Журнал о разной технике

Сoдeржaниe

Мы дoстaтoчнo дaвнo нe писaли прo рeшeния дoмaшнeй aвтoмaтизaции нa бaзe прoтoкoлa Z-Wave. Зa прoшeдшee врeмя дaннoe нaпрaвлeниe, кoнeчнo, нe стoялo нa мeстe. Пoявились нoвыe вeрсии чипoв, нoвыe спoсoбы пoвышeния бeзoпaснoсти, нoвыe срeдствa диaгнoстики. Впрoчeм, эти тexнoлoгии в бoльшeй стeпeни кaсaются рaзрaбoтчикoв и прoфeссиoнaльныx инстaллятoрoв. Oбычныx дoмaшниx пoльзoвaтeлeй, кoтoрыe зaнимaются сaмoстoятeльным пoстрoeниeм систeм aвтoмaтизaции, интeрeсуeт aссoртимeнт предлагаемых производителями устройств с поддержкой этого стандарта — их возможности, внешний вид и стоимость. Одними из наиболее востребованных элементов являются различные сенсоры и исполнительные устройства. Благодаря им пользователь не только может иметь актуальную информацию о состоянии дома, но и реализовать сценарии автоматического выполнения определенных действий.

В этом материале мы познакомимся с представленными на отечественном рынке решениями брендов Aeotec и Philio. Напомним, что беспроводной стандарт Z-Wave имеет отличающиеся частоты работы в разных странах, это необходимо учитывать при выборе. В качестве контроллера в данной статье был использован микрокомпьютер Raspberry Pi 2 с платой Z-Wave.Me RaZberry 2 нового поколения и программным обеспечением Z-Way. Отметим, что новая плата расширения отличается увеличенной дальностью работы благодаря улучшенной антенне, а также может работать с внешней антенной.

Подробнее о самом стандарте и контроллерах можно прочитать в других статьях раздела «Электрика умного дома».

Aeotec MultiSensor 6 (ZW100-C)

Данный продукт отличается компактными размерами и широкими возможностями. Как можно догадаться по названию, этот датчик реализует шесть сенсоров. В данном случае заявлены температура, влажность, освещенность, движение, вибрация и ультрафиолет. Поставляется модель в небольшой картонной коробке, на которой представлено множество технической информации об устройстве и его фотография.

В комплекте датчика идет инструкция (только на английском языке), шаровой шарнир, набор креплений (два шурупа и двухсторонний скотч) и оригинальный кабель Micro-USB для питания. Отметим, что батарейки (элементы CR123A) в комплект не входят. Устройство предназначено только для использования внутри помещений (класс защиты IP20, диапазон рабочих температур от 0 до 40 °C), что несколько снижает его полезность (особенно если говорить про контроль за уровнем UV).

Производитель указывает следующие характеристики сенсоров:

• Измерение температуры от −10 до 50 °C с точностью ±1,6 °C;
• Измерение влажности от 20% до 90% с точностью ±6%;
• Измерение освещенности от 0 до 30000 люкс;
• Измерение индекса UV согласно общепринятым меркам ВОЗ (от 1 до 11);
• Зона работы датчика движения: на стене (высота 2,5 м) — сектор 120° на 3,5–5 метров в глубину, на потолке (высота 3 м) — овал 8×6 метров.

Приведенные на сайте данные несколько отличаются, что вызывает сомнения в их точности. Кроме того, в реальности говорить именно о шести датчиках достаточно сложно, учитывая особенности продукта. Например, индекс UV более актуален для уличных моделей. Продукт поддерживает шифрование при подключении к контроллеру, а также стандарт Z-Wave Plus. Для него заявлена дальность работы до 150 метров на открытом пространстве. Для грубой оценки качества сигнала есть встроенный тест, предоставляющий результат в виде свечения светодиода одним из трех цветов.

Компания предусмотрела два варианта питания устройства, так что вы сможете выбрать подходящий под ваши требования. Первый — два элемента формата CR123A, достаточно часто используемых в этом типе оборудования. Прогнозируемое время работы на них — два года. Конечно, реализовано информирование контроллера о состоянии батарей. Заметим, что датчик будет работать и от одной батареи, но менять ее нужно будет чаще. Срок службы зависит от многих факторов и настроек датчика, но в целом цифра вполне реальная.

Если же хочется исключить батарейки, то пригодится комплектный кабель Micro-USB—USB. Он сам плоский и имеет разъем специальной формы. Потребление в режиме ожидания не превышает 35 мА. В случае питания через порт USB, устройство работает постоянно и реализует режим повторителя сети Z-Wave. Если же применяются батарейки, то реализуется режим сна, и помочь в расширении зоны сети Z-Wave устройство не сможет. Также надо отметить, что назначение режима работы производится в момент включения в сеть. То есть в случае изменения способа питания потребуется переподключение датчика к контроллеру. Кстати, порт Micro-USB используется и для обновления прошивки датчика, причем эту операцию может провести и конечный пользователь.

Корпус датчика изготовлен из белого матового пластика. Габаритные размеры составляют примерно 46×46×40 мм. На передней стороне корпуса находится линза сенсора движения. По диагональным углам от нее — многоцветный индикаторный светодиод и датчик освещенности/UV. Задняя крышка съемная. За ней находится отсек для батарей и порт Micro-USB. В ее центре мы видим резьбовое крепление для шарнира. Один из углов используется как кнопка для включения датчика в сеть Z-Wave, исключения из нее и операции «разбудить». Обратим внимание, что явных отверстий для сенсоров температуры и влажности на корпусе нет, так что возможно оценка этих характеристик помещения будет происходить с некоторой задержкой. Весит устройство всего ничего — 35 г без элементов питания, 50 г с одной батареей и 65 г с парой батарей.

Компания предлагает несколько вариантов установки датчика. Учитывая его форму, допускается просто положить его на полку или другую горизонтальную поверхность. Дополнительно можно закрепить его, например, на двухсторонний скотч. Второй вариант — использование комплектного шарового шарнира. Это более удобный способ, если требуется обеспечить возможность регулировки положения, что актуально для датчика движения, а также некоторых других сенсоров. Шарнир очень маленький — площадка его крепления имеет размеры менее 25×25 мм. Ее можно закрепить тоже на скотч или на два шурупа. Шарнир позволяет регулировать отклонение корпуса датчика примерно на 60 градусов от перпендикуляра. Сам сенсор имеет винтовое отверстие на задней стенке для установки на этот шарнир. Еще один способ установки, который реализуется с применением дополнительно покупаемого аксессуара, — встраиваемый (скрытый) вариант для стены или потолка.

Для оптимальной работы датчика может потребоваться настроить несколько параметров. В случае использования контроллера, который «не знает» профиля устройства, нужные значения придется указывать вручную. Решение поддерживает создание трех профилей в виде набора датчиков и интервала для отправки их показаний. Например, можно настроить передачу температуры каждые пятнадцать минут, а про освещенность сообщать в два раза реже. Кроме того, есть настройка чувствительности и таймера для датчика движения, возможность установки смещений для сенсоров (калибровки).

К сожалению, документация на устройство, на наш взгляд, недостаточно подробная, что затрудняет его использование в проектах. Однако при определенном старании на сайте производителя можно найти очень детальный документ на пятнадцати страницах с описанием всех предусмотренных параметров, рассчитанный, вероятно, на профессиональных инсталляторов. Что касается совместимости с Z-Way, то основные функции работали корректно. Существенную помощь при настройке здесь оказывает встроенная в Z-Way поддержка профилей устройств, подготовленных разработчиками программы. В частности, это позволяет увидеть на странице «Конфигурация» экспертного интерфейса полный набор параметров устройств с их описаниями.

Aeotec Door Window Sensor 6 (ZW112)

Еще одно устройство с индексом »6» представляет собой датчик открытия двери или окна. Данный продукт интересен, прежде всего, двумя характеристиками — компактным размером (толщина основного блока не превышает одного сантиметра) и аккумуляторным питанием.

Устройство поставляется в небольшой картонной коробке, на которой присутствуют фотографии и описание датчика. В комплект поставки входят: элементы крепления, два магнита (30×10×2 и 30×6×2 мм), небольшой кабель для зарядки, инструкция.

Основной блок представляет собой равнобедренный прямоугольный треугольник с катетами около 72 мм и толщиной 9 мм. Корпус изготовлен из белого матового пластика. Производитель отдельно отмечает, что датчик можно покрасить в цвет двери для менее заметного размещения.

С обратной стороны находятся отверстия специальной формы для крепления, индикатор, порт Micro-USB для зарядки встроенного аккумулятора и управляющая кнопка. Предполагается, что сенсор крепится в верхнем углу двери или окна, а ответный магнит (можно использовать один из двух) устанавливается напротив него на раме. Для этого рекомендуются скотч, клей или другие подобные варианты. При этом магниты достаточно сильные — дальность работы составляет от одного до двух сантиметров. В случае, если речь идет о стеклопакетах, которые открываются внутрь, можно поменять элементы местами. Заметим, что использовать данное устройство можно только внутри помещений и при плюсовой температуре (заявлен диапазон от 0 до 40 °C), а на железных дверях датчик, скорее всего, работать не будет.

Крепление выполнено из полупрозрачного белого пластика. Его можно установить с использованием трех шурупов или привычного двухстороннего скотча. Демонтаж датчика для зарядки батареи производится небольшим сдвигом в сторону угла при открытой двери или окне.

Небольшая толщина обеспечивается, в частности, использованием для питания аккумуляторной батареи. Она имеет емкость в 500 мА·ч и по информации производителя одного заряда хватит на полгода. Честно говоря, это достаточно необычный вариант реализации питания. Хотя, конечно, сегодня мало кого можно удивить требующими периодической зарядки устройствами. Ток зарядки составляет около 450 мА, так что восполнить заряд можно будет за час с небольшим. Во время процесса индикатор на корпусе меняет цвет в зависимости от текущего уровня. По сравнению со сроком работы время заряда невелико, но все-таки решение оригинальное, мы с таким вариантом еще не сталкивались.

Заметим, что индикатор датчика не очень хорошо видно штатном варианте установки. С одной стороны это снижает число «лампочек вокруг нас», с другой — может привести к сложностями при инсталляции и проверке работы.

На контроллере модель отображается в виде трех устройств. Их интерпретация будет зависеть от программного обеспечения. Как и описанной выше модели мультисенсора, в данном устройстве реализован контроль качества сети Z-Wave c использованием встроенного многоцветного светодиода. В документации можно найти описание параметров датчика, среди которых есть настройка отправляемых при срабатывании команд, порог контроля уровня и частота проверки заряда батареи. Сложностей с интеграцией в Z-Way мы не встретили. Сенсор можно использовать для охраны, контроля климата и других сценариев.

Aeontec Smart Switch 6 (ZW096)

Третий продукт шестой серии Aeontec в этой публикации — управляемая розетка со встроенным измерителем потребляемой нагрузкой мощности и портом USB для зарядки мобильных устройств. Решение выполнено в знакомом «проходном» варианте и не требует от пользователя никаких электрических работ при установке.

Розетка поставляется в картонной коробке со знакомым для этого производителя оформлением — фотографии, возможности и технические характеристики. В комплект поставки входит только инструкция.

Основные параметры устройства:

• Максимальная нагрузка (для российской версии) 260 В, 16 А, 4160 Вт;
• Максимальная длительная нагрузка (для российской версии) 230 В, 13 А, 2990 Вт;
• Максимальное потребление в режиме ожидания 0,8 Вт;
• Порт USB 5±0,3 В, 1 А;
• Рабочие температуры от 0 до 40 °C;
• Поддержка шифрования и Z-Wave Plus;
• Дальность работы до 150 метров на открытом пространстве.

На упаковке также указано наличие предохранителя и защиты от перегрузки (если нагрузка две минуты потребляет более 16,2 А, то происходит отключение). Поскольку розетка постоянно подключена к электросети, в ней реализован режим повторителя сети Z-Wave, что позволяет увеличить зону покрытия.

Корпус розетки изготовлен из белого матового пластика. Вилка и розетка имеют европейский «утопленный» формат с заземлением. Габаритные размеры внешней части составляют 60×60×35 мм. Так что устройство не будет блокировать соседние розетки при установке в стандартные настенные блоки. А вот в «пилотах» все будет сложнее. Несколько странно, что выход USB установлен на боковой стороне устройства, если отверстия розетки расположены по горизонтали. Более логичным и удобным вариантом была бы установка сверху (снизу). Отметим, что напряжение на этот порт подается всегда независимо от состояния основной розетки. Управлять им, к сожалению, нельзя. Нагрузочная способность заявлена как 1 А, в реальности некоторые мобильные устройства могут заряжаться и на 1,6 А.

На лицевой стороне вокруг розетки разместили многоцветный светодиодный индикатор потребляемой мощности. А в одном из углов находится неприметная кнопка включения в сеть Z-Wave, которая также может применяться для локального управления нагрузкой.

В выключенном состоянии индикатор светится фиолетовым. При небольшой нагрузке (до 1,5 кВт) он имеет зеленый цвет, далее (до 2,5 кВт) он меняется на желтый, а более высокие значение показываются красным. Через специальный параметр можно изменить это поведение, выбрав режим ночной подсветки или включение индикатора на несколько секунд только в момент смены состояния.

На контроллере данная модель представляется семью устройствами — собственно розетка, диммер, RGB-лампа подсветки и четыре измерителя (напряжение, ток, мощность, потребление энергии). При этом функции диммирования данная модель не имеет. На сайте производителя можно найти несколько рецептов для решения проблем с некоторыми контроллерами. Для тестирования с Z-Way мы просто использовали только нужные подустройства, а остальные скрыли.

На сайте производителя можно скачать электронный документ с подробным описанием всех параметров устройства. В частности здесь можно включить защиту от перегрузки, выбрать режим при повторном включении после пропадания питания (вернуться в прошлое состояние, выключено, включено), изменить режим работы подсветки и выбрать ее цвет, настроить параметры отправки информации о потреблении на контроллер.

В использованном для теста экземпляре отмечался «свист» — слабый при выключенной розетке и сильный во включенном состоянии. Возможно это особенность именно этого экземпляра. Но в жилой комнате подобных эффектов хотелось бы избежать. Сравнение точности встроенного измерителя с показаниями мультиметра на нагрузках около 1,5 кВт показало, что разница не превышает трех процентов.

Серии датчиков Philio PST02 и PAT02

Под тайваньским брендом Philio, который сложно назвать известным в данном сегменте, на рынке представлены несколько устройств для работы в сетях Z-Wave. Большая часть из них представляет собой компактные датчики с питанием от батарей. При этом по внешнему виду и конструкции устройства очень похожи, так что нет смысла рассматривать каждое отдельно. Отличия заключаются в наборе встроенных сенсоров и представлены в таблице.

 
Температура
Влажность
Освещенность
Движение
Дверь/окно
Протечка
PST02-A
+
−
+
+
+
−
PST02-B
+
−
+
+
−
−
PST02-C
+
−
+
−
+
−
PAT02-A
+
+
−
−
−
+
PAT02-B
+
+
−
−
−
−
PAT02-C
−
−
−
−
−
+

Как мы видим, можно подобрать вариант практически под любые требуемые сочетания. При подготовке статьи использовались PST02-B, PST02-C и PAT02-C.

Поставляются устройства в безликих картонных коробочках. Так что при покупке стоит обратить внимание на маркировку, которая выполнена в виде небольшой наклейки, где указана точная модель устройства.

Отметим, что здесь артикул немного больше — перед последней буквой, обозначающий набор сенсоров, присутствует также цифра 5, что означает использование российской частоты Z-Wave. В других регионах применяются отличные от этой цифры. В комплект поставки входят сам датчик, батарея, инструкция, необходимые варианты креплений (шурупы, полоски двухстороннего скотча 3M), для датчика на дверь/окно — ответная часть с магнитом.

На сайте производителя есть краткая информация об устройствах, но электронная версия руководства представлена только для серии PAT02, так что рекомендуем не терять комплектные листовки.

Корпуса устройств выполнены из пластика. Верхняя часть — глянцевая белая, нижняя — полупрозрачная матовая.

Соединяются они на защелках, которые показались чересчур жесткими. На первой есть окошко, закрытое, в зависимости от модели, или матовой полоской или металлической сеткой.

На нижней части предусмотрены два отверстия для крепления ее шурупами на место установки. Серия PST02 имеет габаритные размеры 28×23×95 мм, а серия PAT02 — 28×23×85 мм.

Внутри корпусов спрятаны светодиодные индикаторы. Серия PST02 оборудована тампером на внешней стороне корпуса, а также имеет внутреннюю кнопку.

Кроме того, в корпусе модели PST02-B установлен переключатель чувствительности датчика движения и двойной микропереключатель для выбора некоторых параметров режима работы. Дальность работы датчика движения заявлена на уровне 15 метров.

В серии PAT02 также есть внешний тампер, используемый и для включения в сеть, а в модификациях A и C также присутствует небольшой, но достаточно громкий, встроенный звуковой излучатель и красный светодиод.

Сенсор протечки представляет собой проводной блок с парой металлических контактов, которые необходимо разместить в непосредственной близости к полу.

Длина кабеля датчика составляет полтора метра. Это позволяет удобно разместить устройство и обеспечить более точные показания встроенных сенсоров температуры и влажности.

Питание всех датчиков осуществляется от батарей формата CR123A. По информации производителя, ее хватает на несколько лет.

Все модели основаны на 500-й серии чипов Z-Wave, поддерживают шифрование и Z-Wave Plus. Дальность работы заявлена на уровне 100 метров на открытом пространстве и до 40 метров в помещении.

Датчик PST02-B представляется контроллеру в виде четырех устройств: дверь/окно, тампер, температура и освещенность. Отметим, что освещенность в серии PST02 сообщается в процентах, что может потребовать настройки в требуемых алгоритмах работы. При срабатывании датчика движения, в корпусе сенсора загорается красный индикаторный светодиод.

PST02-C вместо датчика движения имеет встроенный геркон и может выступать в роли сенсора открытия окна или двери. Расстояние срабатывания составляет около одного сантиметра. Также в нем есть тампер, температура и освещенность. В настройках серии PST02 можно выбрать интервалы отправки информации с датчиков или включить дифференциальный алгоритм отчетности, а также реализовать режим управления светом с учетом текущей освещенности.

С программным обеспечением контроллера Z-Way данные сенсоры работали корректно. Не очень понятным остался алгоритм работы кнопок взлома.

PAT02-C представляется контроллеру двумя устройствами — собственно датчиком протечки и датчиком взлома (демонтажа). Данная серия имеет около дюжины пользовательских параметров, которые в основном касаются способов отправки сообщений контроллеру о состоянии сенсоров. В частности можно выбрать интервал отправки информации или установить порог для изменений, выход за которых также приведет к передаче новых значений. В случае сенсора модели PAT02-C, который работает только как датчик протечки, можно ничего не менять. При работе с Z-Way датчик протечки работал корректно. А вот изменений состояния датчика взлома, как и с серией PST02, система не показывала.

Заключение

Сегодня многие компании, в частности известные в сегменте компьютерного оборудования и мобильных устройств, предлагают собственные уникальные решения для создания систем автоматизации в своих экосистемах. С одной стороны, это позволяет вам относительно легко начать реализацию проекта и получить гарантированно совместимые компоненты. С другой стороны, такой вариант может иметь ограничения по набору доступных датчиков и исполнительных устройств, обязательную привязку к облачным сервисам производителя и жестко заданные алгоритмы взаимодействия элементов системы.

Системы домашней автоматизации на базе протокола Z-Wave лишены этих недостатков — на рынке есть множество игроков, предлагающих решения для любых сценариев, наличие собственного контроллера не требует постоянного доступа к интернету, а гибкие возможности программирования помогут реализовать требуемые схемы работы устройств. В минусах отметим относительно высокую стоимость фирменных контроллеров популярных брендов. С другой стороны, плата Z-Wave.Me RaZberry 2 стоит менее $100, микрокомпьютер Raspberry Pi также сложно назвать дорогим устройством. А при наличии опыта программирования решение Z-Way можно считать даже более гибким, чем распространенные продукты Fibaro или Zipato. Вопросы доступности датчиков и исполнительных устройств можно решить использованием продуктов менее раскрученных брендов, вроде рассмотренных в этой статье решений Aeotec и Philio. Правда, надо отметить, что не все с ними проходит гладко, как было с монобрендовыми системами, но в целом к их возможностям, качеству изготовления и стабильности работы существенных замечаний у нас нет.

Благодарим специалистов компании Z-Wave.me за помощь при подготовке статьи