Решил попробовать интегрировать в свою домашнюю Z-Wave автоматизацию ZigBee выключатели. Для экспериментов приобрел недорогой ZigBee выключатель на батарейках Xiaomi Aqara Smart Switch. Выглядит красиво, пластик высочайшего качества, очень приятный, клавиша выключателя с пружинным механизмом, что дает полный тактильный фидбэк.
Выключатель планировал использовать в следующих сценариях:
- при одинарном нажатии включать/выключать ночник
- при долгом удержании диммировать ночник
- при двойном нажатии включать/выключать LED подсветку
Но тестирование показало, что Xiaomi Aqara Smart Switch реагирует только на одинарное нажатие. А когда я попробовал подиммировать и подержал клавишу 5 секунд, то он сбросился на заводские настройки. В таком виде Aqara Smart Switch для меня оказался бесполезным и я решил в его корпусе сделать Z-Wave выключатель со всеми нужными мне функциями.
Основу Z-Wave выключателя составляет Z-Uno Module — маленькая плата на которой, только Z-Wave чип и память, программируется из среды Arduino по USB. Модуль при размере 25х15х1.9 мм предоставляет доступ ко всем пинам Z-Wave чипа. На модуле есть U.FL разъем для подключения антенны, либо можно просто припаять провод 86 мм. Это та же Z-Uno только для производителей устройств.Я за последнее время сделал несколько разных Z-Wave выключателей, все ищу идеальное решение:
- Разработка сенсорного Z-Wave выключателя на аккумуляторе со светящимися кнопками
- Выключатель Gira + Z-Wave. 4-кнопочный радио выключатель на базе Z-Uno
- Сенсорный радио выключатель на батарейках. Livolo + Z-Uno
- Переделка кнопочного радио выключателя в сенсорный
Разработка платы выключателя не заняла много времени. Но по ходу работ пришлось решить несколько задач.
Изначально я изготовил тестовую плату из текстолита 1.6 мм, припаяв на нее Z-Uno высотой 1.9 мм, выяснилось, что конструкция не проходит по высоте, пришлось использовать текстолит 1 мм, такой же как и на оригинальной Xiaomi плате.
Самому изготовить крепеж для батарейки CR2032 оказалось проблематично, поэтому снял с оригинальной платы, и еще использовал танталовый конденсатор 220mF с оригинальной платы.
У Xiaomi также есть версия с двумя кнопками, поэтому я сделал универсальную плату. Компонентов для пайки у меня получилось гораздо меньше, чем у Xiaomi, вся обвязка Z-Wave чипа уже есть на модуле. По опыту, кнопки припаиваю без флюса, чтобы потом не мыть, иначе после промывки платы кнопки быстро перестают работать.
Изготовление плат заказывал в seeedstudio, вышло 1000р с доставкой за 10 шт., качеством как обычно очень доволен, цвет — черный глянец.
Схемотехника, как из первого урока по Arduino — пара кнопок и светодиодов.
Для Z-Uno есть удобная библиотека для работы с кнопками, поддерживаются короткие нажатия, долгие и двойные клики. Тройной клик это системная комбинация, используется для добавления устройства в Z-Wave контроллер и отправки информационного пакета.
При нажатии любой кнопки, через диоды на INT 18 замыкается земля и Z-Uno просыпается, далее идет опрос состояния кнопок.
Скетч заливается по USB, для этого на обратной стороне платы я предусмотрел точки GND, 3V, DM, DP. Дополнительно нужна кнопка RESET, чтобы переводить Z-Uno в режим программирования. Отладку можно вести по UART, их у Z-Uno 2, оба железные.
Как я и планировал, реализовал 3 сценария управления устройствами, настройка производится с помощью Z-Wave контроллера RaZberry. Есть 4 группы ассоциации. Первая группа для отправки контроллеру заряда батарейки. Вторая группа для устройств управляемых только короткими нажатиями, т.е. можно только включить/выключить. Третья группа для диммируемых устройств, у меня в ней ночник. Четвертая группа для устройств управляемых двойными кликами, в нее я помещу LED подсветку.
Готовая плата отлично заходит в корпус, как родная. Батарейки CR2032 должно хватить примерно на год работы, но это покажет практика, возможно придется еще что-то соптимизировать. Дизайн выключателя мне очень нравится, соберу еще версию с двумя клавишами.
Цена вопроса составила: 2500р (Z-Uno) + 1000р (Xiaomi Aqara Smart Switch) + 100р (1 плата) = 3600р. Полученное удовольствие от процесса разработки — бесценно!
Комментарии (64)
ARMOR888
14.01.2019 16:00Здорово, только от Xiaomi то, считай, ничего и не осталось, один корпус, и тот можно распечатать))
Для дома эти промышленные протоколы и модули ZigBee очень уж дороги. Вот бы на различных ESP это делать. Но у ESP вроде проблемы с пиковым потреблением, от батарейки сложно сделать.aivs
14.01.2019 16:001000 р за корпус и zigbee плату, куда дешевле то
ARMOR888
14.01.2019 16:19странная у вас арифметика, вы же написали:
2500р (Z-Uno) + 1000р (Xiaomi Aqara Smart Switch) + 100р (1 плата) = 3600р
3600>>1000PoltoS
14.01.2019 22:08-11000 руб за корпус — это дешевле, чем самому печатать. Тем более, там внутри много деталек и всё хорошо продумано
aivs
14.01.2019 22:50Корпус из трех пластиковых деталей напечатанный фотополимером не в цвет выходит примерно 5 тыс. р. Готовое устройство в красивом корпусе с механизмом за 1000р это даром.
ARMOR888
14.01.2019 23:021000р за готовое устройство в корпусе действительно не дорого, но еще раз прошу объяснить, что у вас за расчеты такие гибкие? То 3600, то 1000. куда делись еще 2500р за модуль?
aivs
14.01.2019 23:12Вы пишите: «Для дома эти промышленные протоколы и модули ZigBee очень уж дороги.»
Я вам отвечаю — zigbee выключатель за 1000р это не дорого.
3600 выходит мой личный z-wave выключатель.
И даже 3600 за выключатель не дорого, который можно прилепить в любое место и настроить как удобно. Пойдя не «умным» путем пришлось бы переделывать ремонт и тянуть провода к новому выключателю.
ARMOR888
14.01.2019 23:24+1На вопрос вы так и не ответили. Как можно собрать готовое! устройство за 1000р когда
Основу Z-Wave выключателя составляет Z-Uno Module
за 2500р?
Я чужие деньги не считаю, мне все равно если кто-то сделает такое за 50000. Просто за 1000 это было бы интересно лично мне, и вот вы раз, второй, упоминаете про это, да что-то все не сходится.
gudvinr
15.01.2019 01:00+21000 — это оригинальный zigbee, корпус от которого взял автор.
3600 — это самоделка с z-wave.
Всё сходится, просто вам видимо поспать надо, немножко невнимательны (:
Popadanec
14.01.2019 16:04Какая то не очень умная кнопка от Xiaomi, для системы умного дома.
Сделанный автором функционал туда напрашивается по умолчанию.aivs
14.01.2019 16:13Если использовать с хабом Xiaomi, то там только и можно, что настроить включение/выключение другого выключателя. Смотрел сниффером, этот выключатель отправляет только команду On, хотел лампочкой Ikea напрямую без хаба управлять, но получается, только включать. Да функционала оригинальной кнопке не хватает.
Popadanec
14.01.2019 16:34У двух кнопочной вроде всего
целыхтри варианта. Нажатие левой, нажатие правой, и нажатие обеих. Богатый функционал, чо.404
14.01.2019 17:05Зависит от модели. У меня сейчас та, что умеет в семь действий:
– одинарное нажатие слева
– одинарное нажатие слева
– двойное нажатие слева
– двойное нажатие слева
– долгое нажатие слева
– долгое нажатие слева
– одновременно слева и справа.
Рулится через сяомишный хаб из приложения, до HomeAssistant вроде бы долетают не все комбинации.aivs
14.01.2019 17:15Что у вас за модель?
Возможно кнопки обновились, на рекламном фото предлагают кнопку использовать как звонок, это значит, что она не должна сбрасываться, если 5 сек держать.404
14.01.2019 17:42Код модели на алике вот такой WXKG02LM.
Беспроводные кнопки-звонки у меня тоже есть, у них три режима: одинарное нажатие, двойное нажатие, долгое нажатие.
Для перехода в режим сопряжения по мануалу нужно оооочень длинное нажатие, более 10 секунд вроде бы.aivs
14.01.2019 17:51У моего одинарного выключателя такой же артикул:
WXKG02LM
2016DP1247
Но он только короткое нажатие умеет
sirocco
15.01.2019 00:54Это даже не модель. Вроде, даже артикул не поменялся, а просто тупо с (примерно) октября 2018г. у некоторых продавцов появилась версия с припиской upgrade, и там уже не только импульс.
allx
15.01.2019 12:20Home Assistant до 8.5 обновился недавно и теперь в этих выключателях он поддерживает даже 9 действий )
allx
15.01.2019 12:18У Aqara несколько версий этих включателей. Есть с одной кнопкой на 3 действия: Один клик, Два клика, Долгий клик. С двумя кнопками 7 действий: Один клик, Два клика, Долгий клик на каждой кнопке + нажатие двух кнопок одновременно.
Pusk1
14.01.2019 16:49Умная кнопка у Xiaomi есть. В данном случае использовался пластик из решения, которое функционально и тактильно мало отличается от обычного выключателя. Ставиться вместо обычного выключателя. Кнопку с двойным тапом для выключения света во всей квартире, например, чаще устанавливают у двери или в спальне.
yvm
14.01.2019 17:29А какие преимущества z-wave перед ZigBee? (почему первоначально был сделан выбор в пользу z-wave) Если вкратце?
aivs
14.01.2019 17:49Совместимых ZigBee устройств 3 шт. Совместимых Z-Wave устройств 1300.
buldo
14.01.2019 19:15Это в вашем доме?
Несколько лет назад в рассылках ZigBee были другие цифры по устройствамaivs
14.01.2019 19:35+1Я постоянно мониторю рынок беспроводных устройств для умного дома.
Любое Z-Wave устройство одного производителя совместимо с Z-Wave устройством другого производителя. Встраиваемый диммер Fibaro у меня управляется выключателем Aeotec, Qubino реле включается с Z-Wave.Me батареечного выключателя.
С ZigBee все сложно, Ikea, Philips, Osram делает совместимые лампы, кнопки и датчики движения. И это означает, только что лампу Ikea или Osram можно добавить в хаб Philips Hue. Xiaomi делает не совместимые ZigBee устройства с другими производителями.
Термостатов, встраиваемых диммером, реле, rgbw модулей совместимых я не видел. Есть noname устройства на али. Но я не слышал про их использование в домашней автоматизации. Бывает производители выпускают набор реле-кнопка на ZigBee, например Legrand, Schneider Electric, но эти решения не работают с другими производителями.
Чтобы ответить на вопрос, на какой беспроводной технологии делать умный дом, составьте список задач, которые хотите решить и погуглите. Уверен в 90% случаях решение будет на Z-Wave, а в 10% на ZigBee, Wi-Fi и Z-Wave (про 433 вообще молчу).buldo
14.01.2019 19:38Понятно. Сам не особо в теме, но думал, что у ZigBee стандартизированы профили для домашней автоматизации
aivs
14.01.2019 19:46Профили стандартизированы, но все делают лампочки, как дешевый и легко продаваемый продукт. Не знаю почему не сделают тот же самый ассортимент устройств, что и в Z-Wave. Преград вроде нет.
Buzzzzer
14.01.2019 23:11Очень долго изучал форумы и в итоге решил строить на zigbee. В качестве координатора пока что трудится cc2531.
Из обнаруженных мной минусов z-wave:
Устройства гораздо дороже плюс еще, как я понял, частоты в США и в Европе разные и есть риск купить что-то не то.
Ну и по дизайну акаровские выключатели — мой идеал, а колхозить на +3000 р за выключатель, это круто конечно, но я не готов.
aivs
14.01.2019 23:15Написали бы статью, что за устройства у вас работают и как настроены, интересно было бы почитать, а то все только о Z-Wave (в моих кругах) и о ESP (в кругах колхозеров).
Buzzzzer
14.01.2019 23:30Писать пока особо не о чём наверно. Таких статей вагон уже.
Тестирую в квартире Сяомовские датчики и выключатели, чтоб после постройки дома знать, что и как ставить.
Ну и конечно esp 8266 с mqtt, куда уж без неё. В качестве хаба odroid xu4 со свистком cc2531, софт — home assitant.
Хаба Xiaomi нет, ибо никаких облаков, всё локально.
prs123
14.01.2019 22:42И опять батарейки. Ну ладно, для выключателя может быть неудобно тащить проводочек. Правда если в темноте батарейка сядет, то как менять…
Но когда в розетках контроллер от батареек питают — я не понимаюaivs
14.01.2019 22:47Вопрос не в батарейках, а как долго он проработает от них. У меня в брелоке от машины я батарейку ни разу не менял за 7 лет. Если бы выключатели умного дома так же работали, то никто батареек и не боялся бы.
Ну в розеточном модуле батарейку можно понять только для часов реального времени, все остальное от лукавого.prs123
15.01.2019 00:05А в некоторых сигналках раз в пару месяцев. Да и для реального времени мне кажется там избыточно. Если часы за год на пару секунд убегут, никто не умрет от того, что увлажнитель на две секунды позже включится
allx
15.01.2019 12:13У меня круглые кнопки Xiaomi Mijia с прошлого февраля работают без замены батареек датчики температуры влажности и давления с мая. Вообще с февраля прошлого года я ни одной батарейки ещё не поменял, хотя купил их сразу в Икеи пачку, на всякий случай )
siplix
15.01.2019 00:22А где вы взяли эти модули? Я запрашивал их у производителя, мне ответили, что отгружаются от 100 шт. Великовата партия для личного использования…
aivs
15.01.2019 00:42Я знаю производителя лично ;)
Договорилсяsiplix
15.01.2019 01:04Понятно. Передайте производителю моё пожелание. Пусть продают их поштучно, пусть даже по цене полноценной Z-Uno. Мне кажется, для инсталяторов будет интересно. Я бы точно покупал. Разработал бы несколько типовых плат типа Z-Uno Shield, только компактней и под свои типовые задачи.
PoltoS
15.01.2019 04:53Да без проблем! Гикам продаём и поштучно, просто только по запросу, и только если гики трушные ;) Пишите на почту, договоримся.
ntfs1984
15.01.2019 00:24Пытался одно время поставить подобные выключатели и назвать это «умным домом». Понял что все это ерунда для поиграться и неудобств от этого больше чем преимуществ.
Сенсор иногда проглючивает. Радиосвязь иногда пропадает. Свет иногда выключается (или из-за нагрузки или из-за ремонтных работ), а по его возвращению все эти центральные устройства включаются дольше чем необходимо и система не работает. Невозможно включить свободной частью тела когда в руках что-то находится. На кухне и в ванной очень быстро появляются окислы и разрушается нежная пайка из-за повышенной влажности. Была ситуация когда уехал из дому на сутки, а сенсорный выключатель (правда не умный, а сенсорный) от Livolo целые сутки держал включенной 200-ваттную лампочку, включился сам пока меня дома не было.
А реальный юзкейс вижу только один — переводить звуковой звонок на световую индикацию когда дома кто-то спит. Для всего остального годятся обычные контактные выключатели.
Вообще уже начинает резать глаз когда все эти низковольтные гирлянды называют умным домом.
Оно конечно понятно, что датчики температуры и влажности вкупе с большими светодиодиками скомбинировать легче всего, но блин… сейчас делаю проект, чтобы конвекционная электрическая духовка с тик-так-таймером включалась отложенным запуском во время действия ночного тарифа+при наличии свободной мощности в сети (т.е. учитывая бойлер и конвекторы так же подключенные в систему) без моего с женой участия, так чтобы вечером поставили курочку с картошкой и легли спать, а утром получили готовое жаркое + чтобы эта плита оставшееся время поддерживала это в теплом состоянии при 1% мощности ТЕНов (2 КВт), столкнулся с тем что диммированный PWM 1% мощности ТЕН напряжно гудит, пытаюсь решить этот баг… читаю подобные статьи и завидую человеческим проблемам ZigBee vs Z-Wave :)
vmarunin
15.01.2019 02:18+1А зачем там PWM? Там же инерция мама не горюй!
Включите на 1 секунду раз в 2 минуты и делов.
PS А разве 1% хватит?
PPS У мультиварок давно есть режим отложенного старта. И что-то народ не очень пользуется. Всё-таки продукты не в холодильнике, то тараканы (была история на баше), то просто прокиснетntfs1984
15.01.2019 11:29Затем что даже на 1 секунду потребление в сети будет 2 кВт и выбьет автомат ;)
А значит это будет дополнительный геморр в виде дополнительного хитрожопого алгоритма для отключения других мощных устройств, что в свою очередь приведет к деградации контактов реле. Одного модуля на бойлер хватает на полгода, срабатывает примерно 90 раз в сутки.
20 Вт в замкнутом пространстве вполне достаточно чтобы придержать до утра.
Хотя пока общался с вами подумал что нет резона держать этот 1% всю ночь, проще включать духовку в 5 или 6 утра. За что вам отдельное спасибо.
Народ не очень пользуется видимо потому что неактуально одно из условий: «владелец мультиварки + владелец двухтарифного счетчика + любители ложиться до 23:00», либо потому что не умеют считать и экономить.Segrio
15.01.2019 12:30А можно немного подробностей про режим работы бойлера (почему внутренний термостат не устраивает?), замену модуля раз в полгода и примерный расчет экономии? Я далек от этого, поэтому вводных данных у меня нет, но вот увидеть выкладки хотелось бы.
ntfs1984
16.01.2019 02:08+1Конечно можно. Внутренний термостат вполне устраивает. Однако кроме бойлера, у меня и конвекторы, и стиралка, и духовка, и микроволновка. А физический лимит всего 4 КВт, при превышении которого у меня рубит автомат, поэтому приходится играться на тему «чья очередь включаться когда стиралка завершила стирку — бойлера, или конвектора в самой холодной комнате».
Экономить включая бойлер только ночью — практически невозможно из-за режима его работы, плюс ко всему он инертный, и фокусы как с конвекторами, когда те в наше отсутствие включаются всего лишь на 10 минут в час (да, дома есть датчики движения и дом примерно знает когда все ушли) — не прокатят.
Модуль я использую обычный классический ардуиновский, с релюшками на 10А и обязательно опторазвязкой. В первых версиях скрипта, их хватало на неделю, потом видимо контакты приваривались или плавились из-за дуги. Жаль выбросил, так бы сфоткал. Причиной было слишком частое щелкание, потому что я выключал бойлер как только нагрузка в сети превышала допустимую и отключал при снижении, а потом когда для интереса открыл лог, то увидел что потребляемая мощность почти никогда не бывает постоянной, а очень часто меняется. Если это происходит около лимитных 4000 Вт — то получалось что реле то включалось то отключалось. Ввел пятиминутную паузу, чтобы бойлер отключался если нагрузка выше 4 КВт, подождал 5 минут, и только тогда стал проверять снижение нагрузки и если она ниже 3КВт — то включал бойлер. Короче геморр еще тот, и как ни странно лучший язык для исполнения этого всего — PHP.
aivs Автор
16.01.2019 12:44Электромагнитные реле лучше включать в момент перехода через ноль, тогда контакты не будут привариваться, но это нужно схему отслеживания нуля городить.
А я использую твердотельные реле для мощной нагрузки, нет физических контактов, нет проблем.
По опыту блок питания светодиодной ленты на 4A легко может приварить контакты электромагнитного реле на 10А если часто щелкать.
allx
15.01.2019 10:57На шлюзы и роутер поставил бесперебойники. За больше чем пол года никаких проблем не было.
ntfs1984
15.01.2019 11:52Ничто так не стимулирует не умнодомить там где не нужно, как супруга простоявшая час на улице на морозе, не сумевшая попасть в дом (точнее во двор) из-за севшего бесперебойника, выключившегося центрального сервера и как следствие не работающего RFID-замка на калитке.
Это я к тому, что когда вопрос встает о элементах дома от которых зависит жизнь — то начинаешь скептически относиться ко всяким серверам, свитчам, z-wave и прочим штучкам для моргания светом.allx
15.01.2019 12:00Ну так ко всему нужно подходить с умом и если не можете на 100% обеспечить работоспособность критически важных элементов системы то лучше их исключить. В рамках своей системы в доме я обезопасил себя и близких, даже когда проводной интернет падает есть ещё 4G в системе.
Ночная подсветка от датчиков движения и освещенности, выключение света в комнатах если там долгое время никого нет, выключение всего света в квартире когда уходишь да и ещё куча всего, стало настолько обыденно что даже не представляю как раньше ходил и по сто раз на дню тыкал эти включатели то один свет то другой то подсветка там то другая, сейчас половина из этого работает автоматически. Увлажнители, кондер можно вырубить удаленно если забыл и уехал куда-то.
aivs Автор
15.01.2019 12:00Так это проблема головы, а не технологий.
В z-wave замок, например danalock, можно открыть по радио и ключом. Если отключился хаб и свет перестал сам включаться, всегда есть стандартная клавиша.
allx
15.01.2019 12:10Кстати не стал ставить подобный замок в квартиру как раз потому что не уверен в нём )
Да и смысла особого нет, они также легко вскрываются как и обычные. Сигнализация единственное решение от воров.telobezumnoe
15.01.2019 14:22ну если на то пошло, воры и подставив нож к горлу куда угодно зайдут. у себя решил так, поставить электромеханический замок и двухфакорную аутентификацию, если телефон присутствует в локальной сети, и отпечаток совпадает замок открывается. ключ всегда в сумке и в машине запасной, но их просто не надо доставать, а если эл энергии нет, то ключём… но сканер отпечатков плохо работает… вот на рфид придется переходить
wmgeek
16.01.2019 15:061% от 2квт — это 20Вт — как раз мощность лампочки освещения духовки.
Не мучайте ТЕН, включайте лампочку ;)
Из вполне реальных сценариев реализованных в квартире:
1) Отключение кондиционера при открытии окна
2) Включение вентиляции по датчику CO2
3) Управление светом из разных мест
4) Управление устройствами по таймеру
wmgeek
15.01.2019 00:33А чем не устраивают готовые сенсорные выключатели z-wave neo coolcam?
aivs
15.01.2019 00:39Дизайном как минимум. Ливоло вроде по дизайну мало чем отличается, но у ливоло передняя стеклянная панель гораздо добротнее выглядит.
Хорошие готовые сенсорные выключатели у Vitrum, вот они мне почти всем нравятся, но не хватает вибрации при касании.wmgeek
16.01.2019 14:51Вот только в ноябре 2018 заменил два десятка MERTEN M-PLAN на Neo Light Switch
и могу утверждать, что и с качеством, и с дизайном все в порядке.
Большие картинки для сравнения MERTEN и Neo
aivs
15.01.2019 00:35+1По мне умный дом это который сам учится делать удобно. А мы тут в основном про автоматизацию и как пульт управления по красивее сделать ;)
allx
15.01.2019 10:54У вас старая версии выключателя Aqara, только новые международные версии поддерживают на 1 кнопочном 3 действия, на 2-х кнопочном 7 действий.
aivs
15.01.2019 11:04Я брал в апреле 2018 на али, видимо из старой партии. Интересно попробовать новую версию, может ее и не пришлось бы переделывать.
allx
15.01.2019 11:08Я в ноябре ставил уже новые версии, обратите внимание на упаковку она в раза три больше чем старые китайские версии и там теперь даже инструкция на русском языке есть.
Nizametdinov
Огонь, была похожая мысль — прикрутить esp12.
По прошлым статьям помню кнопки от Gira 55 были, как в интерьере уживается?
aivs
Gira крутые кнопки, но все таки нужно делать подрозетник. Даже обращались за парой Gira+Z-Uno кнопок под проект, когда строители забыли проложить проводку в 2 места.
geisha