Автоматизация загородного дома

October 11, 2021

Здравствуйте друзья!

Сегодня мы хотим рассказать о том, как автоматизируем загородный дом площадью 370 кв.м.

Текущий статус проекта

На данный момент автоматизировано 2 этажа, цокольный этаж в процессе строительства.

Первый этаж:

• 6 комбинированных датчиков (температура, влажность, СО2, движения, ИК, уровень звука):
  • Во всех помещениях контролируется температура, влажность, уровень СО2;
  • В двух комнатах реализовано управление кондиционером;
  • В трех помещениях реализовано автоматическое управление светом;
  • В двух помещениях реализовано автоматическое управление заслонками вентиляции;
  • Все датчики движения подключены к охранной системе.
• 18 групп освещения:
  • Весь свет отключается автоматически по сценарию “Уход из дома”.
• 21 розеточная группа:
  • Все розетки отключаются автоматически по сценарию “Уход из дома”;
  • Часть розеток отключается автоматически при переходе на резервное питание;
  • Постоянные потребители (холодильник, духовой шкаф, плита и т.п.) работают постоянно;
• 4 диммируемые группы светодиодного освещения:
  • Отключаются автоматически по сценарию “Уход из дома”.
• 1 контроллер умной лестницы:
  • Фоновая подсветка включается автоматически от заката до рассвета;
  • Реализовано плавное поочередное включение ступеней при активации с ультразвукового датчика в начале или конце лестницы.
• 4 заслонки вентиляции:
  • Заслонки автоматически открываются или закрываются в соответствии с заданным уровнем СО2.
• 5 датчиков температуры теплого пола:
  • В каждой зоне теплого пола имеется датчик температуры;
• 9 сервоприводов для коллектора теплого пола;
  • Требуемая температура поддерживается автоматически по датчикам теплого пола.
• 6 сервоприводов для радиаторов отопления:
  • Требуемая температура поддерживается автоматически по комбинированным датчикам.
• 5 штор:
  • Открываются либо в заданное время, либо по команде “Доброе утро”, либо по команде открытия в нужной комнате;
  • Закрываются автоматически с закатом либо по команде “Спокойной ночи”, либо по команде закрытия в нужной комнате.
• 1 модуль контроля за протечками;
• 1 камера видеонаблюдения;
• 1 колонка с Airplay;
• 24 группы мониторинга энергопотребления.

Второй этаж:

• 6 комбинированных датчиков (температура, влажность, СО2, движения, ИК, уровень звука):
  • Во всех помещениях контролируется температура, влажность, уровень СО2;
  • В трех комнатах реализовано управление кондиционером;
  • В двух помещениях реализовано автоматическое управление светом;
  • В четырех помещениях реализовано автоматическое управление заслонками вентиляции;
  • Все датчики движения подключены к охранной системе.
• 12 групп освещения:
  • Весь свет отключается автоматически по сценарию “Уход из дома”.
• 15 розеточных групп:
  • Все розетки отключаются автоматически по сценарию “Уход из дома”;
  • Часть розеток отключается автоматически при переходе на резервное питание;
• 1 зеркало с подогревом:
  • Включается автоматически при повышении влажности.
• 2 диммируемые группы светодиодного освещения:
  • Отключаются автоматически по сценарию “Уход из дома”.
• 8 заслонок вентиляции:
  • Заслонки автоматически открываются или закрываются в соответствии с заданным уровнем СО2.
• 1 датчик температуры теплого пола:
  • В каждой зоне теплого пола имеется датчик температуры;
• 1 сервопривод для коллектора теплого пола;
  • Требуемая температура поддерживается автоматически по датчикам теплого пола.
• 5 сервоприводов для радиаторов отопления:
  • Требуемая температура поддерживается автоматически по комбинированным датчикам.
• 5 штор:
  • Открываются либо в заданное время, либо по команде “Доброе утро”, либо по команде открытия в нужной комнате;
  • Закрываются автоматически с закатом либо по команде “Спокойной ночи”, либо по команде закрытия в нужной комнате.
• 1 модуль контроля за протечками;
• 1 колонка с Airplay;
• 18 групп мониторинга энергопотребления.

Улица:

• Управление гаражными воротами;
• Управление въездными воротами;
• Управление калиткой;
• Видеодомофон;
• 6 камер видеонаблюдения.

В каждой зоне имеется модуль климат контроля, в котором задаются требуемые параметры температуры воздуха (как для обогрева, так и для кондиционирования), теплого пола, уровня СО2 и все правила автоматически поддерживают эти параметры. Управление освещением, шторами, воротами реализовано через голосовые помощники Siri и Алиса.

Вступление

Техническое задание от заказчика поступило после того, как был выполнен дизайн проект и черновая схема электрики. Это стало причиной появления некоторых сложностей в ходе проекта в виде согласования с заказчиком и дизайнером корректировок к готовым чертежам. То есть проектирование умного дома оптимальнее всего начать с создания дизайн-проекта, чтобы сразу учесть все пожелания заказчика и отразить это в дизайне.

Само техническое задание было таким:

• Управление светом в доме;
• Управление светом дворовой территории;
• Управление розетками;
• Управление вентиляцией;
• Управление кондиционированием;
• Управление шторами;
• Мониторинг температуры и влажности;
• Мониторинг температуры теплого пола;
• Мониторинг СО2;
• Управление коллекторными шкафами;
• Защита от протечек;
• Видеонаблюдение всего периметра дома;
• Управление гаражными воротами;
• Управление воротами для въезда на участок;
• Управление входной калиткой (удаленное открытие и общение с посетителем);
• Аудиоколонки с Airplay в ванных комнатах;
• Голосовое управление;
• Управление подсветкой лестницы;
• Датчики дыма и датчики разбития стекла;
• Система автополива газона;
• Мониторинг энергопотребления;
• Мониторинг показаний расхода газа;

В первую очередь хотим отметить, что желанием заказчика было использовать проводную систему (лишь некоторые модули являются беспроводными).
Чтобы не тянуть километры проводов с каждого этажа было решено сделать щитовые на каждом этаже (забегая вперед, скажем, что проводов все равно получилось много).

Щитовые не полностью приведены в подобающий вид, т.к. еще будут изменения (спрятаны лишние провода, добавлены блоки питания для светодиодных лент, свитчи и т.д.). Силовая часть размещена в отдельном шкафу рядом со слаботочным.

Рис. Щитовая первого этажа

Рис. Щитовая второго этажа

Рис. Щитовая цокольного этажа

В каждой щитовой установлен контроллер Wiren Board 6 с драйвером BARY, который упрощает первоначальную настройку (скоро об этом будет написана подробная статья). Оптимальным решением было установить свой контроллер на каждом этаже, т.к. устройств используется очень много, и если их всех подключить к одному контроллеру, то могли быть заметные задержки при работе с устройствами. А в щитовой первого этажа установлен контроллер BARY, управляющий всеми системами. Каждая щитовая работает от блока питания Mean Well DRC-100A с подключенным к нему аккумулятором на 9Ач. Сам блок питания не габаритный и сильно выступает по глубине, поэтому размещение его на DIN-рейке невозможно (декоративная крышка щитка не закроется).

Рис. Блок питания с возможностью подключения аккумулятора

Управление светом

В качестве модулей управления светом были выбраны WB-MR6C v.2, WB-MR6LV/S, а также WB-MR6C. Все модули закупались в разное время, поэтому они отличаются, но функционально идентичны.

Актуальными модулями такого формата являются WB-MR6C v.2. Они держат гораздо больший пусковой ток - 80А (против 10А/16А у старых версий), а также сама нагрузка может достигать 16А (7А/10А у старых версий).

Рис. Модули управления светом. Выключатели подключаются к нижним контактам, нагрузка подключается к верхним контактам

Особенностью монтажа данных модулей является то, что провода и от источника света, и от выключателя идут в щитовую, соответственно при готовом ремонте со стандартной проводкой модуль установить не удастся (у нас будет отдельная статья о другом объекте со стандартной проводкой). Для выключателей использовали обычную витую пару, поэтому все проходные выключатели подключены к тем же выводам на релейном модуле, что и основные выключатели.

Освещение фасада и дворовой территории использует те же модули, что установлены в цокольном этаже.

При уходе из дома весь свет в доме будет автоматически отключен. А при длительном отсутствии хозяев будет активирован сценарий “Имитация присутствия”.

Всего модулей такого типа было использовано 11 штук (3 на втором этаже, 3 на первом этаже, 5 в цокольном этаже), к каждому модулю подключено 6 групп света.

Управление розетками

В качестве модулей управления розетками были выбраны WB-MRWL3. По заявлению производителя модуль справится с нагрузкой до 20А, чего хватит с запасом.

Рис. Модули управления розетками

Особенностью монтажа данных модулей в том, что провода от каждой управляемой розетки идут в щитовую.

Мы не стали подключать каждую розетку к этим модулям, а лишь каждую комнату. Также стационарные приборы типа холодильника, электроплиты, посудомоечной машины и т.п. к модулям не подключены.

Эти же модули управляют и розетками дворовой территории.

При уходе из дома почти все розетки автоматически отключаются.

Всего модулей такого типа было использовано 17 штук.

Управление вентиляцией

В каждой комнате есть как приточная, так и вытяжная вентиляция. И та и другая регулируется с помощью заслонок с электроприводом RWE05-24P.

Рис. Модуль управления заслонкой вентиляции

Питание заслонки - 24В, а управляется она с помощью сигнала 0-10В, который обеспечивает модуль WB-MAO4.

Рис. Модули управления электроприводами заслонок

Управляя сигналом от 0 до 10В, можно задать положение заслонки от 0 до 100%. Если в помещении нет людей, а показатели СО2 в пределах нормы, то заслонки будут автоматически закрываться. А при наличии людей, степень открытости заслонок будет зависеть от уровня СО2 в помещении.

Управление кондиционированием

В каждой комнате установлен канальный кондиционер, управление которым будет осуществляться через WB-MSW v.3 с установленным ИК-передатчиком.

Рис. Канальный кондиционер

Управление шторами

Всего в доме 13 окон, 11 из них с раздвижными шторами и 2 с римскими. Для раздвижных штор используется карниз Aqara с мотором Aqara Curtain Controller.

Это беспроводное устройство, работающее на Zigbee. Тут мы могли использовать обычный мотор и управлять им с помощью WBIO-DO-R10R-4, но не стали, т.к. это позволило сэкономить кучу проводов, иначе каждый привод шторы пришлось бы тянуть до щитовой.

Все шторы в доме автоматически закрываются с закатом солнца (данные берутся из провайдера погоды), открываются также автоматически в соответствии с предпочтениями того, кто живет в данной комнате. В основном это сценарий “Доброе утро” - в каждой комнате он может быть свой.

Мониторинг погоды в доме

В каждой комнате установлен комбинированный датчик WB-MSW v.3 в различной конфигурации.

Рис. Комбинированный датчик

Каждый включает в себя датчик температуры и влажности, освещенности, звука, движения и ИК-передатчик. Всего их 10 штук.

В избранных комнатах, помимо вышеперечисленных, также установлены 8 датчиков с СО2 и качеством воздуха.

Для мониторинга температуры теплых полов используются датчики 1-wire DS18B20, подключенные к преобразователю WB-M1W2, а уже он витой парой подключен к щитовой. Всего таких датчиков (и преобразователей) 21 штука - для каждого контура отопления. Сами контуры отопления разбиты на комнаты, т.е. температуру можно мониторить (и управлять, но об этом далее) в каждой комнате.

В ванных комнатах дополнительно установлены датчики движения в зоне душевой (чтобы не оказаться в мертвой зоне основного датчика и не остаться без света во время водных процедур), подключенные к WBIO-DI-WD-14 по витой паре.

На основе показаний с этих датчиков автоматически управляется вентиляция, кондиционирование, отопление, управление светом (ванные комнаты, гардеробные и проходные помещения).

Управление погодой в доме

На каждом этаже установлен коллекторный шкаф. До каждого радиатора или теплого пола идет отдельный контур.

Рис. Коллекторный шкаф

Каждый контур управляется сервоприводом Valtec VT.TE3043, а он в свою очередь контроллируется WBIO-DO-R10R-4.
Модуль WBIO-DO-R10R-4 является избыточным для данного сервопривода, т.к. изначально планировались другие сервоприводы. Можно использовать WBIO-DO-R10A-8 или WBIO-DO-R1G-16

Рис. Модули управления сервоприводами

Всего сервоприводов в доме 40 штук.

Неиспользуемые помещения автоматически переходят в состояние энергосбережения, статус комнаты меняется одним кликом в программе или голосовой командой.

Защита от протечек

На каждом этаже установлен модуль учета водопотребления и контроля протечек WB-MWAC, к которому подключены датчики НЕПТУН SW 005 и краны NEPTUN PROFI 12В 1/2

Рис. Модуль контроля протечек

Рис. Краны с электроприводом

На каждом этаже датчики протечек подключены к своему модулю, а сами краны находятся в цокольном этаже.

При обнаружении протечек автоматически перекрывается этаж, на котором обнаружена протечка.

Видеонаблюдение

По всему периметру дома установлены камеры Reolink RLC-510A (5 штук), а над главным входом установлена камера с поворотным механизмом Reolink RLC-423, все они питаются по PoE от видеорегистратора Reolink RLN8-410.

Рис. Камера видеонаблюдения

Рис. Видеорегистратор

У всех камер есть функция обнаружения движения, на которое можно настроить любое правило.

Управление воротами и калиткой

В качестве электропривода гаражных ворот был установлен Levigato LG-600F, схема которого предполагает подключение внешней кнопки к контакту step-by-step. Это значит, что с одной кнопки ворота как открываются, так и закрываются, а сами действия чередуются. Нам такая схема показалась не очень удобной, поэтому мы разобрали один из пультов (у него для открытия и закрытия используются разные кнопки) и подключили его кнопки к реле WBIO-DO-SSR-8.

Для въездных ворот был выбран привод 8K01MP-021, который обеспечивает открытие и закрытие отдельными кнопками, поэтому мы также подключили его к реле WBIO-DO-SSR-8.

На калитке установлена вызывная панель BAS-IP AV-08FB, которая подключена к монитору BAS-IP AT-10 и нашему контроллеру, что позволило нам получать уведомления о звонке и возможность открытия калитки из нашего приложения.

Аудиоколонки с Airplay;

В каждой ванной комнате и еще в паре помещений в потолке установлены колонки Lumiaudio WSP-6 с функцией Airplay. Всего их 5 штук.

Рис. Аудиоколонка в ванной

Голосовое управление

Голосовое управление осуществляется с помощью Siri и Алисы. Почти в каждой комнате установлена Яндекс.Станция Мини.

Управление подсветкой лестницы

Для подсветки лестницы был разработан наш собственный контроллер, работающий со светодиодными лентами на адресных светодиодах. Это значит, что можно управлять яркостью и цветом каждого отдельного светодиода. На практике это выглядит так - вы подходите к лестнице, и на ней плавно начинают загораться ступени одна за другой. Датчики присутствия находятся в начале и конце лестницы, поэтому загораться она начинает с той стороны, с которой вы подошли. Если подойти с обеих сторон, то загорается с обеих сторон к центру. Также можно настроить фоновую подсветку, которая активна всегда в темное время.

Датчики безопасности

В качестве датчиков безопасности используются Ajax GlassProtect и Ajax FireProtect Plus, подключенные через Ajax uartBridge к нашему хабу.

Мониторинг энергопотребления

В каждой щитовой установлены модули WB-MAP12H / WB-MAP6S.

Рис. Модуль многоканального учета электроэнергии

Учет энергопотребления может учитываться минимально по каждой комнате, а где-то и по отдельным розеткам.

P.S. Как только объект будет сдан в эксплуатацию, мы напишем более подробно о настройке всех сценариев работы в приложении BARY.

Смета проекта. Цены указаны от производителей. Цены на работы не указывали намеренно, т.к. в каждом регионе они могут отличаться.