Как разрабатывали беспроводную розетку 220В для EctoControl.

Как разрабатывали беспроводную розетку 220В для EctoControl.

Ни для кого не секрет, что Умный дом в первую очередь – это всякие беспроводные лампочки, самокрутящиеся моторчики, самооткрывающиеся ворота гаража и самодвижущиеся шторы, приходящие в движения от одного запаха их приближающегося хозяина. Одним словом, полноценное управление электроприборами – это уже почти умный и почти дом. А поскольку самый распространенный электроприбор, жаждущий умного удаленного управления, по многолетней традиции нашей необъятной родины оснащен шнуром и соединителем типа CEE 7/4 «Schuko», он же тип С2 согласно ГОСТ 7396.1-89 (в простонародье «евровилка») – сделать управление такими электроприборами хотелось давно и многим. Настала и наша очередь хотеть. У нас будет своя розетка, с радиосетью и скидками!

Никакая инженерная разработка невозможна без плана.

План у нас есть. Хороший. Но обо всем по порядку:

• питаемся от бытовой электросети 220В, непременно с заземлением;
• управляем электроприбором на всю катушку (не противореча ГОСТу, конечно, то есть до 16А);
• габариты – чем меньше, тем лучше;
• управлять удаленно по радиоканалу (GSM, WiFi, Bluetooth…);
• возможность управления по неким предопределенным алгоритмам (поддержание температуры, работа по расписанию);
• ручное управление для экстренного включения и отключения пальцем (на Умны Дом надейся, да береги жизнь смолоду);
• легкая настройка и эксплуатация (чтобы бабушке на 80-летие подарить можно было и не прогадать);
• возможность легкой покупки и управления нескольких розеток (а лучше – нескольких десятков розеток, вдруг бабушка – подруга жизни дедушки – нефтяного магната);
• невысокая стоимость владения розеткой (для каждой розетку свою SIM-карту покупать или свое приложение
устанавливать даже нефтяная бабушка вряд ли согласится, ведь все эти магнаты – жмоты зачастую ужасные).

Действуем!

Помечтали? Тогда спустимся с небес под крышу дома своего и оглядимся вокруг, ибо посмотреть есть на что. Вот такие устройства аналогичного принципа действия предлагает современный рынок:

Вдумчивый анализ показал, что наш забористый план реализован мировым прогрессивным сообществом по всем пунктам без исключений. Однако мысль какой-то несовершенности предлагаемых решений начала терзать нас с самого начала и со временем беспокоила все больше и больше. Спустя пару вечеров нас посетил простой вывод: ни одно из имеющихся решений не удовлетворяет всем пунктам сразу. А вот это уже интереснее. Попробуем устранить это недоразумение?

Как рассказывали нам в техническом вузе, дома танцуют от печки, а в электронике – от электропитания. Ищем варианты еврокорпусов с веровилками и евророзетками, не забывая о заземлении и габаритах. Находим вот это:

Какая-то она слишком белая и безмолвная, прямо по Джеку Лондону. Но то такое, а у нас сначала будет слово! Вот, уже что-то получается:

Теперь разберемся с управлением. Казалось бы, самое простое решение – GSM розетка. Модем в нее да SIM-карты слот, реле мощное и все, управляй себе SMS-ками. Ну или позвонить на нее можно будет, голосовое меню нам поможет. Представьте: ваша подруга/жена/теща просыпается среди ночи и спрашивает: с каким-таким обладателем девичьего голоса ты там воркуешь в темноте? А вы им в ответ – «спи давай, я в туалете свет выключить забыл, звоню вот, выключаю». Милота!

Ну ладно, про периодические звонки и сообщения паре десяток розеток мы вспоминать не будем. Вряд ли кто-то купит пару десятков сим-карт и занесет их все в записную книжку, обзванивая их в надежде не запутаться.

Тогда, может быть, WiFi? Загнал все розетки в приложение и управляй ими сколько влезет, домашний WiFi нам пока по цене воздуха обходится, платим только за интернет, да и то привыкли. Но получается неувязка с простотой использования: нужно как-то сказать розетке, к какой сети и с каким паролем подключиться. Конечно, можно снабжать каждую розетку QR-кодом, а потом сканировать его камерой смартфона из приложения управления. Но для управления такой розеткой через интернет потребуется создать и настроить сервер-посредник при выполнении команд приложения, либо работать с ней только локально, а такие решения в категорию «умный дом» попадают чуть менее, чем никак. Поднимать сервер и обслуживать его годами, честно говоря, избыточно для такого простого случая, да и надежность от этого не увеличивается. Случай с Bluetooth еще менее интересен. Его радиус действия сильно ограничен, да и с настройками не мы одни сыны ошибок трудных, там тоже не все однозначно.

А потом осенило нас: ведь есть же EctoControl! Радиосеть – есть, WiFi – есть, приложение – есть, GSM – есть, программы контроля поддержания температуры есть, работы по расписанию есть, даже по сигналу тревоги с датчиков управление имеется!

Делаем плату. Ставим реле на 16А, разводим приемопередатчик и контроллер радиосети, не забываем и про источник питания. Сами его проектировать не будем, возьмем готовый модуль. Ах, да, не забываем про защиту от перенапряжений в сети: плавкий предохранитель хоть и обесточит нашу розетку в случае повышения входного напряжения, но спасет от разрушения и нагрузку, и саму себя.

Двух светодиодов и одной кнопки хватит всем.

Теперь, пока программисты заняты адаптацией прошивки системы, займемся интерфейсом. Кнопка у нас всего одна, индикатор тоже один. В них нужно «зашифровать» очень многое: индикацию включения и отключения в ручном и автоматических режимах, индикацию программирования розетки в систему и тест радиосвязи. Для кнопки «зашифровываем» перевод розетки в режим программирования в радиосети, в режим проверки радиосвязи, включение и выключение розетки в ручном режиме.

Делаем так. Индикатор делаем двухцветным: красный цвет говорит нам о состоянии реле (включено или выключено), зеленый – режим работы с радиосетью. Зажигаться они будут только поочередно, никакой цветовой «каши», никаких новогодних елок. Выглядит индикация так:

Автоматический режим (система управляет розеткой сама по своему усмотрению):

• красный индикатор горит – реле включено, не горит – отключено.

Ручной режим (активируется нажатием кнопки):

• красный горит с короткими погасаниями – реле включено, не горит с короткими вспышками – отключено.

При переходе в режим программирования в радиосети красный индикатор гаснет полностью, загорается зеленый. Как и во всех беспроводных датчиках системы EctoControl переход в режим программирования начинается с короткого свечения зеленого индикатора и заканчивается одной или несколькими вспышками: одна длинная вспышка – программирование не удалось, три коротких – программирование успешно завершено. Режим проверки радиосвязи – постоянное моргание, чем чаще вспышки – тем связь лучше.

В отличие от вышеупомянутых датчиков для перевода радиорозетки в режим программирования в радиосети никаких магнитов не нужно, ведь у нас уже есть кнопка! Чтобы не путать нажатие кнопки с целью включить или выключить розетку с переходом в режим программирования или проверки связи делаем так: переключение реле в ручном режим будет производиться только после длительного удержания кнопки (свыше 5 секунд), переход в режим программирования – нажатие на 1 секунду, проверка радиосвязи – нажатием на 3 секунды.

Добавляем возможность управления радиорозеткой в Личном кабинете и в приложении. Не забываем и о возможности добавления радиорозетки в программы управления наравне со встроенными реле.

Приемосдаточные испытания.

А теперь – финальное тестирование. Что бы нам такого подключить к розетке, светящееся, греющееся и многопотребляющее? Универсальное устройство для проверки силовых розеток с индикацией состояния и инфракрасным излучением было быстро найдено, ибо как раз настало время обеда: таким устройством стал обычный электрический чайник. Пока мы отнимаем чайник у любителей обеденного кофе и плюшек, программисты закачивают свежий билд прошивки в микроконтроллер:

Итак, начинаем! Воде занять свое место в чайнике, систему унести подальше на склад, чтобы проверить устойчивость радиоканала, программистам приготовиться ловить баги. Поехали!

Что получилось?

• управление по SMS;
• управления с сайта ЛК;
• управление из приложения;
• автоматическое управление по программам поддержания температуры, по расписанию, по тревоге датчиков;
• управление вручную с кнопки;
• возможность управление чрез интернет и локально, при локальном управлении сети GSM и WiFi можно не использовать;
• радиосеть 868 МГц, до 300м на открытом пространстве;
• до 32 независимых радиорозеток;
• невысокая стоимость приобретения и нулевая стоимость владения (все расходы на владение уже заложены в эксплуатацию самой системы);
• ну и конечно же скидки при приобретении от двух розеток и выше!

Подводим итоги.

Вот и готова наша радиорозетка. Чем она поможет в нашем не в меру Умном доме?

• удаленная перезагрузка роутера или компьютера: один клик, и «подвисшее» оборудование снова в строю!



• удаленный заблаговременный подогрев или охлаждении помещения перед приездом предусмотрительных хозяев в умный дом!



• имитация присутствия хитрых хозяев в умном доме!
• удаленный полив умного сада и не менее умного огорода!

Вот так, с помощью нехитрых решений можно превратить обычную радиорозетку в полноценный управляющий элемент Умного дома на основе системы EctoControl.

Кстати, приложения для EctoControl давно доступны.