Универсальный настенный датчик WB-MSW v.3 Zigbee

Материал из Wiren Board

Купить в интернет-магазине

Универсальный датчик WB-MSW v.3, вид спереди

Назначение

Датчик работает по протоколу Zigbee, поэтому его можно использовать с:

  • контроллером Wiren Board, для этого нужно установить zigbee2mqtt или SprutHub;
  • шлюзом SLS Smart Home с версии 2022.01.13d1, подробнее читайте на сайте устройства;
  • любым другим устройством, на который можно установить zigbee2mqtt.


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.


Модификации

Пока датчик поставляется в полной комплектации.

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 – 5000 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) 40 – 82 дБА в версии v.4.8

38 – 105 дБА в версии v.4.9

39 – 90 дБА в версиях v.4.19-4.22

±2 дБА (±3 дБА 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)

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 — 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
Zigbee поддержка в SprutHub и zigbee2mqtt с версии 1.22.2 (список доступных функций)
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
Габариты
Габариты 83 x 83 x 20 мм
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).

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.

Управлять светодиодными индикаторами и зуммером можно в веб-интерфейсе.

Эмуляция ИК-пультов

Описание

В WB-MSW v.3 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.

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. 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.

Автокалибровка

Измеренное минимальное значение в течение 7 дней 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.

Принудительная калибровка

Принудительная калибровка в Zigbee-версии пока недоступна. В большинстве случаев отключение автокалибровки или принудительная калибровка не требуются — датчик показывает правильные значения без дополнительных манипуляций, но иногда без неё не обойтись:

  1. Нужно срочно откалибровать датчик и некогда ждать, пока сработает автоматическая калибровка.
  2. Датчик находится в помещении, которое плохо проветривается и уровень CO2 никогда не достигает 400 ppm. В этом случае не забудьте отключить автоматическую калибровку.

Суть принудительной калибровки заключается в том, что мы помещаем датчик в среду, где уровень CO2 равен атмосферному (400 ppm) и устанавливаем это значение как начало отсчёта.

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

Подключение

Подключение питания к датчику WB-MSW v.3 Zigbee

Подключите питание к клеммам V+ и GND датчика, используйте комплектный блок питания, или любой с напряжением 9 В – 28 В постоянного тока.

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

Теперь нужно спарить датчик и Zigbee-координатор (контроллер):

  1. Включите в настройках координатора спаривания устройств (Pairing).
  2. Проведите магнит по задней нижней части корпуса или снимите крышку и нажмите кнопку на Zigbee-модуле. Зелёный индикатор в отверстии должен замигать.
  3. Подождите, пока датчик не появится в списке устройств, известных координатору.
  4. Отключите режим спаривания устройств (Pairing).

Монтаж на стену

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

  1. Скачайте файл MSW v3 mounting template.pdf на компьютер.
  2. 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.

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).

Сразу же после установки датчик CO2 может показывать неверные значения: это может быть связано с неосторожным обращением во время транспортировки и монтажа. Вы можете подождать 7 дней без отключения питания, пока функция автокалибровки не приведёт показания датчика в норму или выполнить принудительную калибровку.

Настройка

Датчик можно настроить в SprutHub и в zigbee2mqtt с версии 1.23.0.

При использовании zigbee2mqtt нужно записывать JSON-команды в mqtt-топики устройства, сделать это можно с помощью MQTT Explorer или wb-rules, о том как настраивать датчик в SprutHub, читайте в его документации.

Подробнее про MQTT на контроллерах Wiren Board, читайте в статье MQTT.

Параметры

Чтобы читать значения параметров и записывать новые, сформируйте JSON-запрос по образцу и отправьте его в mqtt-топики:

  • чтение zigbee2mqtt/FRIENDLY_NAME/get ответ будет опубликован в топике устройства и отобразится в веб-интерфейсе контроллера в карточке устройства на вкладке Devices.
  • запись zigbee2mqtt/FRIENDLY_NAME/set

Доступные параметры:

  • 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 30 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 30 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);

ИК-команды

Для управления ИК приёмопередатчиком, сформируйте JSON-запрос по образцу и отправьте его в mqtt-топик zigbee2mqtt/FRIENDLY_NAME/1/set.

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
    }
}

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

publish('zigbee2mqtt/0x842e14fffe8b184e/1/set', JSON.stringify({"play_store": {"rom":0}}), 2, false);

Представление в контроллере

Программное обеспечение

Датчик можно использовать на контроллере Wiren Board и других устройствах со SprutHub и zigbee2mqtt с версии 1.23.0.

Подробнее о поддержке Zigbee-устройств на контроллерах Wiren Board, читайте в статье Zigbee.

  • Представление датчика в разном программном обеспечении

  • WB-MSW v.3 Zigbee в веб-интерфейсе zigbee2mqtt 1.23.0

  • WB-MSW v.3 Zigbee в веб-интерфейсе контроллера, требуется zigbee2mqtt 1.23.0

  • WB-MSW v.3 Zigbee в веб-интерфейсе SprutHub

Каналы устройства

Каналы устройства:

  • temperature — температура, °C
  • humidity — относительная влажность воздуха, %, RH
  • co2 — концентрация CO2, ppm
  • voc — качество воздуха, ppb
  • illuminance — освещённость в условных единицах
  • illuminance_lux — освещённость, lux
  • occupancy — флаг наличия движения, рассчитывается по внутреннему алгоритму. Можно изменять время его сброса в параметре occupancy_timeout;
  • occupancy_level — уровень движения.
  • noise_detected — флаг наличия шума, рассчитывается по внутреннему алгоритму. Можно изменять время его сброса в параметре noise_timeout;
  • noise — уровень шума, dBA.
  • update_available — флаг, указывающий на то, что доступна новая прошивка по OTA.
  • linkquality — качество связи.
  • state_default — статус зуммера.
  • state_l1 — статус красного светодиода.
  • state_l2 — статус зелёного светодиода.

Управление

Зуммером и светодиодами можно управлять, для этого нужно отправить сформированный по образцу JSON-запрос в mqtt-топик zigbee2mqtt/FRIENDLY_NAME/set:

  • зуммер — {"state_default": "ON"} или {"state_default": "OFF"}
  • красный светодиод — {"state_l1": "ON"} или {"state_l1": "OFF"}
  • зелёный светодиод — {"state_l2": "ON"} или {"state_l2": "OFF"}

Отправлять JSON-запросы можно с помощью wb-rules, например, включим зелёный светодиод в датчике с именем 0x842e14fffe8b184e: 

publish('zigbee2mqtt/0x842e14fffe8b184e/set', JSON.stringify({"state_l2": "ON"}), 2, false);

Про управление ИК-приёмопередатчиком и настройку параметров читайте в разделе Параметры.

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
1.3 v1.3B 12.2021 - ...
  • наклейки Wiren Board. Партия на базе MSW v4.19A/v4.19A/M.
1.3 v1.3A 08.2021 - 11.2021
  • версия с кнопкой для программирования. Со спец.наклейками.
1.2 v1.2A, v1.2B 04.2021 - 07.2021
  • Первая версия, на чипе MGM210P032JIA2. Версия со спец.наклейками.

Изображения и чертежи устройства

Corel Draw 2018 (шрифт — Ubuntu): Файл:WB-Library.cdr.zip

Visio:

  1. Устройства Wiren Board: Файл:WB-Visio-Lib.cdr.zip.
  2. Щиты, автоматы, контакторы и прочее.

SVG: Файл:WB-MSW-v.3.svg.zip

Autocad 2013 DXF: Файл:WB-MSW-v.3.dxf.zip

Autocad PDF: Файл:WB-MSW-v.3.pdf

  • WB-MSW v.3 Zigbee side.jpg

    Универсальный датчик WB-MSW v.3, вид сзади.

  • WB-MSW3 Zigbee PCB.png

    Плата WB-MSW

Источник — https://wirenboard.com/wiki/index.php?title=WB-MSW_v.3_Zigbee_Sensor&oldid=59142