Универсальный настенный датчик WB-MSW v.3
Назначение
Комбинированный цифровой датчик температуры, влажности, освещенности, движения, уровня шума, концентрации CO2 и летучих органических соединений. Оснащен ИК-передатчиком (и приемником для обучения). Предназначен для контроля климата в жилых и офисных помещениях, для бытового использования. Исполнение: пластиковый корпус с возможностью крепления на стену. Управление модулем производится с контроллера или ПК по шине RS-485 командами по протоколу Modbus RTU.
Модификации
WB-MSW могут поставляться в любой комбинации встроенных датчиков. Часть из них выполнены съемными: температуры и влажности, освещённости, концентрации CO2, концентрации VOC. Они устанавливаются при отгрузке заказа, по запросу их можно докупить и установить самостоятельно. Остальные напаиваются при производстве.
Внимание! Светодиодные индикаторы, датчик освещённости и ИК-светодиоды физически находятся на одной плате, поэтому присутствуют или отсутствуют только одновременно.
Покраска корпуса
Разноцветных корпусов нет, но белые корпуса легко покрасить - получается неплохо, см. Покраска корпуса MSW
Статья про датчик предыдущего поколения WB-MSW находится здесь: Датчик WB-MSW2. |
---|
Технические характеристики
Измеряемая величина | Диапазон | Погрешность | Готовность к работе
после подачи питания |
---|---|---|---|
Концентрация CO2 | 0 – 5000 ppm (миллионных долей) | 50 ppm | 3 мин
(самокалибровка спустя 24 ч) |
Температура | −40 °С – +80 °С | ±0.3 °С (в диапазоне 0 – 70 °C)
±0.5 °С (в полном диапазоне) |
1 сек
постоянная времени (выравнивание с окружающим воздухом) ~4 мин |
Относительная влажность | 0 — 99.9 % (рабочий диапазон: 0 — 98 %) | ±3 % | 1 сек |
Уровень шума (звуковое давление) | 38 – 105 дБ (40 – 82 дБ в версии v.4.8) | ±1 дБ (±3 дБ в v.4.8) | 5 сек |
Освещённость | 0,02 — 100 000 лк | ±10 % | 1 сек |
Качество воздуха
(концентрация летучих органических соединений — VOC) |
0 ppm – 60000 ppb (миллиардных долей) по этанолу | ±15 % (тип)
±40 % (макс) |
5 мин
(самокалибровка спустя 12 ч) |
Датчик движения | До 8 м, 120 градусов | 5 сек | |
Передача ИК-команд | До 10 м (зависит от окружающих условий) | 1 сек |
Параметр | Значение |
---|---|
Питание | |
Напряжение питания | 9 В – 28 В постоянного тока |
Потребляемая мощность |
Пожалуйста, выбирайте кабель и блок питания с учётом падения напряжения на кабеле при пиковом потреблении устройств. |
Количество запоминаемых ИК-команд | |
Количество команд |
32 |
Длительность команд | Максимальная длина команды — 508 регистров, плюс два регистра — признак окончания команды.
Каждый регистр кодирует длительность высокого или низкого уровня сигнала (последовательно) в микросекундах. |
Клеммники и сечение проводов | |
Рекомендуемое сечение провода с НШВИ, мм2 | 0.35 – 1 мм2 — одинарные, 0.35 – 0.5 мм2 — сдвоенные провода, |
Длина стандартной втулки НШВИ, мм | 8 |
Момент затяжки винтов, Н∙м | 0.2 |
Индикация | |
Питание и обмен данными | Зеленый светодиод в нижней части корпуса |
Пользовательские индикаторы | Зеленый и красный светодиод с настраиваемыми частотой и скважностью мигания |
Звуковая индикация | «Пищалка» — beeper |
Управление | |
Интерфейс управления | RS-485 |
Изоляция интерфейса | Неизолированный |
Протокол обмена данными | Modbus RTU, адрес задается программно, заводские настройки указаны на наклейке |
Параметры интерфейса RS-485 | Задаются программно, по умолчанию:
скорость — 9600 бит/с; данные — 8 бит; бит чётности — нет (N); стоп-биты — 2 |
Готовность к работе после подачи питания | ~2 c |
Габариты | |
Габариты | 83×83×20 мм |
Масса (с коробкой) | 90 г |
Общий принцип работы
Модули TH и VOC
Измерение VOC сделано на отдельном модуле, устанавливаемых по стрелочке в разъемы.
В версии MSW v.4.9 датчик измерения температуры/влажности (TH) распаян на плате, а в v.4.8 - отдельным датчиком. При этом для более точного измерения модуль TH необходимо устанавливать в верхний левый разъем. Иначе он греется от СО2 датчика и завышает показания на 1-2 градуса.
Варианты индикации
- Во всех исполнениях устройства: индикатор работы и обмена данными, который виден в технологическом отверстии на нижней части корпуса. Этот индикатор не виден при установленном на стене WB-MSW v.3, но удобен при подключении и настройке устройства.
- Во всех исполнениях устройства: звуковой индикатор ("пищалка") для привлечения внимания. Пищалка управляется также через веб-интерфейс или Modbus-регистр.
- В некоторых исполнениях устройства: два светодиода, зеленый и красный, которые подсвечивают линзу на передней поверхности корпуса (см. #Светодиодные индикаторы).
Датчик движения
PIR-датчик движения в MSW обнаруживает перемещение объектов на расстоянии до 8 м с углом обзора около 100-120 градусов. Датчик движения в WB-MSW v.3 выдает два параметра:
- Current motion - это текущее значение интенсивности движения, усредненное за несколько секунд.
- Max Motion - максимальное значение регистра Current motion за последние N секунд (задается в регистре 282, по умолчанию 10 секунд)
Если датчик движения опрашивается быстро (несколько раз в секунду), можно использовать Current motion для обнаружения движения с хорошим временным разрешением. Но если датчик опрашивается редко (например, раз в 30 секунд, в большой сети), то чтобы не пропустить быстрое однократное движение, используйте значение Max Motion и установите ширину временного окна N больше, чем период опроса датчика.
В системе правил можно по-разному реагировать на значения интенсивности движения. Например, настраивая пороги срабатывания для нечувствительности к домашним животным.
Светодиодные индикаторы
Два ярких светодиода, зеленый и красный, подсвечивают линзу на корпусе. Включение, периодичность и длительность вспышек светодиодов задаются в веб-интерфейсе или в соответствующих Modbus-регистрах. Периодичность и длительность задаются одинаковыми для обоих светодиодов, поэтому при их одновременном включении они будут мигать синхронно. Режима постоянного свечения не предусмотрено.
Индикаторы позволяют обеспечить обратную связь при монтаже и эксплуатации. Например, датчик может мигать красным при превышении оптимальной концентрации углекислого газа (примеры правил). При монтаже большого количества датчиков индикаторы (или бипер) помогут определить, к какому конкретно датчику вы сейчас обращаетесь.
Эмуляция ИК-пультов
В WB-MSW v.3 под линзой расположены ИК-приёмник для обучения и 8 ИК-светодиодов.
Подробное описание использования модуля, а также карта регистров, описаны в разделе Инструкция по работе с ИК-приёмопередатчиком в устройствах WB-MSW, WB-MIR.
Обучение проводится один раз — команды сохраняются в памяти устройства и могут быть воспроизведены командой по Modbus с контроллера. Количество запоминаемых команд достаточно большое (до сотни, в зависимости от модели пульта), чтобы управлять сразу многими устройствами в помещении. Мощности передатчика хватает, чтобы управляемые устройства принимали не только прямой, но и отраженный сигнал.
Обычно используется для управления кондиционерами и тепловыми завесами. Учтите, что ИК-команды отправляются всем устройствам в зоне видимости, поэтому передать разные команды на одинаковые устройства не получится. Для индивидуального управления каждым кондиционером используйте модуль WB-MIR.
Датчик освещенности
Датчик освещенности имеет фильтр, который повторяет кривую спектральной чувствительности человеческого глаза. Это позволяет измерять освещенность в люксах, что позволяет обеспечить контроль освещенности в соответствии с нормами СанПиН.
Датчик шума
В модуле используется микрофон с усилителем и фильтрами для коррекции по шкале А с учётом особенностей восприятия человеческим ухом звуков разных частот. Шум измеряется в акустических децибелах (дБА), что позволяет контролировать шумовую обстановку в соответствии со стандартами и санитарными нормами.
Датчик качества воздуха (VOC)
Датчик VOC не работает как детектор утечки бытовых горючих газов и совсем не реагирует на дым!
Летучие органические вещества (ЛОВ, VOC) — это легкоиспаряющиеся вещества, выделяющиеся в атмосферу в виде газов. Датчик определяет суммарную концентрацию летучих органических веществ, в том числе испарения лаков/красок и элементов внутренней отделки помещений (фенол, формальдегид, толуол, стирол), спирты, бензол, гниющие овощи, выделяемые человеком газы, бытовой газ. Высокие концентрации опасных ЛОВ представляют угрозу жизни и здоровью человека.
Датчик не реагирует на количество ароматических молекул в воздухе, поэтому его вряд ли получится использовать для включения вытяжки в санузле для устранения запаха — даже небольшая концентрация ЛОВ очень сильно пахнет, но не определяется датчиком.
Концентрация измеряется в единицах на миллиард ppb (также называемую ОЛОС — см. ГОСТ Р ИСО 16000-9-2009). Данный параметр характеризует общую концентрацию ЛОВ в усредненном помещении.
На основании исследований производителем датчика установлены следующие пороги концентрации:
AQI | Концентрация (ppb) | Уровень | Соответствие гигиеническим нормам | Рекомендации | Предельное время воздействия |
---|---|---|---|---|---|
5 | 2200 - 5500 | Опасно для здоровья | Ситуация неприемлема | Подвергаться воздействию только в критических случаях / Необходимо интенсивное вентилирование | часы |
4 | 660-2200 | Неудовлетворительно | Серьезные претензии | Необходимо интенсивное вентилирование или проветривание, требуется поиск источников загрязнения | < 1 месяца |
3 | 220 - 660 | Приемлемо | Некоторые претензии | Рекомендуется интенсивное вентилирование или проветривание, требуется поиск источников загрязнения | < 12 месяцев |
2 | 65 - 220 | Хорошо | Без особых претензий | Рекомендуется вентилирование или проветривание | нет предела |
1 | 0-65 | Отлично | Без претензий | Требуемое значение | нет предела |
Датчик CO2
Для измерения концентрации CO2 в воздухе используется недисперсионный инфракрасный (NDIR) датчик. Принцип действия основан на поглощении углекислым газом инфракрасного света. Оптический способ измерения CO2 намного точнее, чем с помощью более дешевых электрохимических датчиков.
Концентрация CO2 измеряется в ppm - частях на миллион.
Датчик имеет функцию автокалибровки. Измеренное минимальное значение в течении суток принимается за 400 ppm - это значение концентрации CO2 на улице. Концентрация CO2 упадёт до уличной, если в помещении нет людей хотя бы несколько часов в день, или если в помещении работает вытяжная вентиляция, или в помещении иногда открывают окна.
Если это не так и концентрация CO2 в помещении никогда не доходит до уличной, то рекомендуем хотя бы один день хорошо проветривать помещение для калибровки датчика и после этого отключить автокалибровку (прописать 0 в регистр 95). Периодически повторяйте процедуру, чтобы датчик показывал более точные значения. В большинстве случаев отключение автокалибровки или ручная калибровка не требуются - датчик показывает правильные значения без дополнительных манипуляций.
Сразу же после установки датчик может показывать неверные значения: это может быть связано с неосторожным обращением во время транспортировки и монтажа. Через несколько дней показания датчика придут в норму, благодаря функции автокалибровки.
Зачем нужно измерять CO2?
Углекислый газ в высоких концентрациях токсичен. Незначительные повышения концентрации, вплоть до 0,2−0,4 % (2000−4000 ppm), в помещениях приводят к развитию у людей сонливости и слабости. Для помещений нормальным является уровень CO₂ около 600 ppm. Повышенные концентрации углекислого газа снижают когнитивные способности людей. Уже при 1200 ppm расширяются кровеносные сосуды в мозге, снижается активность нейронов и уменьшается объём коммуникации между областями мозга.
Влияние на взрослых здоровых людей | Концентрация углекислого газа, ppm |
---|---|
Нормальный уровень на открытом воздухе | 400—450 |
Приемлемые уровни | <600 |
Жалобы на несвежий воздух | 600—1000 |
Общая вялость | 1000—2500 |
Возможны нежелательные эффекты на здоровье | 2500—5000 |
Максимально допустимая концентрация в течение 8 часового рабочего дня | 5000 |
Классификация воздуха в помещениях по ГОСТ 30494-2011
Класс | Качество воздуха в помещении | Допустимое содержание CO₂ *, см³/м³ | |
---|---|---|---|
Оптимальное | Допустимое | ||
1 | Высокое | - | 400 и менее |
2 | Среднее | - | 400-600 |
3 | - | Допустимое | 600-1000 |
4 | - | Низкое | 1000 и более |
* Допустимое содержание CO₂ в помещениях принимают сверх содержания CO₂ в наружном воздухе, см³/м³ |
Монтаж
Модуль имеет отверстия для крепления к поверхности. Установочный шаблон для корпуса датчика: Файл:Msw3 mounting template.pdf. Для печати шаблона сохраните его, откройте в Acrobat Reader и при печати выберите опцию "Реальный масштаб".
Для крепления WB-MSW v.3 выбирайте винты/шурупы с головкой диаметром около 7 мм, если требуется, чтобы датчик был съемным, и 9-10 мм — для постоянной фиксации.
Клеммный блок «V+ GND A B» с шагом 3.5 мм служит для подключения питания и управления по шине RS-485. Для стабильной связи с устройством важно правильно организовать подключение к шине RS-485, читайте об этом в статье Физическое подключение шины RS-485.
Если устройства, подключенные к шине RS-485, питаются от разных источников питания, их клеммы GND должны быть соединены, подробнее в статье Заземление устройств Wiren Board и подключение контактов GND и iGND. При питании по длинному кабелю учитывайте падение напряжения на нем.
Устройство должно эксплуатироваться при рекомендованных условиях окружающей среды.
Рекомендуем располагать датчики на теплых (внутренних) стенах, на высоте 1-1.6 м от уровня пола, с учетом возможных сквозняков и освещенности солнцем. При креплении на потолке в жилом помещении температура будет завышена, а влажность занижена. Концентрация CO2 от высоты не зависит. При креплении на внешних стенах зимой будут заниженные показания температуры на несколько градусов (из-за холодного пограничного слоя воздуха и охлаждения корпуса датчика от стены).
Для компенсации нагрева есть регистр 245 (см. карту регистров). При работе с датчиком СО2 делается автоматическая компенсация в 0.8 °C. Так же можно использовать этот регистр для поправки температуры, например, при монтаже близко к потолку.
Как открыть корпус датчика
Представление в веб-интерфейсе контроллера WB
При подключении к контроллеру Wiren Board есть возможность создавать интересные сценарии, используя данные с датчика. Например, "включать свет по движению", сигнализировать светодиодами о превышении значения СО2 или VOC, включать кондиционер, если жарко или увлажнитель воздуха, если воздух слишком сухой. Правила создаются индивидуально под задачи. Некоторые примеры можно посмотреть в статье примеры правил. В таблице перечислены названия измеряемых WB-MSW v.3 параметров и их значения. Названия параметров, которые не поддерживаются конкретным модулем, будут выделены красным.
Параметр | Значение |
---|---|
Temperature | Температура внутреннего датчика |
Humidity | Относительная влажность в процентах |
Air Quality (VOC) | Качество воздуха (ЛОВ) в ppm |
CO2 | Концентрация CO2 в PPM |
Sound Level | Звуковое давление в дБ |
Illuminance | Освещенность в лк |
Max Motion | Максимальное усредненное значение датчика движения за последние N секунд (N — настраиваемый параметр, регистр 282) |
Current Motion | Усредненное значение датчика движения на коротком интервале времени |
Buzzer | Включение(ON)/выключение(OFF) звукового сигнала ("пищалки") |
Red LED | Включение/выключение мигающего красного светодиода |
Green LED | Включение/выключение мигающего красного светодиода |
LED Period (s) | Период между вспышками светодиодов в секундах |
LED Glow Duration (ms) | Длительность вспышек светодиодов в миллисекундах |
Learn to RAM — Reset all ROM | Управление ИК-передатчиком, подробнее в статье управление по ИК |
Input Voltage | Входное напряжение в вольтах |
Serial | Серийный номер устройства |
Работа по Modbus
Устройства Wiren Board управляются по протоколу Modbus RTU. На физическом уровне подключаются через интерфейс RS-485.
Поддерживаются все основные команды чтения и записи одного или нескольких регистров. Смотрите список доступных команд в описании протокола Modbus.
Настроить параметры модуля можно в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board, или через сторонние программы.
Параметры порта по умолчанию
Значение по умолчанию |
Название параметра в веб-интерфейсе |
Параметр |
---|---|---|
9600 | Baud rate | Скорость, бит/с |
8 | Data bits | Количество битов данных |
None | Parity | Бит чётности |
2 | Stop bits | Количество стоповых битов |
В актуальной версии прошивки устанавливать параметр Stop bits необязательно — устройство будет работать без ошибок и в случае, когда количество стоповых битов не совпадает с настройками Modbus-мастер.
Для ускорения отклика устройств рекомендуем поднять скорость обмена до 115 200 бит/с, см. Настройка параметров обмена данными
Modbus-адрес
Каждое устройство на линии имеет уникальный адрес в диапазоне от 1 до 247. Адрес устройства, установленный на заводе, указан на наклейках, расположенных на верхней крышке и сбоку. На заводе устройствам Wiren Board в одной партии присваиваются разные адреса, поэтому в вашем заказе, скорее всего, адреса не будут повторяться.
О том, как узнать, изменить или сбросить Modbus-адрес устройства, читайте в статье Modbus-адрес устройства Wiren Board.
Карта регистров
Примеры правил
Для работы в составе "умного дома" лучше использовать определенные правила. Их можно посмотреть в статье Примеры правил
Известные неисправности
Аппаратные ошибки/особенности WB-MSW v.3, найденные при эксплуатации устройства.
Ревизии устройства
Номер партии (Batch №) указан на наклейке на боковой поверхности корпуса или на печатной плате.
Ревизия | Партии | Дата выпуска | Отличия от предыдущей ревизии |
---|---|---|---|
4.9.1 | v4.9.1A - ... | 10.2020 - ... |
|
4.8 | 303, v4.8A - v4.8S | 01.2019 - 09.2020 |
|
4.7 | - | 10.2018 - 12.2019 |
|
Изображения и чертежи устройства
Corel Draw 2018 (шрифт — Ubuntu): Файл:WB-Library.cdr.zip
Visio:
- Устройства Wiren Board: Файл:WB-Visio-Lib.cdr.zip.
- Щиты, автоматы, контакторы и прочее от стороннего разработчика.
Corel Draw PDF: Файл:WB-MSW-v.3.cdr.pdf
Autocad 2013 DXF: Файл:WB-MSW-v.3.dxf.zip
Autocad PDF: Файл:WB-MSW-v.3.pdf