Добавляем диммеры и реле Wiren Board к умному дому на Raspberry Pi и Home Assistant
Мне было проще написать свою интеграцию модулей Wiren Board в Home Assistant, чем искать другие решенияПетр, энтузиаст
О компании
Петр – энтузиаст из Минска, который в 2020 году купил квартиру в Минске площадью 120 м² на этапе черновой отделки. Комнат немного: гостиная, совмещенная с кухней, кабинет и спальня. Также есть два санузла (гостевой и хозяйский). Конечно, квартира Петра должна быть комфортной и умной.
С оборудованием Wiren Board Петр познакомился в 2020 году, когда искал проводные диммеры для освещения квартиры.
Задачи и проблемы
В качестве контроллера умного дома Петр выбрал Raspberry Pi. Причина в том, что это решение весьма популярно на рынке и хорошо интегрируется в Home Assistant, разве что к одноплатному компьютеру был добавлен накопитель M.2 SSD для повышения емкости и надежности хранения.
Задачи были поставлены весьма амбициозные:
- газовый котел для горячей воды и отопления;
- приточно-вытяжная вентиляционная установка;
- диммируемые светильники во всех помещениях;
- кондиционирование всех жилых комнат;
- управление шторами;
- датчики температуры и влажности;
- датчики открытия окон и дверей;
- учет энергоресурсов.
Многие устройства в умном доме Петра — беспроводные, работают через Wi-Fi или Zigbee. Например, приводы штор, кондиционеры, телевизоры, пара «умных ламп» Yeelight Ceiling Light, датчики открытия окон и дверей, температуры и влажности. Но для основного освещения с диммированием были выбраны проводные решения. То же самое верно и для учета энергопотребления — Петр не хотел плодить умные розетки в массовых количествах, а установил на линии питания измерительные токовые трансформаторы.
Решение
Петр выбрал проводные решения, поскольку свет должен работать всегда. Контроллер Raspberry Pi может повиснуть, Wi-Fi — «умереть», интернет — «отпасть». Но при нажатии на клавиши свет должен загораться при любых условиях, поэтому были выбраны модули диммирования с микроконтроллером, которые можно программировать независимо от основного контроллера. Можно было взять и обычные модули реле для простого включения/ выключения, но Петр решил, что свет будет диммируемым везде.
В квартире установлены восемь модулей WB-MDM3 для диммирования ламп (три канала на каждом), а также три модуля WB-MRGBW-D (четыре канала на каждом) для диммирования светодиодных лент. Модули работают по протоколу Modbus, который Петр считает надежным и проверенным временем. Кроме того модули распознают одинарное, длительное, двойное и другие типы нажатий, поэтому для управления четырьмя группами в комнате не нужно устанавливать «пианино» на четыре клавиши — достаточно пары клавиш и умное программирование. Кроме того свет клавишами включается мгновенно, небольшая задержка может быть только в отображении состояния в Home Assistant — она связана с временем реакции Modbus.
Петр долго подбирал лампы, но остановился на диммируемых Gauss MR16 5W 4100К, которые понравились качеством и характеристиками, хотя стоят намного дороже обычных недиммируемых. Две умные лампы Yeelight Ceiling Light в гостиной и санузле подключены, можно сказать, через простое реле (WB-MDM3 переведен в ключевой режим). У них своя автоматизация через интеграцию в Home Assistant. В спальне вокруг зеркала проложена диммируемая светодиодная лента CCT, которая может менять световую температуру. В гостиной над столом для красоты установлены три лампы накаливания Uniel Vintage по 60 Вт из золотистого прозрачного стекла. Они подключены к одному каналу WB-MDM3 и управляются синхронно.
Отдельное внимание было уделено выбору выключателей, чтобы они не воспринимались как кусок пластика. В итоге Петр посоветовался с дизайнером и взял Jung LS 990 с узкой рамкой и хорошей тактильной отдачей. В квартире есть выключатели как из металла, так и пластика.
Осталось одно препятствие: как интегрировать модули в Home Assistant и управлять через Raspberry Pi? Сначала Петр купил самый простой USB-модуль — преобразователь Modbus. Но позднее перешел на модуль WB-MIO-E v.2, представляющий собой мост между Modbus и Ethernet. Причина в том, что модуль можно спрятать в щит, также можно опрашивать устройства Wiren Board с ноутбука или настольного ПК через Wi-Fi. Затем написал на Python собственную интеграцию в Home Assistant, которая рассмотрена в статье «Умный дом на Raspberry Pi и Home Assistant: добавляем диммеры и реле Wiren Board».
Петр установил два счетчика электроэнергии WB-MAP6S, каждый может собирать данные с шести однофазных потребителей. Причем достаточно просто подключить разъемные измерительные трансформаторы тока на питающие линии, физически никуда подключаться не нужно. Счетчики тоже работают через Modbus и добавлены в Home Assistant через интеграцию.
В щит установлен модуль контроля протечек WB-MWAC , однако на стадии ремонта не были заложены провода для датчиков, поэтому Петр купил беспроводные Xiaomi SJCGQ11LM, которые подключил к HA через zigbee2mqtt. Далее создал автоматизацию: если хотя бы один из датчиков сработает, то закрывается кран с электроприводом, перекрывающий подачу воды. Стоит отметить, что WB-MWAC имеет гибкие функции ручного управления. Например, Петр подключил кнопку без фиксации для управления каналом реле. Кнопка была добавлена на случай отказа HA, так как функции ручного управления не зависят от HA и обрабатываются самим устройством.
В щите можно заметить модуль аналоговых выходов WB-MAO4 — с его помощью планируется управлять вентилятором вытяжки из санитарных комнат и кухни: тоже в планах на будущее. Оба модуля работают через Modbus и интегрируются в Home Assistant.
Преимущества
В ассортименте компании Wiren Board есть устройства для решения любой задачи домашней автоматизации: датчики климата, счётчики электроэнергии, модули защиты от протечек, диммеры светодиодных лент и ламп, мощные реле для светодиодного освещения, модули дискретных входов-выходов и т.д.
Modbus-модули Wiren Board можно использовать с контроллерами других производителей. Мы как раз рассмотрели пример на Raspberry Pi с интеграцией в Home Assistant. Конечно, контроллер Wiren Board подошел бы лучше, Петру не пришлось бы решать вопрос интеграции и писать код, но подобные гибридные решения тоже возможны.
Модули WB-MDM3 и WB-MRGBW-D позволяют диммировать лампы и светодиодные ленты. Проводное подключение и микроконтроллер «на борту» гарантируют, что свет будет работать, даже если связь с контроллером «упадет». К преимуществам можно также отнести мгновенную реакцию, многоканальность и умение работать с разными типами нажатий.
Компания Wiren Board даёт на всё оборудование двухлетнюю гарантию с заменой оборудования без предварительной отправки в сервисный центр, а инженеры технической поддержки готовы помочь в решении как типовых, так и нестандартных задач.
Дополнительные материалы
- Умный дом на Raspberry Pi и Home Assistant: добавляем диммеры и реле Wiren Board
- От Arduino к Wiren Board за 10 лет. История автоматизации дома с солнечными панелями
Прочее