Концепция «умного дома» делится на несколько составляющих и имеет разные способы реализации. Во-первых, концепция «умного дома» связана с эффективным потреблением ресурсов: энергосбережением, экономией воды. Во-вторых, с организацией охраны: видеонаблюдением, сигнализацией. В-третьих, с автоматическим контролем работы всех инженерных систем и электроприборов: датчиками протечки воды, защитой от короткого замыкания и т.п.

Четвертый элемент «умного дома» — повышение комфорта, то есть автоматизация действий, которые человек обычно делает самостоятельно, — от автоматического включения света до управления кофемашиной благодаря смартфону и планшету. По данным экспертов, рынок оборудования для домашней автоматизации и связанных с ним smart-устройств класса Internet of Things (IoT) в прошлом году испытывал бурный рост. Явный показатель его перспективности — интерес со стороны IT-гигантов Google и Apple.

Но с точки зрения архитектуры, основная задача современного «умного дома» — не возможность управлять бытовой техникой на расстоянии, а стремиться к нулевым энергозатратам. Реализовывать это можно разными способами. Так, как это делает один из ведущих мировых архитекторов Бен Ван Беркель (бюро UNStudio) в своем недавнем проекте виллы W.I.N.D. , где сочетаются автоматизация и комплексное управление всеми системами, или обойтись «начальным» уровнем — набором «умного дома» типа DIY (Do-It-Yourself) для самостоятельного монтажа.

Деление между системами управления, которые может установить сам пользователь, и теми, которые требуют для своей установки/настройки профессионального инсталлятора, понемногу размываются. С одной стороны, DIY-системы становятся все более совершенными, с другой — профессионально устанавливаемые системы все больше упрощаются как в настройке, так и в использовании, имеют стильный дизайн и удобное меню. При этом они решают самые разные задачи, например, организацию климат-контроля в коттедже с зимнем садом.

Когда температурный комфорт и защита от ослепляющего солнца предполагает затенение окна, а обеспечение визуального комфорта и использование дневного света отсутствие препятствий для света, возникает дилемма, которую можно решить с помощью внешних солнцезащитных рафштор и универсальной системы управления WAREMA climatronic ® Система управления оптимально подбирает угол поворота ламелей и высоту подъемы рафштор в зависимости от положения солнца, чтобы отсечь попадание прямых солнечных лучей в помещение и обеспечить приятный рассеянный свет. В ручном режиме это сделать невозможно.

Компактный датчик WAREMA Climatronic ® измеряет яркость солнца, количество осадков, температуру, скорость и направление ветра для всех фасадов здания. На основе этих данных создается комфортный климат в соответствии с персональными требованиями. Программирование осуществляется на самом устройстве или на компьютере с помощью специального софта. В данном случае может запрограмировать управление до 7 тыс. приводных механизмов. Кроме того, WAREMA climatronic ® дает возможность управлять всеми подключенными потребителями с помощью ручного радиопульта унифицированной радиосистемы управления WAREMA EWFS. Так, не вставая с дивана можно отдельно управлять солнцезащитным устройством, включать свет или установку искусственного климата, а вечером плавно приглушать освещение.

Есть инсталляции, в которых надо отрабатывать более сложные сценарии, включающие в себя не только световые сцены и климат-контроль, но и системы безопасности, и режимы энергоконтроля. Это область сложных проектов, создающихся по протоколу KNX. К слову, Warema работает и в этом направлении. Для передачи команд всем компонентам, которые управляют домом, нужна система, способная взаимодействовать с отдельными устройствами на одном «языке». Эту задачу выполняет шинная технология WAREMA KNX ® .

Изображения theneura.com, electronicsofthings.com, myblossom.com

Английская компания MT-Power ― известный поставщик высококачественного аудио-, видео- и Hi-Fi оборудования, предназначенного для инсталляций различного назначения, а также для частных и корпоративных клиентов. Продукция компании MT-Power разрабатывается в самой Англии, а выпускается на лучших заводах мира под самым строгим контролем специалистов компании. Главный офис MT-Power находится в Лондоне. На сегодняшний день продукция MT-Power успешно продается по всему миру, в 2010 году открылось представительство в России. Компания специализируется на изготовлении изделий под заказ в соответствии с индивидуальными требованиями клиента. Всю продукцию под этим брендом отличают неизменно высокое качество, применение инновационных технологий и регулярное наличие товаров на складе. Купить продукцию MT-Power не составляет труда ― сегодня на рынке представлен обширный ассортимент изделий под этим брендом. Цена продукции MT-Power зависит от модели и комплектующих деталей. А отзывы покупателей о компании MT-Power только самые положительные.
Философия компании MT-Power Audio такова: производство качественной техники по конкурентоспособным ценам. Ассортимент товаров компании достаточно широк: акустические системы, системы мультирум, различная кабельная продукция, аксессуары. MT-Power Audio выпускает разнообразную акустику ― от домашних кинотеатров и видеосистем до стандартных проводов. Встроенные динамики и беспроводные Hi-Fi колонки для домашнего применения MT-Power Audio отличаются удивительным качеством и совершенством. Компания также выпускает активные профессиональные динамики и колонки. Угловые колонки компании великолепно помещаются в углах тех комнат, где невозможно разместить встроенные динамики. При этом компания MT-Power Audio не стоит на месте и постоянно идет вперед, изучая потребности рынка и осваивая все новые современные технологии. MT-Power Audio разрабатывает и выпускает многозонные системы аудио- и видеооборудования, которое способно поддерживать до 8 отдельных зон. Данная система построена на фирменных аудио- и видеокабелях. Компания также производит множество моделей аудио- и видеокабелей, предназначенных для любых потребностей. С 2010 года она активно работает на территории России с центральным представительством в Москве.

Вы уже задумываетесь о домашней автоматизации? Что отделяет вас от осуществления мечты об умном доме? Огромный объем бессистемной и неупорядоченной информации на данную тему скорее сбивает с толку, чем помогает понять, как сделать свое жилище удобным и технологичным, не затратив при этом миллионы. Множество систем и протоколов связи, разработанных различными производителями, не совместимы между собой. Не говоря уже об отдельных устройствах, которые весьма интересны, но требуют отдельных «пультов управления», и не могут быть интегрированы в общую систему.

Одним из лучших решений в сложившихся условиях может быть выбор беспроводной технологии Z-Wave. Альянс Z-Wave – это открытый консорциум, объединяющий независимых производителей, создающих продукцию и услуги на основе данного протокола. На текущий момент на рынке представлено более тысячи различных продуктов Z-Wave. Одним из важных преимуществ является цена оборудования – при разумном подходе автоматизация квартиры обойдется не дороже стоимости хорошего телевизора.

Ключевой элемент в системе домашней автоматизации, мозг всей системы – основной контроллер. Им может быть, как бесплатное ПО на собственном сервере, так и высокопроизводительный контроллер в шикарном оформлении за 50 т. руб.

Золотой серединой можно считать коробочный продукт, обладающий широким функционалом и невысокой стоимостью. Он обладает удобным интерфейсом, возможностью использовать дополнительные плагины, готовые приложения для Android и iOS. Самый дешевый вариант в данном случае это – контроллер VeraLite, в целом хорошо подходящий для решения задач домашней автоматизации, но не лишенный некоторых недостатков.

В данном обзоре рассмотрим новый контроллер домашней автоматизации VeraEdge.

Технические характеристики контроллера домашней автоматизации VeraEdge

Характеристики
Максимальное число поддерживаемых устройств Z-Wave
Версия Z-Wave	(500 серия)	(300 серия)	(300 серия)
Графический интерфейс			UI5/UI7
Процессор
Память (Flash)
Память (RAM)
Количество USB слотов
Количество сетевых портов (Ethernet)
Габариты (ширина x глубина x высота)	115.5 мм x 79.5 мм x 30.5 мм	116 мм x 95 мм x 44 мм	177 мм x 130 мм x 34 мм
Блок питания. Входные параметры	AC 100-240VAC, 50-60Hz	AC 100-240VAC, 50-60Hz	AC 100-240VAC, 50-60Hz
Блок питания. Выходные параметры
		4xAA батареи (включены)	внешняя аккумуляторная батарея
	18 270 руб. (*2)	13 104 руб. (*3)	19 404 руб. (*4)

Технические характеристики с сайта производителя (*1)..

Комплект поставки VeraEdge

Комплект поставки включает в себя саму VeraEdge, блок питания и сетевой кабель. Все компоненты вы можете увидеть на фотографиях ниже.

Коробка сделана из плотного картона, небольшого размера. Для сравнения размера все фотографии сделаны вместе с монетой номиналом 10 руб.

Распечатываем коробку и знакомимся с содержимым.

Сам контроллер хорошего качества сборки, ничего не люфтит и не прогибается, если надавить пальцами. Конечно, для контроллера домашней автоматизации этот критерий далеко не главный, но все равно приятно.

На оборотной стороне контроллера, изображенного на рис. 7 расположена кнопка WPS. Это значит, что подключение к Wi-Fi можно осуществить одним нажатием кнопки.

На задней части VeraEdge наклейка с параметрами, рис. 11.

Новая версия протокола Z-Wave в VeraEdge

В основе Z-Wave лежит ячеистая сетевая технология mesh, в которой каждый узел или устройство может принимать и передавать управляющие сигналы другим устройствам сети, используя промежуточные соседние узлы. Mesh это самоорганизующаяся сеть с маршрутизацией, зависимой от внешних факторов - например, при возникновении преграды между двумя ближайшими узлами сети, сигнал пойдет через другие узлы сети, находящиеся в радиусе действия.

VeraEdge, в отличии от VeraLite поддерживает Z-Wave Plus, это значит поддержку новых устройств.

Первое включение VeraEdge

Никаких инструкций в комплекте с VeraEdge не идет, есть только наклейка, предлагающая перейти на сайт https://home.getvera.com/. Перейдя по указанному адресу после пары кликов можно попасть на страницу (*6), рис. 10.

Выбрав контроллер, в данном случае VeraEdge, попадаем на страницу подключения контроллера, рис. 11.

Подключив сетевой кабель и питание, ждем пока все пять индикаторов не начнут гореть не мигая, после этого продолжаем, рис. 12.

На странице подключения учётной записи вам придется завести новую учетную запись, даже если у вас уже был аккаунт, связанный с VeraLite или Vera3. Далее дожидаемся, пока ваша VeraEdge сопоставит контроллер с учетной записью, рис. 13.

И вот оно, первое включение VeraEdge – окно подсказок, рис. 14.

Первое, что бросается в глаза – градусы в фаренгейтах и время в 12 часовом формате, изменим это. Зададим настройки местоположения, рис. 16.

Язык интерфейса на текущий момент только английский, русский будет позднее (UI5 в VeraLite имеет русский язык). Зададим настройки времени и погоды, рис. 17.

После этого первый запуск VeraEdge можно считать завершенным, переходим к устройствам.

Подключение Z-Wave устройств

VeraEdge – это устройство, основная функция которого контролировать совместимые элементы. Давайте подключим несколько устройств, рис. 20. Устройства должны быть «включены» в Z-Wave сеть, прежде чем ими можно будет управлять. Этот процесс (известный как «спаривание» («pairing») и «добавление» («adding») обычно достигается путем нажатия последовательности клавиш на контроллере и устройстве, которое добавляется в сеть. Эта последовательность должна быть выполнена только один раз, после чего устройство всегда признается контроллером. Устройства также могут быть удалены из Z-Wave сети.

Добавим мультисенсор Fibaro FGMS-001 (*7). Мультисенсор помимо обнаружения движения имеет встроенный датчик температуры окружающего воздуха, акселерометр для обнаружения несанкционированного доступа к устройству, а также сенсор освещенности для измерения интенсивности света. Многоцветный светодиодный индикатор сигнализирует об обнаружении движения и значении текущей температуру в помещении. Процесс добавления устройства показан на рис. 19,20,21,22,23.

Теперь, для того чтобы включить устройство в сеть Z-Wave необходимо трижды нажать на кнопку внутри датчика, рис. 22.

Уже добавленное устройство отображается следующим образом на рис. 24:

Физически «глаз» Fibaro выглядит следующим образом, рис. 25.

Одного сенсора недостаточно, надо добавить еще какое-нибудь исполнительное устройство, которое может управлять светом, их выбор довольно-таки велик, по цене они сравнимы с обычными электронными диммерами (*8). Остановимся на популярном универсальном диммере Fibaro (*9) – с помощью него можно управлять любыми типами ламп, включая светодиодные (для которых, правда, требуется байпас (*10). Байпас Fibaro - это устройство, используемое совместно с универсальным диммером Fibaro FGD-211 для подключения к диммеру маломощных нагрузок (например, таких как светодиодные светильники мощностью 0,5 Вт), рис. 26.

Дистанционно управляемый диммер Fibaro FGD-211 может работать в электрических цепях как с нейтралью, так и без нее. Более того, диммер может использоваться как выключатель в местах, где нет нейтрального проводника. В качестве диммера FGD-211 может использоваться со следующими типами нагрузок:

Обычные лампы накаливания;

Галогенные лампы 230В;

Галогенные лампы 12В (с электронными трансформаторами);

Регулируемые светодиодные лампы.

В качестве электронного выключателя микромодуль FGD-211 может использоваться со следующими нагрузками:

Компактные люминесцентные лампы;

Светодиодные лампы;

Люминесцентные лампы с электронными стабилизаторами и большинством обычных стабилизаторов.

Для того, чтобы установить диммер за выключателем, необходимы некоторые знания в области электрики, схема подключения изображена на рис. 27.

После того как разберемся в схеме, поскольку имеющиеся лампы светодиодные, подключаем байпас, рис. 28.

И устанавливаем диммер за выключателем, рис. 29, согласно вышеприведенной схемы.

После этого обратимся к контроллеру для включения диммера в сеть Z-Wave. Поскольку диммер постоянно закреплен у выключателя, а у VeraEdge нет батарейного отсека, то надо подтянуть удлинитель к диммеру и подключиться к Wi-Fi VeraEdge.

Прим. ред.: поскольку вновь выпускаемые устройства Z-Wave основаны на новых версиях SDK и обладают функцией NWI (Network Wide Inclusion), позволющей включать в сеть устройства, не находящиеся в непосредственной близости, то от внешних аккумуляторов и встроенных батареек в Vera было решено отказаться.

Существует одна тонкость при подключении к Wi-Fi. Имя сети и пароль, которые вы видите при входе в аккаунт – неверны, рис. 30.

Для того чтобы узнать пароль от Wi-Fi VeraEdge необходимо пройти в настройки устройства, рис. 31.

Можно проделать все шаги с телефона, не используя компьютер. Обратите внимание, когда вы подключите VeraEdge через удлинитель не далее, чем за три метра до выключателя и подключитесь к Wi-Fi, IP адрес будет другой чем нежели в вашей домашней сети. IP адрес контроллера по умолчанию в сети Vera http://192.168.81.1/. Процесс добавления устройства показан на рисунках ниже.

Теперь, для включения устройства в сеть Z-Wave необходимо тонкой отверткой трижды нажать на кнопку внутри диммера, рис. 29.

Уже добавленное устройство отображается следующим образом на рис. 38:

После его добавления вы можете удаленно включать / выключать свет из панели управления. Если у вас обычный (как на рис. 29), а не звонкового типа выключатель, необходимо в настройках параметров задать параметр бистабильный выключатель – иначе свет будет выключаться только по тройному щелчку, рис. 39.

На рис. 39 меняем два параметра 14 и 19:

Параметр №14 задает тип выключателя. Моностабильный: для выключателя возвратного типа или для кнопки, каждое нажатие переключает устройство в противоположное состояние. Бистабильный: для обычных выключателей с двумя положениями Включено и Выключено.

0 – моностабильный;

1 – бистабильный;

Параметр №19 – изменение статуса устройства в бистабильном режиме.

0 - нажатие клавиши переключит устройство в противоположное состояние [Вкл/Выкл]

1 - нажатие клавиши Вверх, Включит свет. Нажатие клавиши Вниз, Выключит свет.

Сравнение VeraEdge с VeraLite

Прямой конкурент VeraEdge это контроллер предыдущего поколения VeraLite. Посмотрим их совместные фотографии.

При визуальном осмотре обнаруживается, что качество сборки VeraEdge субъективно лучше.

Идеи, которые можно воплотить при помощи домашней автоматизации

Несколько устройств добавлены и работают, но этого недостаточно. Чтобы ваш дом стал по-настоящему умный нужен ряд шагов, которые сделают ваше пребывание в нем более комфортным и не требующим постоянного вмешательства в процесс управление. Ниже представлены некоторые из идей, которые были описаны мной для пользовательского интерфейса UI5, но будут актуальные и для UI7 VeraEdge:

1. Создание домашнего кинотеатра из телевизора и системы умного дома Z-Wave (*11)

Хотели бы вы, при просмотре фильмов дома, чувствовать себя словно в кинотеатре, спроектированном специально для вас? Вечером, управляя системой с единого пульта, вы останавливаете свой выбор на понравившемся фильме и запускаете его – далее включается в дело домашняя автоматизация – свет плавно гаснет, а вы, удобно расположившись на диване, наслаждаетесь просмотром.

2. Достоверная погода в доме, управляемом VeraLite (*12)

В первой части статьи «Бесплатная погода в доме, управляемом VeraLite» мы познакомились с плагином для интерфейса UI5 Vera3 и VeraLite, который отображает погодные данные с конкретной метеостанции. Также установили, что эти данные не очень подходят для домашних условий, и поэтому, если важна точность и достоверность необходимо использовать собственные решения.

3. Ёлочка гори! Автоматизируем Новый год в VeraLite (*13)

Новый год уже скоро, а это значит можно заняться подарками, составлением планов и другими приятными вещами. Поскольку система умного дома уже смонтирована и управляет домашним кинотеатром и кондиционерами, то самое время подключить к ней … ёлку!

4. Создание простых и понятных уведомлений в UI5 Vera (*14)

При начале эксплуатации умного дома на базе контроллера VeraLite с интерфейсом UI5 неприятной неожиданностью стал вид стандартных оповещений. Из получаемых уведомлений невозможно было сразу понять, какая именно информация представлена: сработала определенная сцена или это просто включилось какое-то устройства. К тому же тема всех сообщений была абсолютно одинакова, что тоже вносило некоторую путаницу.

5. Приумножение данных в UI5 Vera (*15)

После того как ваш дом стал умным, получив Z-Wave оборудование с управляющим контроллером Vera, он научился не только управлять электроприборами и бытовой техникой, но и начал получать показания с установленных датчиков. Эти данные всегда доступны в режиме реального времени, но вот просмотр истории показаний в интерфейсах Vera3, VeraLite или VeraEdge по умолчанию не предусмотрен. Для решения этой задачи необходимо использовать дополнительный плагин.

6. Управление светом в детской – комфортное засыпание с Vera (*16)

В детской комнате можно организовать функцию плавного выключения света в определенное время, например, в десять вечера. Свет будет медленно гаснуть, процесс выключения займет не менее 10 минут, пока полностью не выключится

7. Люди в доме – простые способы определения присутствия (*17)

Умный дом не будет по настоящему умным, если он не знает, кто конкретно из его обитателей в настоящий момент присутствует в нем. Ведь для того, чтобы понять, что есть какое-то движение, достаточно простого датчика, но определение наличия конкретного человека намного сложнее. Существует множество решений этой задачи, но я предлагаю остановится на самом простом и не требующем дополнительных затрат.

8. Бортовой самописец вашего дома на базе VeraLite / Vera3 (*18)

Умный дом Z-Wave позволяет легко организовать «черный ящик» или, иначе говоря, «бортовой самописец» вашего дома, который будет записывать абсолютно все действия, которые вы ему укажете фиксировать. Причем вы сами можете решить, что записывать, а что нет. Функция «черного ящика» не зависит от наличия выхода в сеть интернет и если система умного дома смонтирована на даче, то это не проблема для получения данных.

9. Предоставьте волю случаю или цвет живет своей жизнью (*19, *20)

Цвет – это не просто характеристика электромагнитного излучения. Это мощный фактор, влияющий на психофизиологическое состояние человека. Разнообразьте вашу визуальную действительность и позитивные изменения не заставят долго ждать. Одним из доступных способов является изменение освещения в вашем доме при помощи RGB ленты.

Выводы

Положительные наблюдения:

VeraEdge имеет хорошее соотношение цена/качество;

Присутствие интернета не обязательно – только если вы хотите получать уведомления о событиях внутри дома, при отсутствии интернета всегда можно подключиться к собственному Wi-Fi и управлять VeraEdge через него;

VeraEdge имеет множество плагинов, позволяющих управлять не только Z-Wave устройствами, но и любыми устройствами которыми можно управлять по сети, например, Sonos, Philips Hue и другие;

VeraEdge субъективно быстрее VeraLite;

Процесс «включения» устройств в сеть Z-Wave у VeraEdge более нагляден, чем у VeraLite;

Отрицательные наблюдения:

Отсутствие каких-либо подробных инструкций что, как и зачем можно сделать;

Интерфейс пользователя UI7, на первый взгляд, это немного улучшенная версия UI5 – те же пункты меню, только расположенные по-другому.

Информация актуальна на дату написания статьи: февраль 2015 года.

Я занимаюсь разработкой программ для программируемых логических контроллеров(ПЛК) в промышленных автоматизированных системах управления технологическими процессами(АСУ ТП).

Для тех, кто сталкивается с этим словом впервые, поясню. ПЛК это специальный мини-компьютер, который работает так:
1. Принимает входные дискретные (Di) или аналоговые (Ai) сигналы;
2. Обрабатывает эти сигналы по заданной программистом программе;
3. Выдает управляющий сигнал через дискретные (DO) или аналоговые (AO) выхода.

Дискретный - когда у сигнала может быть только 2 состояния: 0 или 1, «да» или «нет». Например, кнопка нажата или отжата, лампочка включена или выключена.
Аналоговый - когда значение параметра зависит от уровня электрического сигнала. Например, чем выше уровень сигнала (вольт или миллиампер) от датчика температуры, тем больше измеряемая температура.

Применяются ПЛК в основном в промышленности, станках, системах домашней автоматизации «умный дом» и т.д.

Естественно, в силу профессии меня интересует все, что касается ПЛК и другого оборудования, применяемого в АСУ ТП. Как-то, бродя по сети, я зашел на сайт американской компании Velocio , которая производит ПЛК серий Ace, Branch, Embeded.

Главные фишки этих контроллеров - маленький размер, всего 2.5"" x 2.5"", питание 5 вольт и цена от 49$ за модель с 6 дискретными входами и 6 дискретными выходами. Особенно впечатлил размер, такого маленького ПЛК я еще не встречал:

ПЛК меня заинтересовал, я связался с компанией Velocio и мне прислали контроллер модели Ace 3090v5. Хотелось бы вкратце рассказать об этом ПЛК и более широкой аудитории Хабра. Забегая вперед скажу, что ПЛК компании Velocio лучше всего подходят для «умных домов» и прочих систем домашней автоматизации.

Вот ко мне пришла посылочка с контроллером прям из города Хантсвилл, штат Алабама:

Состав посылки:
1. ПЛК Velocio Ace 3090v5, $179
2. Крепление на DIN-рейку, $5
3. Коннекторы сигнальных линий (3,4,8 pin, шаг 2.5 мм), 6 шт., $6*3
4. Отвертка плоская, жало 1.5 мм, бесплатно
5. Коннектор питания (2 pin, шаг 2.5 мм), $2
6. Кабель USB Am-miniB, $5

Кабель USB для программирования Ace не обязательно покупать в Velocio, это обычный кабель USB Am-miniB, который продается в любом компьютерном магазине. Коннекторы тоже можно поискать в другом месте, но крепление на DIN-рейку уникально и его нужно покупать вместе с контроллером.

Ожидания Ace 3090v5 оправдал, он действительно очень маленький:

Характеристики:

Название		Velocio Ace 3090v5
Назначение		ПЛК для домашней и промышленной автоматизации
Кол-во DI		6
Кол-во DO		18, транзисторные
AI	Кол-во, всего	7
	Кол-во AI 16 бит/ тип	4/ Термопары J, K, T, N; ±0.256 V, ±0.512 V, ±1.024 V, ±2.048 V
	Кол-во AI 12 бит/ тип	3/ 0…+5 V
Порты связи		Mini USB(может работать по Modbus), RS-232
Протоколы передачи данных		Modbus RTU slave
Скорость передачи данных, bps		9600, 19200, 38400, 57600
Крепление		DIN-рейка
Питание		5 V DC
Габариты		63.5х63.5х12.7 мм
Температура эксплуатации		-40… 85°С
Степень защиты IP		IP65
Среда программирования		Velocio vBuilder, бесплатная
Цена		179 $

Конструкция

При своих размерах, контроллер в общей сумме имеет 31 вход и выход, порт последовательной связи RS-232 и порт Mini USB для загрузки программ и связи с внешними устройствами.

Спереди на корпусе видны светодиоды индикации питания и состояния дискретных входов и выходов:

Сзади на корпусе имеются выемки для монтажа крепления на DIN-рейку:

На боковых стенках корпуса находятся порты для подключения всех сигналов через разъемы. Порты маркируются литерами A, B, C, D, E, F:

Подключение проводов происходит через коннекторы COMBICON PTSM Series фирмы Phoenix Contact с шагом ножек 2.5 мм (0.098""):

Вставляются провода в коннектор с помощью идущей в комплекте с ПЛК отверткой так:

Дискретные выхода- транзисторные, на то есть такие причины:

• реле в корпус контроллера все равно не поместится
• для обеспечения большого быстродействия, например при управлении шаговыми двигателями

Естественно, для коммутации электрической сети 220 В транзисторные выхода не подходят и нужно после них ставить промежуточные реле. Можно купить модули с промежуточными реле там же у Velocio, при покупке ПЛК. А можно сэкономить и купить на ебее аналогичные китайские платы , как сделал я:

Аналоговые входа (Ai) в Ace 3090v5 разделены на 2 группы:

• 3 Ai с общей землей в порту A, диапазон входных сигналов 0… 5 V
• 4 Ai дифференциальных в порту F, подключение датчиков температуры(термопар) типа J, K, T, N, а так же милливольтных сигналов

Вот я подключил на вход Ai F1 термопару типа «К» от китайского тестера и вывел значение температуры на ноутбук:

Кстати, в этом примере я термопару в контроллере не калибровал. Тем не менее, показания температуры соответствовали значениям спиртового градусника, который выступал у меня в роли контрольного прибора.

Ace отличается маленьким энергопотреблением: 5 В при макс. силе тока до 0.3 А. То есть, в качестве блока питания можно использовать 5-вольтную зарядку для мобильника.

Программирование

Разработка программ осуществляется через бесплатную среду программирования vBuilder . В пакете установки находится так же драйвер виртуального COM-порта, необходимый для подключения контроллера к компьютеру:

Изучение vBuilder лучше начать с просмотра видеоуроков . Есть так же полная документация на английском языке под названием «vBuilder Manual» в несколько сотен страниц.

Разработка программ возможна на двух графических языках: языке релейной логики(Ladder Logic) и языке блок-схем(Flow Chart).

Язык релейной логики (Ladder Logic) это хорошо известный всем программистам ПЛК язык , который является одним из стандартизированных по стандарту IEC 61131-3 промышленным языком.
LD придумали специально для того, что бы на нем писали программы не только программисты, но и обычные электрики. Программа на LD и выглядит, как электрическая схема:

Это легкий для изучения и работы язык.

Язык блок-схем (Flow Chart) это графический язык, на котором программа создается в виде блок-схем :

Блок-схемы и принципы их построения многие помнят еще со времен информатики в школе. Например, я закончил 11 класс в 1999 году, в мрачные времена постсоветского компьютерного средневековья. Тогда фирма «Интел» уже торговала процессорами Pentium-II, Билл Гейтс продавал Windows 98, а в нашей школе стояли советские компы «Электроника» с черно-белыми экранами. Большую часть урока мы сидели за партой и рисовали программы в тетрадях именно блок-схемами. Потом переводили их на бейсик, садились за «Электронику» (по 4 человека на машину) и уже после вводили в компьютер. А в других школах вообще компьютеров не было.

Так что для начинающих язык Flow Chart даже легче, чем LD. При этом, по моему мнению, он нагляднее и позволяет создавать более сложные программы. Кстати, блок-схемы я часто использую и сейчас, работая с различными ПЛК. Когда мне нужно продумать какой-нибудь сложный алгоритм, я сначала рисую блок-схемы на листике, а потом уже перевожу их в программу на конкретном языке.

В обоих языках программирования доступны одни и те же программные блоки:

• сравнение(<, >,= и др.)
• присваивание с возможностью ввода формул
• копирование
• счетчик
• таймер
• часы реального времени
• цифровой фильтр
• чтение энкодеров
• управление шаговым двигателем
• ПИД-регулятор
• плавный пуск/останов
• масштабирование
• побитовый сдвиг и «переворот» числа
• статистика
• управление com-портом для реализации собственных протоколов передачи данных
• вызов подпрограмм

В качестве «быстрого хэлпа» по программным блокам используется та же страница загрузки vBulder . Просто жмешь по пиктограммам соответствующих блоков vBuilder справа на странице и читаешь, как они работают:

Если с английским совсем туго, на помощь придет переводчик браузера Ghrome: правая кнопка мыши-> перевести на русский. Перевод технический, но смысл будет понятен.

Доступные возможности при программировании:

• создание собственных переменных (тэгов) типа bit, unsigned int 8/16 bit, signed int 16/32 bit, float;
• создание массивов;
• создание подпрограмм;
• причем, подпрограммы здесь это объекты по типу FB как в Step-7 и Codesys;
• каждому входу/выходу и тэгам можно назначить адрес для передачи их значений по Modbus;
• cвязь по Modbus с ПК, сенсорными панелями и др. по Modbus в режиме slave; возможно подключение по Modbus к 2-м мастер-устройствам одновременно;
• возможность реализовывать собственные протоколы передачи данных по RS-232;
• отладка программы по шагам.

Подключение Ace к компьютеру и сенсорным панелям

Для связи с внешними устройствами по сети в Ace 3090v5 имеется 2 порта: RS-232 и USB. Оба этих порта могут передавать данные по протоколу Modbus RTU slave. Одновременно к Ace могут быть подключены 2 мастер устройства. Например, компьютер по USB, а сенсорная панель по RS-232. Для управления с компьютера применяются специальные программы типа SCADA , но можно и на каком-нибудь визуал бейсике программу написать.

RS-232 это старый добрый COM-порт компьютера. Раньше в него мыши подключались. Для подключения компьютера к Ace я и нашел старую комовскую мышь с шариком, отрезал от нее хвост и подключил его к 3-пиновому разъему RS-232 Aсe вот по такой схеме:

Если в компьютере нет COM-порта, нужно купить любой преобразователь USB/RS-232 по цене около $8.

Варианты реализации обмена данными Ace с внешними устройствами:

• по внутреннему протоколу Ace для связи с компьютером, на котором установлена бесплатная SCADA vFactory;
• по универсальному протоколу передачи данных Modbus RTU для связи с компьютерами, сенсорными панелями и другими ПЛК;
• по собственному протоколу, реализованному программным путем в контроллере.

Бесплатная СКАДА vFactory работает только с ПЛК компании Velocio, потому что использует не Modbus, а внутренний закрытый протокол контроллеров. Документации на vFactory нет, чтобы ей овладеть, достаточно одного видеоурока . Очень простая СКАДА без скриптового языка и возможности ведения архивов. Панель инструментов невелика:

Зато, можно быстро сделать работающую программу без особых навыков программирования:

Если возможностей vFactory маловато, можно подключить по протоколу Modbus RTU любую другую SCADA. Например, в с термопарой, я применил SCADA Trace Mode 6 Base.

Можно в Ace запрограммировать и собственный протокол передачи данных, этому посвящен отдельный видоурок .

ПЛК Ace в домашней автоматизации

Думаю, этот контроллер хорошо себя покажет в системе «умный дом». Плюсы контроллера: маленький размер, малое энергопотребление, питание всего от 5 В, множество дискретных выходов, возможность подключения термопар, 2 порта связи с внешними устройствами, легкость программирования, большое количество разных программных блоков.

Если контроллер Ace понравился, но 6 дискретных входов маловато, можно присмотреться к серии Branch - тот же Ace, только с возможностью подключения модулей расширения (до 450 входов/выходов). Впрочем, это уже без меня - мне пока хватит поиграться Ace.

Теги:

• scada
• plc
• плк
• умный дом

Добавить метки

Советы начинающим

Технологии "умного дома" позволяют сегодня контролировать практически все. Некоторые вещи, такие как, например, устройства для включения/выключения света по команде, просты и недороги, другие, например, системы видеонаблюдения, требуют более значительных вложений. Еще недавно системы Smart Home привлекали исключительно богатых чудаков, сегодня это уже, как говорят, мейнстрим, т.е. привычные многим устройства. И развитие этих технологий, получившее мощный толчок за счет широкого распространения широкополосного мобильного Интернета, идет очень быстро, недаром на этот рынок один за другим пошли электронные гиганты, такие как Apple, Google и Samsung.

Естественно, сложные и объемные системы, которые контролируют все в доме и вокруг него, к которому вы получаете доступ через смартфон или планшет, есть в продаже и, если у вас достаточно денег, вы вполне можете их установить у себя. При этом сегодня практически каждая компания, занимающаяся домашними устройствами и системами, или системами безопасности, хотят откусить кусочек пирога рынка домашней автоматизации и начинают выпускать дистанционно управляемые продукты. Но пока, к сожалению, нет систем, которые могли бы объединить все устройства, вне зависимости кто их производит и по какому принципу они работают. Может Apple или Google нас осчастливят?

Тем не менее, давайте разберемся с тем, что уже можно использовать. И в первую очередь поймем, а зачем это нужно.

Зачем мне нужен "умный дом".

Автоматизация облегчает и улучшает вашу жизнь в доме или квартире, более того, она позволяет экономить время и деньги. Вот несколько доводов в пользу начала создания своего умного дома.

1. Автоматизация повышает эффективность. Это относится как к эффективности отдельных систем в вашем доме, так и к эффективности всего хозяйства. Например, поскольку система автоматизации способна управлять несколькими устройствами, вы можете одним нажатием кнопки отключить термостаты и выключить свет, когда решите поехать в отпуск. Не надо будет волноваться, что вы что-то забыли сделать.
2. Автоматизация экономит ваши деньги. Только умное управление освещением, отоплением, вентиляцией или кондиционированием позволяет снизить затраты на электроэнергию на 15-20%, по утверждениям разработчиков систем автоматизации. Для владельцев собственных домов сюда добавляется и возможность использования нестандартных систем обогрева или охлаждения, что также резко уменьшает затраты на электричество и позволяет быстро окупить инвестиции в "умный дом".
3. Автоматизация удобна. Возможность контролировать множество электронных устройств (свет, отопление, аудио/видео, шторы и двери, замки, системы безопасности и т.д.) с помощью одного сенсорного устройства на стене или просто смартфона - уже одно это заставляет задуматься об автоматизации дома.
4. Автоматизация создает комфорт. Возможность активно контролировать различные электронные элементы дома обеспечивает комфорт, при котором окружающая вас среда - от установки освещения до включения музыкального центра - начинает вам подчиняться.
5. Автоматизация обеспечивает спокойствие . Система контроля домашних устройств позволяет избежать проблем, которые могут возникнуть по забывчивости или из-за неумения. Вы из любого места можете проверить, все ли нормально в вашем доме и, при необходимости, провести коррекцию с помощью смартфона.

Технологии "умного дома"

Прежде, чем заниматься покупкой устройств для "умного дома", давайте немного разберемся в технологиях, которые используются в этих устройствах. Есть несколько разных стандартов или протоколов связи, которые используют эти устройства для коммуникаций между собой и управляющими контроллерами. Некоторые устройства соединяются проводной связью, некоторые - беспроводной, какие-то используют и то, и другое. Обязательно проверьте, какой протокол использует устройство, прежде чем покупать его, чтобы все ваши покупки были совместимы друг с другом.

X10. Это самый старый из протоколов домашней автоматизации, который появился еще в 70-х года прошлого века (звучит ужасно, но это всего лишь около 40 лет назад, а не во времена Шерлока Холмса и деятельности народовольцев). Теперь он используется и для проводной связи и беспроводной. X10 не отличается безумной скоростью или сверхнадежной связью между устройствами в сети домашней автоматизации, тем не менее, этот стандарт давно отлажен и до сих пор многие предпочитают применять именно X10.

ZigBee. Это другое имя беспроводного стандарта IEEE 802.15.4, который используется группой производителей, входящих в ZigBee Alliance. Основным достоинством в этом стандарте является то, что создается меш-сеть (ячеистая сеть), в которой большинство устройств равноправны и связываются друг с другом на равных условиях. Ячеистая сеть предлагает повышенную надёжность и устойчивость. Когда один из узлов перестаёт функционировать, другие узлы продолжают работу, соединяясь между собой напрямую или через другие промежуточные узлы. Кроме того, эта связь потребляет очень мало электроэнергии.

Z-Wave. Еще один беспроводной протокол, принадлежащий одной компании – производителю микросхем, в том числе, и для систем «умного дома» Sigma Design.

Insteon . Это, возможно, самый лучший протокол, который комбинирует протокол обмена данными по электросети с беспроводным протоколом. Оба работают как ячеистая сеть. Все узлы сети Insteon равны и могут связываться друг с другом. Если один узел выходит из строя, связь идет через другие. Разработчик протокола - компания Smartlabs. Протокол совместим с X10.

WiFi. Этот сетевой протокол, используемый теперь не только компьютерными системами. Очень быстрый, хорошо работающий. И неудивительно, что часть производителей стали делать продукты для "умного дома", использующие достоинства этого протокола. Другие протоколы потребляют меньше энергии и используют меньшую полосу пропускания, но возможности WiFi намного обширнее.

HAI . Это протокол, используемый при профессиональных установках стоимостью более $50 тыс. Мы его пока оставим в стороне.

Планирование «умного дома»

Прежде, чем вы броситесь покупать те интересные устройства, которые мы опишем ниже, необходимо все заранее спланировать и определиться со своими целями. Для этого надо составить краткий список своих действий.

Определите свои цели. Что вы хотите, контролировать свой дом по телефону и проверять температуру ванной комнаты из любого уголка планеты, или вы несколько более скромны в своих желаниях? Напишите подробно, что в идеале вы хотите получить. Правильный подход - начинать с малого, но знать, что вы хотите получить в конце, это ключевой фактор успешного завершения проекта. Попытайтесь понять, что вам будет наиболее полезно. Начните, например, с системы безопасности. Или вот несколько других примеров.
Система "Отпуск". Нажатие одной кнопки на клавиатуре и будет отключено отопление, система безопасности встанет в режим "Включено", а освещение будет включаться вечером в определенном порядке для имитации наличия дома людей. Или режим, при котором, в случае звонка во входную дверь, на ваш телефон приходит изображение звонящего, а вы получает возможности двухстороннего разговора с ним. И вы можете решить, открыть ли ему дистанционно дверь (а затем запереть после его ухода).

Выберите стандарт для автоматизации дома. В принципе, можно использовать любой. Главное определиться, чтобы подбирать нужные устройства. Сейчас доминируют X10 и Insteon. Оба несложны, X10 - несколько дешевле, а Insteon может работать с большим объемом данных.

1. Определить фазы инсталляции систем. Устройства для "умного дома" делают жизнь лучше, но если вы решитесь сразу на масштабную инсталляцию устройств, то через какое-то время можете решить, что зря вы за это взялись. Разбейте процесс на стадии, убедитесь, что все устройства, которые вы установили на данном этапе, работают, и только потом приступайте к следующей стадии. Чем подробнее вы нарисуете схему установки, тем проще ваша жизнь будет при проведении работ.
2. Выберите систему управления. Например, Activehome для стандарта X10 - это легкое в использовании решение, но с несколько ограниченной функциональностью. Или Powerhome - это хороший выбор, но сложный в освоении. Некоторые системы позволяют использовать управление голосом, но с русским языком они дружат не очень. Отдельные решения позволяют получить дистанционный доступ к управлению.
3. Установите компьютер, управляющий системой . Этот компьютер должен работать в режиме 24/7, поэтому выберите для него место, где он не будет никому мешать. Инсталлируйте ПО, подсоедините контроллер X10 (или другого выбранного вами стандарта).
4. Установите устройства и модули домашней автоматизации. Количество и список устройств и управляющих модулей зависит от вашего плана. Их много, мы здесь не будем останавливаться на конкретных устройствах, например, если вы используете X10, то для управления, скажем, гаражными воротами можно использовать универсальный модуль. Есть модули для ламп, или стенные выключатели, большинство из них подключается очень легко. О некоторых устройствах мы расскажем ниже.

И пара замечаний.

1. Для экономии электричества используйте дополнительные датчики, которые позволят, например, системе автоматически выключать свет, когда вы выходите из комнаты.
2. Там, где возможно, используйте проводные модули типа выключателей, а не встраиваемые модули. Это позволит вам управлять светом и устройствами без использования системы управления умным домом, если, не дай Бог, что-то в ней сломается.
3. Имейте в виду, что автоматизация требует понимания того, что вы делаете, особенно когда вы имеете дело с электричеством. Неправильные действия могут быть опасными для вас.

Устройства для «умного дома»

Статистика говорит, что наиболее популярным проектом автоматизации дома является создание системы обеспечения безопасности. Создание домашних кинотеатров и систем управления музыкой дома стоит на втором месте, за ними следуют управление светом, энергетикой. Затем идет интеграция нескольких систем друг с другом.

Обучающийся термостат Nest

Термостат фирмы Nest (принадлежит Google) не только контролирует температуру в доме, но и украшает его. Его дизайн создавал человек, который разрабатывал iPod фирмы Apple. Он работает в сети WiFi и вы можете удаленно контролировать температуру с помощью смартфона или компьютера. Он не очень дешевый, но не будет лишним в любом «умном доме». Кроме того, Nest имеет открытый интерфейс, что позволит в будущем подключать к нему новые устройства, как это обещает Google.

Беспроводной термостат Honeywell

Беcпроводной термостат Honeywell

Это другой термостат, работающий по протоколу WiFi, от компании Honeywell, которая изготавливает домашние устройства уже десятилетиями и ее линия термостатов предлагает множество опций подключения.

Термостат имеет цветной сенсорный экран и программное обеспечение, способное обучаться привычкам пользователей, а также может контролировать внутренние и внешние условия для оптимизации производительности систем обогрева и охлаждения. Настройки термостата могут быть заданы заранее по графику, либо введены непосредственно через сенсорный экран, компьютер или мобильное устройство. На экране отображаются комнатная и уличная температура, значение влажности, а также местный прогноз погоды. Кроме того, несколько версий этого устройства могут управляться голосом.

Insteon

Система автоматизации дома Insteon

Insteon - это имеющая много хороших отзывов система автоматизации дома, которая использует для коммуникаций как электропроводку, так и беспроводной канал. Insteon комбинирует двухполосную и ячеистую технологии для создания быстрой и надежной сети, которая совместима с чем угодно, начиная от термостатов и заканчивая домашним кинотеатром.

Набор Insteon для начинающих (Insteon Starter Kit) включает в себя хаб и один модуль - диммер для регулирования света. Хаб подключает всю систему к Интернет (через домашний маршрутизатор) и работает с мобильным приложением, позволяющим управлять системой откуда угодно, программировать таймеры и собственные "сценарии", а также контролировать статус системы. Хаб также может отправлять email и текстовые сообщения, когда в доме срабатывают датчики. По словам производителей, Insteon предлагает практически все, от выключателей света и датчиков движения, до систем открывания гаражных дверей, камер ночного видения, датчиков утечки воды и т.п.

Kevo Smart Deadbolt

Если вы можете открыть свою машину без ключей, почему бы вам не делать это же с домом или квартирой? Один из вариантов - это Kevo Smart Deadbolt компании Kwikset, ригельный замок с сенсорным кольцом снаружи и умным механизмом на базе Bluetooth 4.0 внутри. Kevo использует сразу несколько методов для открывания: брелок, iPhone с приложением Kevo, прикосновение к упомянутому кольцу пальцем, а также слово-пароль для открывания. Правда, согласно отзывам пользователей, приложение пока работает не очень хорошо.

Belkin WeMo

Belkin WeMo. Умная розетка

Это простое в установке устройство, которое может служить отличным стартом для создания «умного дома» и которое может начать работать уже через несколько минут после инсталляции. Розетки Belkin, работающие в сети WiFi, позволяют дистанционно включать или выключать приборы, подключенные к электрической сети через них. Компания Belkin выпустила еще несколько очень удобных устройств - это, например, выключатель WeMo Home Light Switch, датчик движения, который позволяет активировать приборы, включенные в розетку WeMo, видео-няня с доступом в WiFi. Все это контролируется через мобильное приложение на базе iOS или Android.

Система освещения Philips Hue

Система освещения Philips Hue

Hue - это система освещения, состоящая из ламп, световых лент и беспроводного моста, которые контролируются через приложение на базе iOS. Согласно информации компании, "каждая лампа HUE имеет 600 люмен светового потока и может производить все варианты белого света, от теплого до холодного, а также различные варианты цветного света. Каждая лампа использует на 80% меньше энергии, чем традиционная лампа". Свет можно плавно уменьшать и увеличивать, перестраивать его цвет и все это возможно из любого места, где вы можете войти в Интернет. Кроме того, приложение содержит ряд "рецептов" от экспертов по свету, которые помогут вам лучше концентрироваться или расслабляться. Система Hue совместима с рядом других устройств для "умного дома", в частности с выключателями Belkin MeMo.

Насколько можно доверять "умному дому"

Важный вопрос: какова надежность таких систем, объединяющих множество «умных» устройств, насколько можно быть уверенным, что после того, как вы скомандуете ему через свой смартфон закрыть входную дверь, замок действительно защелкнется? Есть ли у такой системы «защита от дурака»?

Все системы в доме, такие как свет, отопление и безопасность, являются подсистемами единой системы автоматизации. Достоинство этой системы заключается в том, что она обеспечивает очень надежный контроль и интеграцию всех подсистем. При этом почти всегда, когда система автоматизации выходит из строя, подсистемы продолжают работать. Это создаст для вас только некоторое неудобство. Например, вы не сможете одновременно выключить 20 ламп освещения нажатием одной кнопки, но вы все равно сможете это сделать поодиночке и обычным способом.

Отметим, что система "умного дома" использует обратную связь со своими подсистемами и получает сигнал, если что-то пошло не так. При этом на телефон пользователя приходит сообщение и он может принять решение, что ему делать в этом случае.