Беспроводной выключатель света — многофункциональный аксессуар для управления домашним освещением. Он включает/выключает освещение отправкой «по воздуху» сигнала на приемник или реле. Для установки такого прибора не нужно прокладывать многометровую проводку и штробить стены, а располагать его можно в любом удобном месте (в зоне досягаемости исполнительных устройств).
Устройство и принцип работы
Беспроводной выключатель конструктивно состоит из двух элементов:
- передатчик сигнала;
- приемник.
Вместе они обеспечивают удаленное управление системой освещения.
Схема подключения беспроводного переключателя проста:
- в выбранном месте устанавливается передатчик;
- приемник с реле размещается в источнике света или рядом с ним;
- на вход заводится питание с домашней электросети, на выход подключается нагрузка.
Как подключить приемник к передатчику, описывается в прилагаемой инструкции: обычно достаточно нажать на клавишу сопряжения, но в случае с «умными» гаджетами иногда требуется привязка их через интернет и приложение smart home.
Приемник
Принимающая часть представляет собой подключаемое «по воздуху» реле. Когда на приемник приходит команда, реле срабатывает и замыкает контакты, включая свет. Отключение происходит по другой соответствующей команде.
На плате имеются две группы контактов — вход и выход. Первый обычно обозначен словом Input, второй — Output. Эта подсказка дается во избежание некорректного присоединения. Сама плата по размерам не больше спичечного коробка и легко прячется в корпусе люстры или светильника.
Установка реле выполняется максимально близко от лампы или иного осветительного прибора, но обязательно в пределах «видимости» сигнала с передатчика. В то же время такие гаджеты иногда ставятся прямо в распределительную коробку, при наличии технической возможности.
Управление осуществляется с пульта, компьютера, планшета или смартфона через поддерживаемый протокол беспроводной связи.
Передатчик
Это устройство должно быть мобильным, поэтому большинство передатчиков работают на автономных источниках электропитания — батарейках и аккумуляторах, или имеют кинетические генераторы для преобразования импульса нажатия клавиш в ток.
Важный параметр — зона охвата. Она зависит от используемой технологии и конфигурация помещения. У недорогих образцов радиус действия находится в пределах 20–50 метров, а продвинутые способны «пробивать» радиус до 350 м. Но и стоят они существенно дороже, предназначаясь для больших домов и прочих помещений со значительной площадью.
В продаже встречаются предназначенные для «умных домов» модели, умеющие не просто включать-выключать свет, но и менять уровень освещенности. Для этого их оснащают специальным регулятором — диммером. Он контролирует подачу мощности на осветительный прибор, изменяя яркость ослаблением или усилением мощности. Диммеры эффективно взаимодействуют и с современными светодиодными лампами, и с классическими накаливания.
Рекомендуем к прочтению: узнайте что такое умный выключатель света и какие есть преимущества от его применения.
Коротко о главном
Управлять освещением в доме и на прилежащей территории можно на расстоянии. Для этого применяется несколько вариантов – общее для нескольких светильников, дистанционное пультом, ПК или смартфоном и автоматическое посредством датчиков и таймера. Применение ДУ решает многие важные задачи – улучшение комфорта, экономия электроэнергии, стабилизация светотехнических характеристик, объединение осветительных приборов, автоматизация контроля, усиление безопасности, улучшение охраны, возможность совмещения с другими системами дома.
Главные плюсы:
- Доступность установки.
- Плавность регулировки параметров.
- Заданный режим работы.
- Оптимизация потребления электричества.
- Продление срока службы светильников.
- Возможность включения и отключения нескольких приборов.
- Усиление контроля за электрооборудованием.
Недостатки – необходимость финансовых затрат и возможность помех в работе. При этом доступно несколько вариантов управления освещенностью в доме – с помощью пульта, радиоволновым выключателем с блоком управления света и датчиками движения. У каждого способа есть свои особенности и область применения.
Какие бывают беспроводные выключатели
Принцип работы дистанционных контроллеров освещения похож, во многом похожи они и конструктивно. Но существуют и отличия. Выделяют разновидности по типу управления:
- беспроводной сенсорный выключатель света;
- кнопочный;
- выключатель с пультом дистанционного управления;
- смешанного вида.
Другая классификация — по количеству сопрягаемых устройств. Бюджетные модели поддерживают 1–2 приемника, продвинутые «умеют» управлять 7–8 приборами и более.
Также различают переключатели по наличию или отсутствию диммера.
Важное отличие — встроенный функционал. В основном данный тип гаджетов просто включает-выключает свет по команде владельца, а модели с диммером управляют интенсивностью. Но дорогие варианты снабжаются такими функциями, как:
- таймер задержки. Прибор сработает не моментально после нажатия кнопки, а чуть позже;
- многоканальный контроллер. Устройство работает одновременно по нескольким каналам связи (например, отдельным радиочастотам), взаимодействуя сразу с несколькими исполнительными компонентами. Последние при этом могут быть разнесены по разным помещениям и этажам;
- наличие сенсорной панели. Такое конструктивное решение позволяет избежать износа механических кнопок. Для активации достаточно коснуться сенсорной поверхности;
- поддержка Wi-Fi. Это очень важная функция, благодаря которой устройствам можно управлять со смартфона, планшета, домашнего ПК, и даже через интернет при наличии шлюза.
Набор функций прямо отражается на стоимости: чем больше возможностей, тем выше цена.
По типу управления
Рассмотрим подробнее классификацию выключателей по управлению.
Механические
Они очень похожи на привычные всем настенные. Контрольный механизм выглядит как обычные клавиши или кнопка. Нажав ее, пользователь инициирует отправку сигнала на реле. Перевод в положение «выключено» указывает прибору послать команду на отключение.
На каждую клавишу привязывается один источник света. Двух- или трехклавишный прибор способен контролировать соответственное число источников, но стоить он будет несколько дороже.
Сенсорные
Как уже говорилось, эти гаджеты управляются посредством сенсорной панели. Для активации достаточно просто ее коснуться.
С пультом ДУ
В этой разновидности сигналы посылаются со специального пульта. К подвиду можно отнести модели с управлением по Wi-Fi.
В случае с пультом область действия — примерно 25 метров, если в помещении нет толстых стен или иных преград. При их наличии радиус сужается до 3–5 метров, а на расстоянии прямой видимости, наоборот, способен увеличиваться до 50 м.
Добиться расширения зоны покрытия можно установкой ретрансляторов. Касается это и версий с Wi-Fi.
Наружное автоматическое управление освещением
Интеллектуальную технологию умного света широко используют для наружного применения. Устанавливают специальные датчики, которые управляют работой уличных светильников и регистрируют изменение естественного освещения. Как только становится темно, электрические устройства автоматически включаются.
Уровень освещенности зависит от времени суток. Чем темнее на улице, тем ярче будут гореть светильники. Можно «приглушить» их, поменяв настройку в программе. Если в отсутствие людей освещение участка не потребуется, достаточно установить ночной режим. В этом случае датчики среагируют только тогда, когда к дому подойдет человек.
Умное наружное освещение
Это интересно! Благодаря наружной системе управления создается эффект присутствия хозяев в доме. Это отбивает у злоумышленников желание проникнуть на частную территорию.
Где купить беспроводные выключатели
Приобрести беспроводные выключатели можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых выключателей есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:
| Универсальное реле с набором выключателей для беспроводного управления | Умный настенный переключатель AXUS c Wi-Fi | Умный настенный выключатель с Wi-Fi |
| Выключатели с пультом ДУ EsooLi | Беспроводные сенсорные выключатели SMATRUL | Беспроводной переключатель с приемником |
Контроллер в цоколе
Не обладает широкой функциональностью, однако легко устанавливается. Для установки контроллера даже не нужно отвертки! Вместо лампы с цоколем E27 вкручивается данное устройство, которое обладает в свою очередь патроном для лампы E27. Тут очевидна зависимость от настенного выключателя. Контроллеры выпускаются с диммированием и без. Для примера возьмем устройства из серии «уютный дом» от — патроны программируются на нужные клавиши пульта специальной кнопкой, радиус действия 30 метров, частота 433,92 мГц.
Также в линейку «уютный дом» входят вилки-розетки, работающие аналогичным образом.
Где применяются
Беспроводные выключатели находят применение везде, где необходимо поставить новое или перенести старое переключающее устройство, но в силу каких-то обстоятельств обойтись классическими проводными вариантами невозможно.
В сложных ситуациях возможна установка такого гаджета не только на стене, но и, например, внутри полки шкафа, на зеркале и так далее. На функциональность это не влияет — прибор продолжит функционировать в штатном режиме. Это поможет сэкономить пространство и не тревожиться за эстетическую сторону, если, например, купленный аксессуар окажется не соответствующим общему стилю помещения. Его можно просто спрятать.
Пригодятся дистанционный выключатель света и в случае огрехов с прокладкой проводки. Теперь не придется перекладывать все заново, достаточно разместить в удобном месте действующую «по воздуху» модель, и проблема будет решена.
Рассматриваемый класс аксессуаров набирает популярность в области деревянного строительства. Проводка в деревянном доме требует особых противопожарных мер, а беспроводные приборы помогают сократить количество потенциально опасных кабелей. Кроме того, в случае с открытой проводкой последняя более уязвима к повреждениям, а модули беспроводного типа в значительной степени устраняют вероятность обрывов, замыканий и прочих неприятностей. Хотя остающиеся проводными коммуникации по-прежнему нуждаются в мерах защиты.
Настоящим спасением станет «воздушный» выключатель в домах со множеством комнат или разделенных на локации помещениях с отдельными типами освещения. Не понадобится ставить множество отдельных устройств — достаточно обойтись одним-двумя (например, многоклавишными) и связать их с нужными осветительными приборами, после чего активировать нужные сегменты по мере надобности.
Еще один вариант использования беспроводных выключателей света — отремонтированные помещения. Когда ремонт закончен, а на стены нанесено финальное покрытие (будь то ламинат, обои, краска или что-то еще), добавить к обстановке какие-то функциональные компоненты электропроводки бывает затруднительно. В том числе и выключатель — это требует демонтажа отделки, штробления и прочих манипуляций. Беспроводной переключатель решает эту проблему — его достаточно лишь разместить в нужном месте с минимум затрат времени и сил, и без вреда новому интерьеру.
То же касается и помещений с исторической ценностью, где нельзя проводить масштабных вмешательств и изменений в обстановку. Дистанционные выключатели без труда «маскируются» в мебель и предметы, и обеспечивают комфортное управление уровнем освещения.
Не обойтись без современной системы управления освещением и в крупных коммерческих помещениях, конференц-залах и прочих местах с большими площадями. Она даст возможность включать свет на всей территории с одного устройства, в том числе и находясь за пределами здания. Эта же система позволяет и отслеживать свой статус, а самые продвинутые образцы даже имеют функцию подсчета затраченных киловатт.
Умная розетка с таймером
Умный таймер представляет собой компактное устройство, которое выглядит как обычный переходник. Его нужно интегрировать в розетку, после чего подключить туда бытовой прибор.
Возможности розеточных таймеров:
- Отключение питания через заданный отрезок времени.
- Включение электропитания в определенное время.
- Удаленный контроль за работой электроприборов.
- Расчет потребления энергии.
Розетка с таймером очень полезна в быту. Установив даже самое простое устройство, можно больше не переживать, выключен ли утюг. Даже если вы про него забыли, умная система среагирует и заблокирует электропитание.
С помощью розетки с таймером можно настроить работу приборов в определенное время. Например, запрограммировать включение кофеварки в утренние часы.
Таймеры на розетке пригодятся и в праздники. Перед новым годом в домах появляются гирлянды и другой световой декор. Перед сном многие забывают отключить устройства, в результате чего приборы могут перегореть. Умные розетки помогут избежать такой участи.
И главное преимущество системы — возможность сравнить показатели затраченной электроэнергии для разных приборов. Достаточно включить в розетку сначала одно устройство и зафиксировать измерения. Затем можно проделать аналогичные действия с другим прибором. В результате вы будете знать, какая бытовая техника «съедает» больше энергии и повышает ваши счета за электричество.
Умная розетка с таймером
Преимущества и недостатки
Выключатель света с дистанционным управлением — это удобно, современно и практично. Преимущества данного класса устройств:
- простая установка. Нет нужды демонтировать отделку, делать штробление и тянуть дополнительную проводку;
- централизованный контроль над всеми источниками света в пределах досягаемости с одного выключателя, пульта или компьютера/телефона/планшета;
- возможность дистанционного управления, в том числе из-за пределов комнаты/здания;
- высокая эксплуатационная безопасность. Все приборы потребляют минимальный ток и не опасны даже в случае некорректного использования или поломки;
- для самых многофункциональных моделей — дополнительные возможности: работа по расписанию и триггерам, удаленный доступ, интеграция в «умный дом».
Но есть и недостатки:
- гаджеты на батарейках нуждаются в регулярной их замене;
- если используется схема подсоединения по Wi-Fi, канал весьма чувствителен к качеству связи. Слабый сигнал или высокий уровень помех (например, забитый эфир со множеством Wi-Fi гаджетов) способен серьезно затруднить работу устройства и вызвать многочисленные «глюки», вплоть до полной неработоспособности.
Начинаем модернизацию
При рассмотрении существующих вариантов, я склонялся к варианту управления по расписанию. Не секрет, что существуют общедоступные графики отключения наружного освещения. Для Москвы и Санкт-Петербурга, например — МОССВЕТ и ЛЕНСВЕТ. Обладая этой информацией несложно написать скрипт, который следит за временем и по графику управляет освещением. Тем более, что в сети Ethernet, к которой подключен ПЛК, имеется Linux-машина.
Для того чтобы такой скрипт мог управлять удаленными модулями ввода-вывода, потребовалось заново создать проект для ПЛК. По-сути ПЛК стал выступать в роли шлюза, что предоставило нам возможность управлять освещением по открытому протоколу Modbus TCP.
Для работы с Modbus будем использовать утилиту modpoll. Скачаем и распакуем ее на нашей Linux машине:
$ wget https://www.modbusdriver.com/downloads/modpoll.tgz $ tar xzf modpoll.tgz $ sudo cp modpoll/linux_x86-64/modpoll /usr/local/bin/
Теперь управлять освещением будем следующим образом:
#Включить освещение $ modpoll -m tcp -r 2 -t 0 -a 1 -p 502 192.168.0.227 1 1 1 1 1 1 1 1 #Отключить освещение $ modpoll -m tcp -r 2 -t 0 -a 1 -p 502 192.168.0.227 0 0 0 0 0 0 0 0
Дело осталось за малым — вызывать эти команды по заранее сформированному расписанию. Как было упомянуто выше, подобные графики доступны и мы можем ими воспользоваться. Но появилось желание найти более универсальный подход, поэтому давайте вспомним о таком явлении, как «сумерки».
Тонкости выбора
Выбирая устройство, следует учитывать некоторые важные характеристики. Среди них:
- тип лампочек, которыми способен управлять прибор;
- габариты;
- внешний вид устройства (цвет корпуса, материал, форма, для механических — число клавиш/кнопок);
- рабочее напряжение;
- технология беспроводной связи;
- количество каналов сопряжения;
- радиус покрытия сигнала, возможность работы через ретрансляторы;
- максимальная эксплуатационная нагрузка;
- номинальный ток;
- рабочие частоты;
- наличие/отсутствие шифрования;
- способ питания;
- тип управления (кнопки, ПДУ, сенсор, все перечисленное);
- возможность дистанционного контроля со смартфона, планшета или персонального компьютера;
- если планируется интеграция в «умный дом» – наличие такой функции и поддерживаемые интеллектуальные системы;
- заявленный разработчиком срок работы от батареи;
- способ крепления;
- цена.
Как видно, подбором беспроводного переключателя желательно заняться уже на этапе проектирования помещения, чтобы купить максимально подходящий под конкретные условия образец. Но если гаджет покупается в уже готовый и отделанный дом, комнату, коммерческую недвижимость, на первое место выходит экономичность, компактность, многофункциональность и незаметность (или подходящий под интерьеры дизайн).
Кроме того, важно наличие заводской гарантии и сервисных центров производителя. С ними будет легче починить или заменить неисправный прибор.
Некоторые популярные переключатели
Ассортимент рассматриваемых устройств достаточно велик, и некоторые из них пользуются заслуженным спросом благодаря сочетанию качества, цены и функциональности. Рассмотрим несколько таких моделей.
Feron TM-75
Это простой и надежный двухканальный выключатель света на 220 вольт. Он корректно взаимодействует с точечными «умными лампочками», светильниками, торшерами, бра, люстрами и прочими источниками света. В комплекте поставляется пульт, держатель и батарейка.
Радиус действия прибора — до 30 метров.
Aqara WXKLG02LM
Китайский автоматический выключатель с дистанционным управлением от Aqara можно использовать как в standalone режиме, так и в связке с «умным домом» Xiaomi Mi Home. Модуль двухклавишный и управляется через Wi-Fi и Bluetooth, присутствует также возможность работы по протоколу Zigbee.
В общем случае управление осуществляется клавишами, но гаджет также поддерживается приложением Mi Home. Работает в зоне покрытия Wi-FI, из недостатков отметим необходимость наличия интернета для реализации полного функционала.
Feron TM-2334
Еще одна беспроводная дистанционная модель от производителя Feron. Здесь имеется двухканальный радиомодуль с пультом управления. Прибор способен контролировать точечные светильники, торшеры, бра и люстры. Для последних поддерживается любое количество светильников, но лампы делятся на группы по принципу:
- три лампы — 1+2, первая зажигается одной клавишей, вторая и третья — другой;
- четыре — 2+2 или 3+1;
- пять — 2+3, 1+4. Возможны и другие варианты — это зависит от прошивки.
Радиус стабильного сигнала — до 30 метров, есть функция задержки.
Hite PRO SN-R1
Данный настенный беспроводной выключатель — российская разработка, отличающаяся радиусом действия до 25 метров, трехлетней заводской гарантией и заявленными 15 годами безупречной работы. Еще одно важное преимущество — до 7 лет на одной батарейке. Частота канала — 865 МГц.
Такие возможности позволяют применять переключатель в квартире и дома, в коттедже, на загородных участках и так далее. Но это компенсируется стоимостью устройства — если обычно цена переключателей не превышает 1000 рублей, то за данный образец просят около 1700.
Inted 220V
Китайский двухклавишный переключатель, рассчитанный на управление двумя светильниками или двумя группами освещения. Прибор монтируется на поставляемый в комплекте крепеж и поддерживает нагрузку до 1000 Вт, основной блок работает на одной батарейке.
Гаджет считается надежным, несмотря на всего лишь год гарантии.
ZDK Z-Light 0287
Еще один двухклавишный образец. Он интересен отсутствием элемента питания: конструктивом предусмотрен микрогенератор, которого достаточно для генерации сигнала на частоте 433 МГц. Еще одно преимущество — возможность внедрения в решения «умного дома» от ZDK. Для полноценной работы требуется интернет, после подключения становится доступно управление прибором из любой точки мира через приложение.
Из недостатков выделим необходимость покупки отдельного принимающего радиомодуля и завышенную стоимость.
Armalight AS-6M
Это простой беспроводной проходной выключатель с одной клавишей. Как и предыдущий, он не нуждается в батарейке: встроенный кинетический модуль преобразует энергию нажатия в достаточный для отправки сигнала ток. Отличительные особенности:
- работа на 433 МГц;
- заявлена устойчивость к высокой влажности и даже возможность функционирования под водой;
- ресурс прибора — 200000 циклов включения-выключения, или примерно 15 лет без поломок;
- радиус действия — до 70 метров.
Но за это просят достаточно много — более двух тысяч рублей.
Gritt Elegance
Этот радиовыключатель имеет в комплекте с дистанционным модулем на две линии. Блок управления поставляется в одно-, двух- и трехклавишном исполнении, что обеспечивает выбор нужного в конкретной конфигурации варианта.
Прибор также безбатарейный и снабжен кинетическим микрогенератором. Сила нажатия преобразуется в ток для создания сигнала в диапазоне 433 МГц. Ресурс — 200000 нажатий/15 лет.
Переключатель двухканальный, один радиомодуль поддерживает две линии освещения. Но стоимость его высока, более 3500 рублей.
Конструктивные особенности модулей:
Использование одностороннего поверхностного монтажа позволяет сделать модули достаточно компактными и простыми в производстве. Бескорпусный вариант исполнения (в термоусадочной трубке) существенно снижает себестоимость.
Мозги модулей — недорогой микроконтроллер STM32F0, с большим запасом по возможностям. Потребление микроконтроллера и трансивера RS-485 довольно мало, что позволяет использовать линейные регуляторы для их питания. Рабочий диапазон напряжений модулей 8-24В
. Такой широкий диапазон рабочих напряжений обусловлен отсутствием единого стандарта в домашней автоматизации: в разных системах используются как 12В, так и 24В. Кроме этого, мы хотели обеспечить стабильную работу даже при проседании напряжения на кабелях.
Чтобы релейный модуль работал в широком диапазоне напряжений, была использована следующая хитрость: реле имеют рабочее напряжение 12 вольт, но МК измеряет входное напряжение и управляет катушкой реле с помощью ШИМ со скважностью D=12В/Uвх, т.е. средний ток через катушку реле остается номинальным даже при больших входных напряжениях. Также после включения реле, ток удержания устанавливается в половину от номинального — это в 4 раза снижает нагрев реле и общее потребление устройства.
При использовании ШИМа есть особенность: на низких частотах реле работают как динамик. Чтобы устройства не пищали, частота ШИМа выведена за звуковой диапазон и составляет 24кГц.
Силовые транзисторы LED диммера WB-RGB — IRF8736 (Vmax=30В, сопротивление канала всего ~5мОм). Буфер 74HC125 повышает управляющее напряжение с 3,3В от МК до 5В на затворах. Это позволяет столь маленькой платке оставаться холодной даже при токе в 5А на каждый канал.
Для регулирования яркости светодиодных лент в LED-диммере используется ШИМ. В подавляющем большинстве конкурирующих продуктов частота ШИМ-а находится в районе 100-200 Гц, и в особо плохих случаях это приводит к заметному мерцанию освещения. В нашем устройстве ШИМ работает на большей частоте. Как и в случае с реле, частота выведена на границу звукового диапазона, но здесь это сделано, чтобы избежать писка некоторых не очень качественных блоков питания светодиодных лент.
Очевидно, что крайне желательна функция сохранения состояния модуля при отключении питания. STM32F0 имеет в этом плане неприятную особенность: у него нет встроенной EEPROM, только flash-память с очень ограниченным ресурсом перезаписи. Писать во флеш-память каждый раз при получении нового значения — слишком расточительно, поэтому состояние хранится в оперативной памяти и сбрасывается во флеш только при пропадании питания. Момент выключения отслеживается по падению напряжения ниже некоторого порога.
Одного сохранения состояния при выключении недостаточно, т.к. количество перезаписей одной ячейки ограничено тысячей циклов. Поэтому следующий уровень оптимизации — использовать всю свободную память, т.е. записывать значения равномерно, используя разные ячейки.
Операция записи бита (т.е. установки единичного значения) во flash-память производится быстро, но стирание выполняется только постранично, занимает много времени и требует много энергии. Если свободных ячеек не осталось, нужно стереть всю страницу, прежде чем записывать новое значение. Для этого пришлось бы ставить огромный конденсатор для «резервного питания» при выключении.
Мы используем следующий приём: при включении МК мы первым делом проверяем наличие свободного места для записи во flash, если его нет — то освобождаем место для будущей записи путём стирания страниц.
