Термостат Heatit для домашней автоматизации на базе протокола Z-Wave


Термостаты давно используются в квартирах и частных домах для решения задач автоматического поддержания температуры в помещениях, а также для управления теплыми полами. Простейшие недорогие устройства имеют только один регулятор, промаркированный в условных единицах без указания конкретный значений температур. Более серьезные модели оборудованы экранами и несколькими кнопками могут быть настроены на работу по недельным расписаниям.

Минусом таких решений является неудобное для современного, избалованного сенсорными экранами, пользователя управление. Учитывая, что термостаты часто расположены на стене на относительно небольшой высоте и рассчитаны на стандартный формат для установки в электрическую коробку, маловероятно, что кто-то часто пользуется всеми функциями и настройками режимов работы устройства.

Современные системы домашней автоматизации на базе выделенного контроллера обладают существенно более гибкими возможностями для решения данной задачи. В частности, в них часто встречается функция по «сборке» виртуального термостата из датчика температуры и реле. Но иногда хочется иметь устройство с возможностью локального управления и мониторинга. Как раз такой вариант я и опишу в этой статье.

Термостат Heatit был представлен норвежским производителем климатического оборудования Thermo-Floor AS пару лет назад. Решение интересно тем, что может быть установлено в качестве замены существующего автономного контроллера с сохранением старой проводки и температурного датчика.

При этом пользователь получает полноценную интеграцию в домашнюю систему автоматизации на базе протокола Z-Wave. В частности, можно реализовать удаленное управление, работу по расписанию и программам, автоматическое отключение в случае длительного отсутствия в доме, работу в экономичном режиме поддержания температуры и любые другие сценарии. Возможности в данном случае будут определяться в основном использованным контроллером и его программным обеспечением. Отметим, что термостат поддерживает и локальное управление благодаря наличию экрана и сенсорных кнопок, так что если вдруг с вашим контроллером что-то случится, без теплого пола вы не останетесь.

Комплект поставки и внешний вид

В комплект поставки входит термостат в сборе, выносной датчик температуры (NTC, 10 кОм при 25°C) с трехметровым кабелем и инструкция. Последняя в настоящий момент есть только на английском языке, что, с учетом большого числа настроек и параметров, не очень удобно. На сайте производителя можно скачать электронную версию документа. Дополнительно поставляются сменные пластиковые элементы корпуса и выносные датчики температуры.

Термостат выполнен в виде устанавливаемого в стандартную электрическую коробку блока. Компания предлагает два варианта цветового оформления – черный и белый. Заметим, что этот же цвет используется и для окошка с индикатором, так что белая модель будет полностью белой. Для внешней части корпуса был выбран глянцевый пластик, что не очень практично. С другой стороны, это выглядит привлекательно, а при наличии системы автоматизации локальное управление может использоваться редко.

Внешние габаритные размеры рамки составляют 86,5x86,5 мм, а толщина – 11 мм. Она рассчитана на установку на стене не в составе блока с другими устройствами, а как отдельного устройства. В центре находится выступающий квадратный элемент (58,5x58,5 мм) с индикатороми и кнопками. Общая высота внешней части термостата составляет 21 мм. Требуемая глубина коробки – 30 мм. Габариты внутренней части – 50x50 мм. Изготовлена она из белого матового пластика. Он же используется и для площадки крепления термостата в коробку. Для подключения проводки установлены винтовые клеммы, рассчитанные на провода 1,5-2,5 мм2.

В устройстве используется семисегментный индикатор на три разряда белого цвета свечения. Причем цифры достаточно крупные – около 13 мм высотой. Под ним установлены три сенсорные кнопки с подсветкой для оперативного управления устройством и его настройки. Над экраном нанесен не очень крупный логотип производителя. Есть на панели и светодиодный индикатор включения нагрузки (справа от кнопки «вниз»).

Технические характеристики термостата Heatit

  • Работа в сети 230 В 50/60Гц
  • Управление резистивной нагрузкой до 16 А
  • Z-Wave пятого поколения с поддержкой Z-Wave Plus, российская частота 869 МГц
  • Рабочая температура от +5°C до +40°C
  • Отображаемая температура от -30°C до +60°C
  • Встроенный датчик температуры воздуха
  • Возможность подключения двух внешних проводных датчиков температуры
  • Поддержка термопар NTC 10, 12, 15, 33 или 47 кОм для внешних датчиков
  • Регулировка гистерезиса
  • Класс защиты IP21
  • Дополнительно: установка лимитов температур, отключение дисплея, блокировка управления (Child Lock), ECO-режим, калибровка датчиков

Подключение

Минимальный набор подключений для работы с термостата стандартный – линии питания, управляемое устройство и термодатчик. Если нагрузка превышает заявленный лимит, может потребоваться дополнительный контактор. Для теплого пола датчик обычно устанавливается в сам пол на этапе ремонта. Если речь идет о поддержании температурного режима в комнате, то желательно использовать внешний датчик, установленный в удобном месте, поскольку встроенный сенсор может быть неточным из-за создаваемой нагревом самого термостата погрешности.

Дополнительно на колодке можно найти контакт «PILOT», который применяется для перевода термостата в экономичный режим поддержания температуры. Это может быть полезно для таких ситуаций как отпуск или другое длительное отсутствие. Этот же режим можно включить кнопками на панели термостата или удаленно с контроллера (если поддерживается им).

Для проверки устройства я заменил работающий уже более двенадцати лет термостат для теплого пола от компании Eberle. Этап подготовки включал в себя нахождение документации об устройстве и типе его датчика (это было, пожалуй, самое долгое), а также выяснение правильного способа разборки Heatit, который в документации описан не очень точно.

Оказалось, что конструктивно устройство состоит из двух соединенных через разъем частей: внутренней платы с клеммами, реле, блоком питания и контроллером STM8S003F3 и внешней с контроллером Z-Wave, экраном и кнопками. Интересно, что на первой есть специальный порт для обновления прошивки, однако эта операция, вероятно, не может осуществляться конечным пользователем (хотя фирменный кабель для нее предлагается к покупке). В тестируемом экземпляре стояла версия 1.5, тогда как в документации на сайте компании упоминается версия 1.8.

Собственно замена потребовала менее пятнадцати минут – отключаем электричество, снимаем и отключаем старый термостат, подключаем и устанавливаем новый, включаем электричество. В процессе мультиметром перепроверяем датчик температуры. Далее с использованием меню подключаем устройство к контроллеру Z-Wave, в роли которого в этот раз выступает Fibaro HC2, прописываем назначение в комнату, указываем удобное имя для устройства. В контроллере данный термостат представлен тремя подустройствами – собственно термостат с параметрами «целевая температура» и «режим», датчиком текущей температуры и переключателем режима работы (выключено, нагрев, охлаждение, экономичный режим обогрева).

Потом уже через интерфейс контроллера настраиваем основные параметры датчика – режим «датчик пола», тип «NTC 33 кОм». Эти же действия можно произвести и через меню термостата. Отметим, что при подключении к контроллеру все ранее установленные параметры сбрасываются, так что последовательность операций должна быть именно такая – сначала включение в сеть, потом настройка. В принципе, вы можете использовать термостат и без контроллера, но это будет экономически неоправданно.

Настройки и параметры

Посмотрим, какие дополнительные к «целевой температуре» и «режиму» параметры термостата доступны через интерфейс контроллера. Но сначала отметим, что есть температур здесь три в соответствии с поддерживаемыми режимами – для нагрева, охлаждения и режима экономии. Про основные параметры я уже упоминал – датчик и тип датчика. Также здесь можно настроить гистерезис (от 0,2°C до 3°C), минимальную и максимальную температуры для режимов «теплый пол» и «комната» (от 5°C до 40°C, может быть полезно для установки ограничения при работе с деревянным полом). Есть и два параметра для управления в режиме «Power Regulator», но документация не дает информации о деталях его работы. Скриншот со всеми настройками не уместился бы и на два экрана по высоте, так что иллюстрация показывает только его часть.

Кроме этого, с использованием панели доступны еще несколько настроек: отключение термостата, калибровка датчика температуры (установка смещения ±4°C) и регулировка яркости дисплея. Предусмотрен и пункт сброса всех настроек на заводские значения.

Возможности и использование

В режиме ожидания на экране отображается значение текущей температуры с датчиков (кроме встроенного датчика). При этом яркость индикатора приглушается. Касание любой кнопки восстанавливает полную яркость экрана. Через меню или длительным нажатием двух левых кнопок можно включить режим полного отключения дисплея в режиме ожидания (кнопки остаются слабо подсвеченными). В режиме «выключено» дисплей не светится и на панели видны только кнопки.

Основное управление с панели заключается в регулировке текущей целевой температуры кнопками «вниз» и «вверх». При этом первое касание показывает текущее рабочее значение, а для подтверждения нужно нажать центральную кнопку. Заметим, что измененная цель не отправляется на контроллер.

Кнопки на панели могут использоваться и для некоторых дополнительных действий. Включение блокировки локального управления (блокировка от детей) осуществляется длительным касанием двух крайних кнопок. Нажатие центральной кнопки в течение двух секунд позволяет включить/выключить режим «ECO».

Но наиболее полно устройство раскрывается именно в составе системы домашней автоматизации. Самый простой вариант управления – просто использование значка устройства для установки желаемой температуры. Это можно сделать и через Web-интерфейс и через мобильное приложение, включая удаленное подключение. В этом сценарии я встретился с одной странностью – ограничением на максимальную температуру. Для воздуха в комнате тридцати градусов может и хватит, но для пола иногда хочется выставить и больше. Кстати, через мобильное приложение максимум и вовсе 28 градусов.

Более интересно (и полезно с точки зрения экономии электроэнергии) настроить расписание управления температурой. В частности в контроллере Fibaro HC2 для этого предусмотрена специальная «Панель отопления». В ней пользователь может создать нужное ему число зон, состоящих из комнат. При этом будет обеспечиваться управление сразу всеми устройствами класса «Термостат» в комнатах. Такой подход с одной стороны имеет определенные преимущества благодаря группировке, но может быть не очень удобен для теплых полов. Скажем, если есть отопление на кухне в целом и отдельно теплый пол, то странно выставлять для воздуха и пола одинаковые целевые температуры. Так что придется что-то придумывать, например, создать отдельную комнату для полов.

Далее для каждой зоны вы можете определить четыре временных интервала с точностью до минуты одинаковых или разных на каждый день недели и задать для них целевые температуры. Интересно, что здесь можно выставить максимально уже 33 градуса.

Поскольку данный термостат питается от сети и никогда не засыпает, новые установки на него передаются точно в назначенное время. Если же вы будете использовать автономные термостаты с питанием от батарей (например, устанавливаемые вместо стандартных ручек-клапанов на батареи водяного отопления), то придется учесть то, что эти устройства «просыпаются» для получения новых инструкций достаточно редко. Обычно интервал составляет 10-15 минут, но может быть изменен в их настройках.

Кроме расписания, для зон можно активировать ручной режим – выставить другую температуру на заданное число часов (до суток), а также включить режим выходного дня (одна постоянная температура без учета расписания).

Стоит отметить, что в целом, устройство даже при работе с контроллером сложно назвать очень «умным». По сути, при работе с расписаниями контроллер просто отправляет в указанные моменты времени команду на термостат. Таких возможностей, как прогнозирование скорости изменения температуры, учет внешних условий или обеспечение достижения заданного значения температуры к указанному времени здесь нет. Теоретически, все это может быть реализовано средствами контроллера, но потребуются достаточно серьезный анализ данных и сложные алгоритмы управления. Маловероятно, что в домашнем сегменте, на который и нацелен данный продукт, кто-то будет этим заниматься. Да и большинству пользователей вполне будет достаточно описанного выше сценария использования термостата.

Заключение

Знакомство с термостатом Heatit показало, что это достаточно простое и удобное в установке и использовании устройство. Если ваша система домашней автоматизации построена на базе оборудования с поддержкой протокола Z-Wave, то этот термостат может быть неплохим выбором для решения задачи управления температурным режимом помещений и теплых полов. Модель имеет универсальный дизайн и качественно изготовлена. Хотя конечно за такую стоимость можно было бы ожидать использования и более дорогих материалов для внешних элементов корпуса, например, стекла и металла.

Что касается цены, то на нашем рынке устройство предлагается примерно за 12000 рублей. Даже с учетом «наценки за новизну», это в несколько раз больше, чем «обычный термостат» для управления теплым полом и является на момент подготовки статьи одним из наиболее дорогих предложений в данной группе для устройств Z-Wave. Если вам не требуется экран с локальным управлением, компактный размер и, что самое важное, – возможность работы с существующим датчиком в теплом полу, то можно рассмотреть и другие, более доступные варианты, включая создание виртуального термостата из датчика температуры и реле. В крайнем случае, можно собрать аналогичное по возможностям устройство самостоятельно на базе платформы прототипирования Z-Uno, не говоря уже о многочисленных микроконтроллерах (например, для системы автоматизации Z-Way). Тут уже все будет зависеть от фантазии, опыта, наличия времени, желания и финансовых возможностей.

Странности с максимальными температурами при работе с Fibaro HC2 скорее относятся все-таки к контроллеру, а не термостату. Так что записывать их в минусы не будем. В качестве пожеланий на будущее можно предложить производителю встроить в устройство датчик измерения потребляемой мощности, так что пользователь смог бы самостоятельно оценить эффективность его использования и правильность выбора настроек системы.

Плюсы
  • Полнофункциональный термостат с датчиком, реле, экраном и локальным управлением
  • Простая установка и настройка без привлечения специалистов
  • Возможность установки в качестве замены обычных термостатов с сохранением датчика
  • Нейтральный универсальный дизайн с двумя вариантами цветового оформления
  • Настройка порогов и корректировка показаний датчиков
Минусы
  • Неполная инструкция
  • Высокая стоимость

Оригинал статьи на IXBT