Умный дом своими руками

[Kanaduchi 264]

Пора в данный раздел привнести что-то свежее

 

Расскажу про своё хобби и творчество, которое выражается в весьма необычном занятии.

 

 

В 2013 году, сам не понимаю почему, у меня возникла спонтанная идея построить систему умного дома. Разместить по квартире различные датчики и реле, чтобы потом ими можно было управлять с холодильника, телефона, планшета, микроволновки, компьютера и других устройств.

 

Поискав в интернете, пришел к выводу, что больше всего меня устраивает вариант с 1 мастером и параллельной сетью датчиков и управляемых реле на основе UTP5 кабеля.

 

Сразу начали приходить в голову различные варианты реализации данной системы. Всякое было - даже хотел купить было в декабре Raspberry PI. В итоге, понял, что старый добрый роутер с USB входом отлично послужит для благородной цели. Позже я уже успел пожалеть об этом.

 

В результате сформировался первичная техническая задача:

• Управление источниками света.
• Измерение температуры/влажности в комнатах.
• Измерение давления и построение кратковременного прогноза - сам себе синоптик.
• Датчики света. Например, система автоматически делает опрос в час ночи всех датчиков и гасит везде свет, если вдруг кто-то из семьи забыл выключить.
• Геркон на входную дверь. Раз есть такая система, то почему бы её не использовать в качестве системы безопасности?
• Датчики протечек в санузлах.

 

После некоторых раздумий получилась вот такая схема:

 

Оставалось дело за малым - реализации. Расскажу про неё в следующий раз

[Zaitsev Oleg 194]

Я бы не советовал параллельную сеть делать (если еще есть возможность выбора)... беда 1-WIRE шины в том, что если ее где-то ее закоротить, то все подключенные к ней датчики по понятной причине перестанут работать, и система полностью откажет. Найти потом точку КЗ довольно проблемно, даже со специальным оборудованием... Другая проблема в том, что при большой протяженности шины (более 10 метров уже сказывается) она категорически не любит ответвлений более 10-15 см, не говоря уже об образовании "звезды", причем иногда проблемы проявляются не сразу, а поле появления некоего нового источника помех. Куда лучше, если 1-WIRE расходится "звездой" от микроконтроллера, каждый "луч" звезды идет на свой порт ОМК - тогда замыкание любого шлейфа нарушит работу 1-2 устройств, подключенных к нему. Если на каждом шлейфе будет по одному устройству, то получим еще один бонус - не нужно где-то в программе хранить адреса устройств и актуализировать их в случае их замены.

[Kanaduchi 264]

 

 

Я бы не советовал параллельную сеть делать (если еще есть возможность выбора)... беда 1-WIRE шины в том, что если ее где-то ее закоротить, то все подключенные к ней датчики по понятной причине перестанут работать, и система полностью откажет. Найти потом точку КЗ довольно проблемно, даже со специальным оборудованием... Другая проблема в том, что при большой протяженности шины (более 10 метров уже сказывается) она категорически не любит ответвлений более 10-15 см, не говоря уже об образовании "звезды", причем иногда проблемы проявляются не сразу, а поле появления некоего нового источника помех. Куда лучше, если 1-WIRE расходится "звездой" от микроконтроллера, каждый "луч" звезды идет на свой порт ОМК - тогда замыкание любого шлейфа нарушит работу 1-2 устройств, подключенных к нему. Если на каждом шлейфе будет по одному устройству, то получим еще один бонус - не нужно где-то в программе хранить адреса устройств и актуализировать их в случае их замены.

 

У меня уже возникали мысли по этому поводу. После того как собрал макет, основанный на схеме из первого сообщения, понял насколько проблемный данный подход в плане эксплуатации и развития. Да и с адресами та ещё морока. Когда много датчиков, то определение адресов у датчиков занимает достаточно много времени.

 

Я сейчас работаю с контроллером, который имеет множество независимых портов. Об этом чуть позже расскажу

[Zaitsev Oleg 194]

 

 

 

Я бы не советовал параллельную сеть делать (если еще есть возможность выбора)... беда 1-WIRE шины в том, что если ее где-то ее закоротить, то все подключенные к ней датчики по понятной причине перестанут работать, и система полностью откажет. Найти потом точку КЗ довольно проблемно, даже со специальным оборудованием... Другая проблема в том, что при большой протяженности шины (более 10 метров уже сказывается) она категорически не любит ответвлений более 10-15 см, не говоря уже об образовании "звезды", причем иногда проблемы проявляются не сразу, а поле появления некоего нового источника помех. Куда лучше, если 1-WIRE расходится "звездой" от микроконтроллера, каждый "луч" звезды идет на свой порт ОМК - тогда замыкание любого шлейфа нарушит работу 1-2 устройств, подключенных к нему. Если на каждом шлейфе будет по одному устройству, то получим еще один бонус - не нужно где-то в программе хранить адреса устройств и актуализировать их в случае их замены.

 

У меня уже возникали мысли по этому поводу. После того как собрал макет, основанный на схеме из первого сообщения, понял насколько проблемный данный подход в плане эксплуатации и развития. Да и с адресами та ещё морока. Когда много датчиков, то определение адресов у датчиков занимает достаточно много времени.

 

Я сейчас работаю с контроллером, который имеет множество независимых портов. Об этом чуть позже расскажу

 

Если не поздно вносить изменения в архитектуру, стоит подумать о вариантах:

1. Децентрализация (т.е. большое количество микроконтроллеров, каждый из которых на своем уровне умеет решать примитивные задачи). Т.е. упала температура ниже порога - включилось отопление, освещенность ниже порога и сработал датчик движения - включился свет... тогда если нарушится связь  такого контроллера с управляющим "сервером", то простейшие задачи типа включения-выключения света будут отрабатывать как надо. Если сгорит или повиснет один контроллер - дурить будет управление одной комнатой, а не глобально 

2. Выбор способа связи ОМК с серверов. Если есть возможность развести свою плату, то можно сделать недорогое решение на той-же Атмеге с конвертером RS-485 (и далее 485-м интерфейсом, управляющий центр является мастером, протокол типа MODBUS - все просто). Более дороге, но из практики куда более продвинутое в плане расширяемости и возможностей - сразу уходить на Ethernet. В таком решении можно расширять умный дом до бесконечности, а главное - в такой системе каждый контроллер может быть и MASTER, и SLAVE  (сценарий - данные типа температуры, влажности, освещенности, движению и т.п. один контроллер может бродкастом передавать в сеть, скажем раз в 30 секунд, а другие - принимать для отображения или автономного принятия решения при условии, что центр управления неисправен (аналогично ПО планшета/ПК - оно в таком случае может управлять любым контроллером напрямую, или через центр управления).

PS: я все это в разных вариантах проходил в свое время, в итоге несколько лет назад ушел исключительно на Ethernet и не жалею...

[Kanaduchi 264]

 

Если не поздно вносить изменения в архитектуру, стоит подумать о вариантах:

1. Децентрализация (т.е. большое количество микроконтроллеров, каждый из которых на своем уровне умеет решать примитивные задачи). Т.е. упала температура ниже порога - включилось отопление, освещенность ниже порога и сработал датчик движения - включился свет... тогда если нарушится связь  такого контроллера с управляющим "сервером", то простейшие задачи типа включения-выключения света будут отрабатывать как надо. Если сгорит или повиснет один контроллер - дурить будет управление одной комнатой, а не глобально 

2. Выбор способа связи ОМК с серверов. Если есть возможность развести свою плату, то можно сделать недорогое решение на той-же Атмеге с конвертером RS-485 (и далее 485-м интерфейсом, управляющий центр является мастером, протокол типа MODBUS - все просто). Более дороге, но из практики куда более продвинутое в плане расширяемости и возможностей - сразу уходить на Ethernet. В таком решении можно расширять умный дом до бесконечности, а главное - в такой системе каждый контроллер может быть и MASTER, и SLAVE  (сценарий - данные типа температуры, влажности, освещенности, движению и т.п. один контроллер может бродкастом передавать в сеть, скажем раз в 30 секунд, а другие - принимать для отображения или автономного принятия решения при условии, что центр управления неисправен (аналогично ПО планшета/ПК - оно в таком случае может управлять любым контроллером напрямую, или через центр управления).

PS: я все это в разных вариантах проходил в свое время, в итоге несколько лет назад ушел исключительно на Ethernet и не жалею...

 

Я, похоже, по такому же пути иду. Первая версия у меня была в виде одной шины длинной. Потом я начал думать в сторону децентрализации. По 1 линии на каждую комнату с независимых микроконтроллеров

 

Хочу постепенно тут описать все то, с чем мне пришлось столкнуться. В скором времени покажу систему, которая у меня есть в текущий момент

 

Спасибо за ценную информацию, приму к сведению

 

---

Продолжу повествование про свои приключения

 

Одной из идей при реализации проекта умного дома было создание как можно более компактной проводной сети. Поэтому было решено использовать обычный корпус телефонной розетки. Выходы с плат я расположил с 2-х сторон корпуса:

 

После построения концепции все сети я принялся за проектирование и изготовление самих сенсоров и различных реле. Для начала с самого простого - сенсор температуры.

 

Поскольку сам датчик температуры DS18B20 достаточно простой, то первое решение, приходящее на ум, -  повесить его на паразитное питание от USB.

 

Но просто так напрямую подключать его к проводам и загружать канал от USB как-то не особо хотелось. К тому же это накладывало некоторые интересные ограничения - в единичный момент времени по USB я мог бы опрашивать только 1 из компонентов. Что дико не удобно. Ещё мне хотелось защитить сенсоры от помех. А так же добавить светодиод, сигнализирующий о работе датчика. 

 

Решено было использовать внешнее питание 12 вольт и преобразовывать его до 5.

 

Была сделана принципиальная схема. Параллельно с ней я сразу же делал в программе Layout пробную разводку платы. Для наглядности сделал 3D, поместил в корпус и получил рендер того, как это будет выглядеть на самом деле:

 

На мой взгляд получилось симпатично и аккуратно

 

Теперь возникла самая главная сложность - компоненты. Если резисторы и конденсаторы достать не такая уж и проблема, то температурные датчики, а так же диоды и стабилитроны просто так нигде не продавались.

 

Некогда хороший челябинский магазин радиодеталей скатился к тому, что у них в наличии нет даже предохранителей. Сайт они свой забросили, каталог не обновляют. Компоненты пришлось заказывать из Москвы (Воронежа) и Америки.

 

Благодаря неоценимой помощи папы удалось собрать макет температурного датчика. Были отработаны различные варианты подключения элементов.

 

Следующим шагом стала сама плата. Её надо было как-то делать. Связываться с ручным травлением мне ох как не хотелось, поэтому отдал платы 9 января на изготовление в московскую компанию Резонит. Небольшие поправки, которые посоветовала сделать компания после получения заказа, неделя ожидания и вот они!

 

Готовые платы у меня в руках. Качество не идеальное, но для первых опытов сойдет.

 

Как оказалось, платы 1 в 1 подошли под выбранный корпус. Его нужно будет немного доработать: вырезать, отшлифовать, вклеить нужное. А пока - грубая заготовка:

 

Теперь на очереди изготовление реле. Но об этом в следующий раз

Изменено 9 июня, 2015 пользователем Kanaduchi

[Friend 1 299]

@Zaitsev Oleg, так у вас, наверно, остались наработки? Поделитесь как у вас реализовано это все

Сейчас вроде достаточно популярная тема :"Умные дома", только реализация тяжеловато и дороговато

[Zaitsev Oleg 194]

@Zaitsev Oleg, так у вас, наверно, остались наработки? Поделитесь как у вас реализовано это все

Сейчас вроде достаточно популярная тема :"Умные дома", только реализация тяжеловато и дороговато

У меня случай не показательный, так как я делал для себя и с военной надежностью (это особенность мышления безопасника - всегда есть мысль типа "а вдруг что-то откажет/сломается/задурит" ...). В итоге у меня используется более 30 контроллеров, каждый со своей обвеской из датчиков и исполнительных устройств. В моем понимании "умный дом" - это полная интеграция охранной/пожарной сигнализации, интеллектуального видеонаблюдения, контроля и управления климатом, отоплением, рекуператорами, вентиляцией и ГВС, детализированный контроль и управление электропитанием (включая учет потребления, управление солнечной электростанцией и распределение ее энергии, переход на аварийные генераторы, умное управление освещением и прочими приборами для снижения электропотребления) и так далее.

Тем не менее у меня была возможность поэкспериментировать и сформулировать ряд соображений (это результат моих опытов, выводы не факт что верные)

1. В большинстве случаев я ушел только на Ethernet (понятное дело, что для управления целым рядом оборудования используется RS232/485 и модификации MODBUS, но далее всё равно стоит контроллер с Ethernet). Причин несколько, главная - неограниченные возможности расширения, удобная диагностика разветвлённой сети контролеров, возможности реализации сложных схем управления (когда нет явно выделенного Master и Slave). Более того, я разделяю общую ЛВС дома, ЛВС видеонаблюдения, ЛВС умного дома - в общем случае они разделены, и доступ в сеть контроллеров жестко ограничен и контролируется.

2. "контроллер должен быть максимально простым и заточенным под решение конкретной задачи". В моем случае - есть например контроллеры, отвечающие только за опрос датчиков типа температуры/влажности/давления/освещенности/протечек и так далее. Они не работают в реальном времени, им это и не нужно ... их задача состоит в фоновом опросе датчиков и периодической отправке их показаний. Данные они передают в XML, так как тут важна универсальность, а не оперативность. Есть контроллеры, работающие в реальном времени и управляющие чем-то важным. Там задача обратная - предельно быстро реагировать на изменения сигналов с датчиков и немедленно информировать об этом управляющий центр, и немедленно исполнять команды с задержкой не более 2 мс. Для описанных выше задач годится любой ОМК, типа банальной атмеги. Никаких Razberry и аналогов - они невероятно избыточны для простейших задач управления, и в итоге вероятность отказа/глюка/сбоя/зависания там куда выше.

3. "Контроллер должен решать простейшие задачи управления совершенно автономно". Т.е. если например стоит задача управлять теплым полом, то управление должно идти независимо и автономно - в таком случае контроллер регулярно передают на центр управления статистику, может получать команды по изменению конфигурации, но не более того... Простейший пример это управление светом - кроме команды от центра управления свет можно включить/выключить радиопультом напрямую, или кнопкой (если таковая есть), или каким-то аварийным выключателем. Т.е. если рухнула сеть, или произошла глобальная авария, то локальное управление будет работать исправно. Другой пример - сработали пожарные датчики, информирование прошло, но центр управления не отвечает. Следовательно, выждав паузу в 30-90 секунд и отработав критерии надежности (что скажем сигнал "пожар" дает одновременно газоанализатор и тепловые датчики) нужно запустить пожаротушение.

4. "Все системы должны иметь минимальную, но достаточную защиту от дурака". Показательны пример: есть управление нагревателями чего-то. Там должен быть независимый контроль температуры и должен быть жестко забит верхний порог. И если он достигнут - цепи питания должны быть разорваны гарантировано и автономно ... Это важная вещь, так как скажем может задурить основной термодатчик, может зависнуть управляющий контроллер, может центр управления передавать ввиду глюка ошибочные команды - но это не должно привести к беде... Как следствие, у меня стоят механические термостаты, реле давления и т.п., и применяются они в примитивных цепях блокировки. Антипример, которого у меня нет и не будет - дистанционного управляемое реле, подключенное к примеру по 1-WIRE (типовая ситуация - связь прервалась, и оно осталось в последнем состоянии до восстановления связи, что за это время произойдет и каково состояние реле - х.з.)

5. "Команды контролерам должны по возможности содержать в себе действия при уходе в автономный режим". Пример - включается свет. Команда может выглядеть как "включи реле канала 4", а может "включи реле канала 4 и выключи его через 30 минут, если не поступят иные распоряжения". Таким образом во втором варианте если свет должен гореть постоянно, то сервер управления скажем раз в 15 минут будет давать команду продления включения на 30 минут, по сути сбрасывая таймер выключения. Если связь прервется - свет через 30 минут погаснет. Аналогично со всеми дистанционно управляемыми цепями, они или работаю согласно п.п. 3, или согласно п.п. 5

6. Контроллеры должны иметь хорошее резервированное электропитание, с защитой от "бросков" напряжения и т.п. Нет ничего хуже умного дома, включенного в розетку и перезагружающегося при каждом мигании света ...

Вот как-то так

 

 

Хочу постепенно тут описать все то, с чем мне пришлось столкнуться. В скором времени покажу систему, которая у меня есть в текущий момент

 

 

Поскольку сам датчик температуры DS18B20 достаточно простой, то первое решение, приходящее на ум, -  повесить его на паразитное питание от USB.

 

Но просто так напрямую подключать его к проводам и загружать канал от USB как-то не особо хотелось. К тому же это накладывало некоторые интересные ограничения - в единичный момент времени по USB я мог бы опрашивать только 1 из компонентов. Что дико не удобно. Ещё мне хотелось защитить сенсоры от помех. А так же добавить светодиод, сигнализирующий о работе датчика. 

 

Решено было использовать внешнее питание 12 вольт и преобразовывать его до 5.

 

Была сделана принципиальная схема. Параллельно с ней я сразу же делал в программе Layout пробную разводку платы. Для наглядности сделал 3D, поместил в корпус и получил рендер того, как это будет выглядеть на самом деле:

 

Решение делать такую плату очень странное ... во первых непонятно, зачем так сложно ... берем кабель КСПВ 4*0.5. Он тонкий, очень гибкий, там 4 жилы. у DS18B20 три лапки - +, сигнал и земля. Включать его лучше всего без паразитного питания, т.е. на + подаем +5В (он работает и от 3.3) с платы контролера, это первый провод кабеля. DATA подтягиваем к плюсу резистором 4.7 кОм на стороне контроллера, это второй провод кабеля, и наконец оставшиеся 2 провода - земля. Сам DS18B20 паяем на другом конце кабеля и заливаем эпоксидкой для защиты. Такой кабель можно проложить где угодно, в плинтусе например, и никакие платы не нужны Со стороны платы контроллера есть смысл сделать защиту линии + от КЗ, например резистор на 100 Ом воткнуть (DS18B20 потребляет столь мало, что на питание от USB их 100 штук можно повесить ...). Второй момент - я верно понимаю, что линейный стабилизатор и собственно DS18B20 стоят в одном пластиковом корпусе розетки ? Если да, то так делать нельзя - датчик будет показывать температуру внутри коробочки, стабилизатор будет нагревать там воздух, пластик - отличный теплоизолятор. Будет измеряться не температура в комнате, а температура в коробочке (погрешность может быть минимум в 2-3 градуса, плюс получим приличную инерцию). В идеале термодатчик должен иметь непосредственный контакт с воздухом комнаты...

Изменено 10 июня, 2015 пользователем Zaitsev Oleg

[Friend 1 299]

@Zaitsev Oleg, почитал и сложилось мнение, что умный дом вы делали для дворца ФСБ.

Можно увидеть наглядную схему (фотографии), например, как в первом посте? Вы все (прокладка кабели, установка датчиков и т.п.) это делали самостоятельно или были привлечены другие специалисты? Если не тайна, во сколько приблизительно это удовольствие обошлось? Стоит такое делать для двух-трехкомнатных квартир?

Нашел несколько интересных статей на habrahabr.ru по умному дому:

http://habrahabr.ru/post/253505/

http://habrahabr.ru/company/blackswift/blog/251837/

http://habrahabr.ru/post/254199/

http://habrahabr.ru/post/209916/

[Zaitsev Oleg 194]

@Zaitsev Oleg, почитал и сложилось мнение, что умный дом вы делали для дворца ФСБ.

Можно увидеть наглядную схему (фотографии), например, как в первом посте? Вы все (прокладка кабели, установка датчиков и т.п.) это делали самостоятельно или были привлечены другие специалисты? Если не тайна, во сколько приблизительно это удовольствие обошлось? Стоит такое делать для двух-трехкомнатных квартир?

Нашел несколько интересных статей на habrahabr.ru по умному дому:

http://habrahabr.ru/post/253505/

http://habrahabr.ru/company/blackswift/blog/251837/

http://habrahabr.ru/post/254199/

http://habrahabr.ru/post/209916/

Фотографий у меня нет... Всю систему я делал сам (т.е. начиная с проектирования и разработки контроллеров, их ПО и протоколов, и заканчивая прокладкой всех коммуникаций, пуско-наладкой и т.п.), но мой пример опять-же не показатель, там как моя базовая профессия - промышленная электроника. Если делать все самостоятельно, то по текущему доллару за 10-15 т.р. можно автоматизировать комнату по максимуму под ключ (цена включает пару контроллеров, корпус, планшет на стену для управления, датчики, исполнительные устройства типа регуляторов отопления ...). Без планшета и в минимуме - можно без проблем вписаться в 3-5 т.р. с одной комнаты. Но это при условии, что есть возможность изготовить все необходимое в домашних условиях.

А вот если заказать готовое решение и с монтажом - цены страшно представить, автоматизация коттеджа может стоить миллионы (можно для примера посмотреть оборудование Z-WAVE - хорошая штука, беспроводная... но там одно реле или диммер будет стоить порядка 4 т.р., аналогично стоит датчик открывания дверей более крутые системы могут стоить от 50-100 т.р. с одной комнаты, т.е. система никогда не окупится). Автоматизировать 2-3 комнатную квартиру можно, только смысл на мой взгляд не очень большой (удобство повысится не очень сильно, если сделан ремонт - будет проблема с прокладкой проводки).

[Kanaduchi 264]

 

Решение делать такую плату очень странное ... во первых непонятно, зачем так сложно ... берем кабель КСПВ 4*0.5. Он тонкий, очень гибкий, там 4 жилы. у DS18B20 три лапки - +, сигнал и земля. Включать его лучше всего без паразитного питания, т.е. на + подаем +5В (он работает и от 3.3) с платы контролера, это первый провод кабеля. DATA подтягиваем к плюсу резистором 4.7 кОм на стороне контроллера, это второй провод кабеля, и наконец оставшиеся 2 провода - земля. Сам DS18B20 паяем на другом конце кабеля и заливаем эпоксидкой для защиты. Такой кабель можно проложить где угодно, в плинтусе например, и никакие платы не нужны Со стороны платы контроллера есть смысл сделать защиту линии + от КЗ, например резистор на 100 Ом воткнуть (DS18B20 потребляет столь мало, что на питание от USB их 100 штук можно повесить ...). Второй момент - я верно понимаю, что линейный стабилизатор и собственно DS18B20 стоят в одном пластиковом корпусе розетки ? Если да, то так делать нельзя - датчик будет показывать температуру внутри коробочки, стабилизатор будет нагревать там воздух, пластик - отличный теплоизолятор. Будет измеряться не температура в комнате, а температура в коробочке (погрешность может быть минимум в 2-3 градуса, плюс получим приличную инерцию). В идеале термодатчик должен иметь непосредственный контакт с воздухом комнаты...

 

В момент реализации про отдельный контроллер я не задумывался. Всё работало от USB компьютера. А 12 вольт я использовал по причине, что предполагалось использовать устройства, с таким напряжением. Поэтому для датчиков пришлось ставить стабилизатор с конденсаторами.

 

Что касается перегрева - это у меня в ходе первых испытаний выяснилось. Скоро про это расскажу

[Kanaduchi 264]

Продолжим

 

После получения план для температурных датчиков тут же решил делать реле. Чтобы контролировать свет и другие электрические предметы.

 

Идей было много - на одной плате разместить подключения сразу несколько независимых потребителей, сделать кнопки. Но всё это ограничивалось размерами стандартной телефонной коробочки.

 

В результате была построена следующая схема - 1 потребитель - 1 кнопка. Если нужно больше, то можно подряд подключить несколько готовых модулей реле.

Создание принципиальной схемы не вызвало проблем - преобразователь напряжения уже готов в датчике температуры, а управление потребителями осуществляется через связку симистора и оптореле (электромагнитное реле использовать не захотел - щелкает и занимает много места, хотя и надежней). Связка оптореле и симистора позволяет подключить нагрузку до 16 Ампер.

 

После тщательной многократной проверки и редактирования макета готовые файлы были отправлены в уже известную компанию Резонит/Микролит. Несколько дней ожидания и курьер вручает в руки заветный плотный конверт.

 

 

Платы готовы. Теперь остается напаять элементы и всё это протестировать. Продолжение следует...

[Zaitsev Oleg 194]

Связка оптореле и симистора позволяет подключить нагрузку до 16 Ампер. 

Потянет симистор максимум 500 Вт, а реально - не более 200 Вт. Дело в том, что 16А - это максимальный ток при условии, что симистор стоит на радиаторе внушительного размера и хорошо охлаждается. В данном случае судя по плате он без радиатора и в пластиковой коробочке, которая маленькая по объему и является неплохим теплоизолятором. Посчитать можно просто - падение напряжения на симисторе порядка 2В, если ток будет порядка 1А (т.е. мощность порядка 200-250 Вт), то получим тепловыделение 2 Вт. Это для маленькой коробочки уже весьма прилично, она как минимум станет теплой, а симистор - горячим. Для управления светом с энергосберегающими лампочками это не очень критично, там мощности порядка 10-15 Вт на лампочку, т.е. большая люстра - это максимум 100 Вт. Но будет иная проблема - симистор отлично работает на активную нагрузку, с косинусом фи порядка 1. Энергосберегающая лампочка - нагрузка для симистора корявая, возможны разные чудеса, наиболее типовое из них - самопроизвольное моргание лампочки в выключенном состоянии (причина кроется в том, что небольшого точка через закрытый симистор достаточно, чтобы со временем зарядилась емкость в блоке питания лампочки и она кратковременно вспыхнула (частота от 1-2 вспышек в секунду и до 1-2 вспышек в минуту). Реже бывает самопроизвольное включение и выключение (проявляется как короткая вспышка или наоборот, моргание в включенном состоянии). Плюс на плате я не вижу снаббера и предохранителя. Без снаббера прожить можно (особенно если не управлять двигателями и прочей индуктивной нагрузкой), без предохранителя - хуже, при сгорании лампочки высока вероятность сгорания симистора. 

[Friend 1 299]

@Zaitsev Oleg, почитал всю тему   (решил что вам нужно запатентовать решение умного дома и начать ее внедрение)  , но не увидел сколько времени ушло у вас на реализацию умного дома у себя (неделя, месяц, год)? 

[Kanaduchi 264]

@Zaitsev Oleg, да, симистор греется прилично. Всё это у меня выяснилось после пробного запуска. Придется на электромагнитное реле менять. Про предохранитель  - спасибо! Что-то про него не подумал. Вставлю в схему

 

Вернусь к рассказу

 

Все платы получены, теперь на очереди пайка, сборка и проверка. 

 

Пайка

 

Вот так выглядит моя рабочая поверхность, за которой я работаю:

 

Проверил все платы на наличие разрывов дорожек и начал паять первые детали.

 

Схема температурного датчика перед глазами, паяльник в руке, обработка жидкой канифолью мест пайки и непосредственно сама пайка.

Получилось для первого раза, я считаю, всё очень аккуратно:

 

Во время пайки реле обнаружилось несколько проблем:

 

1) При проектировании реле я допустил серьёзную ошибку - неправильно в схему включил диод. Пришлось менять расположение элемента и делать перемычку. С этим справился - на первый взгляд заметить изменения практически невозможно.

 

2) Выяснилась ещё одна очень неприятная деталь - светодиод. По какому-то неведомому правилу отечественные и импортные диоды имеют разную полярность. Целый вечер был убит на поиск проблемы, хотя она находилась практически на самом видном месте.

 

3) Расположение симистора на плате. Промахнулся с его размерами и он попросту не влазил в отведенное ему пространство. Проблему решил изгибанием ножек.

 

После пайки ещё раз на максимальном сопротивлении прозвонил конденсаторы - пробоя нигде нет, значит - целые.

 

Сборка и проверка

 

15 метров витой пары, которые любезно отмотали сотрудники провайдера при подключении интернета, пригодились как нельзя кстати - в качестве соединяющих проводов.

 

Поскольку все элементы в устройстве питаются от 12 Вольт, то соответственно в сеть введено подключение внешнего блока питания:

 

Всё это дело подключаю к компьютеру, устанавливаю драйвер, включаю в розетку блок питания, и... Светодиод на датчике загорается и плавно тухнет. В компьютере устройство не определилось.

 

Проверяю, хорошо ли сидят в разъёмах провода, повторяю все те же действия - неудача. Вся система не желает определяться, питание к датчику не поступает. Возникают подозрения, что где-то перепутаны какие-то провода. Прозваниваю каждый провод - вроде бы всё точно. Начинаю смотреть, как же я подвел питание к датчику. Оказалось, что 2ой час ночи дал о себе знать. Я питание подвел напрямую к датчку к той ножке, куда должен подводиться информационный канал...

 

С самыми плохими предчувствиями прозваниваю датчик - он в порядке. Перепаял ножки, глубокий вздох, втыкаю адаптер в USB, блок питания - в сеть...

 

Определилось! Устройство успешно зарегистрировано в системе, лампочка на датчике горит - можно снимать показания!

 

Для первоначальной проверки решил воспользоваться стандартной утилитой, предоставляемой компанией-производителем адаптера. Получился график температуры в комнате, который фиксируется датчиком. Датчик опрашивается непрерывно:

 

Если кто обратил внимание - на первой фотографии на рабочем столе виден компактный термометр, который показывает практически такую же температуру.

 

Точность - тысячные доли градуса, диапазон работы датчика от -55 до 125 градусов. Осталось проверить как хорошо реагирует датчик на изменение климата в комнате. Закрываю форточку и вижу следующий скачок:

 

Датчик мгновенно зафиксировал скачок температуры. Первые результаты оказались положительными. 

 

Теперь очередь реле.

 

Подключаю всю систему к компьютеру, лампочку в розетку. Реле сразу же определилось в программе.

 

Затаив дыхание переключаю в программе контроллер в активное положение и...

 

Лампочка горит! 

 

Температура определяется, лампочки включаются Первая схема получилось вполне рабочей.

 

Казалось бы, можно было делать остальные датчики, но тут возникает та самая ложка дегтя, про которую говорил Олег.

Подробно про минусы данной схемы и почему после этого я решил делать всё заново с нуля расскажу в следующий раз. 

Изменено 23 июня, 2015 пользователем Kanaduchi

[Umnik 1 206]

Всегда офигеваю, насколько умные люди вокруг меня. Снимаю шляпу^Wвелошлем перед вами.