Для беспроводного управления освещением и других приложений «умного дома» обычно используются специализированные протоколы, наиболее распространенными из них являются ZigBee и Z-Wave. Они имеют определенные преимущества, если вы хотите автоматизировать управление электроприборами, например, в загородном особняке. Но применительно к типовым городским квартирам, где живет большинство наших соотечественников, возможности таких технологий явно избыточны и они слишком дороги. Проблему удалось решить российской компании «СайАйз», разработавшей технологию SwitchEEL, которая гораздо дешевле и лучше приспособлена к типовой квартире, чем зарубежные аналоги.
В современных условиях лучше всего управлять системами «умного дома» не со специализированного пульта, а со смартфона или планшетного компьютера. Это и дешевле, и удобнее. В самом деле, не нужно отвлекаться от просмотра сайтов в Интернете или любимой компьютерной игры, чтобы взять пульт управления для изменения, скажем, яркости освещения. Основным недостатком широко используемых сейчас беспроводных протоколов для «умного дома» является отсутствие их встроенной поддержки в мобильных устройствах. Это связано с относительно большими размерами модулей ZigBee и Z-Wave, а также их значительным энергопотреблением. Поэтому производители идут на всевозможные ухищрения: или делают съемные адаптеры беспроводных протоколов систем «умного дома» для мобильных устройств, или, что используется чаще, создают специальные шлюзы, которые соединяются с мобильным устройством по Wi-Fi и потом ретранслируют сигнал уже в «понятном» системам «умного дома» виде.
Первый вариант громоздок и неудобен. Второй вариант требует дорогостоящего оборудования. К тому же, для установки и настройки этого оборудования могут потребоваться услуги квалифицированного специалиста, что также обходится недешево. Выходом является использование для управления «умным домом» протокола Bluetooth. Его поддержка есть во многих мобильных устройствах, а дальности действия вполне хватает для типовой квартиры.
Bluetooth 4.x для «умного дома»
Изначально технология Bluetooth разрабатывалась как более удобная альтернатива инфракрасным портам, сопоставимая с ними по цене. На технологическом уровне 90-х годов XX века эта накладывало определенные ограничения. Например, по Bluetooth первых версий нельзя было одновременно управлять более чем 7 устройствами. Во время всего сеанса связи Bluetooth-модулей их передатчики должны были быть включены. Для решения задачи беспроводного соединения мобильного телефона или компьютера с аксессуарами этого было достаточно. Создание версий 2.x и 3.x привело к улучшению качественных показателей, но не привело к изменению принципа работы Bluetooth, так как нужно было обеспечить совместимость с уже имеющимся оборудованием. Ограничения на количество одновременно управляемых устройств, а также постоянная работа передатчиков модулей (а это лишнее энергопотребление, помехи другому оборудованию да и для здоровья, наверно, не полезно, если будет работать круглосуточно) были теми причинами, почему Bluetooth поначалу не нашел применения в системах.
Проблему гармоничного сочетания дальнейшего развития стандарта и обеспечения совместимости решили лишь в стандарте Bluetooth 4.0 и более поздних версиях. Обновленный Bluetooth включает в себя три самостоятельные спецификации: классический Bluetooth для совместимости с предыдущим оборудованием, Bluetooth с низким энергопотреблением (Bluetooth LE), а также высокоскоростной Bluetooth, который, по сути, представляет собой разновидность Wi-Fi.
Платы с модулями системы SwitchEEL
В Bluetooth LE сняты ограничения на количество одновременно управляемых объектов. Кроме этого, в модулях, работающих по данной спецификации, передатчик включается только в те моменты, когда действительно нужно передать информацию. Длина ключа шифрования увеличена до 128 бит, что повышает защищенность от действий хакеров. Что же до максимальной дальности действия, то она у Bluetooth LE составляет до 70 м. Для типовой квартиры вполне достаточно.
Модули SwitchEEL производятся в России на современном автоматизированном оборудовании
Bluetooth-модули, использующие протокол версии 4.0 и выше, установленные в планшетных компьютерах и смартфонах, как правило, поддерживают все три спецификации. А вот устройства «умного дома» могут иметь только поддержку Bluetooth LE. Отсюда следует, что для работы в системе «умного дома» мобильное устройство должно иметь поддержку Bluetooth версии не ниже 4.0. Именно такой современный Bluetooth и использует система SwitchEEL.
Модули системы SwitchEEL и их установка
На момент написания статьи компания «СанАйз» выпускала для своей системы 5 типов исполнительных модулей для освещения. Эти устройства выпускаются в России на современной производственной линии. Коммутация электропитания и диммирование осуществляется надежным способом, проверенным в течение многих десятилетий — симисторами. Это немаловажно для условий нашей страны, где в электросети старых зданий могут наблюдаться значительные колебания напряжения.
Пример схемы включения одного из вариантов исполнительного модуля
Доступны следующие типы модулей, осуществляющих включение/выключение освещения и диммирование:
- одноконтурный с максимальной мощностью нагрузки 180 Вт;
- одноконтурный с максимальной мощностью нагрузки 700 Вт;
- двухконтурный с максимальной мощностью нагрузки 700 Вт;
- одноконтурный с максимальной мощностью нагрузки 1000 Вт;
- двухконтурный с максимальной мощностью нагрузки 1000 Вт.
Одноконтурные модули могут управлять только одной группой источников света, двухконтурные — двумя независимыми группами. При этом для установки двухконтурного модуля может использоваться как выключатель с одной группой контактов, так и выключатель с двумя независимыми группами контактов.
К выпуску готовятся и другие модули для управления освещением. В более отдаленной перспективе планируется выпуск модулей системы для управления не только светильниками, но и некоторыми другими электроприборами.
Установка модуля в декоративной чаше, закрывающей крепление люстры
Исполнительные модули достаточно компактны, поэтому их можно размещать в декоративной чаше, закрывающей крепление люстры к крюку в потолке, а также в стакане под розетку или выключатель. Также возможно размещение модуля в подвесном потолке (естественно, если он сделан из материала, через который проходят радиоволны). Помимо беспроводного управления, сохраняется и обычный выключатель на стене для управления люстрой. В том случае, если люстра отключена беспроводным способом, обратно включить ее можно, переведя настенный выключатель в положение «выключено», а потом опять «включено». Также этот выключатель потребуется при настройке системы, о чем пойдет речь далее.
Установка модуля в стакане под розетку или выключатель
В люстре без каких-либо ограничений можно использовать лампы накаливания и галогенные лампы, важно только, чтобы не превышалась максимально допустимая мощность нагрузки. Компактные люминесцентные лампы можно включать и выключать, но производитель системы запрещает использовать ее для диммирования таких ламп. Что же касается светодиодных ламп, то в режиме включения/выключения их также можно использовать. Но вот регулировать яркость можно только у тех светодиодных ламп, для которых допускается работа с диммерами типа TRIAC.
Настройка и работа с системой
Сначала нужно установить приложение на свое мобильное устройство. По состоянию на декабрь 2015 г., наиболее развитой версией программного обеспечения является вариант для платформы iOS, используемой на устройствах производства Apple. Там доступна плавная регулировка яркости, функции имитации заката и рассвета (пока меняется только яркость, а не спектр свечения), а также функция «будильник», позволяющая включать освещение в заданное время. Приложение для платформы Android пока позволяет лишь выбрать одно из четырех фиксированных значений яркости свечения. Тем не менее, работы по совершенствованию приложения для Android продолжаются, и скоро оно порадует пользователей новым функциями.
Настройка системы сводится к получению мобильным устройством ключа от исполнительного модуля, что позволяет им потом «узнавать» друг друга. Для перевода модуля в режим «раздачи» кода нужно пять раз включить/выключить питание, нажимая на выключатель на стене на время не более 3 секунд. После этого исполнительный модуль в течение 30 с раздает свой код.
Преимущества и недостатки
Главными преимуществами системы являются ее низкая цена, а также хорошая адаптация к российской специфике. По состоянию на декабрь 2015 г. комплект для модернизации с помощью системы четырех источников света (вполне типичный вариант для двухкомнатной квартиры) стоил 14805 руб. При этом доставка и установка бесплатны. Для сравнения, стоимость только оборудования для ближайшего импортного аналога, без учета доставки и установки, как минимум в 1,5 раза выше. Никакого другого оборудования покупать не надо, а поддержка Bluetooth 4.0 и выше есть почти во всех новых моделях мобильных устройств. Создатели системы SwitchEEL позиционируют ее для людей, интересующихся техническими новинками, предполагается, что смартфоны и планшетные компьютеры у них современные. К недостаткам, являющимся, скорее, проявлением «болезни роста», является стремление производителя системы в первоочередном порядке развивать приложение для iOS, в то время как Android-приложение явно «плетется в хвосте». Поскольку SwitchEEL ориентирована в первую очередь на клиентов, умеющих считать деньги, то можно ожидать, что значительная часть ее пользователей выбрала не продукцию раскрученного бренда, а более демократичные по цене Android-устройства. Также в системе явно недостает специализированных модулей для светодиодных лент (в том числе RGB и с регулируемой цветовой температурой), так как этот тип источников света завоевывает все большую популярность. Надеемся, разработчики в ближайшее время восполнят этот пробел.
В то же время, уже сейчас система SwitchEEL способна выполнить очень важную миссию — наглядно продемонстрировать, что «умный дом» — это не так дорого и не так сложно, как кажется на первый взгляд. В общем, это именно то, что нужно массовому отечественному потребителю.
