Щит умного дома на Wiren Board: что внутри и за что отвечает каждый модуль

Открытая дверца щита автоматизации производит на человека сильное впечатление, и обычно неверное. Кажется, что перед вами что-то сложное и хрупкое, во что лучше не лезть. На самом деле внутри стоит десяток модулей, у каждого одна понятная функция, и объяснить назначение каждого можно за пару минут. Разберём собранный шкаф на нашем макете — тот самый, на котором инженеры отрабатывают сценарии перед выездом на объект.

Коротко:

• Внутри щита стоят контроллер с логикой, модули реле и диммеров по числу линий, модуль входов, блок питания и источник бесперебойного питания.
• Модули общаются с контроллером по проводу: часть — по внутренней шине защёлкивания, часть — по RS-485.
• Вся логика хранится в контроллере, поэтому дом работает при отключённом интернете; сеть нужна для удалённого доступа и голосовых помощников.
• Число модулей задаёт количество управляемых линий: групп света, приводов, зон климата.

Мозг: контроллер

В центре щита стоит небольшой компьютер на DIN-рейке. Внутри — операционная система, программная оболочка и вся логика дома: сценарии, расписания, реакции на датчики.

Именно здесь живёт то, ради чего система собирается. «Свет в коридоре зажигается на тридцать процентов, если движение зафиксировано между полуночью и шестью утра». «Нажатие и удержание клавиши у входной двери гасит все линии, кроме дежурной подсветки». «Если датчик протечки сработал, краны на стояках закрываются, а на телефон уходит уведомление». Всё это записано в контроллере и выполняется им.

Из этого следует свойство, которое стоит понять до покупки: логика лежит внутри дома, на вашем контроллере. Приложение на телефоне — это окно к контроллеру: команды исполняет он сам. Отключите интернет, и сценарии продолжат работать, датчики продолжат срабатывать, клавиши продолжат управлять светом. Пропадёт удалённый доступ из другого города и голосовой помощник, потому что они ходят через сеть.

Разница становится очевидной при сравнении с бытовыми решениями, собранными на облачных устройствах. Там пропажа интернета или закрытие сервиса производителем означает, что дом перестал слушаться. Здесь — что вы не сможете включить свет, находясь в отпуске.

Мышцы: реле и диммеры

Дальше идут модули, которые физически управляют нагрузками. Их два типа, и путать их нельзя.

Реле включает и выключает линию. Каждая управляемая группа занимает один канал. Модули выпускают на разное число каналов: шестиканальный обслуживает шесть групп света, трёхканальный — три. На объекте с двадцатью группами набирается три-четыре таких модуля.

Диммер меняет яркость плавно. Здесь важна деталь, которую упускают при самостоятельной сборке: диммеры различаются по типу нагрузки. Один рассчитан на сетевые лампы 220 вольт, другой — на светодиодные ленты низкого напряжения. Поставить ленточный диммер на люстру или наоборот означает получить мерцание, гудение или сгоревший модуль.

Соотношение между ними на реальном объекте обычно такое: диммируемых линий заметно меньше, чем обычных. Плавная регулировка нужна в гостиной, спальне, детской, у подсветки; в кладовой, санузле и коридоре достаточно включения. Это же соотношение определяет цену: диммер дороже канала реле.

Модуль входов принимает сигналы: нажатия клавиш, срабатывания датчиков движения, открытия дверей, протечки. Он ничем не управляет, он слушает и передаёт контроллеру.

Нервы: как модули разговаривают друг с другом

Внутри щита работают два способа связи, и обе — проводные.

Часть модулей стыкуется внутренней шиной: они защёлкиваются боковыми разъёмами друг к другу, и стоящая рядом группа модулей соединяется в одну линию без единого провода. Собирается это движением руки, а выглядит как ряд аккуратно состыкованных блоков.

Остальные подключаются по шине RS-485 с протоколом Modbus — промышленным стандартом, которому не первый десяток лет. К каждому модулю приходит пара проводов питания и пара проводов шины; линия проходит шлейфом по всему щиту и возвращается к контроллеру.

Почему это важно. Сигнал по проводу либо доходит, либо провод перебит — третьего не дано. Беспроводная связь между тем же оборудованием живёт в мире отражений, экранов и помех: металлический каркас перегородки, зеркало в полстены, севшая батарейка датчика — и часть команд начинает теряться. На пяти устройствах это неудобство, на пятидесяти — постоянная возня.

Отсюда наш подход, выработанный за годы: ключевые нагрузки живут на проводе. Беспроводные устройства идут дополнением там, где кабель тянуть уже некуда: добавить датчик в готовой комнате, подхватить пару розеток после ремонта. Пять беспроводных устройств из полутора сотен — это допустимо, потому что редкий сбой одного из них не разрушает картину. Полторы сотни беспроводных устройств — это дом, который каждый месяц требует внимания.

Кровь: питание и его резерв

Слаботочная часть работает на 12 или 24 вольтах, и напряжение ей даёт блок питания в щите. Рядом стоит источник бесперебойного питания.

Он решает задачу, которая на бумаге выглядит мелочью, а в жизни раздражает больше всего. При коротком провале в сети — а таких за год набирается достаточно — контроллер без резерва перезагружается. Минуту-две дом не отвечает ни на клавиши, ни на датчики. С ИБП провал проходит незаметно, а при долгом отключении контроллер завершает работу корректно и поднимается сам, когда электричество вернулось.

В силовой части щита к этому добавляются вещи, которые стоит делать даже без всякой автоматики. Реле контроля напряжения обесточивает дом при скачке в сети и возвращает питание, когда напряжение вернулось в норму. Устройство защиты от импульсных перенапряжений принимает на себя удар при грозовом разряде поблизости. За городом обе позиции обязательны: одна авария на линии выносит холодильник, котёл, телевизоры и всю электронику разом.

Как это выглядит со стороны человека

Из шкафа с модулями наружу выходит пять способов управления, и хозяин выбирает в каждый момент тот, что удобнее именно сейчас.

Клавиши на стенах. Главный способ, вопреки ожиданиям. Выключатели стоят на привычных местах и нажимаются как обычные, поэтому гость, зашедший впервые, пользуется ими не задумываясь.

Автоматика по датчикам. Способ, который сначала замечают, а через неделю перестают замечать вовсе. В гардеробную, кладовую и санузел человек просто заходит: свет там включается сам и гаснет сам. Через месяц привычка тянуться к выключателю в этих комнатах исчезает.

Приложение. Нужно, когда вы не в комнате: посмотреть, закрыты ли краны, поднять температуру перед возвращением, погасить забытый свет.

Голос. Выручает, когда руки заняты. На кухне в муке, с ребёнком на руках, из-под душа — сказать оказывается быстрее, чем дойти.

Пульт или настенная панель. Для сценариев, которые запускают часто и из одного места: режим кино в гостиной, презентация в переговорной.

Смысл в возможности выбрать способ под ситуацию. Вы заходите домой с пакетами — свет включается сам. Садитесь читать и хотите ярче — щёлкаете клавишей. Легли на диван и передумали — говорите вслух. Каждый способ решает свою ситуацию, и ни один не обязателен.

Сколько всего этого нужно

Размер щита определяет число управляемых линий.

Ориентиры с наших объектов. Квартира 89,5 м² в ЖК «Европейский Берег»: двадцать групп света, значит четыре модуля реле, пара диммеров, модуль входов, контроллер, питание и резерв — шкаф на 96 модулей. Наша собственная переговорная: шесть групп света на одну комнату, три трековые линии и три декоративные — щит вдвое компактнее. Шале на Катуни: сорок групп света и семнадцать приводов штор — два шкафа.

Считать линии проще, чем кажется. Каждый источник света, который может понадобиться отдельно, — это группа. Каждое окно с электрокарнизом — привод. Каждая зона тёплого пола — свой термостат. Сложите три числа, и вы получите порядок величины будущего щита.

К посчитанному добавляют запас: свободные ряды под будущие модули. Без него второй этап — климат через год, шторы через два — начинается с замены шкафа, и вся экономия первого этапа исчезает. Мы закладываем 20–30% свободного места и считаем это частью основы.

Что остаётся у хозяина

Собранный щит — это ещё и комплект документов, и его ценность обнаруживается через годы.

Исполнительная схема показывает, какой автомат за что отвечает, куда идёт каждая жила, в каком порядке подключены модули. Маркировка на каждой жиле с обоих концов повторяет схему в металле. Доступ к контроллеру означает, что систему может обслуживать не только тот, кто её собирал.

Проверить это просто одним вопросом на этапе договора: что вы отдаёте на руки при сдаче. Если ответ ограничивается приложением на телефоне, вы получаете работающий дом ровно до того момента, пока с подрядчиком есть связь.

Как та же основа выглядит со стороны электрики и чем она отличается от обычного щита, разобрано в статье про щит автоматизации и коробку с автоматами. Сколько эта часть занимает в общем бюджете — в разборе из чего складывается смета умного дома. Проект, сборку и пусконаладку мы ведём в направлении щит автоматизации.