Найти в Дзене

ZigBee... Диммирование и управление освещением при помощи данного протокола. Принцип работы, достоинства, визуализация схемы подключения

Всем привет! На связи Энциклопедия Электрика. Сегодня поговорим о модулях ZigBee для управления осветительными устройствами. Прежде чем перейти к основной части нашей статьи, хотелось бы напомнить, что энциклопедия электрика - это тематический канал, направленный на расширение ваших познаний в монтаже и проектирование электроустановок. Познакомиться с нашим каналом и идеями вы можете в конце статьи. Мы уделили достаточно много внимания подключению различных управляющих приборов для освещения по разным технологиям. О каждой технологии мы кратко рассказали в приведённых ниже ссылках на данные статьи: В плане управления с использованием протокола Zigbee, на мой взгляд, можно реализовать самые различные варианты, даже с применением тех же протоколов, о которых мы рассказывали в ранних статьях. К слову, в статье я расскажу, также, и о своём опыте применения данных устройств с поддержкой Zigbee. Вопросы, которые рассмотрим в этой статье: 1. Zigbee и управление освещением. Основные нюансы, до
Оглавление

Всем привет! На связи Энциклопедия Электрика. Сегодня поговорим о модулях ZigBee для управления осветительными устройствами.

Прежде чем перейти к основной части нашей статьи, хотелось бы напомнить, что энциклопедия электрика - это тематический канал, направленный на расширение ваших познаний в монтаже и проектирование электроустановок. Познакомиться с нашим каналом и идеями вы можете в конце статьи.

Мы уделили достаточно много внимания подключению различных управляющих приборов для освещения по разным технологиям. О каждой технологии мы кратко рассказали в приведённых ниже ссылках на данные статьи:

В плане управления с использованием протокола Zigbee, на мой взгляд, можно реализовать самые различные варианты, даже с применением тех же протоколов, о которых мы рассказывали в ранних статьях. К слову, в статье я расскажу, также, и о своём опыте применения данных устройств с поддержкой Zigbee.

Вопросы, которые рассмотрим в этой статье:

1. Zigbee и управление освещением. Основные нюансы, достоинства системы, личный пример

2. Нормативная документация

3. Визуализация и подключение устройств

1. Zigbee и управление освещением. Основные нюансы, достоинства системы, личный пример

Начнём с того, что ZigBee - это протокол беспроводной передачи данных. В его возможности входит много функций, в частности, он объединяет различные "умные" устройства и оборудование в одну сеть для взаимодействия друг с другом и с пользователем оборудования.

Рисунок 1. Структура работы устройств по протоколу ZigBee. Изображение разработано командой НПО ЭлектроРазработки
Рисунок 1. Структура работы устройств по протоколу ZigBee. Изображение разработано командой НПО ЭлектроРазработки

Какие же основные достоинства у данного протокола?

1. Очень низкое энергопотребление. Устройства с поддержкой данного протокола не требуют больших затрат на их электропитание. А если конкретно, устройства с поддержкой данного протокола работают в диапазоне напряжений 2,1-3,6 Вольт. Потребление тока составляет в среднем 20-50 мА.

2. Ячеистая топология вычислительной сети. Каждое устройство может работать как отдельно, так и организовано в сети. Отказ какого-либо устройства не нарушит функционирования остального оборудования в целом. Каждое устройство может быть и коммутатором для другого и устройством выполнения команды.

3. Большая сеть устройств. Система адресации данного протокола может поддерживать более 64000 устройств в сети. Однако требуется определённое количество шлюзов или хабов - это оборудование для связи всех устройств с протоколом в одну централизованную сеть.

4. Совместимость различного оборудования с протоколом ZigBee. Среди производителей различных устройств пользуется популярностью протокол ZigBee TUYA. Данный открытый стандарт обеспечивает прекрасную совместимость продукции с протоколом ZigBee различных брендов самых разнообразных устройств. А также реализовано управление всеми устройствами через мобильное приложение.

5. Надёжность. В данный протокол встроена функция самостоятельного обнаружения ошибок и их исправления. А маршрутизация сообщения призвана обеспечить надёжность передачи данных между устройствами по сети. При выходе из строя какого-либо устройства, другие получают данные по сети, обеспечивая непрерывность связи между ними.

На так давно я сам лично производил монтаж и настройку системы управления умным домом посредством таких устройств. И если у вас есть Яндекс станция "Макс", в которую встроен ZigBee Хаб, то управление такими устройствами вообще не составит проблем.

Практическое применение и личный пример.

На рисунке 2 представлено реле, которое устанавливается в монтажную установочную коробку и скрывается за чистовым оборудованием (розетка, выключатель).

Рисунок 2. Реле Roximo с управлением по протоколу ZigBee. Изображение разработано командой НПО ЭлектроРазработки
Рисунок 2. Реле Roximo с управлением по протоколу ZigBee. Изображение разработано командой НПО ЭлектроРазработки

Такие и подобные ему реле с поддержкой ZigBee, я устанавливал по всей квартире для розеточного оборудования и осветительного. В итоге все эти реле подключаются к Яндекс станции следующим образом. Нажимается и удерживается кнопка на реле в течение определённого времени (3-5 секунд). Реле переходит в режим обнаружения станцией. Станция возвещает о том, что найдено новое оборудование. В приложении заказчика "Дом с Алисой", мы находим это оборудование, добавляем его и получаем возможность им управлять. Через приложение можно включить освещение (вне зависимости от того включен выключатель или нет), управлять питанием розеток (когда питание включается, модуль тоже подсвечивается изнутри синим светодиодом) и другим оборудованием, которое поддерживает протокол и возможно добавить в экосистему умного дома. Управление очень удобное, связь стабильная между устройствами. В качестве недостатка можно отметить, что не всегда сразу включается устройство, но проблема здесь скорее в качестве беспроводной связи, нежели в самих устройствах.

Принцип работы прост. Устройство (реле с протоколом управления ZigBee) подключается к сети и ждёт управляющего сигнала. При этом, мы подразумеваем, что оно находится подключенным к питающей сети и уже програмно настроено на управление и работу с приложением. После подачи управляющего сигнала по сети интернет через приложение, устройство получает сигнал на включение и запускает осветительное устройство или иное, на которое работает данное реле. При этом, управлять устройством можно и через локальные физические выключатели освещения. В плане розеточного оборудования управление осуществляется только через приложение или специальную кнопку, которая есть на многих моделях розеточного оборудования умного дома.

2. Нормативная документация

Нормативная документация, в которой отражены основные аспекты управления освещением - ГОСТ Р 51324.1-2012. Данный стандарт распространяется на различные выключатели для осветительных приборов.

скачать ГОСТ Р 51324.1-2012 можно по ссылке ниже:

ГОСТ Р 51324.1-2012 Выключатели для бытовых и аналогичных стационарных установок.pdf

Есть указания и в ПУЭ по вопросу подключения проводника в выключателе, согласно пункту 6.6.28:

В трёх- или двухпроводных однофазных линиях сетей с заземлённой нейтралью могут использоваться однополюсные выключатели, которые должны устанавливаться в цепи фазного провода, или двухполюсные.
При этом должна исключаться возможность отключения одного нулевого рабочего проводника без отключения фазного.

Обратим внимание, что устройства с поддержкой ZigBee - имеют непосредственное подключение питания. Эти устройства могут подключаться как с использованием нулевого проводника, так и без него, когда нулевой рабочий проводник сразу подключается к устройству освещения или силового оборудования. Тем не менее фазный проводник всегда поступает на исполнительное устройство и разрывает контакт органом управления внутри устройства или выключателем в целях соответствия нормативной документации подключения устройств и недопущения поражения человека электрическим током.

Также, обращаем внимание на то, какими кабельными линиями следует подключать осветительное оборудования и модули реле с технологией ZigBee, в зависимости от различных факторов и места, в котором находится рассматриваемая электроустановка - ГОСТ 31947-2012.

скачать ГОСТ 31947-2012 можно по ссылке ниже:

ГОСТ 31947-2012 Провода и кабели для ЭУ на напряжение до 450. Общие ТУ (ПуГВ).pdf

Стандарт, в котором рассматриваются технологии управления освещением, которые также имеют место быть в технологии управления ZigBee, - ГОСТ IEC 60929-2017. Аппараты пускорегулирующие электронные.

ГОСТ IEC 60929-2017. Аппараты пускорегулирующие электронные.pdf

3. Визуализация и подключение устройств

В плане диммирования осветительных приборов существуют диммеры ZigBee, которые могут подключаться различными способами. Визуализация одного из таких способов представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Диммирование освещение при помощи ZigBee-диммера. Изображение разработано командой НПО ЭлектроРазработки
Рисунок 3. Диммирование освещение при помощи ZigBee-диммера. Изображение разработано командой НПО ЭлектроРазработки

Данные устройства с поддержкой протокола ZigBee имеют соответствующие сертификаты и инструкции по подключению. Одно и то же устройство можно подключить разными способами, в зависимости от цели, варианта подключения, возможности самого устройства. Благодаря данному диммеру мы имеем возможность управлять включением и отключением освещения, а так же яркостью осветительного прибора или приборов. Также не забываем о том, что не все осветительные приборы могут поддерживать изменение яркости. Этот вопрос раскрывался в одной из представленных статей вначале.

А какой у вас есть опыт использования данных устройств с протоколом ZigBee?

Уважаемые читатели! Мы благодарим вас за проявленный интерес к данной статье и надеемся, что она помогла вам углубить знания в области электроустановок, вы очень поможете нашему проекту если поставите палец вверх, а также порекомендуете данную статью другим читателям. Обязательно не забудьте подписаться на наш канал, чтобы не пропускать новые статьи и материалы. Если у вас есть предложения по улучшению материала или замечания, пожалуйста, оставьте комментарий. Ваши комментарии должны содержать конструктивные предложения, чтобы мы могли совместно сделать мир электроустановок более понятным и доступным для изучения.

Дополнительно сообщаем, что НПО «ЭлектроРазработки» работает над созданием нового мобильного приложения под названием «Энциклопедия электрика». Это уникальное и профессиональное приложение станет первым в своём роде в нашей стране и объединит изучение различных аспектов электроустановок с множеством статей, опросов, шаблонов, калькуляторов, анимаций и макетов. Чтобы не пропустить все новости и быть в числе первых, кто испытает всю мощь этого мобильного приложения, мы предлагаем вам подписаться на наш сервис в VK по ссылке: https://vk.cc/cyLZWG. Выход мобильного приложения запланирован на конец ноября 2024 года.

Друзья, мы постоянно находимся в стадии разработки более эксклюзивного, интересного и познавательного контента. На данный момент этот эксклюзив готовится к заливке в приложение о котором мы рассказали выше, тем не менее, вы также можете получить доступ к этим ресурсам.

Доступ к более качественному и полезному материалу содержит в себе:

1. Шаблоны для расчётов электрических нагрузок и другие полезные инструменты.

2. База нормативной литературы.

3. Готовые решения для проектирования электроустановок.

4. Более ценный и актуальный контент.

5. Эксклюзивный словарь электрика.

Эти ресурсы помогут вам повысить квалификацию и эффективность работы, а также получить доступ к эксклюзивной информации, которая будет полезна как начинающим, так и опытным специалистам.

Чтобы получить доступ к этим материалам, вы можете поддержать нашу деятельность донатом.

-4

Основная цель НПО «ЭлектроРазработки» — объединить и сделать мир электроустановок более понятным и доступным для всех инженерных направлений электроэнергетики, как для профессионалов, так и для молодых специалистов!

Оставаться с нами можно и на других платформах:

Ссылка на нашу группу ВК: https://vk.com/enelectro

Ссылка на Дзен: https://dzen.ru/electroencyclopedia

Ссылка на наш Telegram канал: https://t.me/electroencyclopedia

Ссылка на нашу группу в Telegram: https://t.me/+fZRdm5bsjqVhYWUy

Наша рабочая почта: info@npoelectrodesign.ru

Поддержать наш проект: https://vk.com/donut/enelectro