Подбор оборудования Wirenboard и проектирование системы

Статья обновлена в июне 2024 года, добавлены некоторые мысли и некоторое новое оборудование.

Если вы впервые на моём сайте, то я занимаюсь проектированием электрики, слаботочных систем и систем Умный Дом для квартир и загородных домов, а также всеми сопутствующими этому работами. И пишу статьи про то, как построить себе дом по уму. Другие мои статьи по оборудованию Wirenboard можно найти по этой ссылке. Мои услуги и стоимость проектирования можно посмотреть на странице Услуги и цены.

---

Расскажу немного о том, как проектировать систему Умный Дом на оборудовании Wirenboard. Как и с любой другой системой Умного Дома, тут множество тонкостей и в подборе оборудования, и в распределении модулей, и в прокладывании кабелей. Умный Дом — всегда на стыке электрики, автоматики и программного обеспечения, так что для грамотного проектирования системы надо ориентироваться во всех этих разделах знаний.

Если у вас ещё остались сомнения в выборе системы Умного Дома, то можно почитать мои мысли на эту тему в статье Сравнение систем Умного Дома. На российском рынке Wirenboard, я считаю, самая открытая и хорошо документированная система, к тому же, достаточно недорогая и с широчайшими возможностями. Но я её использую в проектах только тогда, когда заказчик сам просит делать систему именно на Wirenboard, так как в настройке и использовании она не так проста, как хотелось бы. Это не такая система, которую включил, расставил в интерфейсе нужные галочки, и она заработала. Для настройки системы желательно иметь опыт работы с linux (поскольку контроллер Wirenboard работает на Debian), не бояться покопаться в документации и почитать форум техподдержки. Ну и многие проблемы в процессе наладке могут быть связаны с ошибками при установке оборудования (как, впрочем, и во всех системах Умного Дома), в этой статье я постараюсь от них предостеречь.

Про настройку системы от первого включения до распределения элементов управления в web интерфейсе можно почитать в этой статье (она немного устарела, но основные понятия и порядок работы актуальные).

В системе Wirenboard есть контроллер, подключаемые напрямую к нему модули ввода-вывода и модули, подключаемые по Modbus RS485. А также внешние интеграции: Modbus, z-wave, zigbee, opentherm, даже KNX.

Пройдёмся по всем важным моментам, о которых надо подумать при проектировании системы, то есть, составлении плана монтажа кабелей и схемы сборки электрощита.

Центральная или распределённая система

Первый вопрос — как распределим по помещениям основное оборудование. Основное оборудование — это не датчики, а то, что ставится на DIN-рейку: контроллер и модули расширения. Самый надёжный вариант — сделать один большой щит с контроллером и всеми необходимыми модулями, а от него развести кабели на все потребители, выключатели и датчики. То есть, кабели на все светильники, на все выключатели, на исполнительные устройства — все от одного центрального щита. Даже для 2-3 комнатной квартиры щит получится минимум на 120 мест, не ориентируйтесь на щиты меньшего размера. Это, например, ABB CA25VZRU (ширина 550мм, высота 800мм, глубина 160мм). А скорее будет CA26-CA28 (высота 950-1250мм), особенно если в щите нужно разместить блок питания светодиодных лент или питание квартиры 3-фазное (требует больше места в щите, чем при однофазном питании).

Система позволяет сделать несколько щитов, распределённых по дому. Например, отдельный щит на каждый этаж, отдельный щит в другую постройку (гараж, баня). Это удобно и экономит кабель, но не всегда для щитов на каждом этаже можно найти место, тем более, что реле при работе щёлкают, что может быть хорошо слышно по ночам в тишине.

Если говорить о квартире или доме площадью меньше 200 квадратных метров без отдельных построек, то делать дополнительные щиты не имеет смысла. Экономия кабеля при нескольких щитах сойдёт на нет из-за необходимости ставить другие щиты и выделять для них места. И если всё расположить в одном месте, будет удобнее обслуживать систему.

В загородном доме можно поставить отдельный щиток управления системой отопления (приводами коллекторов + контроль протечки воды) в котельной, это сэкономит место в основном щите и не надо будет тянуть много кабелей от щита до коллектора, вот это как раз может быть оправдано.

Впрочем, это только моя общая рекомендация. Система позволяет распределять модули по большой площади благодаря расширению системы через Ethernet.

Максимальная рекомендованная длина шины RS485, на которой работают модули и датчики Wirenboard, составляет 1200 метров, у контроллера две шины плюс возможность создания дополнительных шин RS485.

Модули ввода-вывода (модель начинается с WBIO)

К контроллеру справа можно пристыковать до 8 модулей ввода-вывода, это специальные модули с разъёмами справа и слева. Каталог этих модулей здесь: https://wirenboard.com/ru/catalog/wb-extensions/

Первый модуль — WBIO-DI-WD-14, это 14 дискретных вводов, на них можно подключать датчики движения, герконы, сценарные выключатели (то есть, управляющие не конкретной лампочкой, а запускающие сценарий), выключатели для штор. Почему не выключатели для света — напишу ниже. Таких модулей может быть пристыковано к контроллеру до 4-х, это даёт нам 56 дискретных входов. Обычно в квартирах до 120 метров хватает одного модуля, но это зависит от количества выключателей для штор и количества желаемых сценариев.

Другой важный модуль — WBIO-DO-R10R-4, он управляет 4-мя электроприводами штор. Или моторизированным экраном. Управление возможно как фазное, так и сухим контактом.

На самом деле, в этом модуле не 4, а 8 реле. На каждом выходе по два: одно отвечает за направление движения шторы (то есть, соединится с L контакт NO или NC), второе отвечает за то, что питание вообще поступает на выход. То есть, ситуация, при которой управление идёт и на NO, и на NC, исключена, а движение шторы может быть остановлено в любой момент.

Можно управлять шторами не фазным способом, а по RS485, тогда модуль не нужен, но нужно, чтобы приводы штор поддерживали работу по RS485 и желательно в системе Wirenboard был готовый драйвер для этих приводов.

Список оборудования (в том числе приводов штор), для которых в Wirenboard есть готовый драйвер, здесь: https://wirenboard.com/wiki/Supported_deviceshttps://wirenboard.com/wiki/Supported_devices

Модуль WBIO-DO-R1G-16 — это 16 управляемых групп, каждая до 1 ампера. На него можно подключать приводы отопления, сигнальные лампы, внешние реле и контакторы.

Не надо подключать на этот модуль освещение или моторы! Может казаться, что 1 ампер 230 вольт — это 230 ватт, а вы подключаете мелкую группу света мощностью 20-30 ватт, но пусковой ток этой группы света запросто может привести к залипанию реле. Так что для света (а также моторов и блоков питания) такие реле не используем, разве что для мелких сигнальных ламп.

Модуль WBIO-DO-R10A-8 имеет 8 реле, у каждого свой собственный вход. То есть, каждый выход может коммутировать что-то своё: 230 вольт, 12 вольта, 24 вольта, сухой контакт. Ток на каждое реле до 7 ампер, большие пусковые токи недопустимы. Подходит для тёплых полов мощностью до 1400 ватт, для простых вытяжек санузлов, для управления контакторами.

Модули, пристыковываемые к контроллеру, работают быстрее и надёжнее, чем модули, подключенные по RS485, поэтому надо использовать их возможности максимально.

Но есть ограничение: к контроллеру подключаются максимум 8 модулей, из них до 4-х модулей входов и до 8 модулей выходов (то есть, реле). Кроме того, контроллер с приделанными к нему слева восемью модулями уже достаточно длинная штука, не во всякий щит влезет по ширине.

Управление освещением

Для подключения освещения используем модули WB-MR6C v.2 и WB-MR6C v.3. Это уже модули, подключаемые к контроллеру по Modbus, там ограничения по количеству — до 50 штук на каждую шину Modbus, которых у контроллера две. Реле в этих модулях достаточно мощные, можно подключать светильники, моторы и блоки питания с большим пусковым током.

Модуль WB-MR6C v.3 отличается наличием встроенного блока питания. То есть, при отключении блока питания контроллера или обрыве шины Modbus модуль будет продолжать работать. Для этого к нему нужно подключить ноль на клемму N.

А вот модуль v2, без клеммы N, он не будет работать при отключении 24-вольтового блока питания шины.

У обоих модулей входы реле объединены по 3, выход только нормально-разомкнутый. То есть, если реле управляют светом, то на каждые 3 реле должен стоять один автомат. А если нам нужен один сигнал сухой контакт, то придётся задействовать одно реле, а два других не будут использоваться, либо подключать внешние реле с полноценными НО и НЗ контактами.

Также есть диммер светодиодных ламп на 3 канала WB-MDM3 и модуль управления светодиодными лентами WB-MRGBW-D (RGBW лента либо 4 одноцветных ленты либо RGB + одноцветная). У диммера также всего один вход на три выхода, так что все три диммируемые группы будут на одном автомате.

Напомню, что диммер светильников (светодиодных или галогеновых) подаёт питание 230 вольт и управляет яркостью путём обрезания начала или конца синусоиды (статья про диммирование ламп), а диммер светодиодных лент управляет ими посредством ШИМ (что такое ШИМ). Светодиодные ленты с напряжением питания 12-24 вольта диммируются всегда, лампы накаливания и галогеновые тоже диммируются всегда, а вот светодиодные лампы нужно всегда покупать специальные диммируемые. Если на лампе нигде не написано, что она диммируемая (пишут dim или dimmable или бывает буква D в наименовании), то она не диммируемая, использовать с диммером её нельзя, даже если кажется, что её яркость регулируется — диммер через какое-то время сгорит просто.

По монтажу кабелей освещения всё просто — от групп света кабели в щит, от каждой группы отдельный кабель. На свет это обычно ВВГнг(А)-LS 3х1.5 либо более тонкий на усмотрение монтажников. На светодиодные ленты при расположении блока питания в щите ведём кабель сообразно с его длиной и током потребления ленты (подробнее можно читать здесь).

Подключение выключателей

Для управления системой подходят обычные клавиши любого производителя. Как и для всех систем Умного Дома, удобнее использовать импульсные выключатели, которые отжимаются обратно после отпускания, но можно и обычные. Подключать выключатели удобнее всего витой парой. Для выключателей экран и категория витой пары не важны, я обычно использую витую пару 5-й категории. Витую пару используйте медную, а не омеднённую (CU, а не CCA), так как совсем дешёвая будет обламываться при подключении к выключателю. 8 жил, диаметр жилы (не сечение) 0.51-0.52мм.

Теоретически на один кабель UTP можно подключить до 7 клавиш: одну жилу подключаем на контакт ignd модуля, остальные жилы подключаем на клавиши. Но чтобы предусмотреть возможность увеличения количества клавиш или установки рядом датчика или проблемы с какой-то из жил, лучше перестраховаться и монтировать одну витую пару на 5 клавиш. На блок 6 клавиш — уже два кабеля. Зачем? Во-первых, количество клавиш может увеличиться. Во-вторых, вы можете захотеть добавить у выключателя датчик температуры 1-wire или какой-то ещё датчик на шине Modbus. В-третьих, жила может очень неудачно обломаться прямо у выхода из стены или оказаться перебитой где-то по пути от щита.

ignd на модулях — это не минус питания модулей, они развязаны внутри модуля для помехозащиты. Поэтому общие жилы от всех выключателей подключаем именно на эти контакты ignd, в идеале поставить отдельный клеммник для ignd каждого модуля.

Самое интересное в том, что в модуле в режиме «по умолчанию» выходы работают напрямую от входов. То есть, можно в щите поставить один-единственный модуль, без контроллера и шины, подключать на выход свет, на вход выключатели, и свет будет работать по выключателям. За счёт этого обеспечивается недёжность управления светом и работа света без задержки. Вход номер 0 выключает все реле модуля.

Подробно про возможности взаимодействия входов и выходов, настройку типа выключателей и работу с mapping-матрицей я написал в этой статье.

Если требуется с какой-то клавиши выключать весь свет, то лучше завести на вход WBIO-DI-WD-14 и написать соответствующий скрипт. Либо завести на вход номер 0, но объединить клеммы iGND всех модулей входво между собой.

Можно для надёжности для выключателей использовать экранированную витую пару FTP 5E, а не UTP 5E. Для небольших объектов, если соблюдать правила монтажа слаботочных кабелей, необходимости в этом нет.

У модулей диммирования WB-MDM3 и управления светодиодными лентами WB-LED также есть входы для прямого управления выходами.

А можно поменять логику управления в любом модуле, тогда выходы напрямую от входов работать перестанут.

Для тех, кто не любит витую пару или хочет предусмотреть возможность в будущем перейти на обычную схему управления светом с замыканием выключателем 230 вольт, могу предложить монтировать к ним сигнальный кабель типа МКШнг, КГВВнг, КВВГнг. Сечение 0.5 или 0.75 мм², количество жил по количеству клавиш + 1. По витой паре передавать 220 вольт нельзя, она на это не рассчитана!

С аббревиатурами кабелей вообще большая путаница, на разных сайтах я вижу, что разные буквы расшифровываются по-разному, поэтому напишу касательно вышеуказанных кабелей:

МКШ — монтажный кабель в ПВХ изоляции. Подходит для стационарного монтажа, напряжение до 500 вольт, многожильный.

МКЭШ — то же самое, но с экраном, если мы хотим дополнительно защитить передаваемый сигнал от наводок. Выключатели защищать от наводок смысла мало.

КГВВ — кабель контрольный гибкий в ПВХ изоляции. Тоже подходит для стационарного монтажа и высоких напряжений. Многожильный.

КВВГ — кабель контрольный в ПВХ изоляции, моножильный. Тоже подходит для высоких напряжений и стационарного монтажа.

На практике для наших задач разницы между этими кабелями значительной я не вижу, моножильный или многожильный — кому как удобнее. Для подключения многожильных кабелей следует использовать наконечники-гильзы (НШВИ), зато многожильный кабель более гибкий и удобный в монтаже, но не всегда. Срок службы разных кабелей лучше смотреть у конкретного кабеля конкретного производителя при приобретении. При специальном использовании (очень низкие или высокие температуры, уличный монтаж и так далее) тоже надо уточнять характеристики каждого кабеля.

Подключение электроштор

У штор может быть три способа управления:

• Фазное. Подали 230 вольт на один контакт шторы — открывается, подали на другой — закрывается.
• Сухим контактом. 230 вольт питания надо подавать постоянно, управляем замыканием жил витой пары.
• По RS485 Modbus. Самый удобный, потому что позволяет управлять шторой ещё и с пульта, при этом состояние шторы будет передаваться на контроллер.

В первом случае (самый простой) монтируем на каждую штору кабель КГВВнг(А)-LS 4х0.75: фаза на открывание, фаза на закрывание, нейтраль, заземление карниза.

Во втором случае монтируем кабель питания (можно 3х0.75, мощность там маленькая) параллельно через все приводы и витую пару, отдельную на каждый привод.

В третьем случае также кабель питания на все приводы и витую пару FTP 5E, одну на все приводы шлейфом.

Самый универсальный вариант — 5-жильный кабель и витую пару на каждый привод от щита, но лучше, всё-таки, заранее подобрать способ управления. Фазный — самый простой. RS485 сэкономит кабель, но потребует использования совместимых приводов. Зато управление по RS485 не требует никакого модуля в щите, не нужны реле, задействована только шина RS485.

Моторизированный экран кинотеатра представляет собой такой же мотор, как в рулонной шторе, нужно выбирать мотор с возможностью управления с выключателя, тогда тот же кабель 5х0.75 нам подойдёт. У некоторых приводов экранов есть вход 12 вольт для управления с ресивера, при подаче 12 вольт он опускается, для этого сигнала вместе с питанием также хватит кабеля 5х0.75. Для обеспечения всех возможностей управления при проектировании домашнего кинотеатра проложите витую пару от экрана до проектора и до ресивера, чтобы можно было передавать все возможные сигналы управления.

Мощные электроприборы и розетки

Для управления средней по мощности группой розеток (до 4500 ватт) подойдёт модуль WB-MRWL3. Если нагрузка может быть большой, то используем более мощный модуль WB-MRWL3, у него три реле, мощность каждого до 4500Вт. Для подключения таких приборов как утюг, духовка или бойлер надо использовать именно его.

У модуля также есть входы для подключения выключателей, которые смогут напрямую управлять выходами.

Для управления трёхфазными электроприборами, приборами мощностью более 4500Вт или группами приборов (например, всеми розетками квартиры) мы используем любой релейный модуль Wirenboard и отдельный контактор соответствующей нагрузке мощности, например, рекомендуемые мной ABB EN40-40N-06. Цифра после EN означает ток на каждый полюс контактора, а 06 в конце означает, что напряжение катушки 230 вольт. Есть контакторы этой же серии с током на каждый полюс 63 ампера, есть с напряжением катушки 24 вольта (цифры -01 в конце модели). Ручка на контакторе позволяет управлять нагрузкой вручную. Есть у ABB аналогичная линейка контакторов без ручки, немного дешевле (ESB).

Электрический тёплый пол

Вот это сложная штука в плане прокладки проводов и подготовки. Как и во всех системах, у нас есть два варианта:

1. Ставим обычные классические термостаты тёплого пола с датчиками температуры пола, тянем от них силовой кабель в щит, а в щите этот кабель подключаем через реле, чтобы можно было включать и выключать нагрев тёплого пола с контроллера. При этом нельзя будет регулировать температуру пола с контроллера, но в случае с электрическим тёплым полом в квартире это нужно далеко не всегда, обычно один раз выставляют и больше не трогают.
2. Делаем всё через контроллер. Питание греющего мата напрямую в щит на реле, датчик температуры пола отдельным кабелем в щит на контроллер.

Первый вариант по подготовке не отличается от привычного, с ним проблем нет. Со вторым сложнее. Я считаю, что вполне можно соединить кабель от греющего мата с силовым кабелем от щита гильзой и залить в стяжку пола, оставив соединение необслуживаемым. Заранее проверив, конечно, сопротивление пола, замерив его со стороны щита, а заодно и проверив нагрев пола. Если есть желание сделать соединение пола и кабеля обслуживаемым, то либо ставим отдельный подрозетник, закрытый заглушкой, в котором будет соединение кабелей (можно его спрятать за ванну или за стиралку), либо делаем это соединение за розеткой, поставив для неё монтажную коробку глубиной 80мм, чтобы поместился и механизм розетки, и клеммник для тёплого пола.

В качестве датчика температуры пола используем датчик 1-wire.

Он опускается в пол так же, как и датчик от обычного термостата тёплого пола, но датчики разные! У обычного термостата датчик резистивный, а этот цифровой. Датчики 1-wire подключаются тремя жилами (data, gnd, +5 вольт), кабель — экранированная витая пара 5-й или выше категории.

Закладывая трубку для датчика температуры пола, позаботьтесь о тех, кто будет ставить датчик, заложите не гофру, а гладкостенную гибкую трубку, без изломов и резкого изгиба!

Датчики 1-wire подключаются непосредственно к контроллеру Wirenboard, на нём два порта этого типа. На каждый порт подключается до 20 датчиков, но шина 1-wire достаточно чувствительна к помехам, датчик может пропадать из системы, если просто прислонить к нему силовой кабель 230 вольт самой маленькой мощности, много раз это наблюдал. Так что шину 1-wire прокладываем аккуратно: держим расстояние от силовых кабелей.

Датчик пола должен быть заменяемым, так что где-то поближе к полу размещаем подрозетник, в него приводим трубку для датчика из пола и кабель FTP от щита, соединяем клеммником или скотч-локами.

Если вы не доверяете 1-wire или не уверены, что помех на линии не будет, то есть замечательный элемент WB-M1W2.

Он подключается к шине modbus и служит для подключения двух датчиков 1-wire. Помещается в подрозетник. Так что можно либо сразу заложить туда шину modbus, либо оставить его установку как резервный вариант на случай проблемы с прямым подключением 1-wire.

Если у вас есть стена, у которой с двух сторон разные контуры тёплого пола, то можно поставить один такой элемент и проложить от него две трубки в два пола.

Есть ещё более продвинутый датчик WB-MS v.2, в нём находятся сенсоры температуры, влажности, освещенности, уровня VOC, два порта для датчиков 1-wire. Минус один — он некрасивый, на стену не поставить.

А габариты у него такие, что в подрозетник просто так не влезет, надо ставить подрозетник глубиной 80мм и класть в него датчик в глубину, тогда помещается. Зато мы получаем всё, что нужно для санузла: температуру, влажность, освещенность (детекция включения света), летучие органические соединения, датчики пола. Подрозетник закрываем заглушкой, можно в нём проделать несколько аккуратных отверстий для улучшения воздухообмена.

Но если ставим такой датчик, то высота у него должна быть не меньше 800мм, чтобы он корректно замерял температуру. То есть, трубку для датчика пола точно надо делать гладкой, чтобы можно было датчик опустить за провод на метр вниз, затем загнуть на 90 градусов и ещё 40-50 сантиметров от загиба.

Не надо в один подрозетник класть и датчик температуры, и клеммник подключения греющего кабеля, нужна дистанция, как минимум соседние подрозетники.

Либо есть другой вариант управления тёплым полом: термостаты с Modbus! Ставим термостат, как для тёплого пола или отопления, подключаем все термостаты отдельным кабелем FTP к контроллеру и получаем возможность локального управления.

К термостату подключается его собственный датчик температуры пола, также зачастую в нём есть сенсор температуры воздуха, оба эти значения можно передавать на контроллер, тогда не нужно будет ставить отдельный датчик температуры в помещении. Недорогой вариант термостата ищите на Aliexpress, они там от 3000 рублей, каких-то рекомендаций по моделям дать не могу.

Мини-реле WB-MRM2-mini

Это очень удобный модуль реле, который может быть помещён в подрозетник или куда-то ещё, занимая минимальное пространство.

Его размеры 52х22х20мм. У него два дискретных входа и два встроенных реле до 7 ампер 230 вольт. Для резистивной нагрузки это до 1600Вт, а для индуктивной или ёмкостной нагрузки с большими пусковыми токами (двигатели, блоки питания, светодиодные лампы) максимальная мощность100 Вт.

Радиаторы и коллекторы

Тут просто — от электрощита отдельные кабели 2х0.75 на каждый привод управления на радиаторе или на коллекторе.

Про установку приводов читайте здесь.

В щите для управления можно поставить модуль WBIO-DO-R1G-16, в котором 16 выходов по 1 амперу. Потребление привода обычно не больше 250мА, пусковых токов там нет.

Приводы удобнее использовать 230-вольтовые нормально-открытые. Если вы боитесь, что за батареей будет выходить из стены к приводу тонкий кабель с напряжением 230 вольт, который может перегрызть собака или перерезать ребёнок, то можно использовать приводы на 24 вольта. Если всё же 230 вольт, то ставим отдельное УЗО с током утечки 10мА, чтобы в случае чего сразу сработало.

Расскажу ещё про один модуль — это Wirenboard MR6CU v.2. Он отличается от MR6C v.2 более узким корпусом.

К нему можно подключать нагрузки до 16 ампер, пусковой ток до 80А, так что подойдёт и для света, и для розеток, и для вентиляторов. Но из-за более узкого корпуса у этого модуля нет входов, так что он не подойдёт для нагрузок, которыми хочется управлять напрямую с выключателей. Например, это отличный вариант для тёплых полов, приводов на коллекторе или радиаторах, вытяжек, полотенцесушителей, контакторов.

Краны и датчики протечки

За контроль протечки воды отвечает модуль WB-MWAC. Вот схема подключения:

У модуля 6 входов, 3 из которых настроены на работу с датчиками протечки, 3 с кнопками. Можно все 6 настроить как датчики протечки. Два реле для управления кранами — это могут быть две группы кранов (в группе горячая и холодная), работающие каждый от своих датчиков, могут быть отдельно горячая и холодная, будет возможность отдельного управления.

Краны перекрывания воды можно брать 230 вольт, а можно 12 или 24, как вам удобнее.

До датчиков протечки удобнее всего монтировать сигнальный кабель ES-04-022. Он тонкий и гибкий. Часто спрашивают, можно ли витую пару — можно, но она толще и жестче, это очень неудобно.

Для кранов монтируем 5х0.75, это самый универсальный вариант, независимо от того, какие краны. Краны могут быть Гидролок, Нептун, Аквасторож, ещё какие-то. Датчики протечки также могут быть разные: Gidrolock WSS и WSU, Нептун SW007, H2O Контакт, Риэлта ДЗ-12В.

Также в модуле есть снятие импульсов со счётчиков воды, от модуля до счетчика нужно проложить витую пару или ES-04. Счетчика к модулю подключается всего два. Лучше использовать один модуль на один ввод водоснабжения в квартиру, будет удобнее.

Универсальные датчики

Это датчики WB-MSW v.3 накладного монтажа, могут измерять кучу параметров, включая движение, подключаются шлейфом по modbus.

Габариты датчика 83х83х20мм.

При заказе датчика можно выбирать, какие сенсоры нам нужны:

Корпус датчиков можно красить в любой цвет. Нужно только разобрать его, вынув плату, остальное покрасить. Если вам не нужна детекция движения, можно покрасить и линзу.

В датчиках есть светодиодные индикаторы, зелёный и красный, можно их настраивать на разные события. Есть пищалка (зуммер).

При проектировании нужно выбрать места установки датчиков. Они не украшают стену, поэтому выбор места может быть сложным. Нужно учитывать следующее:

• Идеальная высота от 800 до 2000мм, там датчик лучше всего измерит температуру, влажность и CO2
• Если в помещении есть кондиционер, то ИК-передатчик в WB-MSW v.3 сможет им управлять, нужна прямая видимость
• Не располагаем датчик на стене, смежной с улицей, она может быть холоднее остальных
• Не размещаем датчик на стене, смежной с вентшахтой, она может быть холоднее остальных
• Не располагаем датчик за шторой или мебелью, за телевизором и или холодильником, около кондиционера, около нагревателя, около вентрешётки

Если совсем не готовы смириться с датчиком на стене, то ставим на потолке, но тогда показания температуры, влажности и СО2 будут немного не такими, как ощущает человек.

Вот у меня статья про внешний вид датчиков WB-MSW v.3, там я рассмотрел разные варианты установки.

Датчики в санузле обычно я проектирую на потолке. Потому что на плитке они совсем плохо смотрятся, а точные температура и влажность в санузле нам не нужны. Для того, чтобы система понимала, когда надо включить вытяжку санузла, показаний датчика на потолке вполне достаточно. Плюс, в санузле может быть полезен сенсор движения, его удобнее размещать на потолке, охват больше получается.

Датчики соединяем одним кабелем шины Modbus (про тип кабеля написано ниже). От контроллера на первый датчик, от первого на второй, от второго на третий, и так далее. Можно закольцевать шину и от последнего датчика привести кабель обратно в щит. Но не подключать — modbus по топологии «кольцо» не работает. Это будет резерв на случай того, что между какими-то двумя элементами будет разрыв, тогда мы сделаем из кольца две шины.

Если дом или квартира, где ставим систему, небольшие, то для универсальности можно заложить от щита отдельные кабели на каждый датчик, при таких небольших ответвлениях (до 20 метров) шина работает нормально. Либо можно соединить «зигзагом». Но лучше последовательно.

Кондиционеры

Управление кондиционерами, как в любой системе Умного Дома, возможно двумя способами: через ИК-команды и по modbus.

Для управления по Modbus нужно, чтобы он поддерживался кондиционером. Рекомендую использовать шлюзы на Modbus производителя Onokom (находятся в Санкт-Петербурге), у них есть шлюзы на большинство присутвующих на российском рынке моделей кондиционеров. Если у вас кондиционер с собственным «умным» управлением по Wi-Fi, то, скорее, всего через этот протокол подключить его к системе не удастся, так как протокол общения кондиционера со своим приложением для смартфона закрытый и зашифрованный.

Через ИК команды проще и универсальнее, надо только, чтобы у кондиционера был собственный инфракрасный пульт. Далее либо ставим датчик WB-MSW v.3 с ИК-передатчиком в прямой видимости от блока кондиционера, либо около самого блока (внутри корпуса или на нём сверху) ставим специальный модуль WB-MIR с выносным ИК-передатчиком.

В любом случае до каждого внутреннего блока кондиционера надо протянуть кабель FTP 5E шлейфом, на который можно будет подключить модуль ИК-передатчика либо сам кондиционер с modbus.

Если в комнате, в которой находится внутренний блок кондиционера или вынесенный ИК-приёмник запотолочного (канального) кондиционера на стене стоит датчик WB-MSW v.3, то можно воспользоваться его ИК-передатчиком для управления кондиционером. Для этого нужно, чтобы датчик и приёмник кондиционера находились в прямой видимости друг от друга. На всякий случай FTP до блока кондиционера лучше всегда монтировать, если вдруг сигнал от WB-MSW v.3 будет плохо доходить до кондиционера.

Дальность передачи ИК сигнала у WB-MIR небольшая, всего 1 метр.

Есть кондиционеры с опцией «hotel card». Это возможность по сигналу «сухой контакт» включать и выключать кондиционер корректным образом. То есть, общее управление с родного пульта, а по каким-то сценариям можно настроить включение и отключение. Ищите в техническим описании эту самую опцию «hotel card».

Шина Modbus RS485

У контроллера Wirenboard два разъёма для подключения шины Modbus. Можно, например, а первую подключить все элементы в щите, а на вторую все периферийные элементы. А можно на первую все элементы Wirenboard (щитовые и датчики), а на вторую какие-то внешние управляемые по Modbus устройства, например, кондиционеры или шторы.

Modbus отлично прокладывается экранированной витой парой 5-й категории. При желании можно использовать любые кабели 2х2х0.5 или специальные кабели для RS485, для небольших объектов это роли не сыграет. Важно только, чтобы соединение всех модулей было двумя перевитыми жилами, их сечение не важно. Даже при соединении рядом стоящих в щите модулей используем перевитые пары.

При подключении шлейфом элементов соединяем экраны всех участков кабеля, это тоже важно, чтобы экран был единым. В щите не нужно подключать экраны витых пар к шине заземления щита, так как наводки на этой шине могут повредить слаботочное оборудование. Можно все экраны витых пар соединить между собой (просто скрутить). Экран витых пар работает и без заземления за счёт того, что просто ограждает жилы кабеля от электромагнитного поля. Скручивание между собой всех экранов увеличит его ёмкость.

Желательно подключать шлейфом, но даже по рекомендациям Wirenboard допустимы ответвления от шины на расстояния до 50 метров, так что для небольших объектов топология не так важна.

Кабель шины прокладываем на расстоянии от силовых, стараемся держать дистанцию 100мм, пересечение кабелей под углом 90 градусов.

С обоих концов шины желательно поставить резистор 120 ом между А и В. То есть, просто вставить его в клеммы первого и последнего модуля в шине.

При подключении не путайте A и B! Если выбрали, что А — это бело-зелёная жила, а В — зелёная, то везде так подключаем.

Все устройства, подключенные на одну шину, должны иметь одинаковые параметры общения с контроллером по modbus, в частности, скорость работы. Датчики имеет смысл настраивать на максимальную скорость работы, чтобы данные, например, о движении, передавались на контроллер быстрее. Но чем выше скорость, тем ниже надёжность, иногда приходится снижать скорость работы шины, если что-то работает не так, как нужно. Для увеличения надёжности работы надо использовать для шины modbus экранированный кабель FTP, прокладывать его на расстоянии от силовых, соединять экраны кабелей между собой у датчиков.

Если планируется подключать к контроллеру что-то, что не может работать на той скорости, на которой вы планируете подключать датчики, то лучше предусмотреть для этого оборудования отдельный интерфейс RS485 в контроллере, он обеспечивается модулем, устанавливаемым в контроллер (внутрь). Называется WBE2-I-RS485-ISO.

Таких модулей в контроллер можно поставить три штуки, каждый создаст свою шину RS485 со своими параметрами. Можно подключать, например, метеостанцию с modbus или термостаты с modbus.

Измерители мощности Wirenboard

В линейке оборудования Wirenboard несколько измерителей мощности собственного производства. Что выгодно отличает их от многих других систем Умного Дома, у которых измерители мощности либо достаточно дорогие (как Beckhoff KL3403), либо измерение мощности осуществляется интеграцией по RS485 со счётчиками Энергомера (как в Larnitech или EasyHomePLC).

WB-MAP3E измеряет мощность трёхфазной нагрузки. Обычно используется для измерения мощности на вводе электропитания в дом или квартиру. Вот схема подключения модуля:

Для измерения тока надо подключить к модулю токоизмерительные трансформаторы (приобретаются отдельно в соответствии с максимальным током) и установить из на кабель, ток в котором мы измеряем.

Ко входам модуля также подключаются сами кабели изменяемых нагрузок, чтобы модуль мог видеть напряжение в каждой фазе. Трансформаторы измеряют ток, мощность вычисляется перемножением тока и напряжения.

Провода трансформаторов можно удлинять до 50 метров. Важно только, чтобы сопротивление кабеля, которым подключен трансформатор, не превышало 2 Ом. При монтаже кабелей до трансформаторов нельзя их прокладывать вплотную к силовым кабелям. Лучше всего использовать FTP на небольшие расстояния и более толстый экранированный кабель КГВЭВ сечением от 0.75мм2.

Если вторичный ток трансформатора больше 5 ампер, то его нельзя подключать напрямую к модулю WB-MAP, нужно использовать промежуточный трансформатор. Расчёт и соответствующая настройка описаны в документации к модулям измерения мощности на сайте Wirenboard.

MAP-6S — аналогичный счётчик, но на 6 измеряемых однофазных нагрузок.

Самый крупный MAP-12E измеряет 4 трёхфазные нагрузки.

Что нам даёт контроль токов? Во-первых, мы получаем информацию о том, что сколько потребляет, как нагрузки распределяются по фазам, какое потребление у разных приборов. Во-вторых, видим пиковые ток и напряжения, это пригодится для определения причин отключения защитных автоматов. В-третьих, мы можем написать скрипт, отключающий какие-то мощные приборы, когда потребление дома подходит к максимальному, чтобы избежать отключения вводного автомата. Также можем контролировать наличие, пропадание и качество линии питания, выработанную генератором мощность, выработку солнечных батарей.

Питание шины

Надо считать потребление шины, как и во всех системах. В документации к модулям указано их потребление.

• Контроллер Wirenboard 6 — 2 ватта
• 14 входов WBIO-DI-WD-14 — 0.1 ватта
• Управление шторами WBIO-DO-R10R-4 — 1 ватт
• 8 выходов до 7 ампер WBIO-DO-R10A-8 — 1 ватт
• MR6CU v. 2 — 1 ватт
• MR6C v. 2 — 1 ватт
• 6 мощных реле WB-MR6LV/I — 3 ватта
• Диммер для лент WB-MRGBW-D — 1 ватт
• Контроль протечек WB-MWAC — 0.25 ватта
• Датчик WB-MSW v.3 — 4 ватта

Это максимальные цифры в пике потребления. Например, датчик WB-MSW обычно потребляет не более 0.5 ватта, 4 ватта — при передаче ИК-команды и одновременном измерении уровня СО2. Но нам надо ориентироваться именно на них, чтобы при выполнении какого-то сценария (одновременное управление всеми кондиционерами и изменение состояния модулей для сценария «включить всё»), блок питания не ушёл в защиту и система не перезапустилась.

Если модулей много и длина шины с подключенными датчиками большая, то тут как раз имеет смысл перейти с витой пары на кабель потолще, 0.35 или 0.5мм2 для питания устройств. Кстати, на витой паре написано 2х2х0.51 — так вот эти 0.51 не сечение, а диаметр, сечение у неё примерно 0.2мм2. Не перепутайте. Подключим один универсальный датчик на витую пару длиной 50 метров — получим при потреблении 4 ватта 24 вольта падение напряжения 1.36 вольта. 5 датчиков — уже 6.8 вольта. К счастью, датчики же не все на конце кабеля, они распределены по нему, к тому же, у модулей и датчиков напряжение питания от 9 вольт, так что для отключения чего-то из-за недостатка напряжения нужно здорово просчитаться.

Витую пару для передачи информации не надо менять на что-то потолще, там толщина не важна. Не надо пихать в контакты A и В по несколько жил, чтобы было толще, следовательно, более надёжно. Только для передачи питания этот подход имеет смысл.

В любом случае в щите питание модулей между собой рекомендую подключать не витой парой, а кабелем ПУГВ 0.75 красного и чёрного цвета, а уже периферию витой парой. Если в системе есть второй или более щит со своими модулями, то туда питание шины перекидываем кабелем 0.75мм или толще, а можно там вообще свой блок питания поставить, тогда модули в том щите будут питаться независимо от модулей в первом щите.

Про блоки питания. У Wirenboard есть свои модули резервного питания с небольшими аккумуляторами, но я такое не люблю. Я считаю, что если уж резервировать, то всю необходимую мощность, чтобы время автономной работы было от 30 минут. В зависимости от мощности потребления шины ставлю блоки питания Meanwell DRC-60A (на 12 вольт), DRC-60B или DRC-100B (24 вольта). У DRC-100B выходной ток 2.2 ампера, если этого мало, то либо ставим два блока (один на оборудование в щите, второй на периферию), либо используем модуль Meanwell DR-UPS40 с блоком питания нужной мощности, при этом резервируется ток вплоть до 40 ампер — хватит для питания всех модулей, датчиков, приводов радиаторов, кранов воды. Аккумуляторы для блоков питания можно поставить на дне щита, обычно хватает двух по 1.3 ампер-часа, для увеличения времени автономной работы можно поставить два аккумулятора по 7 ампер часов. Два — чтобы получить 24 вольта из двух аккумуляторов по 12 вольт.

Есть ещё вариант поставить ИБП с выходом 230 вольт, зарезервировав любой блок питания, но если от этого ИБП вы питаете ещё какую-то технику (сервер видеонаблюдения, NAS, сетевое оборудование), то, возможно, он сядет раньше, чем хотелось бы. Так что лучше на контроллер ставить отдельный блок питания.

Я обычно рисую в проекте вот такую схему подключения модулей в щите, чтобы было понятно, как подключается питание и шина.

Итог

Вот и открыл все секреты, теперь я не нужен, вы можете сами сделать проект системы Умный Дом на Wirenboard. На самом деле нет, там ещё куча разных тонкостей, часть из которых я сам узнаю с каждым новым проектом. И модули я описал далеко не все, у Wirenboard их очень много, в частности модули измерения потребляемой мощности, модули реле разных видов, модули переноса шины WBIO (модули ввода-вывода) через Ethernet, входы и выходы аналоговых сигналов. Вопросов интеграции с KNX и HDL я тоже не затронул.

Если почитать форум техподдержки Wirenboard, понимаем, что самое важное тут — обеспечить надёжность работы шины, если заглючит шина, то работа всей системы будет ужасной. Так что надо соблюдать расстояние между слаботочными и силовыми, считать падение напряжения, соединять экраны перемычек, поменьше разносить модули. Помехи на шине могут заставить нас уменьшить скорость обмена данными, что скажется на скорости работы системы.

---

Я занимаюсь проектированием систем для квартир и загородных домов. Электрики, слаботочный систем, автоматики Умный Дом. Могу сделать отдельно проект какой-то системы или щита. Подбираю оборудование под задачу и бюджет. Подробнее можно почитать на странице Услуги и цены. Либо здесь: Заказать проект.