Что такое умная розетка и как она работает

Рейтинг умных розеток: их классификация, функции, виды.

Содержание

Устройство и назначение «умной» розетки

Упрощённая схема прибора состоит из электромагнитного реле, замыкающего-размыкающего электрическую цепь, и контроллера, управляющего этим реле. Но характеристики этих комплектующих таковы, что обеспечивают возможность беспроводного управления «умной» розеткой – с помощью заложенной в неё программы или отправленного дистанционно сигнала на контроллер.
В «умную» розетку включается любой бытовой прибор мощностью до 3,5 кВт, после чего базовый набор её функций «включить/выключить» осуществляется для этого потребителя в объёме, зависящим от модели «умной» розетки.

Возможные функции управляемых розеток различных моделей:

  • мониторинг состояния подключенной бытовой техники с отправкой владельцу извещений о контролируемых параметрах (температура, напряжение в сети) ;
  • дистанционная управляемость с помощью мобильных устройств;
  • автоматическое отключение бытовой техники — при скачках напряжения, коротком замыкании, перегреве подключенного устройства, отсутствии жильцов в течение заданного времени;
  • включение/выключение приборов по выставленным на таймере значениям времени (активация климат-систем к приходу владельца, обеспечение необходимой цикличности работы агрегатов, технологическая перезагрузка оборудования);
  • деактивация режима ожидания при превышении заданной его продолжительности с полным отключением прибора от сети.

Чем совершеннее устройство, тем шире его функционал – возможности дистанционного управления и информативность.

Мощность подключаемого к «умной» розетке электроприборов не должна превышать величины, указанной в инструкции по её эксплуатации.

Что под собой подразумевает концепция умный дом

Ключевой идеей умного дома, считается автоматическое управление, различными элементами в квартире. Например, автоматическое отключение света, когда в комнате долго никого нет или перекрытие подачи воды в доме, при обнаружении протечки. А, например,  умная розетка с датчиком температуры, может включить обогреватель при падении температуры в комнате. Данная система, предназначена для увеличения безопасности вашего жилища и оптимизации различных электрических сетей для повышения комфорта.

5 минут: размышляем над задачей

Почему Wi-Fi? Потому что он у всех есть и не требует проводов, а значит, в пределах нашего помещения розетку можно будет перемещать в любой угол.

Раз розетка у нас смотрит в интернет, то помимо самой аппаратуры нам понадобится еще и нечто в этом самом Интернете. Причем разрабатывать что-то с нуля мы вот вообще не хотим, хотим максимально готовое.

Первое, что приходит в голову — для розетки берем микроконтроллер с ESP8266/ESP32, так как это очень известная и популярная платформа со встроенным Wi-Fi, а для бекэнда в Интернете готовый облачный сервис Azure IoT Central, для которого код писать вообще не надо.

Ну раз это первое пришло в голову — так и сделаем, у нас же всего 60 минут!

У автора была плата с обтекаемым названием ESP32 Dev Board, на которой установлен USB-UART конвертер CP2102 и модуль ESP-WROOM-3. Плату можно опознать по картинке ниже и по ключевику «ESP32» найти на известном китайском сайте.

y86bmn1twauuz2hrhwtcietxjci.png

Что еще нужно?

  • собственно сами розетки. Так как мы хотим больше приключений, возьмем сразу две штуки, ведь тогда продукт получится более конкурентоспособный! Автор статьи использовал корпус удлинителя с двумя гнездами.
  • модуль реле на 220 В — возьмем готовый, двухканальный, с гальванической развязкой. Нам важно, чтобы реле переключались логическими сигналами с уровнем 3.3В. Выглядит так:
    -dsbpwqnult0rnxxogibjhdrbii.jpeg
  • пара кнопок, мы ведь не только из Интернета хотим включать/выключать розетки, но и кнопками на них;
  • любой AC-DC преобразователь 220В — 5В для питания ESP32 Dev Board, например, такой:
    cwkkw-pyfifrcnztv5p1q-0_jru.jpeg
  • провода, чтобы все это соединить.

Впрочем, необходимый минимум из этого всего — только сама плата ESP32: можно просто подключить ее по USB, от которого и питать, и посмотреть по отладочному выводу или мультиметром на выводах, как она работает совместно с облаком. Правда, в этом случае такая «розетка» не будет выполнять свою основную функцию собственно розетки.

Для ESP32 понадобится прошивка. Вариантов для ее разработки немного:

  • взять стандартный тулчейн от производителя. Установка несложная, но и не особо простая. Подчеркиваю также то неприятное обстоятельство, что IDE в этом случае в комплект средств разработки не входит, и собирать все нужно будет с командной строки.
  • прослойка для Arduino. Это очевидно проще и быстрее, все ставится и настраивается из самой IDE Arduino. В качестве минуса — не вдаваясь в подробности, нет полноценной готовой библиотеки для работы именно с IoT Central, но мы это обстоятельство обойдем.

Что такое умная розетка?

Однако, прежде чем мы перейдем к преимуществам этого устройства, давайте кратко объясним, что такое умная розетка.

Умная розетка — это крышка для каждой розетки 220В, которая есть в вашем доме. Чаще всего он состоит из небольшого кубоида, в котором находится продвинутая электроника, и, конечно же, вилки, которую вы вставляете в розетку

Интеллектуальная розетка может контролировать поток электричества к конкретным устройствам, а также находится в постоянном контакте с соответствующим приложением на вашем мобильном устройстве. Он также может иметь связь с блоком управления умным домом.

Устройство УР

Что такое умная розетка? Как правило это блок небольшого размера, имеющий вилку и специальный разъем. Разъем напоминает тройник, также имеется адаптер и зарядное устройство. УР подключается в обычную электрическую сеть. К ней подсоединяются бытовые приборы разного назначения. Вы можете выключать прибор по своему усмотрению, а также управлять им.

Внутри устройства имеется плата управления. Разъем для сим-карты используется в GSM розетках. В зависимости от модели устройство может комплектоваться USB разъемом, датчиком температуры, выключателем и другими опциями. Есть модели, которые выполнены в виде удлинителя.

Зачем нужны умные розетки? Посмотрите следующее видео про назначение УР и обзор некоторых моделей:

Что такое «Умная розетка»

Обычная умная розетка — это небольшой электрический адаптер, который подключается к обычной электрической розетке и управляет подачей электроэнергии электроприборов, которые подключены через неё. Если разобрать такой гаджет, то внутри будет находится обычное электромагнитное реле и контроллер, с помощью которой посылаются управляющие команды для реле на замыкание и размыкание контактов. Так же на плате можно обнаружить беспроводной адаптер — управление умной розеткой осуществляется по WiFi либо через мобильную связь.

умная розетка xiaomi yandex

Составные элементы умной розетки:

  1. Реле коммутации 220В;
  2. управляющая плата — контроллер
  3. Адаптер беспроводной связи (WiFi или GSM)

как подключить смарт-розетку

Сейчас в продаже можно встретить два варианта исполнения Smart-розеток:

  • Наружные — выполнены обычно в виде адаптера-переходника с электрической «вилкой» с обратной стороны, вставляемого в обычную розетку.
  • Встраиваемые — эти уже вставляются в подразетники и подключаются к электропроводке уже вместо обычных розеток.

Различаются умные розетки и по способу управления:

  • через беспроводную сеть WiFi
  • с помощью мобильной связи через SIM-карту
  • радиоуправление с пульта

Самые распространённые и популярные сейчас — это Вай-Фай розетки, в том числе от Yandex или Xiaomi. Умные розетки с SIM-картой значительно более дорогие и менее распространённые, а в последнее время вообще потерявшие популярность. Модели с радиоуправлением являются самими дешёвыми и наиболее простыми в техническом плане и не особо интересными.

Что же такое Умная розетка?

Умная розетка — выступает устройством-посредником между простой розеткой 220В и нагрузкой  в который встроена электроника для приема и передачи сигналов и отключения и включения сети.

Это достаточно распространенный «smart» гаджет. Цена, которая пока остается достаточно высокой, негативно влияет применению умных розеток повсеместно в быту, а так же в составе комплектов «умного дома». Доступность этих розеток снизила бы количество негативных отзывов о них, распространила их применение.

Что такое умная розетка и как она работает?

Умная розетка — это электрическое устройство, способное не только подавать электропитание к тому или иному электроприбору, но и по команде оператора или по таймеру отключать данный прибор от электросети. Использование умных розеток в частном доме или квартире не только способствует увеличению качества жизни, но и существенно сокращает затраты на оплату электроэнергии.

umnajarozetka2min.jpg

Для дистанционного управления такими устройствами могут использоваться компьютер, ноутбук, планшет или смартфон, другими словами, любые гаджеты, имеющие свободный доступ к интернету. Это может быть стационарное, мобильное или Wi-Fi подключение.

Принцип работы умных розеток

Механизм розетки построен на обычно реле, при поступлении сигнала, реле меняет своё положение, и либо начинает передавать ток, либо перестаёт. Если раньше для управления смарт-розеткой была необходима сим-карта и для её выключения или выключение было необходимо отправить смс или позвонить. То сейчас управление происходит при помощи wi-fi или bluetooth, при помощи обычной программы на смартфоне. Сейчас уже существуют умные розетки с датчиком температуры, они позволяют отслеживать температуру в реальном времени и регулировать работу в зависимости от показателей.

20 минут: подготовим облачный сервис

Заходим по ссылке. Понадобится учетная запись Microsoft, с которой следует залогиниться. Подписка Azure для пробной 7-дневной версии — не нужна, но лучше все-таки ее оформить, чтобы взять один из стандартных ценовых планов, где время использования не ограничено и есть два бесплатных устройства.

Выбираем слева Мои приложения — Новое приложение, далее Пользовательские приложения и заполняем поля:

  • Имя приложения: любое удобное;
  • URL-адрес: любой, но он должен быть уникальным;
  • Шаблон приложения: пользовательское приложение;
  • Ценовой план: стандартный 1 или бесплатный;

Если выбрали стандартный ценовой план, ниже создайте подписку Azure и выберите расположение, ближайшее к вам (для России — Европа).

Нажмите кнопку Создать

В меню выберите Шаблоны устройств — Создать, как показано на рисунке ниже.

q1ao9tt3yn9m2q9nhhxmibxzdfq.png

Далее Устройство IoT — Следующий: Настроить. В поле Имя шаблона устройства введите Socket. Нажмите Далее: проверка, Создать.

В появившемся диалоге выберите Импорт модели и выберите файл Socket.json, прилагающийся к данной статье.

Видим следующую картину:

jhiac18s3vob6x1_j_11sgyopmw.png

Что только что произошло? Фактически, мы объявили для IoT Central «язык» («шаблон»), на котором говорит наша розетка при обмене данными с облаком, а именно, если развернем параметры каждой возможности (в оригинале — Capability), увидим следующее:

  • каждая из двух розеток передает сообщение телеметрии, в котором закодировано состояние: 0 — выключено, 1 — включено;
  • каждая из двух розеток принимает команду с параметром типа Boolean (true — включено, false — выключено).

Почему в телеметрии 0/1, а в команде true/false? Это связано с особенностями визуализации в IoT Central, короче говоря, телеметрию в виде 0/1 на картинках можно отобразить нагляднее, чем true/false.

Откуда взялся файл Socket.json? Автор подготовил его заранее, введя описание всех возможностей розетки в самом IoT Central, затем просто сохранил шаблон в файл, используя встроенную функцию экспорта.

Теперь по поводу визуализации. Нашему устройству неплохо бы сделать красивый дашборд, с которого мы будем посылать на него команды включения/выключения и видеть его состояния. Для этого нажмем в списке возможностей устройства пункт Представления и выберем плитку Визуализация устройства.

В разделе Телеметрия выберите Socket1State, нажмите + Телеметрия и выберите Socket2State, затем нажмите Добавить плитку. На появившейся плитке нажмите иконку lspetg6ethobzjelfei7pwzbxem.png и выберите Диаграмма состояний из меню. Нажмите Сохранить.

Теперь нам нужно «опубликовать» наш шаблон, т.е. перевести его из черновика в состояние, когда им можно будет пользоваться. Для этого нажмите соответствующую кнопку (Опубликовать). Подтвердите публикацию, нажав в появившемся окне кнопку Опубликовать.

Пока что мы только опубликовали шаблон устройства, теперь заведем запись для нашего конкретного устройства. Для этого переходим в главном меню в раздел Устройства и нажимаем кнопку + Создать. В появившемся окне изменяем только шаблон устройства на Socket. Нажимаем кнопку Создать и кликаем по имени появившегося устройства. Нажмем кнопку Подключить в верхней части окна и в появившемся окне видим всю необходимую информацию, которую нам нужно будет использовать в прошивке устройства, чтобы оно могло «разговаривать» с IoT Central. В поле Тип проверки подлинности выберем Подписанный URL-адрес (SAS) (так проще). Итого нам понадобятся:

  • Область идентификатора — это идентификатор нашего приложения IoT Central;
  • Идентификатор устройства — не требует пояснений;
  • Первичный ключ — считаем, что это «пароль» этого конкретного устройства.

С этими данными устройство должно обратиться к сервису регистрации устройств (Device Provisioning Service, DPS) для получения адреса IoT Hub, еще одного сервиса Azure. Зачем еще IoT Hub? Дело в том, что IoT Central работает «поверх» IoT Hub, являясь как бы «оберткой» для него. Вся последующая коммуникация будет происходить именно с этим IoT Hub.

Проблема в том, что простые в использовании библиотеки Arduino не включают готового клиента DPS. Ну раз так, то возьмем систему с Windows 10, и получим этот адрес IoT Hub вручную. Утилита dps-keygen умеет это делать, правда для ее запуска понадобится node.js.

Раз так, установим последнюю версию node.js с официального сайта с параметрами по умолчанию, затем запустим стандартную командную строку Windows и выполним команды (естественно, подставив нужные данные из нашего приложения IoT Central):

npm i -g dps-keygendps-keygen -si:область_идентификатора -di:идентификатор_устройства -dk:первичный_ключ_устройства

Порядок аргументов в последней строке не имеет значения.

Нас предупредят, что эта возможность «deprecated» и не «best practices», но нам очень надо, и не «best», а «fast», иначе не уложимся за 60 минут, которые обещал автор, поэтому продолжаем. На выходе будет строка подключения, которую мы позже укажем в прошивке розетки:

azoe7_xebbkj5td3_ono_qbrvwk.png

Отлично! Мы готовы к сборке стенда.

Практичность

Розетка создана, чтобы управлять электроприборами в доме на расстоянии. Работа осуществляется за счет подсоединения через Wi-fi. Устройство практичное и станет помощником по дому: обеспечит защиту от пожара, позволит сэкономить на электроэнергии и обеспечить максимальный комфорт.

Умная розетка: описание

Внешне прибор мало чем отличается от привычной розетки, но корпус имеет внушительные размеры (средние параметры 16х5х6,5 см). Такие габариты необходимы для встроенного блока с модулем и SIM-картой. Также устройство дополняется таймером и температурным датчиком. В случае сбоев в работе техники и оборудования умная розетка отправит сигнал тревоги на телефон хозяина.

Прямоугольный корпус имеет сбоку штепсельную вилку. С другой стороны предусмотрена розетка для подключения электроприборов. Индикаторы отображают функционирование сигнала, питания, подачу электричества на прибор.

Розетка

Как работает прибор?

Смарт-розетка напоминает переходник, в котором установлено реле.

По команде, исходящей от смартфона, реле включает или выключает подачу электроэнергии на разъём. В настройках можно указать, с каких мобильных номеров может осуществляться управление. Для доступа к функционалу потребуется логин и пароль.Умные приборы бывают нескольких видов:

  • С модулем GSM. GSM модуль необходим для приёма смс и звонков. В устройство устанавливают сим-карту, после этого у девайса появляется собственный номер телефона. Для управления достаточно послать со своего смартфона сообщение с командой. В ответ оно может уведомлять хозяина о текущем состоянии подключённых приборов. Существуют такие же модели с датчиком температуры. Устройство позволяет включать/выключать подключённые электроприборы в зависимости от температуры в комнате.
  • С wi-fi модулем. Чтобы подключить девайс к сети, потребуется wi-fi роутер, а для управления — смартфон или планшет. Пользователю потребуется скачать приложение на смартфон, подключиться к нужному устройству и управлять его состоянием. Включать или отключать её можно на любом расстоянии от дома. Дополнительные функции зависят от модели, производителя.
  • Радиоуправляемые. Розетка подчиняется радиосигналам, оснащена пультом дистанционного управления. Имеет кнопки, позволяющие управлять прибором при отсутствии пульта. По сравнению с другими видами идентичных моделей она дешевле.

Чем полезна умная розетка, её функции

Умная розетка, позволяет не только включать чайник лёжа в кровати. Главным преимуществом, является возможность настройки времени работы. Например, настроить систему полива, которая будет поливать растения по 15 минут, утром и вечером. Или настроить систему внешнего освящения, чтобы оно самостоятельно включалось вечером, а утром гасло. А если вы неуверены что выключили утюг, то просто отключите саму розетку через телефон, не вставая с рабочего места. А в местах, где нет возможности подключить интернет, используется умная розетка с сим картой, в которых также установлен датчик температуры.

умная розетка с wi fi

Возможность синхронизации с умным домом

Для синхронизации смарт розетки с «Умным домом» используется смартфон или другой гаджет, оснащенный Wi-Fi и имеющий выход в интернет. Последовательность:

  1. Скачивается и устанавливается программа «Mi Home», которая бесплатно предоставляется магазинами “Play Маркет” или «AppStore».
  2. Производится регистрация.
  3. Выбирается регион.
  4. Розетка подключается к сети 220В.
  5. В открытом приложении «Mi Home» нажимается «+».
  6. В открывшемся меню находится вновь подключенное устройство.
  7. Определяется нужная Wi-Fi точка.
  8. Указывается местоположение устройства (комната).

По окончании процедуры розетка становится частью оборудования «Умного дома» и готова участвовать в предполагаемых сценариях.

Умный дом

Управление

Управлять возможно разными способами. Заранее настроив алгоритм работы, либо напрямую отдавая команды через телефон. В местах без доступа к сети применяется умная розетка GSM, иногда даже с датчиком температурыи они полноценно работают с управлением через сим-крату.

Почему стоит покупать беспроводные розетки

Основные достоинства этих устройств мы уже подробно разобрали. А если их суммировать, то можно объяснить — почему такие устройства набирают популярность не только по всей Европе, но и в нашей стране:

  • Простота и удобства в настройке и программировании;
  • Возможность автоматизации домашних процессов;
  • Универсальность и высокая совместимость с домашними обычными электроприборами;
  • Высокая степень защиты от перегрузок.

беспроводные розетки

В остальном разные производители могут дополнить устройство:

  • встроенным аккумулятором;
  • температурным сенсором;
  • датчиками влажности, движения, шума и так далее.

Преимущества умной розетки

• лёгкий способ установки;

• простое управление;

• доступная цена устройства;

• возможность устанавливать дистанционно определённый микроклимат в доме;

• контролировать подключённую к сети технику, менять режим работы.

Основная выгода заключается в рациональном использовании электроэнергии. При отсутствии жильцов в помещении можно задать максимально экономный режим отопления и других систем, а нагреть помещение можно перед возвращением домой.

Розетка

Особенности устройства

Главная особенность, это возможность объединять розетки в единую систему, что позволяет комфортно настраивать несколько приборов, через одно приложение. Также при отключении электричества, настройки не сбрасываются.

Виды устройств

Выделяют два вида устройств, это накладные и встраиваемые. Накладные — это розетки, которые вставляются в уже существующий разъём. А встраиваемые устанавливаются ещё на этапе ремонта и внешне похожи на стандартные розетки. И также выделяют, способ управления и количество розеток в одной системе.

умная розетка с термостатом

Накладные плюсы и минусы

Из полюсов можно выделить:

  • Возможность установить подобную смарт-розетку, в уже существующею;
  • Мобильность, при необходимости возможно легко перенести устройство, в другое более удобное место.

К минусам относятся:

  • Зависимость от качества сигнала, в загородном доме из-за плохого сигнала, дистанционное управление становиться невозможным;
  • Из-за не малых размеров, устройство не всегда возможно удобно расположить, либо оно будет портить внешний вид комнаты;
  • У GSM розеток, необходимо постоянно следить за балансом установленной сим-карты.

Встраиваемые умные розетки

Встраиваемые устройства существуют двух типов. Устанавливающиеся напрямую в стену, так же как и обычные розетки или это система встраиваемая в электрический щит.

Где купить

Приобрести умную розетку 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 товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Как подключить умную розетку

Подключение умного устройства к домашней электросети рассмотрим на примере подключения розетки Xiaomi. Установка девайса производится в следующей последовательности:

umnajarozetkaxiaomimin.jpg

  1. Прежде чем приступить к подключению смарт-розетки, необходимо скачать мобильное приложение Xiaomi Mi Home.
  2. После этого прибор подключают к электросети и ждут, пока загорится желтый индикатор.
  3. С помощью приложения Mi Home необходимо добавить новое устройство, включив сканирование с автоматическим поиском.
  4. Как только новое устройство будет обнаружено, его соединяют со смартфоном с помощью wi-fi. Как только индикатор загорится синим цветом, розетку можно использовать по прямому назначению.

С помощью смартфона девайсом можно управлять из любой точки земного шара, главное, чтобы телефон имел доступ к интернету.

Умные розетки wi fi

Особую популярность приобрели устройства работающие через Wi-Fi. Рассмотрим чем обеспеченна популярность данного типа изделий.

умная wi fi розетка

Как работает устройство

Система работы осуществляется благодаря встроенному wi-fi модулю. Устройство подключается к роутеру. Настройка осуществляется благодаря программе на смартфоне. Данный способ позволяет объединить в одну систему множество устройств. Также распространены умные розетки с датчиком температуры. Она позволяет отслеживать температуру в программе и настраивать работу розетки, исходя из показателей температуры.

Обзор моделей

Наиболее часто встречающееся устройства.

  • HS100 – Производитель TP-Link. Имеет режим работы с привязкой ко времени;
  • HS110 – Имеет те же режимы работы, но также следит за количеством потребляемого электричество. И предоставляет как статистку так и показатели в реальном времени.

Область применения умных розеток

• для бытовых электроприборов;

• для освещения;

• для полива огорода или сада;

• для систем отопления, использующие электрическую энергию;

• для вентиляционного оборудования и устройств мониторинга;

• для перезагрузки техники с программным обеспечением.

Дистанционно управлять поможет информация, приходящая по команде на телефон о температурном режиме, наличии включённых приборов, существенном изменении микроклимата.

Розетка

На что обращать внимание при выборе gsm розетки

Нет особенных условий для выбора конкретной GSM розетки. Для начала это место где будет размещено устройство. Качественны доступ к мобильной сети, чтобы всегда была возможность дистанционно управлять работой. Также возможно понадобиться дополнительный функционал.

Недорогие умные розетки

В самом дешёвом сегменте, не стоит рассчитывать на обширные возможности. Умную розетку с датчиком температуры, там точно не встретить. Даже дистанционное управление считается редкостью. Но цена таких устройств начинает от 500 руб. Неплохими вариантами являются:

  • Smartbuy SBE-STE1
  • Redmond SkyPlug 103S от 1290 рублей
  • Robiton EL-02
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...