Универсальный настенный датчик WB-MSW-ZIGBEE v.4

Эта страница описывает новое устройство WB-MSW-ZIGBEE v.4, описание предыдущей версии WB-MSW-ZIGBEE v.3.

Универсальный датчик WB-MSW v.4, вид спереди

Назначение

Комбинированный цифровой датчик температуры, влажности, освещенности, движения, уровня шума, концентрации CO2 и летучих органических соединений. Оснащён ИК приемопередатчиком.

Предназначен для контроля климата в жилых и офисных помещениях, для бытового использования. Датчик выполнен в пластиковом корпусе и предназначен для крепления на стену.

Является средством измерения. Номер в Госреестре средств измерений 87443-22.

Устройство работает по беспроводному протоколу ZigBee или через RS-485 по протоколу Modbus RTU — этом случае, смотрите документацию на проводную версию датчика WB-MSW v.4 Modbus Sensor.

Отличие от предыдущей версии

Основные отличия WB-MSW v.3: корпус тоньше и меньше; другие форма и расположение крепёжных отверстий, а также заглушка на отверстии под кабель-канал.

Модификации

В датчик WB-MSW-ZIGBEE по умолчанию не включены сенсоры CO2 и VOC, их нужно выбрать при покупке отдельно.

Если какой-то из сенсоров не установлен, то вместо показаний этого сенсора будут передаваться нули или N/A. Это не влияет на работу датчика в целом.

Покраска корпуса

Разноцветных корпусов нет, но белые корпуса легко покрасить — получается неплохо, см. Покраска корпуса MSW

Технические характеристики

Измеряемая величина	Диапазон	Погрешность	Готовность к работе после подачи питания
Концентрация CO₂	400 – 10000 ppm (миллионных долей)	100 ppm + 5% от измеренного значения	3 мин, автокалибровка каждые 7 дн.
Температура	−40 °С – +80 °С	±0.3 °С (в диапазоне 0 – 70 °C) ±0.5 °С (в диапазоне −40 – 0 °C и 70 – 80 °C)	1 сек постоянная времени (выравнивание с окружающим воздухом) ~4 мин
Относительная влажность	5 – 95 %	±3 %	1 сек
Уровень шума (звуковое давление)	39 – 90 дБА	±2 дБ	5 сек
Освещённость	0 – 145 000 лк	±10 %	1 сек
Качество воздуха (концентрация летучих органических соединений — VOC)	0 ppm – 60000 ppb (миллиардных долей) по этанолу	±15 % (тип) ±40 % (макс)	6 мин (самокалибровка спустя 12 ч)
Датчик движения (недоступен в версии с LoRa)	До 8 м, 120 градусов		8 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	0.5 Вт; (пиковая при измерении CO₂) до 1.6 Вт; (пиковая при измерении CO₂ и передаче ИК сигнала) до 4 Вт.
Количество запоминаемых ИК-команд
Количество команд	32
Длительность команд	Максимальная длина команды — до 1000 символов. 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
Звуковая индикация	«Пищалка» — зуммер, beeper
Управление
Zigbee	поддержка в SprutHub и zigbee2mqtt в разработке
RS-485, Modbus	проводной режим, выбирается переключателем на плате устройства
Готовность к работе после подачи питания	~2 c
Условия эксплуатации
Температура воздуха	От −40 до +80 °С
Относительная влажность	До 95 %, без конденсации влаги
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69	O2.1*
Гарантийный срок	2 года
Срок службы	5 лет
Температура воздуха при установленном датчике CO2	От -10 до +50 °C
Габариты
Габариты	80 x 80 x 23.6 мм (с линзой)
Масса (с коробкой)	90 г

Общий принцип работы

Датчик TH

Датчик температуры и влажности (TH) распаян на плате модуля.

Модуль автоматически корректирует показания температуры и влажности, учитывая базовый нагрев платы от микросхемы питания (0.3 °C), а также нагрев от установленных датчиков СО2 (0.31 °C) и VOC (0.14 °C).

В датчике есть нагреватель, который позволят высушивать конденсат, образующийся при повышенной влажности. Нагреватель включается автоматически при влажности более 95 %, работает 1 секунду и отключается.

Датчик движения

PIR-датчик движения в MSW обнаруживает перемещение объектов на расстоянии до 8 м с углом обзора около 100-120 градусов.

Светодиодные индикаторы и зуммер

Работа светодиодного индикатора

Также во всех комплектациях доступен зелёный индикатор обмена данными, который виден в технологическом отверстии на нижней части корпуса.

Пользователь может управлять:

Двумя яркими светодиодами — зеленым и красным, которые подсвечивают линзу на корпусе. Индикаторы могут только мигать.
Звуковым индикатором (зуммер, buzzer).

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.

Про управление светодиодными индикаторами и зуммером, читайте в разделе Управление.

Эмуляция ИК-пультов

Описание

В WB-MSW v.4 под линзой расположены ИК-приёмник для обучения и 8 ИК-светодиодов.

Обучение проводится один раз — команды сохраняются в памяти устройства и могут быть воспроизведены командой 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.

Вы можете записать сигнал в одну из двух видов памяти:

Постоянную — записанные команды хранятся в ROM-буферах, которые записываются в ПЗУ модуля и сохраняются при отключении питания.
Оперативную — это RAM-буфер модуля, данные теряются при отключении питания.

Помните, что при использовании постоянной памяти (ROM) вы расходуете ресурс ПЗУ, каждую ячейку можно перезаписать не более 1000 раз.

О том, как записывать ИК-команды и воспроизводить их, читайте в разделе Настройка.

Управление телевизором

Обычно пульт телевизора работает в одиночном режиме — передаёт на устройство код нажатой клавиши. Поэтому, достаточно записать сигналы используемых кнопок пульта и вы сможете полностью управлять устройством. Для записи сигнала в модуль, направьте пульт на ИК-приёмник и нажмите нужную кнопку на пульте.

В итоге у вас получится в памяти модуля набор команд, которые соответствуют клавишам на пульте ДУ:

Включить / выключить
Прибавить громкость
Убавить громкость
Листать каналы вперёд
Листать каналы назад
Нажата кнопка 1

Также можно записывать целые режимы, например, включить 13 программу.

Управление климатической техникой

Обычно пульт климатической техники передаёт на устройство набор команд, который соответствует выбранному на пульте режиму. Притом, состояние устройства (включено или выключено) может передаваться отдельно.

Например, чтобы управлять кондиционером, нужно сперва выставить нужный режим на пульте, а потом записать его в модуль. Для записи сигнала в модуль, направьте пульт на ИК-приёмник и измените один из параметров, например, температуру.

В итоге получится в памяти модуля набор готовых режимов:

Выключен
Включён, вентилятор на максимальную скорость, охлаждаем до 22 °C
вентилятор на максимальную скорость, охлаждаем до 20 °C
вентилятор на малую скорость, охлаждаем до 20 °C
вентилятор на среднюю скорость, нагреваем до 27 °C

Управление другой техникой по ИК

С помощью модуля вы можете управлять любой техникой, которая принимает команды по ИК. Для этого нужно выяснить: передаёт пульт одиночные сигналы на каждую нажатую клавишу или целиком режим и выбрать одну из описанных выше стратегий.

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.

Максимальное время реакции на резкое изменение освещённости — 1.5 c.

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

Принцип действия датчика CO2

Для измерения концентрации CO2 в воздухе используется недисперсионный инфракрасный (NDIR) датчик CM1106. 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.

Принудительная калибровка

В большинстве случаев отключение автокалибровки или принудительная калибровка не требуются — датчик показывает правильные значения без дополнительных манипуляций.

Принудительную калибровку можно сделать только при подключении датчика через RS-485, по Zigbee эта функция недоступна.

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
Класс	Оптимальное	Допустимое	Допустимое содержание CO₂ *, см³/м³
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

Выбор режима работы

Кнопка сопряжения и переключатель режимов

С завода в устройстве установлен беспроводной режим, разберите устройство и измените режим переключателем S2:

ON — беспроводной.
1 — подключение по RS-485: при работе в этом режиме, смотрите документацию на проводную версию устройства.

В режиме 1 радиомодуль продолжает работать, поэтому он может подключиться к координатору, но работать с датчиком по радиоканалу не получится. Однако, радиомодуль может быть использован, как роутер для расширения покрытия сети.

Подключение

Подключение питания к датчику WB-MSW v.3 Zigbee

4-я версия беспроводного датчика пока не поддерживается в zigbee2mqtt и при подключении вы увидите, что датчик неподдерживается. Поддержка появится примерно в первых числах августа 2023 года. Подключите питание к клеммам V+ и GND устройства, используйте комплектный блок питания, или любой с напряжением 9 В – 28 В постоянного тока.

Интерфейсы устройств не развязаны гальванически от питания, поэтому все клеммы GND устройств должны быть соединены, даже если используются разные блоки питания, подробнее. При питании по длинному кабелю учитывайте падение напряжения на нём.

Перед подключением датчика к контроллеру Wiren Board, настройте контроллер для работы по протоколу Zigbee.

Теперь нужно сделать сопряжение датчика и Zigbee-координатора (контроллера):

Включите в настройках координатора режим сопряжения устройств (Pairing).
Снимите с датчика крышку и коротко нажмите кнопку Pairing на радиомодуле. Зелёный светодиод Status должен замигать.
Подождите, пока датчик не появится в списке устройств, известных координатору.
Отключите режим сопряжения устройств (Pairing) в настройках координатора.

Чтобы удалить датчик из сети Zigbee:

Отключите в координаторе режим сопряжения, если он включён.
Снимите с датчика крышку и коротко нажмите кнопку сопряжения (Pairing) на радиомодуле. Зелёный светодиод Status должен перестать мигать.

Монтаж на стену

Модуль имеет два отверстия для крепления к поверхности. Мы подготовили установочный шаблон для корпуса датчика:

Скачайте файл WB-MSW v.4 mounting template.pdf на компьютер.
Откройте в Acrobat Reader и при печати выберите опцию «Реальный масштаб».

Для крепления датчика выбирайте винты/шурупы с головкой диаметром около 7 мм.

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 внешних стенах зимой будут заниженные показания температуры на несколько градусов из-за холодного пограничного слоя воздуха и охлаждения корпуса датчика от стены.

Сразу же после установки датчик CO2 может показывать неверные значения: это может быть связано с неосторожным обращением во время транспортировки и монтажа.

Как открыть корпус датчика

1. Возьмите корпус в две руки
2. Слегка надавите на обе половинки и снимите крышку

Представление в контроллере

Программное обеспечение

Датчик можно использовать на контроллере Wiren Board и других устройствах со SprutHub, zigbee2mqtt пока не поддерживается.

Настройка

Датчик не поддерживается в текущей версии zigbee2mqtt, но мы скоро добавим поддержку — следите за новостями.

Как настраивать

Вы можете настроить устройство веб-интерфейсе zigbee2mqtt, а также через запись JSON-команд в mqtt-топики устройства с помощью MQTT Explorer или wb-rules. Про настройку датчика в SprutHub, читайте в его документации.

При настройке вам понадобится понимание некоторых терминов:

Канал — измеренные значения.
Параметр — элемент, который позволяет настраивать устройство.
Атрибут — внутреннее наименование канала или параметра.
Кластер — группа атрибутов.

Настройка устройства в разном программном обеспечении
Настройка с помощью wb-rules в веб-интерфейсе контроллера.
Настройка с помощью программы MQTT Explorer
Настройка параметров в веб-интерфейсе zigbee2mqtt
Настройка интервалов опроса в веб-интерфейсе zigbee2mqtt

Настройка интервала опроса

Настройка интервалов опроса позволяет регулировать нагрузку на Zigbee-сеть и экономить ресурсы контроллера на обработке полученных от устройства данных. Чем реже устройство присылает данные, тем меньше требуется ресурсов для их обработки.

Интервалы настраиваются для каждого канала отдельно. Значения по умолчанию подойдут для большинства пользователей, но вы можете изменить их:

minimum_report_interval — Минимальный интервал опроса, который будет выдержан перед отправкой изменённых значений датчиком. Может игнорироваться, если не было соблюдено условие, задаваемое в настройке «Отчётное значение».
maximum_report_interval — Максимальный интервал опроса, по истечении которого датчик пришлёт данные независимо от того, изменились ли измеренные значения.
reportable_change — Отчётное значение. Если значение параметра изменилось на заданную величину или больше, а также прошло время, указанное в параметре «Минимальный интервал опроса», устройство пришлёт отчёт. При настройке нужно учитывать, что для температуры и влажности 100 — это 1 °C и 1 % соответственно. Для других параметров значения равны 1 к 1.

Чтобы настроить интервал опроса, отправьте в MQTT-топик zigbee2mqtt/bridge/request/device/configure_reporting специально сформированный JSON-запрос.

В шаблоне ниже заполните id, cluster и attribute, значениями которые можно взять из таблицы и укажите параметры опроса в полях minimum_report_interval, maximum_report_interval, reportable_change:

{
  "id": "0x0000000000000",
  "options": {},
  "cluster": "yourCluster",
  "attribute": "yourAttribute",
  "minimum_report_interval": 5,
  "maximum_report_interval": 10,
  "reportable_change": 10
}

Для каналов occupancy_level и noise, секция options должна выглядеть так: "options": {"manufacturerCode":26214},. В остальных случаях оставьте её пустой "options": {},.

Например, настроим с помощью wb-rules период опроса уровня шума (noise) в датчике с адресом 0x842e14fffe8b184e:

message = {
  "id": "0x842e14fffe8b184e",
  "options": {"manufacturerCode":26214},
  "cluster": "sprutNoise",
  "attribute": "noise",
  "minimum_report_interval": 10,
  "maximum_report_interval": 60,
  "reportable_change": 5
}

publish('zigbee2mqtt/bridge/request/device/configure_reporting', JSON.stringify(message), 2, false);

Интервалы опроса
Канал	Описание	Кластер	Атрибут	Значения по умолчанию
Канал	Описание	Кластер	Атрибут	Минимальный интервал, с	Максимальный интервал, с	Отчётное значение
temperature	Температура	msTemperatureMeasurement	measuredValue	10	3600	100
illuminance	Освещённость	msIlluminanceMeasurement	measuredValue	10	3600	5
humidity	Влажность	msRelativeHumidity	measuredValue	10	3600	100
occupancy	Флаг наличия движения	msOccupancySensing	occupancy	0	3600	0
occupancy_level	Уровень движения	msOccupancySensing	sprutOccupancyLevel	10	60	5
noise	Уровень шума	sprutNoise	noise	10	60	5

Параметры датчиков

Для настройки параметров через MQTT, отправьте устройству подготовленный JSON-запрос в топик zigbee2mqtt/FRIENDLY_NAME/set, где FRIENDLY_NAME — идентификатор устройства.

Таймауты детекторов движения и шума

Таймауты для сброса флагов о зафиксированных движении и шуме:

noise_timeout — Таймаут обнаружения шума. Время в секундах, которое должно пройти в тишине перед сбросом флага noise_detected. Можно указывать от 0 до 2000 , по умолчанию 60 секунд. JSON запросы:
- чтение — {"noise_timeout": ""}
- запись — {"noise_timeout": NEW_VALUE}
occupancy_timeout — Таймаут обнаружения движения. Время в секундах, которое должно пройти без движения перед сбросом флага occupancy. Можно указывать от 0 до 2000 , по умолчанию 60 секунд. JSON запросы:
- чтение — {"occupancy_timeout": ""}
- запись — {"occupancy_timeout": NEW_VALUE}

Например, установим с помощью wb-rules в датчике с именем 0x842e14fffe8b184e параметр noise_timeout в значение 20:

publish('zigbee2mqtt/0x842e14fffe8b184e/set', JSON.stringify({"noise_timeout": 20}), 2, false);

Прочие параметры

Чтобы записать новое значение параметра, заполните в шаблоне ниже cluster и payload, значениями из таблицы ниже и укажите новое значение вместо NEW_VALUE:

{
  "write": {
    "cluster": "yourCluster",
    "options": {"manufacturerCode":26214},
    "payload": {
      "yourAttribute": NEW_VALUE
    }
  }
}

Например, установим с помощью wb-rules минимальный уровень шума в устройстве с адресом 0x842e14fffe8b184e:

message = { 
  "write": {
    "cluster": "msOccupancySensing",
    "options": {"manufacturerCode":26214},
    "payload": {
      "sprutOccupancySensitivity": 100
    }
  }
}

publish('zigbee2mqtt/0x842e14fffe8b184e/set', JSON.stringify(message), 2, false);

Параметры
Параметр	Описание	Кластер	Атрибут	Значения
Параметр	Описание	Кластер	Атрибут	Возможное	По умолчанию
noise_detect_level	Минимальный уровень шума в дБА, при котором будет работать детектор.	sprutNoise	noiseDetectLevel	0 – 150	50
occupancy_sensitivity	Чувствительность датчика движения. Если датчик срабатывает при малейшем движении, уменьшите чувствительность, в противном случае увеличьте ее.	msOccupancySensing	sprutOccupancySensitivity	0 – 2000	200

ИК-команды

Для управления ИК приёмопередатчиком, сформируйте JSON-запрос по образцу и отправьте его в mqtt-топик zigbee2mqtt/FRIENDLY_NAME/set.

О принципах управления ИК-устройствами, читайте в разделе Эмуляция ИК-пультов.

Постоянная память (ROM)

Сигналы, записанные в постоянную память (ROM) сохраняются после отключения питания.

Доступные команды, rom — номера ячеек памяти от 0 до 31:

Начать обучение:

{
    "learn_start": {
        "rom":0
    }
}

Завершить обучение:

{
    "learn_stop": {
        "rom":0
    }
}

Воспроизвести сигнал:

{
    "play_store": {
        "rom":0
    }
}

Удалить сигналы из всех ячеек ROM:
```
{
    "clear_store": {}
}
```

Например, воспроизведём ИК-сигнал из ячейки с адресом 0, которая находится в датчике с именем 0x842e14fffe8b184e:

publish('zigbee2mqtt/0x842e14fffe8b184e/set', JSON.stringify({"play_store": {"rom":0}}), 2, false);

Оперативная память (RAM)

Сигналы, записанные в оперативную память (RAM) стираются при отключении питания или при операциях с банками постоянной памяти (ROM).

Доступные команды:

Начать обучение:
```
{
    "learn_ram_start": {}
}
```
Завершить обучение:
```
{
    "learn_ram_stop": {}
}
```
Воспроизвести сигнал:
```
{
    "play_ram": {}
}
```

Например, воспроизведём ИК-сигнал из оперативной памяти в датчике с именем 0x842e14fffe8b184e:

publish('zigbee2mqtt/0x842e14fffe8b184e/set', JSON.stringify({"play_ram": {}}), 2, false);

-->

Обновление прошивки

Файлы прошивок для обновления через zigbee2mqtt пока недоступны, следите за новостями.

Навигация