”, когда устройство не используется, и низкой пропускной способности передачи данных (250 Кбит/с против 300-1000 Мбит/с у Wi-Fi). Высокая пропускная способность не нужна зигби, ведь нужно передавать совсем небольшие объёмы данных от датчиков и электроприборов, а вот Wi-Fi должен обеспечивать просмотр видео в реальном времени и т.п. В результате Zigbee-модуль может работать несколько месяцев на простой батарейке.

Скорость. До появления Zigbee в системах умного дома пытались использовать Bluetooth. Радиус действия у этих протоколов примерно одинаковый, но у блютус слишком большие задержки. Задержка при передаче сигнала у Bluetooth-модуля составляет несколько секунд против 30 миллисекунд у Zigbee-модуля! 30мс это намного меньше скорости реакции у человека – для нас включение и выключение зигби-лампочки происходит моментально.

Количество узлов. Wi-Fi попросту не приспособлен к подключению большого количества участников к сети. В теории к одному Wi-Fi роутеру возможно подключить несколько сотен устройств, но каждому активному пользователю известно, что это не достижимо на практике. Роутеры средней ценовой категории начинают зависать и требовать перезагрузки уже после подключения 15-20 гаджетов: ноутбуков, смартфонов, планшетов и других девайсов вашей семьи. А вот одна Zigbee-сеть может иметь тысячи узлов и при этом стабильно работать. Способность надёжно функционировать при большом количестве подключённых устройств – необходимая характеристика сети для умного дома и интернета вещей.

Устройства с Zigbee-модулем значительно дешевле, чем с Wi-Fi.

Стоимость. Производителям zigbee-модуль обходится дешевле, чем Wi-Fi. Устройства для умного дома с Zigbee-подключением тоже стоят значительно дешевле, чем аналогичные приборы с Wi-Fi. Пример: zigbee-лампочка IKEA Trådfri с регулировкой яркости стоит около 700 рублей, а аналогичный продукт wifi-лампочка TP-Link LB110 стоит 2300 рублей.

Умный дом и Zigbee

Сети Zigbee используются в промышленной автоматике, в коммерческой недвижимости и в медицинском оборудовании. Но, безусловно, наиболее широкое и популярное применение Zigbee – это .

До того как на рынок умного дома вышли компании Apple, Google и Amazon, некоторое время был популярен стандарт Z-Wave. Этот протокол был конкурентом Zigbee, но он закрытый, и производители устройств для умного дома должны покупать модуль Z-Wave у европейского производителя. Zigbee же – открытый стандарт, и любая компания может производить свои модули согласно открытой спецификации. Поэтому Zigbee-устройства дешевле, чем приборы с Z-Wave, и сейчас уже однозначно можно сказать, что протокол Zigbee победил и стал де-факто стандартом для систем умного дома. ZigBee используют все крупные компании на рынке умного дома: Amazon, Philips, Samsung, Xiaomi, LG, Logitech, IKEA и многие другие.

Умные лампочки Икея Тродфри работают через Зигби

Наличие зигби-модуля не делает устройства разных брендов совместимыми.

В продаже есть все электроприборы с Zigbee, какие только можно себе представить: лампочки, выключатели, розетки; датчики движения, утечки и дыма, открытия дверей и окон; кондиционеры, термостаты, камеры и многое другое. Но нужно отметить, что само наличие Zigbee-модуля не делает устройства от разных производителей совместимыми между собой (также, как в устройствах для умного дома с Wi-Fi модулем). Например, зигби-лампочка Икея Тродфри не будет работать с зигби-хабом Xiaomi Smart Home Gateway. Но некоторые компании добавляют поддержку конкретных устройств от других производителей, например те же лампочки от Икеи будут работать совместно с мостом Philips Hue Bridge.

Поэтому, выбирая зигби-устройства для умного дома, нужно выбирать качественного производителя, которому вы доверяете, ведь подключать к его мосту вы сможете только его продукцию. Также нужно убедиться в том, что мост этого бренда поддерживает интеграцию с современными платформами: Apple HomeKit, Google Ассистент или Alexa (об этом ).

Хаб для умного дома – Zigbee мост

Современный умный дом нельзя себе представить без возможности удалённого управления. Например: открыть мобильное приложение на своём айфон или андроид и включить кондиционер в гостиной, возвращаясь с работы, или проверить, выключили ли вы утюг из розетки, находясь в такси, которое везёт вас в аэропорт, а если всё-таки забыли – отключить розетку.

Для удалённого управления, в том числе и из мобильного приложения на Android или iOS, сеть Zigbee-устройств должна быть подключена к интернету, и именно для этого используются сетевые мосты (Bridge, как их называет Apple и Philips), они же смарт хабы (Smart Hub, как их называет Google, Amazon и Samsung). Ещё одно название устройств такого типа – шлюз (Gateway), такое название используют IKEA и Xiaomi.

Сетевой мост является координатором в Zigbee-сети, и в отличии от конечных устройств (например, датчиков открытия двери на батарейке) он должен быть всегда подключён к электричеству, так как координатор в зигби-сети никогда не спит. Для связи с вашей домашней сетью и интернетом хаб подключается обычным проводом из витой пары к вашему Wi-Fi роутеру (проводное соединение является наиболее надёжным).

Сетевой мост связывает беспроводную зигби-сеть умного дома с интернетом

Как видно на картинке, хаб работает буквально как мост между устройствами умного дома и интернетом. Он позволяет вам из любой точки мира соединяться с домом, отслеживать его состояние и управлять всеми устройствами. Для соединения с умным домом используется мобильное приложение или голосовой помощник (об этом ниже).

Линейка Zigbee-устройств умного дома от конкретного производителя имеет и мост этого же бренда, к которому и подключаются приборы. При этом, как правило, зигби-устройства других брендов будут несовместимы с “чужим” мостом, и для того чтобы добавить устройства нового производителя в свою систему умного дома – нужно будет купить еще один хаб, «родной» для нового производителя.

Список самых популярных Zigbee хабов/мостов/шлюзов:

• Philips Hue Bridge
• IKEA TRÅDFRI Gateway
• Samsung SmartThings Hub
• Xiaomi Smart Home Gateway (купить на Aliexpress)

Siri, Google Ассистент, Alexa и Zigbee

Современный хаб предоставляет возможность голосового управления умным домом через голосового помощника. Аналогично, если хотите управлять с помощью Ассистента в своём Android-телефоне или , ищите логотип “Works with the Google Assistant”.


Ну а если у вас есть колонка и ваш любимый виртуальный помощник это Алекса, то вам нужны мосты с логотипом “Works with Amazon Alexa”.

Будьте очень внимательны, некоторые хабы предоставляют интеграцию сразу со всеми голосовыми помощниками, например Philips Hue Bridge, в то время как другие поддерживают только одного помощника. Например, широко любимый за очень низкую цену Xiaomi Smart Home Gateway работает только с Alexa (комплект Ксиаоми можно купить на Aliexpress). То есть умным домом, построенным на зигби-хабе от Xiaomi, вы не сможете управлять на русском языке, так как Alexa (в отличии от Siri и Google Ассистента) работает только на английском и немецком.

Надеемся, что наша статья помогла вам разобраться в отличиях Zigbee от Wi-Fi, и теперь вы понимаете, почему зигби так широко используется в системах умного дома, и зачем нужен сетевой мост. Будем рады, если вы поделитесь этой статьёй в социальных сетях. Ещё вы можете подписаться на наш Youtube-канал или и получать новые статьи о домашней автоматизации и голосовых помощниках.

На базе нашей платформы Wiren Board (компактный индустриальный компьютер с Linux и разными интерфейсами) мы сделали навороченный контроллер для домашней автоматизации Wiren Board Smart Home (ARM9 64MB RAM, GSM/GPRS, Ethernet, Wi-Fi, USB, 2xRS-485/Modbus, CAN, 2 реле, ASK/FSK радиомодуль 433MHz, NRF24L01+ и т.д.), к которому можно подключить кучу всяческих проводных и беспроводных исполнительных устройств и датчиков от разных систем и производителей. Устройство готово и протестировано. На устройства из первой большой партии мы открываем заказ с доставкой до майских праздников по специальной цене.

Мотивация

Еще после нашей самой первой статьи многие энтузиасты писали нам о том, что хотели бы использовать наш одноплатный компьютер в качестве основы умного дома.

Мы проработали этот вопрос и поняли, что на базе нашей платформы Wiren Board можно сделать неплохой контроллер для домашней автоматизации, который позволит управлять исполнительными устройствами и датчиками средней, дешёвой и сверхдешёвой ценовой категории (см. ниже).

Помимо функционала, который есть в обычной Wiren Board, а именно:

• ARM9 454Mhz, 64MB RAM, 4GB+ ROM под управлением GNU/Linux 3.13
• GSM/GPRS - модем
• Wi-Fi (в т.ч. в режиме точки доступа)
• Ethernet (c passive PoE 12-15В)
• 2xUSB-host
• RS-485 / Modbus
• Входы АЦП
• работа от аккумулятора

были добавлены:

• CAN-шина
• Второй RS-485
• Два реле 220V 5A
• RTC - часы реального времени
• Излучатель звука
• Аудиовыход - 3.5 mm jack
• RS-232 полнодуплексный, не опторазвязанный (опция)
• радиомодуль NRF24
• и пакетное радио на 433 МГц.

Внутри расположены разъёмы расширения: два UEXT и USB-host.
За ненадобностью убрали модули NFC и GPS.

В этот раз мы подобрали хороший стандартный корпус и спроектировали плату под него. Выбор пал на корпус на DIN-рейку D6MG от Gainta. Он не очень компактный (106x90x57.5 мм), зато крепление на DIN-рейку позволяет надёжно расположить контроллер в стандартном шкафу с другим оборудованием. В этом корпусе плата легко и надёжно фиксируется деталями корпуса без креплений на стойки. Все разъёмы выведены с двух сторон корпуса.

Кроме этого, мы предусмотрели возможность использования корпуса из оргстекла на стойках. Такой корпус достаточно компактный, неплохо смотрится и хорошо подходит, если предполагается более “настольное” применение.

Выглядит примерно так:

Нарезанные листы для нового корпуса мы ещё не получили, но аналогичный корпус, который мы заказывали для стандартной Wiren Board, даёт примерное представление о том, как будет выглядеть такой корпус.

При проектировании мы ориентировались на такие решения, как Евика (да-да, это еще весьма бюджетное решение:)), Ninja Blocks и другие.

Что можно подключить к контроллеру напрямую?

• низковольтную нагрузку: светодиодные ленты, замки и т.д. к 4 выходам типа открытый коллектор
• 4 входа АЦП позволяют измерять напряжения до 30 вольт
• входы R1-R4 (входное сопротивление 0.5кОм) позволяют
  • измерять низкое напряжение
  • подключать резистивные датчики (измерять сопротивление), например датчики температуры, влажности, газа и т.д.
  • работать как GPIO (толерантны к внешним сигналам с уровнями до 12V)
  • подключать считыватели карт и клавиатуры Wiegand
• входы/выходы W1-W3 - это GPIO с встроенными подтягивающими к 3.3V резисторами. Могут использоваться в качестве GPIO и в качестве контроллеров шины 1-wire (включая возможность сильной подтяжки).
  • подключение температурных датчиков 1-wire, например DS18B20
  • подключение счетчиков с импульсными выходами.
  • подключение кнопок
• исполнительные устройства и датчики, работающие по шинам RS-485 (Modbus) и CAN , например:
  • устройства системы «Разумный дом» по шине Modbus или A-BUS
  • управление освещением (по DMX-512)
  • приборы учёта электричества
• 2 реле позволяют напрямую управлять силовой нагрузкой (250V/5A ).

Радиомодуль на 433Mhz

Киллер-фича нашего контроллера - приёмопередатчик на 433 Mhz . Мы используем продвинутый пакетный радиомодуль HopeRF RFM69H с очень хорошей выходной мощностью (+13/+20 dBm) и чувствительность (до -120 dBm). Радиочип имеет кучу настроек, поддерживает различные режимы модуляции, умеет аппаратно шифровать трафик, позволяет программно менять несущую частоту, ширину полосы, битрейт и т.д. Работа с чипом происходит в пакетном режиме - код в юзерспейсе просто читает/пишет байты с данными из устройства.

Для чего всё это великолепие нужно? C помощью это радиомодуля можно принимать и посылать сигналы для зоопарка недорогих устройств с проприетарными радио-протоколами. Примеры:

• Китайские исполнительные устройства, датчики и пульты от беспроводных комплектов. Их существует огромное количество, свободно продаются по смешным ценам, в том числе и в России. Неисчерпывающий список можно найти , кроме того про них неоднократно рассказывалось на хабре в последнее время.
• Исполнительные устройства и пульты системы Noolite (раз , два) - очень удобные недорогие железки для управления светом.
• Железки от www.neroelectronics.ru
• Беспроводные датчики для метеостанций Oregon Scientific: habrahabr.ru/post/165747
• Шлюзы из Wireless-X10 в X10 по сети 220В, типа таких
• и т.д.

Радиомодуль, конечно, можно использовать и по прямому назначению - для организации канала связи и построения своих беспроводных сетей.

В следующих статьях мы подробнее напишем про работу с радиомодулем и покажем, как разбирать разные проприетарные протоколы и подключать интересные устройства к нашему контроллеру.

Конструкция выбранного корпуса позволяет размещать дополнительные платы над основной. В будущем мы планируем выпустить несколько таких плат расширения.

Софт

Железо контроллера поддерживается mainline-ядром Linux с набором наших патчей (3.13). В качестве ОС мы используем Debian GNU/Linux 7 Wheezy.
В качестве управляющего ПО мы предлагаем использовать открытые проекты, например, AgoControl или . Оба проекта живые и имеют большую пользовательскую базу. AgoControl - классическая offline система, веб-сервер запускается на устройстве.
В отличие от неё, Ninja Blocks - интересная облачная платформа. Под её управлением контроллер загружает данные и принимает команды из облака. Приборная панель с просмотр показаний и управлением, создание сценариев доступны через веб-сервис a.ninja.is .

Весь софт для работы с железом, например, для работы с радиомодулем, делается независимым от конкретных систем, так, чтобы можно было легко пользоваться и другим ПО.
Мы реализуем полную поддержку контроллера для двух упомянутых систем, AgoControl и NinjaBlocks.

И предзаказ

Разработка контроллера закончена, первые образцы собраны и протестированы. Для выпуска большой партии нам осталось только закупить в необходимом количестве компоненты и отправить заказ на завод.

Мы объявляем начало продажи по предзаказам . Речь идёт о реальных предзаказах, т.е. покупке за реальные деньги (карты, межбанк) в нашем интернет-магазине с отложенной доставкой.
Сбор предзаказов будет идти до 15 марта.
Производство и монтаж плат будет в России. Процесс уже нами отлажен, поэтому мы уложимся в довольно сжатые сроки. Отгрузить контроллеры мы планируем до майских праздников.
О ходе производства будем информировать на нашем сайте .

Зачем вообще такая сложная процедура? Себестоимость устройства сильно зависит от размера партии. Если заказывать небольшими партиями, то продавать по приемлемой цене, к сожалению, не получится. Виртуальные же предзаказы, без оплаты, как показал наш опыт, дают сильно завышенные цифры по сравнению с реальными продажами. С российскими краудфандинговыми площадками мы решили не связываться, потому что они берут большую комиссию, при этом не привлекая собственно покупателей.

Цены

Конструкция нашего контроллера модульная, поэтому цена зависит от конкретной конфигурации, которую можно выбрать в магазине .

Цены начинаются от 3900р в минимальной конфигурации. Например, стандартная конфигурация: всё, кроме CAN и NRF24, по предзаказу будет стоить 5000 руб, а то же самое, но без GSM, - ещё на 500р. дешевле.
UPD (2014-03-10): Оказалось, что неполные конфигурации практически не пользуются спросом. Оставили только полную конфигурацию (LAN, USB, 2 порта RS-485, Wi-Fi, GSM/GPRS-модем и радиомодуль на 433MHz, радио NRF24L01+, порт CAN) за 5300 руб.

Заключение

Мы ждём ваших комментариев и предложений (например, по поводу модулей расширения) здесь в комментариях, либо на нашем форуме . Будем рады ответить на любые вопросы!

-
С наилучшими пожеланиями,
команда Wiren Board

Стоит заметить, что требования к функциональным возможностям умного дома как системы управления различным оборудованием и устройствами определяются исключительно "аппетитами" и фантазией пользователя. Тем не менее, существуют определенные, наиболее востребованные опции, которые уже стали "классикой" жанра.

В первую очередь это:

• управление освещением и отоплением ;
• контроль и защита от протечек воды;
• создание интегрированных систем с использованием сигнализации, видеонаблюдения, контроля доступа.

Любая из них может быть реализована на базе как проводного, так и беспроводного оборудования. Последний вариант для многих заказчиков представляется наиболее предпочтительным за счет скорости и простоты монтажа системы, а также минимального нарушения дизайна внутренних помещений дома.

Кроме того, реализация дистанционного управления на базе беспроводных технологий дает возможность легко масштабировать систему умного дома, а также изменять ее конфигурацию за счет переноса исполнительных устройств и датчиков.

Стоит заметить, что управлять работой оборудования без использования проводов можно различными способами:

• на дистанциях в пределах домовой (придомовой) территории;
• без ограничения расстояний между управляющим устройством и контролируемым оборудованием.

В последнем случае используются GSM, 3G и 4G каналы связи, а в первом - WiFi, Z-Wave, EnOcean и некоторые другие технологии беспроводной передачи данных. Давайте рассмотрим особенности применения последних трех перечисленных систем.

Умный дом на базе WiFi оборудования.

С учетом того, что WiFi технологии предназначены все таки для применения в составе сетей, специализированного оборудования для работы в составе умного дома не так много. Существуют реле, управляемые по WiFi каналу, но готовых, простых в реализации решений лично я не встречал.

Очевидным достоинством такого оборудования является возможность легкого управления с любого устройства, поддерживающего WiFi и интернет подключение. Кроме того, при работе с системами беспроводного видеонаблюдения этот вариант наиболее предпочтителен и прост в реализации.

Беспроводной протокол связи Z-Wave.

Данная технология разработана для систем автоматизации и предусматривает использования маломощных радиочастотных модулей. Рабочий диапазон этого оборудования лежит в районе 1 ГГц, что позволяет избежать помех, наводимых другими устройствами типа WiFi, Bluetooth и пр.

Особенностями Z-Wave аппаратуры являются:

• низкий уровень энергопотребления;
• возможность использования модулей в качестве ретрансляторов.

Безусловно, перечисленные достоинства делают Z-Wave технологию чрезвычайно удобной для реализации в составе умного дома систем управления освещением, кондиционированием и вентиляцией, контролем доступа и пр.

Имейте ввиду, что за счет невысокой скорости передачи данных этот способ мало пригоден для передачи больших объемов информации, например, видеоизображений.

Беспроводные технологии EnOcean.

Также активно используются для управления оборудованием. Интересная особенность, заявляемая производителями, инсталляторами и ритейлерами - возможность работы без батарей питания. Подразумевается, что энергии от альтернативного источника питания (фото- пьезо- или термо- датчика) будет достаточно для нормального функционирования устройства.

Если это так, то в ряде случаев этот момент может оказаться решающим при выборе устройства, работающего на таком принципе.

БЕСПРОВОДНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Управлять освещением можно в нескольких вариантах, например:

• автоматически по заранее определенному алгоритму (сценарию);
• вручную с помощью пульта дистанционного управления (ПДУ).

Дистанционно включать/выключать свет в первом случае целесообразнее с применением беспроводных выключателей, работающих по радио каналу. Некоторые из таких способов были рассмотрены выше. Ручные выключатели света, кроме того, могут управляться инфракрасными (ИК) пультами.

В ряде случаев это не совсем удобно, так как требует установки ИК приемника в зоне прямой видимости ПДУ, но все зависит от особенностей помещения и тактики управления. В любом случае, давайте посмотрим, на что обратить внимание и как правильно выбрать беспроводной дистанционный выключатель света.

Принципы передачи управляющего сигнала мы уже, пусть кратко, но рассмотрели. Идем дальше.

Способ и параметры коммутации.

Для бытовой сети переменного тока можно использовать два основных типа выключателей света:

• электронный;
• релейный.

Первый в качестве ключевого элемента использует электронные устройства типа, например, симистора. Отсутствие механических контактов обуславливает отсутствие искрообразования (особенно при мощной нагрузке), как следствие не возникают электрические помехи. Но главным, наверное, является возможность плавной регулировки освещенности.

Насчет надежности говорить поостерегусь. Теоретически, отсутствие механических частей должно обеспечивать длительный срок службы, но электроника тоже может отказать. Здесь много зависит от качества сборки, правильного режима работы, качества комплектующих.

Второй вариант по сути своей является обыкновенным выключателем, управляемым электрическим сигналом. В любом случае при выборе нужно учитывать значение переключаемых токов и напряжений, а также количество направлений коммутации.

Конструкция и место установки.

Поскольку мы говорим про беспроводные выключатели, то устанавливать их можно где угодно. Чаще всего это:

• место расположения штатного выключателя;
• корпус осветительного прибора.

С учетом этого выбираем исполнение. Естественно, чем меньше габариты, тем лучше, но главное - удобство размещения и крепления. Кстати, возможны бескорпусные исполнения. Но в этом случае следует позаботиться о мерах электробезопасности.

Вполне очевидно, что, поскольку мы говорим о беспроводном коммутаторе, то в месте его установки должен осуществляться уверенный прием управляющего сигнала. Не забывайте, что металлические конструкции способны значительно ослабить радио сигнал.

Кроме того, при уличной установке выключателя позаботьтесь о его климатической защите и обратите внимание на рабочий температурный диапазон.

Кстати, с точки зрения дистанционного управления электрическими приборами, интересным вариантом может оказаться GSM розетка .

БЕСПРОВОДНЫЕ ДАТЧИКИ

Если же ваш дом управляется специализированным контроллером, то лучше всего использовать датчики одного с ним модельного ряда.

В большинстве случаев для датчиков протечки беспроводное исполнения является наиболее подходящим. Объясняется это специфичность мест их установки:

• на полу;
• в труднодоступных местах;
• помещениях, отделанных кафельной плиткой и пр.

То же самое можно сказать о датчиках температуры, устанавливаемых непосредственно на радиаторах отопления (как правило такой способ позволяет осуществить наиболее раннее обнаружение отключения отопительного оборудования).

В любом случае рекомендую помнить, что использование беспроводного оборудования, зачастую является вынужденной мерой. Если есть возможность применения проводного подключения, то сбрасывать со счетов его в угоду моде или советам некомпетентных людей не нужно.

Не забывайте, основной характеристикой любой системы безопасности и управления является надежность. В этом отношении проводной канал связи предпочтителен хотя бы тем, что позволяет осуществлять непрерывный (постоянный) контроль своей целостности. Беспроводные системы такой возможностью пока похвастаться не могут.

* * *

© 2014-2019 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В прошлых своих публикациях я знакомил Вас с и сенсорным , управляемых, как в ручную, так и с пульта управления.

Но сегодня Ваше внимание я хотел бы обратить на реле (переключатель) Sonoff версии Basic с возможностью управления прямо c мобильного телефона через сеть Wi-Fi или Интернет.

Реле Sonoff Basic представляет из себя небольшое по габаритам устройство (88х38х23 мм), которое без проблем можно разместить за потолочным пространством, в строительной нише, или чаше люстры или светильника.

Его стоимость на момент выхода статьи составляет чуть меньше 300 рублей. Как Вы понимаете, это вполне приемлемые деньги, к тому же за такой современный девайс. Приобрел я его на всем известной торговой площадке АлиЭкспресс (ссылочка будет в конце статьи).

В комплекте прилагались две защитные крышки с крепежными шурупами, а вот инструкции, к сожалению, не было.

Реле Sonoff имеет следующие технические характеристики, часть которых отображена прямо на его корпусе:

• максимальный ток управляемой нагрузки 10 (А)
• напряжение питания от 90 (В) до 250 (В)
• стандарт беспроводной связи 802.11 b/g/n
• протокол безопасности WPA-PSK/WPA2-PSK
• температура эксплуатации от 0°С до 40°С
• масса около 50 г

Возможности реле Sonoff Basic:

• управление нагрузкой через Wi-Fi
• управление нагрузкой через Интернет
• управление нагрузкой по заданному таймеру, как с прямым, так и с обратным отсчетом
• управление нагрузкой с нескольких мобильных телефонов

Вот такие вот возможности имеет реле Sonoff. Его можно смело применять в системах умного дома и для прочих различных нужд и потребностей.

Сначала я Вам расскажу о том, как подключить Sonoff, а затем проверим все его заявленные способы управления на практике.

Итак, поехали.

Установка и подключение реле Sonoff

Для работы реле Sonoff ему необходимо напряжение питания 220 (В), а значит его без проблем можно установить в удобном для Вас месте, например, в чаше люстры или прямо под натяжным потолком, а также непосредственно в распределительной коробке, если там предостаточно места.

Для крепления реле к поверхности у него имеются два крепежных отверстия.

Схема подключения реле Sonoff очень простая.

На клеммы (L) и (N) со стороны (Input-Вход) подключается, соответственно, фаза и ноль питающего напряжения 220 (В). Естественно, что при подключении не забываем про .

Обратите внимание, что подключаемые жилы должны быть сечением не больше 1,5 кв.мм. Но я все же попробовал подключить жилы сечением 2,5 кв.мм. В результате, жесткий (однопроволочный) провод еще можно подключить без проблем, а вот гибкий (многопроволочный) со уже с большим трудом вставляется в клемму, так что пришлось его даже не много сплющить и деформировать.

Для примера я использовал питающий кабель марки ПВС, который как раз таки имеет сечение 2,5 кв.мм. На другом конце кабеля имеется вилка, которую в дальнейшем я подключу в любую розетку с напряжением 220 (В).

На клеммы (L) и (N) со стороны (Output-Выход) подключается, соответственно, фаза и ноль нагрузки.

Для удобства подключения нагрузки, на выход реле я подключил розетку.

Кстати, клеммные крышки несут не только защитную функцию, но и играют роль зажимов питающих проводов или кабеля.

Вот так получается все красиво и аккуратно. Реле Sonoff подключено.

В качестве нагрузки я подключил светодиодную лампу, про в одной из своих статей.

Вот простенький пример схемы подключения реле Sonoff для группы светильников.

Кстати, в качестве нагрузки не обязательно использовать только лишь лампу или группу ламп. На выходные клеммы можно смело подключать любую другую нагрузку, не превышающую номинальный ток 10 (А). А если Вам все же необходимо управлять нагрузкой, имеющей значение тока выше 10 (А), то ее можно подключить к контактору, а с помощью реле уже управлять катушкой этого контактора.

В связи с этим можно добавить, что при использовании контактором можно управлять, хоть однофазной нагрузкой, хоть трехфазной, хоть переменным током, хоть постоянным.

Будет это выглядеть примерно вот так.

Таким образом, сфера применения реле Sonoff очень широкая и разнообразная. Им можно управлять, хоть одной лампочкой, хоть мощным однофазным электронагревателем, хоть трехфазным электродвигателем и т.д. Все зависит только от Ваших нужд и потребностей.

А теперь рассмотрим все возможности управления реле Sonoff более подробнее.

Вскрывать реле и смотреть его устройство я не буду, на этот счет уже предостаточно информации в Интернете — посмотрите соответствующие ресурсы по электронике. И судя по отзывам, исполнение у реле вполне достойное. Кстати, кому интересно знать, то реле собрано на базе известного китайского микроконтроллера ESP8266.

Управление нагрузкой через телефон по сети Wi-Fi

Прежде чем рассказать про управление реле через Wi-Fi, скажу, что им можно управлять и в ручную. Для этого на его корпусе имеется небольшая утопленная кнопочка черного цвета. Так вот при одном кратковременном ее нажатии реле включается, а при повторном нажатии, соответственно, отключается. Причем для этого не обязательно, чтобы реле было подключено к сети Wi-Fi — управление будет осуществлять и в Offline режиме.

Но помимо этого кнопочка несет в себе и другой функционал, о котором я расскажу чуть ниже.

Для реализации возможности управления нагрузкой через Wi-Fi и Интернет необходимо установить на телефон мобильное приложение eWeLink. Это приложение можно найти, как для устройств с Android, так и с iOS. Для облегчения поиска приложения можно воспользоваться необходимыми QR-кодами на упаковке.

Для устройств с Android приложение eWeLink можно бесплатно скачать с Google Play и без особых проблем установить себе на телефон. Интерфейс программы поддерживает русский язык.

Для устройств с iOS данное приложение доступно в App Store. Скачивать и устанавливать данное приложение на iPhone или iPAD я не пробовал, поэтому, кто опробовал данное приложение на устройствах с iOS, отпишитесь пожалуйста в комментариях о результатах.

После установки приложения eWeLink необходимо будет сразу пройти регистрацию, указав страну и свой электронный адрес. При этом телефон должен обязательно быть подключен к Интернету.

После этого на почту придет проверочный код (действителен 30 минут), который необходимо ввести в соответствующей строке «Email код». На этой же страничке необходимо ввести пароль для входа в свой будущий аккаунт (не менее 8 символов).

Кстати, на почтовые сервисы Mail.ru и Mail.yandex.ru (Яндекс-почта) письма доходят без проблем. Но насколько я осведомлен, то на почтовый сервис Gmail.ru (Гугл-почта) письма с проверочным кодом доходят не всегда, так что учтите данный момент.

Затем необходимо выполнить сопряжение реле и роутера путем длительного удержания (в течение 5 секунд) той самой кнопки на корпусе выключателя, после чего на реле заморгает зеленый светодиод. Ставим галочку на первом режиме подключения и нажимаем «Далее».

Теперь необходимо выбрать из списка нашу Wi-Fi сеть и ввести от нее пароль. Чтобы каждый раз не вводить пароль, то можно поставить галочку «Запомнить пароль». Нажимаем «Далее», после чего начнется поиск нашего устройства и его регистрация (по времени это заняло у меня не более 2-3 минут).

После успешного сопряжения, реле автоматически передает данные на китайское облако (Amazon AWS или Coolkit), что дает возможность управлять им через Интернет. Но к этому я еще вернусь чуть позже.

Как видите, наше реле теперь отображается в списке всех устройств (пока оно единственное в списке, но совсем в ближайшее время появятся и другие).

Когда реле находится в Online (в сети), то на его корпусе всегда горит зеленый светодиод. Как только светодиод начинает моргать, то значит связь с роутером или Интернетом утеряна. Как раз по этом индикатору и удобно определять, находится реле в сети (Online) или нет (Offline).

Пока я тестировал данное устройство, проблем с потерей сети я не замечал. Устройство всегда находится в сети и стабильно реагирует на команды управления.

Теперь можно попробовать включить реле через телефон. Для этого нажимаем на «Реле 1». Тут же появилась красная надпись о том, что необходимо обновить приложение eWeLink, хотя в Google Play обновление не отображается.

Заходим в настройку устройства (три точки в правом углу) и видим, что приложение имеет текущую версию 1.5.2, а доступна более новая версия 1.5.5. Нажимаем на иконку «Скачать» и начинается обновление приложения. После обновления красная надпись исчезает, а в настройках мы можем увидеть новую актуальную версию 1.5.5.

Запомните!!! Главное условие работы реле — это наличие доступа в Интернет.

Если вдруг пропадет доступ в Интернет, то на корпусе реле начнет мигать зеленый светодиод, а в приложении на его вкладке отобразится режим Offline (Офлайн), т.е. не доступен для управления.

Итак, чтобы включить наше «Реле 1», необходимо войти в него и нажать на круглую виртуальную кнопку в центре экрана. Причем управлять реле можно и из общего списка всех устройств, нажимая на соответствующую маленькую кнопку (слева). В общем, кому как понравится.

При отключенном положении реле кнопка имеет белый цвет с заливкой вокруг нее серого фона. При включенном положении реле — кнопка изменяет свой цвет на зеленый, а фон вокруг нее становится синим.

Помимо банальных принципов управления можно задать время включения или отключения реле по таймеру, настроив соответствующую дату и время его управления.

Причем удивило то, что реле срабатывает по заданному таймеру даже тогда, когда находится вне сети (Offline), а значит все заданные программы таймера хранятся непосредственно в памяти реле.

Нажимаем на кнопку «Добавить таймер» и переходим на страницу настройки таймеров. Каждый таймер настраивается, либо на включение реле, либо на отключение. Всего имеется два варианта настройки таймера:

• однократный (разовое срабатывание по заданной дате и времени)
• повторный (периодические срабатывания по заданной дате и времени, в том числе с указанием конкретных дней недели)

Помимо таймера прямого отсчета, имеется таймер обратного отсчета. Очень нужный функционал для определенных целей. Настраивается он аналогично прямому таймеру, только с возможностью однократного срабатывания.

Помимо прямого и обратного таймеров, во вкладке «Настройки» (три точки в правом углу) имеется цикличный таймер.

В этой вкладке можно настроить различные варианты циклов срабатывания реле. Об этом я подробно рассказывать не буду, т.к. здесь все просто и интуитивно понятно.

Общее количество настроенных таймеров, включая цикличный таймер, может быть не более 8. И будьте внимательны, т.к. при наложении друг на друга времени различных таймеров ни один из них может не сработать!!!

Также в настройках можно указать, в каком положении будет оставаться реле, если вдруг с него будет отключено питание 220 (В). Здесь есть три варианта. Устанавливая соответствующие галочки можно выбрать, что при повторном появлении питания 220 (В) реле может, либо включиться, либо отключиться, либо остаться в исходном состоянии.

Кстати, это очень удобная функция. Вот даже вспомните про нюанс , который при исчезновении и повторном появлении питания 220 (В), почему-то всегда включается, причем даже находясь в отключенном исходном состоянии. А представьте себе, что Вас нет дома, чуть «моргнуло» напряжение в сети и контроллер самостоятельно включил люстру. Здесь такого инцидента не произойдет, т.к. в подобном случае все можно настроить под Ваши потребности.

Помимо сказанного выше, все подключенные у Вас устройства в приложении eWeLink можно группировать между собой и объединять различными сценариями.

А можно ли управлять реле сразу с нескольких телефонов?

Можно! Естественно, что при этом на каждый телефон необходимо установить приложение eWeLink.

Здесь есть два варианта. Первый вариант, это заходить в приложение eWeLink под одинаковым именем и паролем с разных телефонов и управлять реле.

Правда вот, если на одном телефоне войти в приложение, а затем в это же время войти в приложение под этим же логином и паролем, но уже на другом телефоне, то на первом телефоне возникнет ошибка и происходит автоматический выход из приложения. При этом второй телефон остается в приложении и с помощью него можно управлять устройствами.

При этом хотелось бы отметить, что при управлении реле с одного телефона, его статус отображается практически мгновенно сразу же на всех телефонах, которые к нему подключены.

Управление нагрузкой через Интернет

Помимо управления реле через телефон по сети Wi-Fi, им также можно управлять и через Интернет из любой точки Вашего местонахождения, т.е. абсолютно из любой точки Мира, где есть доступ в Интернет.

Итак, для управления выключателем через Интернет, необходимо войти в это же приложение eWeLink под своим именем и паролем, которые Вы указали при регистрации. А дальше все по аналогии. Это же приложение, эти же настройки, эти же кнопки управления, и т.п., разница лишь в том, что Вы находитесь не дома в зоне действия Вашей Wi-Fi сети, а на расстоянии сотни и тысяч километров от дома.

Немного об облаке.

Но все же без Интернета управлять реле Вы не сможете, т.к. управление идет не через локальную сеть, а через сеть Интернет, т.е. то самое китайское облако, про которое я упоминал выше. И не важно, управление идет через Wi-Fi или через Интернет, обращение при управлении всегда идет через облако, а для доступа к облаку нужен доступ в Интернет.

В связи с этим различные умельцы уже придумали как отвязать данное устройство от китайского облака или сделать управление только через локальную домашнюю сеть. Кому интересно, то данную информацию можно найти на определенных ресурсах.

Кстати, если Вам необходимо аналогичное устройство, но с дополнительной функцией радиоуправления с пульта, то можно заказать реле Sonoff версии RF.

Если Вы хотите управлять нагрузкой там, где нет вообще сети Интернет, то можно воспользоваться реле Sonoff версии G1 (GSM/GPRS с поддержкой SIM-карты). Также у данного производителя имеются в наличии реле с датчиками температур и влажности Sonoff ТН10/ТН16 и двухканальные (для управления двумя независимыми нагрузками) реле Sonoff Dual.

А вообще, у производителя Sonoff имеется много различных устройств, о некоторых наиболее интересных и значимых я расскажу Вам на страницах своего сайта, так что подписывайтесь на рассылку, чтобы не пропустить интересные выпуски.

Купить реле Sonoff можно здесь:

1. Sonoff Basic: https://goo.gl/jXyNm3
2. Sonoff RF (с радиоуправлением): https://goo.gl/TRPqN6
3. Sonoff G1(GSM/GPRS с поддержкой SIM-карты): https://goo.gl/EkpTdp
4. Sonoff ТН10/ТН16 (датчик температуры и влажности): https://goo.gl/MWAL5p
5. Sonoff Dual (двухканальный): https://goo.gl/a7rV56

И уже по традиции, видеоролик по материалам статьи, где более наглядно можно посмотреть настройку и управление реле Sonoff: