Intelligenter Raum, der bei der Arbeit hilft

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Es ist seit langem beobachtet worden, dass menschliche Biorhythmen stark an Licht und den Sonnenzyklus gebunden sind. Und das Licht selbst kann sowohl im Leben als auch in der Arbeit helfen und kann sehr anstrengend sein, wenn Sie die richtigen Lichtquellen auswählen: Helligkeit, Farbtemperatur, Flackern sind hier wichtig ...
Aber heute möchte ich nicht darüber sprechen, sondern darüber, wie mein Smart Home zum Aufbau eines komfortablen Hauses beigetragen hat Arbeitsweise und Schlaf. Und wir werden auf alle möglichen Arten mit Licht arbeiten.
Dieses Material ist eine logische Fortsetzung meines ersten Artikels über ein Smart Home, „ Wie ein Smart Home das Einfrieren einer Katze verhinderte “. Daher werden dieselben Technologien verwendet, und Sie können das Haus nach einem vorgegebenen Algorithmus von einem Computer oder Smartphone aus steuern - dies waren meine Anforderungen für diese Technik.





Nachdem ich mit Lesern eines früheren Artikels über Smart Home ( Wie ein Smart Home die Katze nicht einfrieren ließ ) gesprochen hatte, in dem ich den Fibaro Home Center Lite-Controller verwendete, wurde mir empfohlen, auf den Mi Casa Verde Vera 3- Controller zu achten , da „Fibaro ein iPhone unter den Controllern ist und Vera ist ein Android. Du willst nicht, dass sich deine Lippen kräuseln? " Für mich war das natürlich kein Argument, aber ich wollte etwas Neues ausprobieren. Außerdem interessierte ich mich für eine Vielzahl von Plugins für diesen Controller, die sich am Ende als nützlich erwiesen haben. Aber ich werde mich nicht übertreffen.

Herausforderung
Die Fenster meines Zimmers zeigen nach Südosten. So dringen schnell genug nach Sonnenaufgang die ersten Strahlen in den Raum ein. Und die letzten Sonnenstrahlen verschwinden nach 18 Stunden. Manchmal können Sie sich aufgrund eines vollen Arbeitsplans und der Hingabe an Ihre Arbeit nicht vom Computer losreißen und das Licht nach Sonnenuntergang einschalten - Sie müssen nur im Licht des Monitors zum Lichtschalter gehen. Die umgekehrte Situation tritt auch auf, wenn die Lichtmenge im Raum so groß ist, dass der Vorhang teilweise zugezogen werden muss, um nicht blind zu werden und den Augenkomfort zu gewährleisten. Und so war die Aufgabe geboren: Der Raum sollte automatisch auf einem bestimmten angenehmen Helligkeitsniveau gehalten werden .

Lösungsmethoden
Jedes Problem sollte in Unteraufgaben unterteilt werden, bis die einfachste und effektivste Lösung erscheint.
Deshalb begann ich nach Lösungen zu suchen. Das erste und einfachste war das schrittweise Öffnen und Schließen der Vorhänge, je nach Tageszeit. Und es gibt bereits ähnliche Plugins. Aber es gibt keine Rückmeldung und der Vorhang wird abgedeckt, selbst wenn es vor dem Fenster einen Sturm und Bleiwolken gibt. Bei einer verirrten Position auf der halben Welt öffnen sich meine Vorhänge nachts. Das passte nicht zu mir, also ging ich meinen eigenen Weg.

Ich habe die Aufgabe in die folgenden Phasen unterteilt.
Wenn die Uhrzeit tagsüber ist, dh von 9 bis 19:
1. Wir überwachen die Helligkeit im Raum mit dem Multisensor
2. Wenn die Helligkeit eine angenehme überschreitet, ziehen Sie den Vorhang teilweise zu.
3. Wenn die Helligkeit niedriger als angenehm ist, öffnen Sie den Vorhang teilweise.
4. Kehren Sie zu Schritt 1 zurück

Wenn es Nacht ist:
1. Drehen Sie den Vorhang vollständig um.
2. Ändern Sie die Helligkeit der künstlichen Beleuchtung diskret.
3. Verfolgen Sie die Helligkeit im Raum mit dem Multisensor
4.1. Wenn die Helligkeit niedriger als angenehm ist, erhöhen Sie sie um 20%.
4.2. Wenn die Helligkeitsstufe höher als angenehm ist, reduzieren wir sie um 20%,

damit der Vorhang bei Wolken oder hellem Blitz nicht hin und her ruckelt. Wir legen das Delta von Zeit und Helligkeit fest, bei dem keine Aktion ausgeführt wird.
In meinen Experimenten habe ich 5 Smart-Home-Geräte mit Z-Wave-Technologie verwendet. Ich warne Sie, dass dieses Material keine Werbung ist, sondern eine Anweisung zum Starten des Systems, daher gebe ich Links zu den Geräten, an denen ich beteiligt bin.

Geräte
1. Z-Wave Mi Casa Verde Vera 3 Controller
2. AEOTEC 4 V 1 Multisensor
3. Z-Wave.Me Dimmer eingebauter Dimmer
4. Z-Wave Fibaro Doppelrelaisschalter 2x1,5 kW eingebauter Schalter
5. Mikromotor mit Getriebe
6. 4-Kanal-Relais für Arduino

Stage 1
Wie ich bereits schrieb, habe ich die Arbeit in zwei Phasen unterteilt. Das erste ist die automatische Arbeit der Beleuchtung am Abend. Wenn nicht genügend Licht vorhanden ist, erhöht der Controller basierend auf den vom Lichtsensor empfangenen Daten die Helligkeit des Lichts mit einem Dimmer. Da das Hauptlicht durch LED-Streifen realisiert wird, funktioniert der Dimmer nur mit Halogen-Zusatzlampen. Das funktioniert so: Ein Lichtsensor sendet alle 10 Sekunden Daten an die Steuerung, und alle 20 Sekunden erfolgt eine Lichtprüfung. Dies geschieht, damit ein zufälliger Blitz nicht das gesamte Licht ausschaltet. Der Dimmer selbst ist elementar montiert. Mit der richtigen Verkabelung sollte Ihre Phase brechen und die Lampen mit Null versorgt werden. Der Dimmer wird in den Drahtbruch eingesetzt und lässt sich leicht in der Steuerung registrieren. Ich habe zwei Lichtlinien installiert,Da Sie mit dem Dimmer die Beleuchtung reibungslos einstellen können, waren beide beteiligt. Alle Arbeiten beschränkten sich darauf, den Phasendraht zu bestimmen und zwei Minuten lang mit einem Schraubendreher zu arbeiten: Der erste entfernte den alten Schalter und der zweite den Dimmer.



Stufe 2 Die
zweite Stufe arbeitet mit Tageslicht. Wenn das Licht zu hell ist, erscheint Blendung und dies stört stark. Daher wurde auch beschlossen, das Ziehen des Vorhangs zu automatisieren. Die größten Probleme begannen mit der Mechanik, weil ich zuerst einen Hochgeschwindigkeitsmotor mit geringer Leistung nahm, der die Walze nicht ankurbeln konnte. Dann änderte ich den Motor auf einem kompakten, aber verwenden fürAnstrengung mit einem Getriebe. Seine Kraft und Geschwindigkeit passten mir vollkommen. Das Finish war darauf zurückzuführen, dass ein Faden am ersten Ring des Vorhangs befestigt war und der Motor diesen Faden vorwärts und rückwärts drehte. Ursprünglich war geplant, Endsensoren anzubringen, um die extremen Positionen des Vorhangs zu verfolgen. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass die Spannung des Gewindes so ist, dass die Motorrolle an den extremen Punkten rutscht und nichts reißt. Und während des normalen Betriebs hat die Walze einen guten Griff auf dem Gewinde, der durch eine zusätzliche Spannwalze bereitgestellt wird. Es sieht so aus:



Nachdem ich die Gesamtbetriebszeit des Motors beim Übergang von einer Extremposition in eine andere herausgefunden hatte, teilte ich einfach die Zeit durch 4 und stellte in den Einstellungen die Position des Vorhangs ein, der durch die Betriebszeit des Motors in die eine oder andere Richtung geändert werden soll. Der Gleichstrommotor hat beim Ändern der Polarität eine Umkehrung, und hier stand ich vor der Aufgabe, die Polarität zu ändern. Eine einfache Lösung wäre die Verwendung eines Relais mit drei Positionen, aber es war nicht einfach, es zu finden. Eine alte Erfahrung und ein kleiner Trick kamen zur Rettung.
Ich nahm ein Standard-Ein-Aus-Relais in Höhe von 4 Teilen und verband sie paarweise zum synchronen Ein- und Ausschalten. Und ich habe sie mit dem Z-Wave-Relais gesteuert. Das Schema ist wie folgt:



Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass, wenn die Kontakte 1 und 3 gleichzeitig geschlossen werden, der Motor beginnt, sich in eine Richtung zu drehen, und wenn 2 und 4, dann erhält der Motor eine andere Polarität und beginnt sich in die entgegengesetzte Richtung zu drehen. Um Verwirrung zu vermeiden und das Relais paarweise und sogar mit Hilfe des Controllers zu schließen, habe ich ein zweikanaliges Fibaro Z-Wave-Relais verwendet. Für einen korrekten Betrieb reicht es aus, +5 V an die Kontakte in1 und in3 oder die gleiche Spannung an die Wasserrelais in2 und in4 anzulegen. Das Z-Wave-Gerät selbst ist mit zwei Relais ausgestattet, die jedoch mit einem Eingangsbus arbeiten. Dies sollte berücksichtigt werden, wenn Sie ein ähnliches Relais wie zwei verschiedene verwenden möchten, z. B. mit Wechselstrom und Gleichstrom arbeiten. Als Ergebnis haben wir die folgende Steuerschaltung paarweise von den Relais des Smart Home Controllers 4 erhalten.



Zur Stromversorgung dieser Schaltung waren 5 V DC und 220 V AC erforderlich. Das Z-Wave-Relais wird mit Wechselstrom betrieben, und die Re-Arduine und der Elektromotor werden mit Gleichstrom versorgt. Damit das gesamte System funktioniert, hatte ich genug von dem alten Adapter von einem Elektrogerät für 5 V und 1A.

Nun wollen wir sehen, wie es in der Realität funktioniert.



Nachdem wir alles zusammengestellt haben, erhalten wir einen Algorithmus, der pünktlich funktioniert. Dem Menü wurde auch ein virtueller Schalter hinzugefügt, mit dem Sie den Lichtverfolgungsmodus starten oder stoppen können. Bestrahlungsstärke - Messungen wurden sowohl mittels Multi - Sensor und dem Steuer gemacht Belichtungsmesser. Ich muss sagen, dass ihr Zeugnis mit zunehmender Beleuchtung auseinander ging. Ich glaube, dass dies auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass die Multisensorkappe so hergestellt ist, dass Licht von der gesamten Kugel gesammelt wird und der Lichtmessersensor Messwerte von der Ebene seines Sensors liefert.



Fazit

Bei der Erstellung der automatischen Beleuchtung kamen Leute auf mich zu und fragten: „Lohnt es sich?“. Aber nach dem ersten Entwurf mit einer Warnung, über den ich am Anfang des Artikels schrieb, wurde mir klar, dass der Perfektion keine Grenzen gesetzt waren. Es gibt nicht einmal die Möglichkeit, neue Technologien zu spüren oder das Licht zu steuern, ohne von einem Stuhl aufzustehen. Smart Home ist ein völlig anderer Zustand von HOME. Wie lässt sich erklären, dass ich den ganzen Winter über viermal in den Heizraum geschaut habe, indem ich die Temperatur des Heizkessels je nach "Jahreszeit" angepasst habe? Gleichzeitig arbeitete der Kessel selbst während der Stunden mit den niedrigsten Stromkosten (Zwei-Tarif-Zähler). Oder wie kann man den Komfort eines Lebens in einem Haus bewerten, in dem es immer frisch ist und das Lüftungssystem leise und autonom arbeitet und sich selbst ein- und ausschaltet?
Das ganze Leben eines Smart Homes besteht aus kleinen Dingen, die im Prinzip von Ihnen selbst erledigt werden können, aber aus der Erkenntnis, dass Sie ins Haus kommen und sicher sein werden, dass alle Systeme ordnungsgemäß funktionieren - hier verstehen Sie wirklich, dass es sich lohnt! .

Source: https://habr.com/ru/post/de392807/