Смарт ретрофит осветление чрез интелигентни модулни релета

Стандартното осветление в дома се управлява ръчно и не разполага с никакви функции. Можете да го включвате, изключвате и евентуално димирате. И това е всичко.

Домашната автоматизация дава на вашето осветление редица възможности и пренася дома ви в 21-ви век, внасяйки комфорт, удобство, намаляйки консумацията на енергия и повишавайки сигурността.

В тази статия ще разгледаме основните предимства на релетата (модули) за интелигентното осветление, заедно с различни идеи, които със сигурност ще ви вдъхновят. Ще направим и сравнение между използването на смарт релета за ретрофит и смарт превключватели (ключове) за осветление.

Предимства на интелигентното осветление

Комфорт

Различните стаи имат различни нужди от осветление. Освен това може да се нуждаете от различни нива, интензитети или видове светлина в зависимост от това, което правите.

Слабото осветление в хола е чудесно за вечеря, слушане на музика след работа, и е чудесно за гледане на филми. Но през останалото време вероятно ще искате ярко и равномерно осветление в стаята, когато четете книга, играете с децата или работите на компютър.

Интелигентното осветление, управлявано от реле, ви позволява да променяте осветлението на цяла стая с натискане на бутон или автоматично въз основа на времето или при започване на конкретна дейност (като например гледане на телевизия). Може дори да оставите светлината да се увеличава бавно сутрин като симулация на ефекта на изгрева, за да ви събуди нежно.

Добавянето на сензори към релейна осветителна система може да донесе истинско удоволствие.

Сензорите за движение могат да се използват за управление на осветлението: когато влезете в стаята, светлината се включва и когато излезете, се изключва автоматично.

Сензорът за врата може да включва светлината в коридора, когато входната врата е отворена, а сензорът за яркост (лукс) може да контролира светлината след здрачаване.

Светлинните „сцени“ са тези, които наистина подчертават предимствата на интелигентното домашно осветление. Сцените са най-добрият начин да управлявате група светлини заедно, за да създадете перфектното настроение за всяка стая във вашия дом. Можете да групирате няколко устройства от различен тип – крушки, ключове, димери, контакти и др.  към една сцена и всяко устройство може да има различни настройки в дадена сцена.

Чрез стартиране на една сцена можете да намалите интензитета на една крушка, да промените цвета на друга, да включите контакта, да изключите ключа на захранването и да активирате цветния цикъл на някои RGB LED ленти. След това тези характеристики се „записват“ като сцена и могат да бъдат извикани по всяко време, ръчно от приложението, автоматично по график, чрез щракване върху превключвателя (бутон или ключ за сцени) или чрез глас през асистента. Двойното щракване върху превключвателя може да промени интензитета на светлината от осветление за настроение (подходящо за вечеря или забавление) към ярко осветление, подходящо за четене или писане.

Контрол и задействане

Може да управлявате осветлението в целия си дом с дистанционно управление, стенен превключвател, ключ за сцени, смартфон, таблет, NFC тагове или с гласа си чрез гласов асистент. Накратко, имате пълен контрол над осветлението, където и да се намирате.

В допълнение, светлините могат да се управляват автоматично въз основа на графици (таймер или изгрев/залез) или чрез сензори, които откриват движение, нива на осветление или друга величина.

С интелигентно реле можете да управлявате автоматично съществуващото си осветление – по принцип никога повече може да не докосвате физически ключа на стената. Никога няма да забравите да изключите осветлението и на децата ви вече няма да се налага да измислят извинения защо са оставили лампата включена…

Добавянето на няколко сензора за движение означава, че вече не е нужно да посягате към превключвателя. Когато влезете в стаята, осветлението се включва автоматично и се изключва, когато излезете и няма движение за 1 минута. Може да звучи футуристично, но наистина работи и бързо забравяте, че имате ключове.

Автоматизацията на осветлението не се осъществява само със сензори за движение.

Светлините могат да се управляват и от светлинни сензори, които се активират автоматично при здрач, или сензори за врати/прозорци, които включват светлината всеки път, когато отворите вратата на стаята (полезно за килера, мокро помещение, таванско помещение или гараж).

Правилно избраното реле, интегрирано през системата на домашната автоматизация, ще ви даде пълен контрол.

Вие решавате кога светлините да са включени или изключени, на какво ниво е зададена техния интензитет и можете да изключите всичките си светлини в определено време или при определено събитие (сцена) – например преди лягане или когато излизате.

Винаги ще знаете какво се случва във всяка стая на дома. Използвайки смартфона си ще видите кои светлини са включени и кои не са (може да ги изключите или включите отдалечено ако е необходимо). С помощта на телефона си, винаги ще имате тази информация, независимо от вашето местоположение.

Пестене на енергия

Един от не малките елементи с консумация на енергия е осветлението. Тъй като никой от нас не живее в тъмното, имаме нужда от светлина всеки ден, често за дълги часове.

Интелигентното осветление ще помогне да намалите сметките си за енергия. Светлините ще светнат само когато имате нужда от тях и могат да бъдат приглушени (димирани) автоматично, за да спестите още повече. Няма да се стига до ситуация осветлението да работи, а в помещението да няма никой.

Със сигурност сте забелязали, когато посещавате търговски обекти (магазини, молове) или заведения за хранене (ресторанти, кафенета), че повечето използват осветление със сензори. Например влизайки в санитарните възли, светлината светва когато PIR датчик за движение засече присъствие. Това допринася едновременно за две неща улеснение на клиента (не търсите къде е ключа) и спестяване от електрическата сметка (работи моментно, само когато е нужно).

Най-хубавото е, че не е нужно да се справяте с всичко наведнъж и да инвестирате големи пари в автоматизация. Като начало трябва само да се справите с една стая или една светлина. Система може да бъде разширена по всяко време.

Сигурност

Инсталираното интелигентно реле дава възможност за разнообразна автоматизация на осветлението, особено през нощта или когато сте далеч от дома, за да увеличите сигурността на вашия дом .

Може да настроите включване и изключване на осветлението със случаен или програмиран интервал от време. По този начин ще имитирате (симулирате) присъствието си, сякаш сте у дома, за да възпрете потенциални натрапници.

Разбира се, можете да активирате светлините, дори ако бъде открита опасност. Сензорите за дим, CO2, температура, газ или вода могат да изпращат сигнал до системата, която след това ще включи всички светлини. По този начин ще сте оповестени освен по телефона, но и сетивно. А ако се наложи, включването на осветление при опасност, позволява да намерите по-лесно изхода от дома си.

С многоцветно RGB LED осветление можете да оставите вашето интелигентни лампи да променя цветовете според ситуацията. Например червена светлина, означава опасност! Може да направите същото и за сигнали за сигурност, като отворена врата или прозорец.

Внедряване на интелигентни релета в осветлението

Какво представляват модулните релета за осветление?

Интелигентните осветителни модули са малки устройства, които могат да бъдат инсталирани зад почти всеки ключ за осветление, за да „добавят интелигентност“ към всеки тип свързана светлина.

Това се нарича ретрофит – да модернизирате и подобрите съществуващ стар продукт или устройство.

Използвани във функционални осветителни решения, тези модули могат да модернизират и да ви позволят да използвате наличния светлинен превключвател за управление на светлината чрез допълнителни методи за контрол. Страхотното е, че тези устройства запазват съществуващия облик на домашния декор и в същото време ви позволява да превърнете тези „тъпи“ превключватели в интелигентни превключватели.

Друго допълнително предимство на тези малки модули е, че ще можете да изключите / включите светлината от превключвателя на стената и никога няма да загубите възможността да управлявате ръчно своите ключове за осветление.

Не винаги е необходимо да имате инсталиран физически превключвател, можете просто да инсталирате безжичен ключ и реле и да го управлявате от вашия смарт телефон или чрез автоматични таймери. Това е идеално за градинско осветление, оборудване за езерце и др.

Например, искате да включите градинското осветление от стенен превключвател, но нямате никакво окабеляване? Няма проблем, просто използвайте безжичен ключ със съответното контролиращо реле.

Самостоятелна инсталация или с помощ от електротехник

Интелигентното осветление обикновено означава използване на смарт модул/реле или пълна подмяна на ключове и димери с интелигентни версии. От това става ясно, че е необходима директна намеса в електрическата кабелна система на вашия дом.

Тук трябва да прецените дали имате необходимите умения, за да извършвате този вид работа безопасно и компетентно. Ще ви трябват минимални познания в областта на електроинсталацията, а в някои редки случаи и довършителни/декоративни работи.

Ще трябва да можете да идентифицирате съществуващото си окабеляване, което може да изисква физическо тестване с мултицет и фазомер, за да разберете кои проводници са фазов (“L” или “P”), неутрален (нула “N”), заземяващ (защитен “PE”) проводник.

Ако тези термини не означават много за вас, препоръчваме да оставите физическата работа на професионалист, тъй като неправилната намеса може да доведе до опасност и нараняване! Професионалистът е необходимо да бъде само електротехник, без никакви допълнителни титли.

Ако сте от типа хора, които нямат проблем със смяната на електрически ключ или контакт, тогава ще може да инсталирате и модулно реле.

Ако планирате пътуване за самопомощ, трябва да вземете предвид или проверите няколко неща.

Реле, Превключвател или Димер

Интелигентните релета са може би най-гъвкавите интелигентни устройства за управление на осветлението, налични на пазара, тъй като могат да управляват почти всичко, за което се сетите – осветителни тела, контакти, помпи, щори, сенници, отопление, охлаждане, порти… списъкът е безкраен. Можете да инсталирате интелигентно реле за управление на осветлението в розетката под съществуващия ключ (идеален избор – за да можете да управлявате светлината с наличния ключ).

Интелигентни стенни превключватели и димери, от друга страна, правят точно това, което подсказва името им – те напълно ще заменят съществуващите ви ключове. Те нямат толкова голяма гъвкавост като интелигентното реле, но могат да направят инсталацията по-лесна при подмяна на съществуващ ключ. Решаващият фактор може да бъде и фактът, че нямате достатъчно място в розетката, за да поставите релето под превключвателя и не искате да режете или къртите.

Разбира се, трябва да се вземат предвид още няколко важни аспекта: стил, външен вид, цвят, размери и функционалност. Ако използвате реле, можете да запазите съществуващите превключватели или да изберете тези (обикновена, но стилна линия ключове), които отговарят на вашия вкус.

От друга страна, когато избирате интелигентен превключвател или димер, вие сте ограничени до стила, вида, размера и функционалността, които производителят предлага!

С какви електрически проводници разполагате?

Повечето по-стари апартаменти и къщи, нямат неутрален (син) проводник в розетките зад осветителните ключове. Там е прекъсната само фазата. В този случай говорим за двупроводна линия.

Ако имате неутрален проводник в кутията, ще имате неограничен избор от функции и възможности на релетата. Това е изключително важен фактор при избора на подходящо решение за управление на осветлението, тъй като по-голямата част от класическите комутационни релета изискват и свързване на нулев проводник.

Ако нямате нулев проводник, не означава че не можете да преобразувате светлините в интелигентни. Просто ще имате ограничени възможности при избора на подходящо реле.

Дълбочина на монтажната конзола и на осветителния ключ

Когато инсталирате интелигентно реле, трябва да имате предвид, че обикновено е необходима по-дълбока конзола.

Общите препоръки са, че трябва да използвате кутия с дълбочина най-малко 45 мм, но опитът показва, че в някои случаи ще се потите дори с кутия с дълбочина 60 мм, тъй като конзолата трябва да събере релето, дъното (дълбочината) на ключа, няколко клеми и твърди медни кабели.  А ако имате двоен или троен ключ, кабелите ще са доста.

Тип на светлините

Това е важен фактор, особено ако планирате да димирате светлината – трябва да използвате светлини, полилей или крушка, която може да се затъмнява (димира). Не можете да използвате крушка без затъмняване (като CFL), флуоресцентна лампа или светодиод с нерегулируема светлина. Използването на димер с нерегулируема крушка може да повреди димера, както и крушката.

Друг проблем с затъмняването може да бъде регулируемата крушка или самата лампа. Многократно сме се сблъсквали с факта, че въпреки крушката е димируема, при връзка с димируемото реле не затъмнява добре или не работи акуратно в изключено състояние – светлината трепти или свети с 1% яркост. Въпреки че някои релета на пазара предлагат опция за закупуване на допълнителен байпас или съпротивление (обикновено такива, които нямат възможност за свързване на неутрален проводник) за премахване на възможни нежелани ефекти, все пак се случва светлината да свети слабо в изключено състояние.

Нашите общи препоръки са, ако можете купувайте качествени крушки и светлини, които могат да се затъмняват с класически въртящ се (ротационен) димер. Ако работи с такъв димер, то определено ще работи и с умно реле. Не искаме да мислите, че релето не е добро, напротив, ако има проблем с мигането, по-скоро можем да потвърдим, че крушката е с ниско качество. Има няколко десетки производители на интелигентни релета, но има десетки хиляди производители на осветителни крушки и всеки производител използва своя собствена технология.

Друга препоръка е, ако бюджетът е решаващ фактор за вас, то по-скоро изберете светлини, в които лесно можете да смените крушката (т.е. да използва консуматив). Следователно, ако крушката изгори, не е нужно да изхвърляте цялото светлинно тяло в кошчето.

Превключващите релета без димираща функция нямат проблеми с премигващите светлини, така че ако не планирате да затъмнявате, можете да използвате всяка крушка или осветително тяло.

Тип на релето

Вече сте планирали, че ще монтирате релета зад настоящите си ключове. Нека разгледаме опциите.

Например, релето за димиране е най-ефективно, когато се използва в комбинация с бутонен ключ (тип стълбищен). При такава връзка, ако натиснете еднократно ключа, вие включвате светлината, но ако го задържите, можете да контролирате нивото на светлината. Това е много прост и ефективен начин за контрол и регулиране на интензитета на осветлението. Такова управление с класически двупосочен превключвател не е възможно.

Ако релето е само превключващо, изборът измежду традиционните ключове е неограничен.

Девиатор 

Релейните модули обикновено са лесни за използване за управление една светлина от повече от едно място.

Добрата новина е, че без значение от колко места контролирате светлината физически, имате нужда само от едно реле за една светлина, тъй като това е единствената контролирана верига. Така че ако управлявате стълбищното осветление от първия и от втория етаж (или дълъг коридор и т.н.), ви трябва едно единствено смарт реле.

За разлика от интелигентните релета, повечето стенни превключватели и димери нямат поддръжка за свързване на кабели за физически контрол на осветлението от множество места (не поддържат девиаторно управление). Вместо това се използва асоциация (RF свързаност, Z-Wave Associations,  ZigBee Group Messaging). Това означава, че ключовете комуникират помежду си не чрез кабел, а безжично. Опитът ни показва, че подобна форма на комуникация е изключително надеждна и бърза. Обикновено тези допълнителни ключове се наричат “Ключове за сцени” или Безжични Радио-честотни (RF) ключове.

Свързващи протоколи

Технология

Има широка гама от технологии и свързващи протоколи за интелигентен дом, от които да избирате, а това е изключително объркващо за начинаещи.

За щастие в днешно време това е по-малко проблем, отколкото преди, защото много устройства днес могат да работят заедно, въпреки че основните технологии са различни. Това означава, че не е нужно да знаете всички технически подробности за конкретни продукти – можете да изберете тези, които ви подхождат най-добре.

Най-популярните и най-използвани свързващи протоколи са: Wi-Fi / Ethernet, Zigbee, Z-Wave и Cloud MQTT.

Основното, което трябва да знаете е, че спрете ли се на свързващ протокол различен от Wi-Fi, ще е необходимо да имате централен Хъб (Гейуей). Но това не винаги означава, че спестявайки известни средства за покупката на Хъб, ще направите по-добрия избор с WiFi релета. Дори е възможно да нямате избор, ако настоящата ви електрическа инсталация не позволява свързване на Wi-Fi модули.

В статията накратко ще се спрем само на Wi-Fi и Zigbee протоколите защото те са най-достъпни и бюджетно обосновани да се интегрират в домашната автоматизация.

ZigBee
ZigBee е отворен стандарт за евтина, нискоенергийна безжична мрежа, фокусирана върху разработването на устройства за безжично управление и наблюдение. Стандартът се поддържа от някои от най-големите компании в света, включително Philips, Ikea, Osram, Samsung, Texas, Siemens и Whirlpool.

С базираните на ZigBee устройства получавате здрава, издръжлива и самоуправляваща се система. Устройствата ZigBee често са много по-прости от техните Z-Wave конкуренти.

WiFi / Ethernet
Wi-Fi (безжични) и Ethernet (кабелните) мрежи станаха много разпространени през последното десетилетие. Днес можете да свържете почти навсякъде мобилното си устройство – у дома, на работа, в библиотеки, училища, летища, ресторанти, хотели и дори в градския транспорт.

Масовото разпространение на WiFi мрежи ги прави идеална технология за Smart Home устройства. Много устройства вече предлагат WiFi и Ethernet свързаност, защото производителите признават, че могат да се възползват от съществуващата ви домашна мрежа. Вероятно имате добро покритие на мрежата в целия дом, като използвате комбинация от WiFi и Ethernet, така че има смисъл да използвате тази мрежа, вместо да се налага да прилагате нещо друго.

Как да започнете

Основните градивни елементи и компоненти на всеки умен дом ще бъдат подобни.

Ако изберете Wi-Fi протокол, няма да е необходим Хъб. Ако изберете Zigbee протокол, ще имате един централен Zigbee Хъб (контролно основополагащо устройство).

И при двата протокола има:

• входни устройства, които ви казват какво се случва (движение, отваряне на вратата, промяна в температура, влажност, светлина и т.н.);
• изходни устройства (задвижващи механизми), за да гарантирате, че нещата се случват (включване на светлината , изключване на контакта, отваряне на вратата и др.).

Както подсказва името, управляващият блок, наричан още Хъб, Гейтуей или Портал, “контролира” вашия умен дом. Позволява ви да добавяте и конфигурирате устройства, да създавате и изпълнявате “логика”, понякога наричана задача, сцена или правило. Тези логики позволяват на системата да прави неща автоматично, като например да включва светлини въз основа на движение или да повишава температурата на отопление преди пристигането на семейството.

Zigbee Хъбът е свързан към вашия интернет рутер чрез WiFi или Ethernet кабел. Позволява ви да управлявате системата от смартфон, таблет или компютър и ви позволява да имате достъп до интернет от разстояние, дори когато не сте вкъщи. За да можете да управлявате системата от вашия смартфон или таблет, обикновено ще инсталирате “мобилно приложение” за контролния блок. Приложението може да бъде изтеглено безплатно от Google Play или Apple Store.

Струва си да споменем и интелигентните домашни помощници. Гласовите асистенти стават все по-популярни. Много производители вече предлагат различни модели „умни високоговорители“ или „умни дисплеи“ с вграден гласов асистент.

Гласовият асистент е просто асистент. Все пак, имайте предвид факта, че гласовите асистенти са проектирани като помощници и не могат да ви осигурят подходящата форма на автоматизация като управляващи устройства.

Заключение

Истинското интелигентно осветление се възползва от множество методи за управление на осветлението във вашия дом. Тоест една и съща светлина може да се управлява от превключвателя на стената, от мобилно приложение за умен дом или локална система и чрез гласови команди. И всичко трябва да остане в синхрон, независимо кой механизъм за превключване се използва.

Винаги има предизвикателства при създаването и прилагането на интелигентни решения, които наистина обслужват нуждите на хората и правят мястото привлекателно за живеене. Възникващите предизвикателства включват свързаност, оперативна съвместимост, сигурност на данните, невизуални ефекти на осветлението.

Бъдещето на пазара на интелигентно осветление изглежда обещаващо с повече възможности в жилищния и търговския сектор. Основните двигатели на растежа са развитието на интелигентни градове, увеличаване на използването на безжични мрежи технология и повишаване на осведомеността за енергоспестяването. Възникващите тенденции, които оказват пряко влияние върху динамиката на индустрията за интелигентно осветление, включват нарастващото търсене на технологията за интернет на нещата (IoT) и появата на технологията за точност на светлината (Li-Fi) в областта на пазара на интелигентно осветление.

Надяваме се, че с тази статия сме ви помогнали малко да се ориентирате и да намерите за себе си няколко идеи и полезни съвети. Ако търсите повече информация, вижте и други статии в блога ни.