RN3AU ›
Блог ›
Полу-умный дом или немного про электричество на даче 🙂
Некоторое время назад родственники ввязались в строительство загородного домика. Желание сделать все как можно быстрее немного затмило холодный расчет, без которого в этом деле не обойтись, но когда все начало двигаться в том направление, куда обычно заводят непродуманные от начала до конца проекты, пришлось активно вмешиваться, несмотря на определенное противодействие на первом этапе:)
Бригада строителей-бракоделов была отстранена от выполнения работ по всем инженерным системам (электричество, водоснабжение, канализация, отопление и т.д.) и это было решено делать своими руками.
В результате некоторых раздумий, прикидок по формату использования дома и учитывая необходимость создания максимально простой в использовании системы с точки зрения пользователя, было принято решение (на первых порах, а, возможно, и в дальнейшем) использовать электрическое отопление, как требующее минимальных навыков по обслуживанию, так и имеющее возможность дистанционного управления режимами работы. Газ в этом месте отсутствует и перспективы его появления туманны, а всякого рода котлы требуют определенных умений и желания всем этим управлять, в то время как полностью автоматизированные системы стоят немерено денег. Посему было решено использовать для отопления конвекторы NOBO (проверенные личным опытом, безопасные и эффективные). Учитывая выделенные 15 кВт (380 В) и «деревенский тариф» за электричество, такое решение было признано разумным на данном этапе.
Далее я приступил к придумыванию возможной схемы коммутации, с учетом требований к безопасности, удобства и возможности дистанционного управления. На этом этапе я обращался за консультациями к Андрею 2350, который своими советами помог избежать некоторых ошибок.
В результате получилась система, которая с одной стороны может показаться избыточной для дачного дома, а с другой — достаточно удобна и гибка. Хотя и не во всем оптимальна, но нет предела совершенству, а «хотелки» будущих жильцов претерпевали изменения по мере реализации функций:)
Блок-схема
На входе установлено селективное УЗО с током срабатывания 300 мА, далее все линии, в зависимости от назначения, защищены УЗО с током срабатывания 30 мА и 10 мА для влажных помещений и водонагревателей.
В качестве устройства управления я применил GSM контроллер CCU825 ( сайт производителя: www.radsel.ru/ ) Я уже ставил эти устройства и у меня с ними никаких проблем не возникало. Есть более навороченные системы с управлением через интернет, но в тех краях с интернетом беда и единственный надежный канал связи — SMS или голосовые звонки.
Контроллер коммутирует через дополнительный релейный блок мощные контакторы ABB серии ESB 20-20, установленные в щитке. Желтые IEKовские автоматы выполняют роль тумблеров принудительного включения контакторов на случай глюков контроллера или необходимости принудительно включить отопление без особых знаний 🙂
В моем случае было необходимо управлять подачей питания на нагреватели по четырем независимым линиям: кухня, коридор, комнаты первого и комнаты второго этажа. Логика работы была настроена таким образом, что в системе есть два основных режима — экономный (поддержание заданной температуры в помещении) и комфортный режим (отопление нужных помещений), который можно активировать заранее и приезжать в теплый дом, не испытывая дискомфорта в ожидании, пока прогреется печка.
В помещениях, где необходима возможность установки или поддержания конкретной температуры размещаются датчики температуры RTD-03.
Датчик температуры RTD-03
Блок-схема подключения термодатчиков и исполнительных элементов. В моем случае контакторы управляются по выходам OUT1-OUT4 c открытым коллектором.
В режиме «эконом» в нужных помещениях с помощью контроллера поддерживается температура в диапазоне 6-7 градусов. Температура на термостатах нагревателей выставлена на 20…22 градуса (собственно на ту температуру, которую хочется иметь после включения на полный нагрев).
Когда я дистанционно «говорю» контроллеру отапливать помещения, у меня питание на нагреватели подается постоянно и греют, до ранее выставленной температуры. Можно и напрямую задавать нужный температурный диапазон — это по желанию.
Кроме этого, один термодатчик установлен на улице и позволяет контролировать уличную температуру. Может быть использован для включения, например, греющего кабеля или другого устройства в лютые морозы.
Кроме управление нагревателями, реализованы штатные функция охранной сигнализации и подключены датчики дыма, при срабатывании которых обесточивается весь дом (это скорее перестраховка, но от курения отучает, так как в этом случае еще включается и сирена :)))
Всё управление осуществляется через SMS-команды, с помощью голосового звонка на контроллер или (что значительно удобнее) через приложение для ANDROID.
В любой момент можно запросить состояние системы — увидеть температуру по помещениям и подачу питания на линии обогрева. В случае пропадания питания в сети также приходит тревожное сообщение.
Через приложение для телефона можно узнать все основные параметры контроллера…
…температуру в помещениях и на улице, состояние дополнительных датчиков… … состояние линий питания нагревателей. и примененный профиль Также фиксируется история всех событий
Подобная система чуть позже была реализована еще в одном доме с целью поддержания положительной температуры при отсутствии хозяев и с возможностью предварительного нагрева помещений перед приездом.
Система успешно перезимовала и работает без сбоев, периодически сообщая об отключении электричества — особенно когда были ураганы 🙂
Что касается стоимости поддержания тепла, то за 4 зимних месяца на электричество ушло около 5 тыс. рублей (чуть больше 1000 рублей в месяц). Это при общей площади 150 метров и площади поддержания положительной температуры 6-7 градусов около 120 метров. (Дополнительно к отоплению всё время был включен большой холодильник и автономная канализация).
Учитывая плохо сделанное утепление окон, можно считать такие потери в рамках допустимого.
На видео хорошо видно, как плохо сделаны окна (подлежит переделке):
Чтобы не слать SMS-ки при отъезде (с переводом в режим экономии), а так же для изменения режимов охраны, около двери установлен бесконтактный считыватель ключей. В контроллер прописан ключ от существующего домофона, чтобы не плодить лишние «таблетки».
Продолжаем наблюдение и эксплуатацию…
P.S. добавил описание в форум.
P.P.S. Прошу еще раз обратить внимание на то, что система изначально разрабатывалась под конкретные пожелания и ее не планировалось использовать в режиме постоянного проживания всю зиму с отоплением всех площадей. Это важно осознавать, если система электрического отопления будет единственным источником тепла в доме — расходы на электричество могут оказаться очень высокими. Реально соизмеряйте свои возможности с потребностями.
P.P.P.S 🙂 Позже в систему было добавлено реле напряжения для защиты потребителей от скачков напряжения.
Трехфазное реле напряжения на столбе.
P.S. В последствии, на одном из участков, трех-фазное реле напряжения было заменено на три однофазных (УЗМ-51М) так как трехфазное реле начинает отрубать питание при перекосе фаз более 25 %, что часто может приводить к обесточиванию дома из-за такого перекоса. А трехфазное реле больше актуально для настоящих трехфазных потребителей, типа мощных моторов.
А в этом доме были установлены стабилизаторы напряжения на каждую фазу
>Управление нагрузкой и электроприборами с помощью сотового телефона
GSM автоматика для обеспечения комфорта
В век высоких технологий по сей день в квартирах можно встреть пробки, которые чуть ли не старше самой квартиры. Автоматика приходит в наши дома с каким то большим трудом. Все работает и слава богу. Наверное, именно этим лозунгом и пользуется подавляющее число жителей. Но есть люди, который вносят в свою жизнь комфорт, по капелькам, но делают это. К таким людям отношусь и я. Не знаю почему, но интересно все новое. Пользу от приобретений я чаще всего вижу уже после того, как приобрел новый приборчик. Так вот сегодня мы поговорим о GSM. Точнее даже не о нем самом, а о том, как с его помощью мы можем чем то управлять. Если не вдаваться в такую серьезную тему как умный дом и пойти более легким путем, то на рынке мы можем найти ряд устройств, которые тем или иным образом могут управлять приборами в нашем доме. Я люблю модульное оборудование для DIN. Люблю потому, что DIN это международный стандарт для установочных изделий в щитах. Все они имеют одинаковые габариты и установка их проста, как сборка конструктора лего.
Для чего нужно управление по GSM
Придумать как использовать прибор для управления приборами с телефона можно запросто. Главная его задача, как понятно из названия — управление нагрузками. Это их включение или отключение. Другими словами, это просто выключатель, но управлять им мы можем с сотового телефона. С помощью этого прибора мы можем управлять абсолютно любыми нагрузками в режиме включения и отключения.
К примеру на даче. У нас есть вводной щит, который распределяет электричество по всей даче. Торопясь домой, вы можете забыть выключить вводной автомат, а соответственно останутся работать включенные приборы, например камин. Уже доехав до дома, вы вспоминаете об этом, а до дачи 100 км. Возвращаться и выключать? Конечно, иначе дача может очень быстро превратиться в кучку пепла. А можно установить управление нагрузкой с помощью телефона и выключить все с помощью телефона.
Точно также можно поступить и в квартире. Главное разделить заранее электропроводку таким образом, чтобы не отключались холодильник и другие важные приборы. Какие — решать только вам. Хотя практически каждое GSM реле может управлять несколькими группами нагрузок и соответственно несколькими командами мы можем включать и отключать различные группы. Электрический щит можно скомпоновать на отключение всей нагрузки КРОМЕ и АБСОЛЮТНО всей нагрузки. Сделать это достаточно просто.
Большинство подобных приборов оснащено входом для датчика температуры, таким образом мы можем удаленно управлять обогревательными приборами в помещении. Таким образом обогрев будет работать не постоянно, а только тогда, когда нам это необходимо. Значит мы еще и электроэнергию с ним можем сэкономить.
На той же даче мы можем удаленно включить теплый пол или камин заранее, для того чтобы приехать в уже теплое помещение, а так как прибор оснащен собственным датчиком — он заранее отправит вам СМС, когда температура достигнет желаемой.
Также с помощью GSM модуля вы сможете удаленно управлять поливом, насосами и освещением. Вариантов применения бесконечно много. Ведь главное, что умеют эти приборы — управлять нагрузкой. А нам нужно именно это — с комфортом и удаленно включать или отключать те или иные электро приборы. Делать это мы хотим по разным причинам. Кто — то из — за забывчивости, кто — то хочет заблаговременно что то включить.
Для тех, кто забывает выключить свет и утюг, а так же для тех, кто хочет заранее приехать в теплую дачу даже зимой. Кто не может приезжать поливать любимые цветы по три раза в неделю и не хочет что бы они засохли. Автоматика в нашей жизни уже давно и только набирает обороты, согласитесь, это очень удобно. А сколько радости испытывают люди, когда своими руками начинают управлять такими казалось бы сложными технологиями.
Охранная сигнализация: — два аналоговых охранных шлейфа; — управление при помощи SMS; — дистанционное управление нагрузками…
Контроллер предназначен для дистанционного управления объектом посредством SMS. Управлять можно 4-мя реле на включение/выключение а также на заданное время. Также контроллер имеет датчик температуры, два шлейфа охраны (сопротивление шлейфа должно быть 4.7кОм), и контроль сети 220 вольт.
При включении питания производится активация контроллера и SIM-модуля в течении 40 сек. В это время светодиод STATUS постоянно включен.
После завершения активации автоматически включается режим охраны. Если нарушений нет, светодиод вспыхивает на 0,1 сек каждые 3 сек.
При нарушении охранного шлейфа включается режим тревоги. Светодиод STATUS мигает с частотой 2,5 Гц. Сирена включается на 5 секунд через 5 секунд в течении 3 минут. Через 5 сек после нарушения шлейфа, отправляется SMS с информацией о состоянии охраны и устройства.
Если через 3 минуты нарушение сохранилось, то светодиод STATUS мигает с частотой 0,5 Гц. Сирена отключена.
Если нарушение сохраняется и далее, то через 30 минут снова включается режим охраны и цикл повторяется.
Оба охранных шлейфа работают одинаково и независимо друг от друга.
Кнопкой «ALARM OFF» можно включить/выключить охрану. Длинное нажатие включение охраны, короткое нажатие выключение охраны. При включении охраны кнопкой контроллер отсчитывает 1 минуту а потом становится на охрану. В это время светодиод STATUS включен постоянно. При отправке SMS на включение охраны, включение сразу.
Управление реле осуществляется командами, отправляемыми с телефона с подтверждением о выполненной команде SMS сообщением. При включении/выключении реле воспроизводится сигнал зуммера 1.5 секунды. Примеры команд управления см. ниже.
SMS сообщение содержит информацию о состоянии охраны, состоянии реле, температуре и наличии питания от сети.
При пропадании СЕТИ 220 вольт зуммер три раза пищит и отправляется SMS с параметрами сигнализации (см. выше). Светодиод STATUS вспыхивает на 0,1 сек каждые 5 сек. При появлении СЕТИ 220 вольт зуммер пищит 1 раз и также отсылается SMS.
Светодиод «RING» индицирует принятие или отправку SMS.
Команды для отправки SMS:
Включить реле1 без ограничения по времени: «Pass On1 —«, включить на время 5 минут: «Pass On1 05», выключить реле1: «Pass Off1».
1 — номер реле, остальные реле аналогично (указать номер реле 1,2,3,4 соответственно). Время включения то 01 до 99 минут.
Включить Охрану «Pass Line On», выключить Охрану «Pass Line Off».
Запрос о статусе контроллера «Pass ZAPROS».
Запрос о балансе на счету «Pass balance».
Запрос о балансе пакета SMS «Pass Sms».
«Pass» — это секретный код его можно изменить в ЕЕРROM там же прописывается номер телефона на который отсылать SMS так же запрос о балансе и запрос о пакете купленных SMS.
SMS можно отсылать как с обычного телефона, так и со смартфона. Для смартфона есть специальное приложение для удобства пользования. В приложении чтобы включить/выключить надо удерживать кнопку до звукового подтверждения. В ответ придёт SMS с параметрами контроллера на белый экран приложения. Скачать приложение можно .
Контроллер работает только с номером телефона, который прописан в EEPROM. Длина номера должны быть не более 16-и знаков и начинаться на «+». Если длина номера меньше, тогда после последней цифры нужно прописать 0xFF.
Ввод pin-кода SIM-карточки должен быть предварительно отключен.
Если на модуль SIM800L установить микрофон можно, позвонив с телефона, слушать что происходит в помещении, где установлен контроллер. Так же только с того телефона, который прописан в контроллер.
Внешний вид собранной платы и блока реле:
Скрины с устройства Android.
В архиве находятся: прошивка, проект в Proteus для симуляции работы, схема в разных форматах и другие материалы для изготовления устройства.
Файл SIM800_SMS_ATM8.eep является файлом EEPROM микроконтроллера. При прошивке МК его следует отредактировать и залить в память EEPROM. См. скрин EEPROM.jpg
Файл SIM800_SMS_ATM8.bin также файл EEPROM микроконтроллера, необходим для симуляции в Proteus.
Файл ATM8_8MHz_Ext.png — пример установки FUSE. FUSE показаны как для PONYPROG.
Тема для обсуждения и развития проекта на форуме.
Авторы проекта andros77 и Soir.
Мы с вами уже рассматривали сторонние программы, позволяющие управлять смартфоном с компьютера, в том числе чтением и отправкой смс-сообщений. Очевидно, разработчики Android решили устранить этот недостаток, и теперь сообщения со смартфона можно читать непосредственно в браузере компьютера с помощью сервисов от Google.