8 September 2013

Инновационный диммер «Умного дома»

COOLRF corporate blog
Хочу поведать хабровчанам о своем обычно-необычном проекте, который уже скоро должен стать доступен «в железе», а через какое-то время (при наличии достаточного интереса) сможет быть самостоятельно изготовлен «на коленке» любым экономным гиком с паяльником в руках.

Как устроены системы, доступные на рынке


Рассмотрим относительно недорогие системы. Которые даже при своей штучной недороговизне обеспечивают в итоге довольно приличный суммарный ценник инсталляции.

Управление освещением (в части замены стандартных выключателей света в помещениях) умного дома обычно делается по двухмодульной схеме. В основание светильника монтируется небольшой блок «актуатор». Актуатор питается от сети и коммутирует питание светильника, основываясь на командах из вне. Команды, в зависимости от типа системы «умный дом», приходят либо по радио, либо по отдельному проводному соединению, либо по самой сети 220В.

В стенном выключателе, или просто где-то на стене монтируется второй модуль — сенсор-кнопка, который передает на актуатор команду включения-выключения. Это может быть либо что-то батарейное, требующее регулярной смены батарей. Либо что-то с питанием от сети, требующее замены квартирной проводки. Так как штатная проводка не предусматривает подачу 220В на блок стенного выключателя.

Проводку менять затратно. Батарейки регулярно менять (в куче устройств) тоже не особо приятно. Плюс батарейные модули часто «снабжены» довольно оригинальным дизайном, который придется по вкусу далеко не всем ценителям «Умного дома». На этом этапе людям приходится идти на серьезный компромисс. Либо выложить много денег, либо смириться с внешним видом и запастись батарейками. Либо вообще не заморачиваться с умным домом. Последний вариант, к сожалению, выбирают довольно многие.

Что интересного планируется в нашей системе?


Довольно скоро, надеюсь, в пределах 2-3 месяцев, появится новое решение по управлению освещением, лишенное упомянутых выше недостатков. Сегодня я хочу рассказать о его особенностях и преимуществах и выслушать поток обратной связи в комментариях.

Решение одномодульное. Инсталлируется в обычные квартиры в обычные коробки за обычные выключатели без изменения проводки. Общается с внешним миром по 2,4GHz радиоканалу и питается от той сети, которая уже есть «во всех выключателей этой страны». То есть от разрыва одного провода 220В, который заходит в выключатель.

Модуль размещается в обычном стенном отсеке, за выключателем. Выключатель потребуется заменить, но не на «наш фирменный, с классным дизайном», а на обычный выключатель-кнопку без фиксации. Такие выключатели есть в линейках всех уважающих себя производителей, например точно есть у Legrand. Внешне не отличаются, только щелкают при нажатии и сразу отжимаются при отпускании. Внешний вид жилища после инсталляции такого «умного дома» уже не пострадает.

готовая сборка nRF24LE1

На борту модуля сборка на базе микроконтроллера NRF24LE1 (в сокете), одноканальная схема диммирования нагрузки и набор GPIO-выводов для подключения периферии. Периферией может стать датчик влажности-температуры, датчик движения или любой другой «прибор вашей мечты». Естественно (а в начале и единственно), данное железо сможет быть запрограммировано своими руками. По некому образу и подобию Arduino.

«Бизнес-план»


Ценник для конечного покупателя ожидается на уровне 1000-1500 рублей. В начале будет продаваться ограниченная (50-100 шт.) серия «специальных/сувенирных» экземпляров по более дорогому (в районе 5000 руб.) ценнику. Для желающих проспонсировать развитие проекта. По окончанию продажи «спонсорской» серии будут открыты все железные исходники (принципиальная схема, исходники рискунков плат, герберы для заказа на производстве).

Вопросы к хабражителям


Ценители умного дома, особенно те, кто планирует все делать своими руками. Интересен ли был бы Вам такой модуль? Имели бы Вы желание/возможность поучаствовать в покупке экземпляра из «спонсорской» серии? Купили бы обычный экземпляр? Или собрали бы устройство сами на коленке?

FAQ


Что такого инновационного в этом проекте?

  • Один модуль, а не два.
  • Конечная стоимость модуля в пределах 1000-1500 рублей уже при мелкосерийном производстве
  • Возможность самостоятельного программирования и расширения функционала за счет GPIO
  • Простая инсталляция за счет питания от разрыва сети 220В, уже имеющегося во всех выключателях вашей квартиры
  • (скорее всего)Не конденсаторный блок питания с низким потреблением
  • Управление со стандартного клавишного выключателя без фиксации — возможность подобрать вид выключателя под дизайн интерьера

Почему не Z-wave?

  • Закрытый протокол — не для энтузиастов
  • Малая пропускная способность — голос уже не пройдет (а передача его планируется)
  • Высокая цена на модули

Почему не Noolite?

  • Нет шифрования.
  • Нет обратной связи, нельзя опросить актуаторы и узнать их текущее состояние (включен-выключен-на каком уровне включен)
  • Конденсаторное питание актуаторов.

Ваш диммер работает так же, как и подсветка в дешевых выключателях? Вызывает мерцание ламп?

  • Принцип действия совершенно другой. У нас используется фазовое управление.
  • Есть два принципа управления — фазовое и пропуск периодов. У нас фазовое, частота остается стабильна. А вот если применяется регулирование с пропуском периодов, тогда будет мерцание.

Будут ли работать энергосберегающие лампы?

  • Обычные будут, но без диммирования, только включаться и выключаться.
  • Специальные лампы, поддерживающие диммирования должны диммироваться, но это предстоит проверить позже.
  • Работа со светодиодными лампами на этапе проектирования не тестируется, тест будет проведен позже.


N.B. Все ответы на тему электротехники (с) Александр Русин, который занимается проектированием железной части данного девайса, но пока не имеет аккаунта на хабре (но очень хочет его получить :) ).

NEXT. Видео с первыми тестами девайса опубликованы здесь.

NEXT2. habrahabr.ru/post/195240
Tags:NRF24LE1умный домдиммеррадиоканалgpio
Hubs: COOLRF corporate blog
+11
56.7k 165
Comments 137