Базовый набор для умного дома Xiaomi - шлюз и датчики ZigBee. Основы работы

Здравствуйте друзья

В этом обзоре я бы хотел немного вернутся к истокам построения системы умный дом на основе устройств Xiaomi, рассказать про то, с чего начинать и как работают датчики ZigBee

Вступление

Моя система умного дома начала свой новый виток развития — а именно разделение на 2 части, по «зонам». Для этой цели я в очередной раз докупил различных гаджетов и еще один одноплатный ПК для программной части. Горка Xiaomi устройств из последней посылки:


Прикладываю скрин оплаты


Обо всем я обязательно расскажу в своих дальнейших обзорах, а сегодня я хотел бы остановится на базовом комплекте Xiaomi — состоящем из шлюза, двух датчиков открытия и беспроводной кнопки:


На момент покупки (как и написания обзора) цена за комплект — $49.99

В момент покупки, по отдельности стоимость шлюза составляла — $29, датчиков открытия около $10 и кнопки $7. Легко посчитать, что в комплекте получалась — кнопка в подарок. Даже с учетом флешсейла, на датчики открытия по $8, все равно цена такого комплекта по отдельности — получается на несколько долларов дороже. Так что покупка вполне оправдана.

Зачем нужен шлюз, теория, ZigBee

Перейдем к теоретической части. Какая основная задача шлюза Xiaomi?


Как можно догадаться из названия — шлюз — устройство должно быть «мостиком» между чем-то. В роли «чего-то» — выступают беспроводные интерфейсы — всем знакомый wi-fi и менее известный zigbee. Вот как раз с последним и возникает множество вопросов, которые мне задают в комментариях к моим обзорам и видео.

ZigBee — это самостоятельный сетевой протокол, разработанный для безопасной передачи данных при небольших скоростях и характеризующийся крайне низким энергопотреблением. Этим он выгодно отличается от Wi-Fi и даже весьма экономного Bluetooth 4+. Одного миниатюрного элемента питания типа CR2032 — хватит вам примерно на год работы!

А главной особенностью ZigBee, является то, что при крайне низком энергопотреблении, она поддерживает не только простые структуры типа точка-точка (как Bluetooth) или звезда как Wi-Fi — но и сложные самоорганизующиеся и самовосстанавливающиеся ячеистые сети, с ретрансляцией и маршрутизацией сообщений.

Как это выглядит?

Представим себе простую ситуацию — один шлюз и несколько датчиков:

Это классическая сети типа «звезда» — где центральным устройством является шлюз, который и отвечает с сбор и обработку команд от датчиков, и обратную отправку команд управления. Напрямую датчики между собой не «контактируют» и отключения шлюза — ведет к отключению всех управляемых им датчиков.

Такая схема напоминает работу обычной домашней Wi-Fi сети — где вместо шлюза — роутер, а вместо датчиков — ноутбуки, планшеты телефоны.

В принципе такая схема — одна из самых распространенных, и неплохо себя зарекомендовала. Однако есть нюанс. Если между шлюзом и датчиками находятся пара-тройка стен, особенно из железобетона, то мощности слабеньких передатчиков — запросто может не хватать. И это будет выражаться в периодическом «отваливании» датчиков, либо просто их неспособности работать в нужном месте.

И тут самое время вспомнить о особенностях протокола ZigBee — самоорганизация и ретрансляция. В роли такого ретранслятора выступает смарт розетка — естественно ZigBee версия, версия Wi-Fi тут не подойдет.

В такой схеме, розетка выступит ретранслятором сигнала датчиков, что позволит им работать на удалении от шлюза. Эта схема проверена мной лично, и действительно работает. Кстати могу с уверенностью сказать что настенный выключатели Aqara — без 0 линии не работают как ретрансляторы. Про встраиваемую розетку и выключатели с 0 — пока не уверен.

Топология сети — изменяется автоматически, вам достаточно лишь включить в сеть розетку, подключенную к этому же самому шлюзу. При этом состояние реле — которое подает / отключает 220 для внешнего потребителя — значения не имеет.

Каким устройствам нужен шлюз?

Так же часто спрашивают меня в комментариях к обзорам — тут надо шлюз, а тут?

Шлюз однозначно нужен всем беспроводным датчикам — движения, открытия, кнопкам, утечки газа, воды, дыма. Нет проводов — 100 % ZigBee (мы говорим про устройства для умного дома Xiaomi).

Кроме них по ZigBee работают упоминаемые выше смарт — розетки (но у них есть брат близнец с Wi-Fi — это самостоятельное устройство), проводные и беспроводные выключатели и встраиваемая розетка Aqara, и двигатель для штор от того же бренда.

Им нужен шлюз — без шлюза они работать не будут. Ни с MiHome ни с Domoticz ни через малинку. Однозначно нет — только через шлюз и точка. Так как ZigBee — это аппаратный протокол.


Все остальное — светильники Yeelight, Philips, чайники, очистители, удлинители, ИК базы — в большинстве работают через Wi-Fi, в некоторых случаях через Bluetooth. В любом случае, шлюз для работы им не нужен.

Шлюз Xiaomi Multifunctional Gateway

Теперь, когда мы немного разобрались в теории функционирования — перейдем непосредственно к обзору. Шлюз представляет собой «шайбу» из белого пластика, диаметром 8 см

И толщиной в 3,5 см

Вилка — Type I — применяемая в Китае, Австралии и Новой Зеландии. Использовать в наших розетках либо через переходник, либо применять удлинители с универсальными розетками — те же Xiaomi

В верхней части шлюза находятся отверстия динамика — шлюз, кроме своих непосредственных обязанностей, может служить в качестве онлайн радио, сирены домашней сигнализации, будильником, а так же отверстия датчика освещенности.

По торцевой части шлюза проходит полоска из полупрозрачного пластика — это RGBW подсветка.

Первое включение, подключение

После включения, шлюз рассказывает стишок на китайском языке :) приветливо моргает подсветкой, переходя в режим сопряжения

Процесс подключения — стандартный. Приложение MiHome обнаруживает новое устройство в зоне досягаемости, предлагает его подключить. Выбираем свою домашнюю Wi-Fi сеть и вуаля — готово.

После этого шлюз, при необходимости затянет одно-два обновления прошивки.

Плагин управления имеет довольно много различных окон. Основное — это окно управления подсветкой шлюза, где устанавливается цвет и яркость свечения. Впоследствии, после добавления датчиков — в этом эе окне появится панель управления с выключателями и розетками и список датчиков — условий (температуры, движения, открытия, и т.д.)

Второе окно содержит в себе настройки сигнализации, дверного звонка, управлением освещением по расписанию, и будильника. Так же тут будет содержаться перечень всех сценариев, в которых участвуют управляемые шлюзом устройства.

Третье окно — содержит в себе список подключенных подустройств. В этом окне можно их удалять и добавлять.

Пройдемся по настройкам.

В меню настроек сигнализации у нес есть возможность настроить время ее работы, установить триггер срабатывания — например датчик открытия или движения, только датчик должен быть обязательно подключен именно к этому шлюзу, интервал — время которое пройдет после срабатывания датчика и включением сирены, установить звук и громкость сирены, а так же просмотреть лог срабатываний.

В меню автоматической работы подсветки, можно включить режим ночника — свет будет автоматом включаться в темноте, добавить триггер — например датчик движения, по которому будет включатся подсветка, время работы этого триггера и длительность работы подсветки.

Так же можно включать свет просто по таймеру.


При включении света по таймеру можно выбрать и режим повторения — по определенным дням, каждый день, однократно, задать период работы и цвет подсветки.

В режиме дверного звонка — настраивается условие срабатывания — например нажатие на беспроводную кнопку, настроить тип и громкость звонка, а так же настроить отправку сообщения на управляющий гаджет — например смартфон, на котором установлено приложение Mi Home

Режим будильника — очень похож на режим освещения по таймеру, только там включается не свет а звук. Так же этот режим интересен тем, что здесь можно выбирать не только предустановленные мелодии но и закачивать свои mp3 треки. Для того чтобы шлюз воспроизводил и с нормальной скоростью следует кодировать их в 256 кбит

На этом рассказ про основные возможности шлюза я буду заканчивать и перейду к датчикам, входящим в комплект набора.

Датчик открытия окон и дверей

Датчик состоит из двух частей — основная собственно сам датчик и магнит. Магнит при приближении к основному датчику замыкает контакты геркона — что дает возможность фиксировать состояния — открыто и закрыто.

Кроме датчика в комплекте идет запасной двусторонний скотч, для наклейки датчика на поверхность — дверь или окно

Датчик легко разбирается, и модифицируется — за счет того, что триггером срабатывания является состояние контактов. В одном из своих прошлых обзоров я рассказывал как сделать из него датчик протечки воды.

Подключаем датчик к шлюзу через вкладку Devices нажав кнопку внизу — add subdevice. Далее следуя подсказкам мастера подключения, при помощи скрепки (идет в комплекте к шлюзу) удерживаем нажатой кнопку сопряжения на датчике, до трехкратного мигания светодиода. После чего останется только выбрать комнату расположения и иконку датчика.

Как такового, плагина управления этот датчик не имеет. Есть что-то вроде окна настроек с двумя вкладками. В первом — содержится список смарт сценариев в котором участвует этот датчик, так же там имеются рекомендации по использованию — отключение очистителя воздуха при открытии окна и включение света при открытии двери. Вторая вкладка — содержит лог срабатываний датчика.

При использовании в смарт сценариях, датчик выступает условием сценария и имеет три варианта триггеров — открытие, закрытие и открытие более 1 минуты.

В одном сценарии можно объединять датчики подключенные к разным шлюзам, но в таком случае эти сценарии будут работать только при наличии интернета. Если участники сценария подключены к одному шлюзу, либо например действием сценария является включение умного светильника Yeelight или Philips — сценарий будет работать и без подключения к интернет.

Беспроводная кнопка

Пришло время к последнему участнику комплекта — беспроводной кнопке. Это один из самых дешевых и удобных датчиков системы умный дом Xiaomi

В комплекте к ней так же идет запасной двусторонний скотч, и для ее настройки вам понадобится скрепка.


Диаметр кнопки — 5 см, вся ее фронтальная поверхность — это плоскость нажима, в отличии от кнопки Aqara — про которую я недавно рассказывал, где нажимная поверхность находится в центре квадратной кнопки.


Добавляется кнопка аналогично датчику движения, все необходимые действия демонстрирует мастер подключения.

После сопряжения — необходимо выбрать название и расположение кнопки, после этого она появляется в списке подключенных устройств.

Окно настроек — подобно описанному у датчика открытия (у датчика движения например или кубика — такие же), с двумя вкладками — перечень сценариев и лог срабатываний.

Кнопка предлагает к использованию в условиях сценариев три действия — однократное нажатие, двойной клик и длинный клик.

Пример простого сценария — на включение и выключения потолочного светильника Philips.

В основном окне плагина шлюза — появляются добавленные нами датчики, и в окне автоматизации — составленный сценарий.

Вывод

На этом я буду заканчивать, надеюсь я не сильно утомил читателей. Очень надеюсь что мне получилось в этом обзоре ответить на, по крайней мере некоторые вопросы касательно функционирования датчиков умного дома.

Видео версия обзора у меня в этот раз получилась более чем на полчаса. Основной смысл вы уже прочитали (если читали) более подробно — можно посмотреть здесь



Спасибо за внимание, надеюсь обзор был полезен.