Cum convingi sotia sa-ti faci Casa Inteligenta!

   In ultimii 15 ani conceptul de casa inteligenta a evoluat foarte mult. La inceput existau magistrale cablate, iar produsele comandate trebuiau sa aiba incorporate o anumita electronica pentru a putea functiona impreuna si trebuia sa prevazi inca din timpul constructiei cablarea necesara.

   Odata cu lansarea protocolului de comunicare Z-Wave putem spune ca a rasarit  soarele, produsele utilizate in casa inteligenta au cunoscut o viteza de dezvoltare si miniaturizare foarte mare.

   Ce este Z-Wave?

   Z-Wave a fost dezvoltat de Zensys, o companie daneză cu sediul la Copenhaga si este un protocol de comunicare fără fir între echipamente, proiectat pentru automatizarea clădirilor, în mod special pentru aplicații de control de la distanță în medii rezidențiale și comerciale. Este un standard respectat de producatori mondiali de renume: Intel, Panasonic, Honeywell, Danfoss, Schneider, etc.

  Tehnologia foloseste un consum redus de energie actionand prin intermediul unor echipamente incorporate în dispozitivele și sistemele electrice existente sau sub formă de adaptoare, pentru a le permite acestora să indeplinească funcții inteligente de: iluminat,  control acces, supraveghere și securitate, sisteme de divertisment și control al aparatelor de uz casnic, sau se pot crea diferite procese automate conforme cu dorintele tale.

  Ca și alte protocoale și sisteme destinate pieței de automatizare a locuințelor și a birourilor, un sistem de automatizare Z-Wave poate fi controlat prin Internet de la o tastatură wireless, o tastatură montată pe perete sau prin smartphone-uri, tablete sau computere, cu un gateway Z-Wave sau un dispozitiv de comandă central care servește atat la controlerul hub cat și la portalul exterior.

   Z-Wave a fost achiziționat de Sigma Designs în decembrie 2008. În urma achiziției, sediul central american Z-Wave din Fremont, California, a fost îmbinat cu sediul Sigma din Milpitas, California

   Z-Wave oferă interoperabilitate între sistemele de control la domiciliu ale diferiților producători care fac parte din alianța sa. În mai 2017, există peste 1.700 de produse interoperabile Z-Wave.

   Cum opereaza protocolul Z-Wave?

  In cadrul protocolului Z-Wave dispozitivele pot partaja informații și permit ca toate componentele și software-ul Z-Wave să funcționeze împreună.

  Tehnologia rețelei wireless de rețea permite oricărui nod să discute direct sau indirect cu nodurile adiacente, controlând orice noduri suplimentare. Nodurile aflate în raza de acțiune comunică direct unul cu celălalt.

   Dacă acestea nu se află în raza de acțiune, ele se pot conecta cu un alt nod care se află în raza de acțiune atât pentru accesul, cât și pentru schimbul de informații.

  Toate modulele alimentate cu tensiunea de 220 V CA sunt si repetoare de Z-Wave. Distanta de comunicare intre doua noduri este de aproximativ 60 de m si cu capacitatea de mesaj de pana la patru ori intre noduri, ofera o acoperire suficienta pentru majoritatea locuintelor.

   In ce banda opereaza Z-Wave?

   Z-Wave folosește banda industrială, științifică și medicală ( ISM ) din categoria 15, care nu este licențiată.

   Funcționează la 868,42 MHz în Europa, la 908,42 MHz în America de Nord și folosește alte frecvențe în alte țări, în funcție de reglementările lor.

  Această bandă concurează cu unele telefoane fără fir și alte dispozitive electronice de consum, dar evită interferențele cu Wi-Fi , Bluetooth și alte sisteme care funcționează pe banda de 2,4 GHz aglomerată.

   Z-Wave utilizează o arhitectura cunoscuta ca rețele ad-hoc wireless .

  În astfel de rețele, dispozitivele utilizează canalul wireless pentru a trimite mesaje de control, care apoi sunt transmise de dispozitivele vecine într-un mod asemănător cu valurile. Dispozitivul care dorește să transmită este, prin urmare, cunoscut ca inițiator.

   Cum se transmite o comanda de la nodul A (parter) la nodul C (mansard), care nu este in raza de acoperire?

   Un mesaj de la nodul A la nodul C poate fi livrat cu succes chiar dacă cele două noduri nu sunt în raza de acoperire, cu condiția ca un al treilea nod B (etaj 1) să poată comunica cu nodurile A și C. Dacă ruta preferată nu este disponibilă, încerca alte căi până când se găsește o cale către nodul C.

  Dispozitivele cu baterie nu sunt proiectate ca unități de repetare a semnalului Z-Wave.

  Rețeaua cea mai simplă este un singur dispozitiv controlabil și un controler primar. Dispozitivele suplimentare pot fi adăugate în orice moment, la fel ca și controlerele secundare, inclusiv controlerele tradiționale de mână, controlerii key-fob, controlorii de perete și aplicațiile PC concepute pentru gestionarea și controlul unei rețele Z-Wave.

   Cate dispositive pot conecta intr-o retea Z-Wave?

   O rețea Z-Wave poate consta în până la 232 de dispositive – functie de tipul de unitate centrala utilizat, cu opțiunea de a lega rețelele dacă sunt necesare mai multe dispositive (Chiar daca la un moment dat poate apare o mica intarziere in realizarea unei comenzi ).

   Cum conectez un nou modul in sistemul Z-Wave existent?

  Un dispozitiv trebuie să fie „inclus” în rețeaua Z-Wave înainte de a putea fi controlat prin Z-Wave.

  Dispozitivul si controller-ul trebuie să fie in starea de „includere” pentru a putea fi recunoscut de rețeaua Z-Wave, urmand a fi controlat prin Z-Wave.

  Acest proces (cunoscut și ca „împerechere” și „adăugare”) este de obicei realizat prin apăsarea unei secvențe de butoane pe controler și pe dispozitivul care este adăugat la rețea.

 Odata inclus in retea, controller-ul va interoga in mod automat dispozitivul pentru ai determina capabilitatile, de ex. dispozitivul este o priza cu raportarea consumului sau este un senzor 4 in 1 care are senzor de luminozitate, de miscare, de temperatura si contact magnetic.

  Această secvență trebuie efectuată doar o singură dată, după care dispozitivul este întotdeauna recunoscut de către controlor. Dispozitivele pot fi eliminate din rețeaua Z-Wave printr-un proces similar.

  Controlerul învață intensitatea semnalului între dispozitive în timpul procesului de includere, astfel încât arhitectura se așteaptă ca dispozitivele să se afle în locația finală dorită înainte de a fi adăugate în sistem.

 De regulă, controlerul are o baterie de rezervă internă mică, permițându-i să fie deconectat temporar și dus la locația unui nou dispozitiv pentru asociere. Controlorul este apoi returnat la locația sa normală și reconectat.

   Fiecare rețea Z-Wave este identificată printr-un identificator de rețea și fiecare dispozitiv este identificat în continuare printr-un identificator de noduri. ID-ul de rețea (numit și ID-ul de acasă) este identificarea comună a tuturor nodurilor aparținând unei rețele logice Z-Wave.

  ID-ul de rețea are o lungime de 4 octeți (32 de biți) și este atribuit fiecărui dispozitiv, de controlerul primar, atunci când dispozitivul este „inclus” în rețea.

 Nodurile cu identificatori de rețea diferite nu pot comunica între ele. Nodul ID este adresa unui singur nod din rețea. Nodul ID are o lungime de 1 octet (8 biți) și trebuie să fie unic în rețeaua sa.

   Cat “rezista” bacteria la un modul neconectat la o alta sursa de alimentare?

 Cipul Z-Wave este optimizat pentru dispozitivele alimentate de la baterie ( cum sunt modulele: control aer conditionat, sensor PIR 4 in 1, senzori PIR, senzorul de umiditate si temperature, senzorul de fum, etc ) și, de cele mai multe ori, rămâne în modul de economisire a energiei pentru a consuma mai puțină energie, trezindu-se doar pentru a-și îndeplini funcția.

 Sistemul Z-Wave monitorizeaza permanent bateria modulelor, fara alta sursa de energie, si se pot configure alerte pe e-mail cand nivelul bateriei a scazut sub un nivel presetat (de exemplu 20%) permitandu-ne in acest fel sa avem timpul necesar pentru a o inlocui.

   Care este nivelul de Securitate ?

 La 17 noiembrie 2016, Alianța Z-Wave a anunțat standarde de securitate mai stricte pentru dispozitivele care beneficiază de Certificare Z-Wave începând cu data de 2 aprilie 2017.

 Cunoscută sub numele de Security 2 (sau S2), aceasta oferă securitate avansată pentru dispozitive inteligente de acasă, gateway-uri și hub-uri.

   Încurajează standardele de criptare pentru transmisiile între noduri și mandatează noi proceduri de asociere pentru fiecare dispozitiv, cu coduri unice PIN sau QR pe fiecare dispozitiv.

  Noul nivel de autentificare este menit să împiedice hackerii să preia controlul asupra dispozitivelor neasigurate. Potrivit Alianței Z-Wave, noul standard de securitate reprezintă cea mai avansată securitate disponibilă pe piață pentru dispozitive inteligente de acasă și controlere, gateway-uri și hub-uri.

   Ce cip se utilizeaza pentru nodurile Z-Wave?

 Cipul pentru nodurile Z-Wave este ZW0500, construit în jurul unui microcontroler Intel MCS-51 cu un ceas de sistem intern de 32 MHz.

 Partea RF a cipului conține un transceiver pentru o frecvență selectabilă de software. Cu o sursă de alimentare de 2,2-3,6 volți, consumă 23mA în modul de transmisie.

  Caracteristicile sale includ criptarea AES-128, un canal wireless de 100 kbps, ascultare simultană pe mai multe canale și suport USB VCP.

   Ce tip de echipamente electronice sau electrice se pot conecta in casa inteligenta?

   Prin intermediu tehnologiei Z-Wave putem face ca toate dispozitivele electronice si electrice din casa sa comunice intre ele si sa poata fi comandate punctual sau create diferite procese automate personalizate in conformitate cu dorintele tale, prin intermediul unor module.

   Cu ajutorul acestei tehnologii se pot controla inclusive echipamente electronice, care in mod standard nu pot fi considerate inteligente: lampi, termostate, rulouri de ferestre, sistemul de irigatie din curte, pompa de recirculare de la piscina, robinetul de alimentare cu apa, inclusive pot realiza “cafeaua inteligenta” ( prin conectarea unui modul la aparatul de cafea pot comanda de oriunde din lume o cafea sau pot programa ca la o anumita ora sa porneasca automat expresorul de cafea ), etc.

   Pot instala o camera video sa vizualizez o anumita zona?

   Sistemul de casa inteligenta nu suplineste sistemul de supraveghere video, dar se pot integra camere video IP Onvif 2 si se pot vizualiza din soft-ul de casa inteligenta.

   Se poate integra sistemul de alarma in casa inteligenta?

 In functie de tipul sistemului de alarma existent, trebuie ca producatorul sistemului de alarma sa aibe un modul de conectare. Noi am integrat cu mare success sistemele de alarma DSC.

   Prin acest tip de integrare pot arma/dezarma de la distanta, sau pot implementa diferite scenarii cum ar fi:

   a). La plecare, dupa armarea sistemului de alarma, sa: coboare jaluzelele, sa se opreasca toate luminile din casa, sa se opreasca alimentarea cu apa a casei ( apartamentului ) sau sa se opreasca televizorul, etc.

   b). La sosire acasa, dupa ce am dezarmat, sa se ridice jaluzele ( daca este lumina afara ), sa porneasca televizorul, sa porneasca alimentarea cu apa a casei, etc.

   Ce tip de scenarii pot realiza in cadrul sistemului de casa inteligenta?

   Avand in vedere diversitatea modulelor existente in acest moment, putem spune ca: “scenariile de automatizare sunt limitate doar de propria noastra imaginatie”.

   Voi prezenta in continuare cateva scenarii de automatizare ( pe lange cele doua scenarii enumerate mai sus ):

   i). Scenariu de automatizare: Pornirea/Oprirea automata sistem irigatie gazon.

   Module utilizate:

   a). Senzor de umiditate si temperature

   b). Modul prize

   Scenariul se bazeaza pe pornirea/oprirea automata a sistemului de irigatie a gazonului la o anumita ora in anumite conditii, si anume:

  Daca umiditatea este peste o anumita valoare ( 95% ) sa nu porneasca sistemul de irigatie ( sigur ploua );
  Daca temperatura depaseste o anumita valoare sa nu porneasca sistemul de irigatie ( pot „arde iarba” )
   ii). Pornirea luminii in hol in mod automat

   Module folosite:

   a). Modul PIR 4 in 1

   b). Modul lumina

  Scenariul se bazeaza pe detectia miscarii pentru a comanda aprinderea unui bec/lampa, cu conditia ca lumina ambientala sa fie sub pragul stabilit, de exemplu 5 Lux( pe care il pot sete din modului PIR 4 in 1 – care este si sensor de lumina ).

   iii). Inchiderea auutomata  a alimentarii cu apa in caz de inundatie

   Module folosite:

   a). Senzor de inundatie

   b). Modul prize

  Scenariul se bazeaza pe raportarea de inundatie a senzorului de inundatie ( monta in baie sau in bucatarie ) si prin intermediul modulului de priza se poate comanda o electrovalva sa inchida circuitul de alimentare cu apa si totodata sa te notifice pe e-mail (e posibil, daca locuiesti la bloc, ca inundatia sa provina de la vecinul de sus ) ca a fost o inundatie.

Cum arata pe telefonul mobil interfata de control din casa inteligenta?

   Mai jos este prezentata o astfel de interfata grafica. Se observa, ca dupa instalare, toate comenzile utilizatorului sunt prezentate sugestiv si marea majoritate sunt de tipul ON-OFF (Pornit-Oprit) iar alte pictograme sunt de informare: temperatura, umiditate, etc.

                                       Poza 1: exemplu de interfata grafica Casa Inteligenta

   Daca am terminat de construit si renovat casa, si am deja covoare, mai pot implementa Casa Inteligenta, fara ca “sotia sa ceara divort”?

   Avand in vedere, cu mici exceptii, ca modulele sunt wireless si sunt alimentate de la baterie, in orice moment se poate implementa sistemul de casa inteligenta.

   Modulele care necesita alimentare de 220 V CA sunt foarte mici si se pot ingropa in dozele deja existente ( doza de prize, intrerupator, legatura ).

   Ce concluzii finale pot trage?

   La finalul acestui articol doresc sa punctez cateva concluzii:

   1.Se poate automatiza orice este alimentat electric in locuinta sau in ansanblul residential in care locuiesti.

   2.Scenariile de automatizare sunt limitate doar de propria imaginatie.

  3.Toata comunicatia intre module sau intre module si unitatea centrala este wireless.

   4.Nivelul de Securitate este foarte ridicat si se perfectioneaza pe zi ce trece.

   5.Pot integra anumite sisteme de alarma in casa inteligenta.

   6.Se pot integra camera video IP Onvif 2

  7.Pot instala sistemul de casa inteligenta si dupa ce am renovat sau construit  casa si am pus  covoarele pe jos.

   Va multumesc pentru timpul acordat parcurgerii acestui articol.

         Cu drag,

      Dumitru Matei

Comentarii închise.