Управление кондиционером умный дом

Обновлено: 19.05.2024

Функция управления отоплением объединяет управление следующими системами:

Радиаторное отопление (пассивные или с вентилятором)
Водяной тёплый пол
Электрические конвекторы
Электрический тёплый пол
Кондиционеры
Вентиляция

ПЛК — это программируемый логический контроллер, который может быть центром системы Умный Дом для квартиры или загородного дома. Примеры ПЛК: EasyHomePLC, Beckhoff, Овен, Wirenboard и много других.

Преимущества системы управления климатом с ПЛК

Не нужно управлять каждым устройством по отдельности: задаём желаемую температуру, а система её поддерживает, согласовывая работу всех систем
Управление всеми системами обогрева/охлаждения с одного пульта — смартфона или планшета
Работа климата по сценариям и по расписанию, возможность перевести весь дом или этаж в экономичный режим или в ночной режим
Удалённое управление и контроль температуры через интернет,
Управление климатом раздельно по каждой зоне. Например, в одной комнате любят, чтобы пол был потеплее, а воздух попрохладнее, а во второй — чтобы и пол и воздух были тёплыми.

Теперь о том, как это делается.

В каждой зоне (замкнутом помещении) ставятся датчики температуры воздуха и пола. Для работы в составе системы управления климатом с ПЛК используются датчики температуры воздуха (опционально ещё и влажности) с выносным сенсором температуры пола с выходным сигналом 0-10 вольт постоянного тока. Такой сигнал заходит на аналоговых вход контроллера. Если датчик работает с температурным диапазоном от 0 до +50 градусов, то выход 0 вольт соответствует 0 градусов, а 10 вольт соответствует +50 градусам, характеристика линейна. Есть датчики с диапазоном -50..+50 градусов для улицы или 0..+125 для сауны.

Подготовка для установки датчика воздуха с выносным сенсором пола выглядит так:

В одной рамке с выключателями (то есть, на высоте 900-1200мм) делается дополнительный подрозетник. В подрозетник из щита автоматики ведётся кабель FTP 5 категории (экранированная витая пара). По кабелю будет передано питание 12-24 вольта от блока питания на датчик (2 жилы) и сигнал от 0 до 10 вольт от датчика на контроллер на аналоговый вход. Поскольку ток потребления датчика очень мал, длина кабеля может составлять несколько сотен метров. Аналоговый сигнал может быть искажён наводками, поэтому кабель датчика, как и любой слаботочный кабель, следует монтировать на удалении от силовых трасс.

Выносной сенсор температуры пола подключается к плате датчика температуры воздуха и питается от неё. Сенсор пола опускается в пол в медной трубке или гладкой ПНД трубе диаметром 10-12мм. Гладкие внутренние стенки нужны для того, чтобы в случае необходимости датчик можно было заменить. На плате датчика температуры воздуха может быть также и сенсор влажности воздуха.

Датчики в своих проектах я использую эти. Компактные, устанавливаются в подрозетник с заглушкой, питание 12 вольт, на выходе от 0 до 10 вольт. Есть исполнения для улицы (-50..+50 градусов) и для сауны (0..+125 градусов), есть исполнения с датчиком освещённости или влажности воздуха.

Управление радиатором и водяным тёплым полом

Управление контурами водяного тёплого пола или радиаторами осуществляется за счёт термоприводов, устанавливаемых на коллектор или сам радиатор. Вот коллектор с установленными приводами контуров:

На каждом контуре мы видим привод. Привод может перекрывать подачу воды в контур, что приведёт к его медленному остыванию. Когда температура в помещении опустится ниже желаемой (заданной пользователем с приложения), привод откроет подачу воды в контур. За счёт этого температура воздуха или пола в помещении всегда будет соответствовать желаемой.

Если помещение отапливается одновременно и водяным тёплым полом и радиаторами, необходимо предусмотреть интеллектуальный алгоритм работы приводов, обеспечивающий желаемую температуру воздуха и максимально приближённую к желаемой температуру пола.

Привод может быть установлен и прямо на радиатор, у него стандартное посадочное место М30х1,5 (30мм -диаметр посадочного места, 1,5мм — шаг резьбы). Вот привод на радиаторе:

Лучше, конечно, всегда ставить привод на коллекторе, так как меньше кабеля и не портит вид, но не всегда такая возможность есть. Например, при двухтрубной системе отопления нужно ставить приводы на каждый радиатор, иначе не получится управлять отоплением позонно.

От каждого термопривода тянем кабель МКШ или КВВГ 2х0,75 на выход контроллера. У модуля дискретных выходов контроллера Beckhoff на выходе во включенном состоянии появляется напряжение 24 вольта, ток до 0.5А, то есть, привод может быть подключен напрямую на выход контроллера без промежуточного реле.

Приводы могут быть дискретные (открыто-закрыто) или аналоговые (можно открыть в любое положение). Дискретные приводы подключаются к дискретному выходу контроллера, в этом случае надо выбирать приводы с напряжением питания 24 вольта если дискретный выход даёт 24 вольта, либо 220 — если выход даёт 220, это зависит от контроллера. Привод может быть нормально-закрытым или нормально-открытым, первые ставятся на коллектор тёплого пола (чтобы при отключении контроллера пол не перегревался), вторые — на радиаторное отопление (чтобы при отключении радиаторы не остывали). Либо нормально-открытые приводы и на воздух, и на пол, если только постоянный нагрев пола ничему не навредит.

Аналоговые приводы помимо питания 24 вольта требуют сигнал управления 0-10 вольт, в зависимости от которого они открываются. Управление 0-10 вольт имеет важно преимущество — уменьшение колебания температуры воздуха. Но имеют и ряд недостатков:

аналоговый привод в несколько раз дороже дискретного
аналоговый выход контроллера всегда дороже дискретного
нужен алгоритм ПИД-регулирования, заложенный в контроллер, и его отладка после введения системы в эксплуатацию

В большинстве случаев использование аналоговых приводов не оправдано. При работе с водяными тёплыми полами их использование вообще не имеет смысла, так как тёплый пол очень инертный (очень медленно нагревается и остывает), отклонение его температуры от желаемой не так заметно.

Управление электрическим тёплым полом

Вот схемы управления тёплым полом в классическом варианте и через ПЛК:

Классическое управление — через термостат в комнате. Термостат может быть простой или программируемый (с возможностью задавать время включения и выключения). При управлении с ПЛК термостатов нет, регулирует температуру программа контроллера, а программу задаёт пользователь с планшета-смартфона.

Управление кондиционером

Есть два варианта управления кондиционерами: попроще и посложнее. Попроще — это управление инфракрасными командами через ИК-передатчик, работающий через RS-485. Например, много модели выпускают Icpdas и Wirenboard. Передатчик кладётся на внутренний блок кондиционера (его не видно), команды от него отражаются от стены и попадают на приёмник кондиционера.

После обучения необходимые команды передатчик отправляет на кондиционер. Плюс этого решения — невысокая стоимость и универсальность, подойдёт для любого кондиционера с инфракрасным приёмником. Минус решения — отсутствие обратной связи, то есть, если кондиционер выключен (на него не подаётся питание) или находится в состоянии аварии, то ПЛК не будет знать его состояние, не сможет знать установку температуры кондиционера. Таким образом управлять можно не только кондиционером, но и аудио-видео техникой, имеющей ИК-пульты.

От передатчика в щит тянем кабель FTP, по которому передаётся питание передатчика (обычно 12 или 24 вольта) и две жилы на RS485. Либо звездой (от щита на каждый блок отдельный кабель), либо шлейфом (от щита последовательно обходим все блоки кабелем). Я обычно предпочитаю звездой, так надёжнее. И удобнее вести кабель вместе с кабелями питания блоков от щита.

Более дорогое и качественное решение вопроса — использовать шлюз внутренней шины кондиционера на протокол RS485 ModBus. От каждого внутреннего блока кондиционера тянем управляющий кабель FTP для RS485. Но в этом случае обычно нужны ещё блоки-переходники с кондиционера на шину. Например, для кондиционеров Mitsubishi используется блок Intesis Box ME-AC-MBS-1, нужен для каждого внутреннего блока, стоит от 400 долларов. Есть аналогичные блоки на Daikin и другие кондиционеры. Иногда (обычно при использовании промышленных кондиционеров), можно поставить один модуль ModBus на все кондиционеры, например, есть блок на 48 блоков Mitsubishi Heavy, стоит от 4 тысяч долларов.

При связи контроллера с программным обеспечением EasyHome с кондиционером система кондиционирования включается в алгоритм терморегулирования, то есть, в зависимости заданной пользователем температуры и текущей температуры в помещении контроллер сам определяет режим работы кондиционера (обогрев или охлаждение), управляет мощностью. При полном управлении по ModBus будет также работать считывание ошибок кондиционеров.

На оба варианта управления кабель монтируется одинаково: витая пара до каждого внутреннего блока, ведь в обоих случаях управление по RS-485 либо кондиционерами, либо ИК-передатчиками.

Для систем Умного Дома, которые не поддерживают работу с ModBus, возможен только вариант управления через ИК-передатчики. Например, все беспроводные системы (включая Z-Wave, Fibaro).

Домашняя автоматизация и внедрение устройств умного дома – затягивающий процесс. В нём огромное количество нюансов, требующих индивидуальной подгонки.

После того, как было сделано освещение, установлены различные датчики и подключены телевизоры, вроде не осталось мест, которые можно проапгрейдить. К тому же в выбранной ранее системе устройств от производителя Sonoff практически все имеющиеся возможности были задействованы, за исключением камеры, но необходимость её использования в условиях отсутствия животных и маленьких детей неочевидна, поэтому отложена на последнюю очередь.

Но просмотр альтернативных решений системы TuyaSmart показал, что ещё есть пространство для работы. Было решено заказать универсальный пульт управления Avatto, датчик температуры и влажности и датчик контроля утечки воды, работающие под управлением системы умного дома TuyaSmart, а затем объединить их в пространстве умного дома Google Home. Заказ был размещён на AliExpress и получен в течение двух недель. Цена вопроса оказалась невысока, каждое из устройств стоило от 500 до 700 рублей.

Получив заказ, запускаем процедуру подключения. Для работы устройств необходимо установить на смартфон приложение TuyaSmart, в котором можно задействовать огромное количество разнообразных датчиков и конечных устройств различного назначения – для обеспечения контроля состояния, безопасности, видеонаблюдения, различных управляющих реле и выключателей. В рамках этой системы можно использовать дистанционно открываемые замки входных дверей, видеоглазки, передающие изображение на смартфон, или продвинутые системы домофона. За счёт того, что конечные устройства выпускаются большим количеством производителей, TuyaSmart имеет существенно больше возможностей, чем у описанной ранее системы eWeLink с устройствами Sonoff, но при этом в ней, по разным отзывам, чаще возникают проблемы с совместимостью, что в итоге может отражаться на работоспособности всей системы. Впрочем, надо сказать, что цена вопроса позволяет экспериментировать.

Самым интересным из полученных гаджетов оказался универсальный пульт дистанционного управления. Он позволяет управлять любым прибором, имеющим инфракрасный пульт управления, или с помощью смартфона, или добавив управление в систему Google Home. В данном случае его было решено использовать для управления кондиционером Samsung, выпущенным десять лет назад. Пульт добавляется в приложение TuyaSmart, там же прописывается новое устройство – кондиционер Samsung. В огромном перечне поддерживаемого оборудования находится нужное, новый пульт обучается базовым командам старого пульта от кондиционера, и вот у вас в руках совсем новый и современный инструмент управления. Достаточно открыть приложение TuyaSmart, и у пользователя есть возможность с помощью смартфона включать кондиционер, регулировать температуру, интенсивность вентиляции и т.д.

Следующим устройством, которое добавлено в TuyaSmart, стал датчик температуры и влажности. Выполненный в элегантном корпусе, датчик отображает текущую температуру и влажность на E-ink экране. Питается устройство от трёх батареек формата AA, подключается по Wi-Fi, по традиции для таких устройств использует диапазон 2.4 ГГц. Оно быстро распознаётся и подключается к TuyaSmart без каких-либо трудностей. Потенциально подключение такого устройства даёт возможность автоматизировать включение кондиционера при достижении определённых температурных параметров, например, можно настроить сценарий, чтобы кондиционер включался при повышении температуры в квартире более 27 градусов. Но на текущий момент принят сценарий простого голосового управления, в этом случае нет необходимости продумывать, как избежать включения кондиционера при длительном отсутствии хозяев. Нужно отметить, что голосовое управление кондиционером выводит комфорт на следующий уровень, плюс это то устройство, которое даёт новую жизнь старым вещам. Можно добавить управление телевизорами и музыкальными центрами, одним словом, любыми устройствами, имеющими инфракрасный дистанционный пульт.

Следующим компонентом в умном доме было решено сделать датчик контроля протечки. Это маленькое устройство, подключаемое по Wi-Fi и запитанное от батарейки CR123A. Из интересного нужно отметить, что стоимость самого устройства совсем ненамного дороже используемой в нём батарейки. Принцип его работы очень прост. На нижней части датчика размещены контакты, при замыкании которых в воде отправляется сигнал владельцу системы. Производитель утверждает, что одной батареи должно хватить на полтора года работы. Подключение датчика также не вызывает трудностей, но надо признать, что проверки того, как он срабатывает при попадании на него воды, автором не делалось.

Авторская география умного дома значительно расширилась, и за последнее время в ней появилось уже порядка 30 различных устройств. Но это не значит, что больше негде применить свою энергию и добавить комфорта. Следующим этапом будет назревшая модернизация сети Wi-Fi.

Не исключением являются и современные сплит-системы. Управление кондиционером через интернет со смартфона – функция, которую сейчас изначально закладывают в конструкцию все ведущие изготовители климатического оборудования.

Слип-системы с поддержкой телеуправления

Ведущие разработчики климатического оборудования все больше внимания уделяют выпуску техники, которая может управляться дистанционно. Причем, дистанционно не только с помощью традиционных инфракрасных пультов, но и с мобильных телефонов, планшетов, обычных компьютеров.

Дистанционно управлять устройством можно двумя способами. Первый способ – это управление кондиционером через интернет. Второй способ – управление кондиционером через смартфон с помощью GSM-модуля.

Для реализации второго способа в климатические устройства встраиваются GSM-модули, и для того, чтобы управлять слип-системой, нужно подключиться к любому оператору мобильной связи. Причем, реализовать этот способ можно как подачей команд, в том числе и голосовых, так и отправкой SMS.

Как в первом, так и во втором случае для телеуправления аппаратом необходимо наличие специальной программы, которая скачивается на телефон через Google Play, AppStore, Windows Phone или с официального сайта изготовителя слип-системы.

Прежде всего следует установить аппарат на предназначенное для него место. Если встроенного контроллера в аппарате нет, то рядом с ним следует укрепить внешний адаптер беспроводной связи, соединить его с климат-устройством и подключить к электросети.

Схемы подключения одинаковы для устройств практически всех моделей – через стандартные разъемы сигнал, переданный по беспроводной связи, поступает в электронную схему, которая и формирует исполнительные команды. Все выпускающиеся сейчас модули внешнего управления кондиционером через Wi-Fi совместимы с устройствами большинства моделей климатической техники.

Чтобы организовать управление кондиционером через интернет, изготовители техники разрабатывают собственное программное обеспечение. Эти программы для управления кондиционером через Wi-Fi выкладываются в свободный (или платный) доступ, или поставляются с гаджетом, будучи записанными на мини-диск.

Настройка через приложение

Алгоритм действий при настройке через приложение выглядит следующим образом:

Заключение

Система климат контроль интегрированная в Умный дом означает не только отопление, но и кондиционирование. Современные сплит-системы позволяют нагревать или охлаждать воздух, подаваемый в помещение, а так же работать в режиме вентиляции. Управлять всеми функциями кондиционера можно с центрального контроллера системы или дистанционно, с мобильных устройств через приложение.

Из материала вы узнаете:

Возможности управления кондиционером

Централизованное управление
Прямое управление
Дистанционное управление
Удалённое управление

В первом случае в память микроконтроллера записывается программа и по заданному расписанию происходит включение и выключение кондиционера. Этот режим так же предусматривает включение кондиционера, если в системе интеллектуального управления установлен датчик фиксирующий наличие концентрации бытового газа в помещении и сенсор наличия окиси углерода, то есть угарного газа. И наоборот если сработает датчик дыма, входящий в систему пожарной сигнализации, то вся система вентиляции и кондиционирования будет отключена. Это необходимо с целью ограничения поступления кислорода.

Прямое управление осуществляется с настенной панели, на которую выведены органы управления всем бытовыми приборами. Такая панель оборудована дисплеем, который позволяет визуализировать процесс выбора и настройки параметров.

Удалённое управление бытовыми приборами обеспечивается за счёт радиоканала. Это может быть GSM илиWi-Fi. В этом случае расстояние не играет никакой роли и бытовой техникой можно управлять из любой точки планеты, где имеется покрытие сотового оператора или сеть Wi-Fi.

Функции и возможности

Современные кондиционеры позволяют выполнять следующие функции:

Нагрев воздуха
Охлаждение воздуха
Вентиляция через систему фильтров
Увлажнение
Озонирование

Если кондиционер оборудован компактным генератором Чижевского, он позволяет насытить воздух, подаваемый в комнату отрицательными аэроионами, которые оказывают исключительно положительное действие на дыхательную систему человека.

К системе климат-контроля, обязательно подключаются наружные датчики температуры. В зависимости от погоды на улице контроллер может сократить или увеличить время работы кондиционера. Существует целый ряд параметров, которые обеспечивают максимальный комфорт в помещении.

Оборудование

В квартирах и частных домах чаще всего используют следующие системы кондиционирования:

Настенные кондиционеры
Напольно-потолочные устройства
Мобильные кондиционеры

Настенные сплит-системы получили наибольшее распространение, благодаря доступной цене, надёжности и качеству. Такие устройства состоят из двух блоков, один из которых монтируется на внутренней стене помещения, а другой устанавливается снаружи. Существует много моделей, отличающихся ценой и набором функций. Одним из лидеров по производству кондиционеров является японская компания BALLU.

Её модель Ballui Green BSA 18HN1 имеет следующие характеристики:

Напольно-потолочные устройства используются в тех случаях, когда настенный монтаж невозможен, или он нарушает дизайн.

Заключение

При выборе кондиционера следует обращать внимание на дополнительные функции. Сплит-система, где установлен генератор высокого напряжения, полностью исключает попадание пылевых частиц в выходящий воздух. Так же для жилых помещений очень важна система увлажнения воздуха.

Все тонкости новейших технологий в системе умный дом

Для упрощения жизни и облегчения решения бытовых вопросов люди нередко прибегают к автоматизации своего жилья. Система умный дом становится все .

Расходы на электроэнергию составляют существенную часть от общей оплаты в ЖКХ. Отопительные электрические системы ещё больше увеличивают ежемесячную .

Читайте также: