Smart home: architektura z-wave i zastosowania

Architektura z-wave

Z-wave daje możliwość tworzenia częściowo rozproszonej sieci urządzeń. Co to oznacza? W przypadku z-wave musimy mieć centralkę – to jest urządzenie, które zarządza wszystkim. To właśnie centralka odpowiada za konfigurację zachowań, automatyzacji, dodawanie i usuwanie nowych urządzeń, a także potencjalnie za dostęp zdalny do naszego inteligentnego domu.

Mesh

Chwila, chwila – ale to przecież brzmi jak całkowicie scentralizowane rozwiązanie?! Nie do końca. Urządzenia z-wave musimy dodać za pomocą centralki, ale później dzięki temu, że urządzenia z-wave łączą się w siatkę, to centralka może być praktycznie gdziekolwiek – u mnie będzie w garażu. Urządzenie i tak połączy się z nią albo bezpośrednio (jeśli będzie dostatecznie blisko), albo za pośrednictwem innych urządzeń (maksymalnie czterech).

Przykładowo, urządzenie zamontowane na poddaszu połączy się z urządzeniem na pierwszym piętrze, które z kolei połączy się z urządzeniem w salonie, a to połączy się z centralką w garażu. Jest to jak najbardziej poprawne zachowanie – tworzy się siatka (mesh), dzięki której znacznie zwiększa się zasięg sieci z-wave.

Asocjacje

Urządzenia mogą też łączyć się między sobą również bezpośrednio, zupełnie niezależnie od centralki. Jest to szczególnie przydatne dla systemów krytycznych pod względem bezpieczeństwa. Wyobraźmy sobie taki scenariusz, że mamy w salonie czujnik dymu, który powinien natychmiast odciąć dopływ gazu do pieca, gdy zostanie wykryte zadymienie. Mogliśmy zaprząc do tego centralkę, ale co w sytuacji, jeśli z jakiegoś powodu centralka przestanie działać / spali się / zostanie uszkodzona? Nie chcemy przecież ryzykować! Właśnie wtedy bardzo przydają się asocjacje – czujnik dymu łączymy bezpośrednio z elektrozaworem gazu i dzięki temu zabezpieczenie zadziała bez konieczności komunikowania się przez centralę. To dopiero smart home!

Scenariusze inteligentnego domu

Po publikacji poprzedniego artykułu kilka osób pytało mnie o to, jakie w ogóle mam pomysły na automatyzacje. Otóż do tego tematu możemy podejść na dwa sposoby:

bottom-up

Wchodzimy na stronę internetową sklepu ze sprzętem do smart home, przeglądamy różnorakie urządzenia i wtedy do głowy przychodzą nam pomysły na ich zastosowanie w naszym domu.

Moim zdaniem właśnie takie podejście najlepiej się sprawdza na początku, gdy jeszcze jesteśmy kompletnie zieloni w temacie i chcemy w ogóle poznać możliwości inteligentnych domów. Pytamy: „Co się da zrobić?” nie zastanawiając się, czy jest to nam potrzebne.

Przykładowo, warto wiedzieć, że istnieją przełączniki (relay), elektrozawory, ściemniacze (do oświetlenia), urządzenia do sterowania roletami i tak dalej. Więcej o nich za moment.

top-down

Gdy już kojarzymy mniej więcej jakie urządzenia dostępne są na rynku, możemy przejść do innego sposobu myślenia. „Co jest mi potrzebne?” – stawiamy pytanie w ten sposób i zaczynamy opisywać scenariusze automatyzacji. Myślę, że warto tutaj zaangażować całą rodzinę do kreatywnej burzy mózgów 😉 Przykładowo, scenariusze, które my rozpisaliśmy do naszego domu:

1. Wyjście z domu: Gdy wychodzę z domu, powinienem mieć możliwość wciśnięcia jednego przycisku, który zamknie wszystkie rolety i bramę garażową, zgasi światła, i uzbroi alarm.

2. Pobudka: Chciałbym, aby o zadanej godzinie automatycznie podnosiła się roleta w sypialni i zaczynała grać muzyka.

3. Wakacje: Gdy wyjeżdżam na dłuższy czas, chciałbym zastosować scenariusz Wyjście z domu, a ponadto przełączyć piec i ogrzewanie podłogowe w tryb oszczędny i zakręcić bieżącą wodę.

4. Wcześniejszy powrót do domu: Chciałbym mieć możliwość włączenia ogrzewania w domu zdalnie z telefonu, gdy wiem, że wrócę wcześniej niż zwykle.

5. Okna dachowe w deszczu: Chciałbym otrzymać powiadomienie na telefonie, gdy zacznie padać deszcz, a okna dachowe będą otwarte. (Wersja bardziej luksusowa: Chciałbym, aby okna dachowe automatycznie się zamknęły, gdy zacznie padać deszcz).

6. Kurier gdy nikogo nie ma: Chciałbym mieć możliwość uchylenia bramy garażowej dla kuriera, aby mógł tam schować przesyłkę, jeśli nikogo nie ma w domu.

7. Kominek: Chciałbym, aby wentylacja automatycznie tworzyła podciśnienie w domu, gdy wykryte zostanie, że rozpaliliśmy w kominku.

8. Zła jakość powietrza: Chciałbym, aby wentylacja automatycznie włączała wyższy bieg, gdy wykryta zostanie kiepska jakość powietrza lub wysoka wilgotność.

Implementacja scenariuszy

Gdy mamy już rozpisane mniej więcej nasze potrzeby na automatyzację i znamy możliwości techniczne, czas przystąpić do zaprojektowania konkretnych rozwiązań do konkretnych scenariuszy.

Większość urządzeń z-wave montuje się bezpośrednio w puszkach elektrycznych lub w pobliżu tego, czym mają sterować.

Rolety

Rolety mają silniki elektryczne i przycisk pozwalający na sterowanie nimi. Gdy wciskamy klawisz ze strzałką w górę, to roleta się otwiera, a gdy drugi przycisk, to rolet się zamyka. Pytanie, czy da się to zautomatyzować?

Odpowiedź to: oczywiście, że tak. Możemy wykorzystać odpowiednio zaprogramowane przełączniki z-wave albo dedykowane urządzenia – w Fibaro pod nazwą Roller Shutter 3 (FGR-223). Służą one do sterowania roletami, markizami, żaluzjami, a także dowolnymi silnikami napędzanymi prądem przemiennym (jednofazowym).

Podłączamy zgodnie z instrukcją i montujemy jedno takie urządzenie w każdej puszce elektrycznej przy rolecie, a następnie parujemy z centralką i voilà! Co istotne, po zamontowaniu Roller Shuttera ((nie tracimy możliwości sterowania roletami ręcznie** – przycisk na ścianie nadal działa, gdybyśmy go potrzebowali!

Analogicznie postępujemy też z bramą garażową.

Oświetlenie

Do sterowania oświetleniem również możemy zastosować urządzenie z-wave typu relay, np. Double Switch 2 (FGS-223) pozwalające na sterowanie dwoma źródłami światła.

Double Switch również montujemy zgodnie z instrukcją w puszce elektrycznej pod łącznikiem, który do tej pory służył nam do manualnego sterowania oświetleniem, parujemy i gotowe. Od teraz możemy gasić i zapalać światło przy pomocy telefonu bądź przeglądarki.

Sceny

Teraz, skoro mamy już wszystko, to pozostaje nam tylko poszczególne elementy połączyć w jedną całość. Przy wyjściu z domu montuję przycisk i, co istotne, może być on w dowolnym miejscu jeśli zdecyduję się na taki, który zasilany jest bateryjnie. To świetna opcja, bo baterie w urządzeniach z-wave zazwyczaj trzeba wymieniać tylko co ok. dwa lata.

Co ciekawe, możliwe jest też wykorzystanie już istniejącego łącznika – np. od światła. Możemy włożyć do niego np. Double Switch i zaprogramować go tak, aby tylko szybkie przełączenie trzy razy aktywowało scenariusz. Możliwości są prawie nieograniczone.

Niezależnie od wybranej opcji, przycisk jest „aktorem”, którego wciśnięcie ma uruchomić scenę, która wyłączy światło dzięki Double Switchom i opuści rolety przez Roller Shuttery. W przypadku Fibaro cały ten proces można „wyklikać” w blokowym edytorze scen.

Co dalej ze smart home?

Możliwe jest też oczywiście budowanie bardziej skomplikowanych scen, a nawet programowanie ich w języku skryptowym Lua.

Podobały Wam się moje scenariusze? Chcielibyście, abym bardziej szczegółowo opisał z jakich urządzeń korzystam do zaimplementowania wszystkich z nich? Dajcie mi znać w komentarzach!