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『瀚思彼岸』» 智能家居技术论坛

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[技术探讨] HA智能家居真的难-1/16自己搞灯光篇

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发表于 2022-7-5 18:35:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 ferryboat 于 2022-7-5 21:34 编辑

缘起
最近自己家里装修, 乱七八糟的需求比较多, 导致被迫要搞智能家居, 弄了一圈, 发现是真的难, 知识点多得要命, 总结下来就是:
要做好智能家居真的难, 1分设备, 9分靠人
但是翻阅了大量资料以及实际实施后, 自己颇有点心得了, 记录一下装修智能化的历程, 以后再装修心理就有数咯
这次的目标很简单,HA作为最重要的语音接口的中转中心, 要对接所有子系统

我面临的问题.
由于下一代教育问题, 入手了一套学区房, 打算住上一大轮, 面积大约100平方, 1楼带个小院子
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整个装修风格奶白为主, 整个南北结构侧面图
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书房一角
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厨房一角
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设计出来以后, 发现有家里人需求很多, 一大堆系统在里面, 我来列一下

  • 46路灯光
  • 3区域中央空调
  • 全屋新风
  • 3分区水地暖
  • 12套电动遮阳帘
  • 5区域人体感应
  • 安防报警
  • 监控
  • 门禁
  • 视频指纹门锁
  • 无线网络漫游
  • 语音控制
  • 电视片库
  • 墙面开关面板和墙面温控面板
  • 墙面触摸屏
  • 手机App和iPad App和HomeAssisant系统

整整16套系统要在屋子里住下, 这小小的100平方, 做出了1000方别墅的感觉了, 这时发现得上智能化系统了, 要不然管不过来, 既然要智能化系统, 得先静下来, 想清楚自己的需求


我需要的智能家居
我需要它做什么, 它能为我做什么, 我需要它服务多久, 坏了怎么办, 想了想, 所以我需要这套智能家居应该是:

我的审美 + 我的生活习惯 + 稳定 + 隐私  + 10年设计寿命 + 维修替换方便 = 我的智能家居

当然拉, 我是觉得这世界上可还没什么真的智能家居, 那些暂时还只存在在电影电视的特定片段里.  而实际上我认为的智能家居它是把我原有的手动生活习惯转换成了自动执行的一个过程, 所以我认为我更愿意称它为家居自动化,  当然只要他能贴上我的生活习惯, 我就认为他是我的智能家居.
好了, 既然我的目标出来了, 我就要开始拆解他们了

我的审美

首先说说我的审美, 我认为这么多系统的存在, 势必墙面会被彻底毁掉, 我不能接受这样的墙面
这是我无法忍受的万国军团墙面
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看到嘛, 智能化, 遥控, 按键面板, 插座, 浴霸等等, 每个一个形状大大小小, 密集排列, 有什么美感嘛? 没有, 我不能接受这个.
     既然是智能化, 必然是高度集成的, 我认为必须要将所有的功能高度集中在一起, 并且统一风格, 并且适配到装修中去, 所以我必须使他们高度的一致, 这样才是美, 由于装修风格偏奶白, 最后应该会考虑全白或者银色铝金属风格来进行适配

我需要的是一体化,控制+温控+USB插座,风格高度统一
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银色全铝材质比较百搭, 基本定下这种材质, 全金属的东西质感摆在那里
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当然我也非常喜欢高度简约欧洲风格,所以在局部有条件的区域安排自己过一下田子风格的过瘾
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    面板完了, 还有就是手机App的审美, 对满屏按键的App没什么好感, 特别是东西一多找起来特别焦虑, 我自己的家, 当然是适配我自己家的实景咯, 所以我想我的实际使用就是我家里的场景, 一模一样
del01.jpg

所以, 我的审美就是:
面板统一, 高度集成, 与装修一体
App: 实景

我的生活习惯

再来拆解一下我的主要生活习惯:
  •         我回家指纹锁开了, 没人的话得先给我开些个灯, 有人门口给我亮一下换鞋
  •         我在家可以喊音箱干嘛干嘛, 我也要可以喊它给快递开门禁
  •         每块面板上有开窗关窗控制
  •         每块按键面板隐藏个键,都可以给门禁开门, 这样我就不用急急忙忙跑门口去了
  •         快递按门铃不要原始的噪音, 我得换成”呱呱”这样的动物提示音
  •         去厕所自动灯, 不能误判, 得稳定
  •         经常洗个手什么的, 盥洗室这里都得自动灯, 不能误判, 得稳定
  •         几个窗户点都给上监控
  •         手机可以APP内一起看监控, 手机控制电视看监控, 本地至少录个1个月
  •         家里可以无线网无缝漫游
  •         外出或者睡觉面板可以直接设防, 半夜起来也得方便撤防
  •         可以控制电视, 给孩子选片看片
  •         空调,新风,地暖在一块面板上操作掉
  •         外网崩溃的时候, 家里要正常操作所有功能
  •         全系统只有1个App, 要达成所有操作

以上就是我的生活习惯, 我必须通过智能家居得意全部实现

当然就灯光本身来说,无非是集中自动化模式, 从现有的科技能力来说, 应该可以实现以下功能
  • 按键面板1键到设计师给你设计好的模式
  • 可以和窗帘电视等其他家居一起联动设计好的模式
  • 走道厕所一类都可以感应后自动亮, 高级点的可以判断床上的你的心跳来确保你在这个房间, 也就是100%无误判
  • 着急的可以喊一下音箱, 开灯!
  • 门锁进门的时候开一下, 高级点的判断一下到底家里有没有人, 然后再决定给你开多少灯
  • 再精细控制的话就是, 不装感应器的情况下, 你坐在沙发,沙发灯自动亮, 跑几步到书桌,台灯自己亮, 近场感知
当然, 我不需要很炫的控制, 只要符合我的习惯即可

稳定

         稳定性我很看重, 因为之前用过互联网智能家居, 对各种无线掉线, 强制更新后性能极具下降等问题焦虑的不行, 所以既然是全新装修,  上有线系统是最稳妥的方式, 因为现在网络特别健全, 我决定让每个子系统分别跑在家庭有线局域网络上, 其实只有3个人住,  我考虑上150人规模的局域网容量, 主干超5类线跑千兆即可.

隐私

        国内这个互联网公司对家里数据的迷恋非常疯狂, 我不太喜欢自己的隐私数据被随意拿走, 所以家里智能家居统一本地运行, 除了音箱, 其他所有系统数据不接受上传. 所以整个系统的服务器决定架设在家里本地, 以保证数据的安全性和隐私性.

10年目标寿命

         由于计划住5-10年, 所以设计寿命必须按照这个来, 那么我就要去找相应的, 可以运行10年以上的系统, 自己在家附近各个商业中心就看到不少超长时间稳定运行的参照, 比如浦东陆家嘴这里渣打银行的灯光系统, 之前杭州西湖四季酒店, 喜来登, 包括洲际等等好多星级酒店都可以稳定的长时间运行, 虽然家的面积很小, 但是应该向这样的国际一流建筑看齐, 所以自己应该使用国际标准的总线来实现智能家居, 可以达到最大的生命周期,  查阅了相关文档, 决定使用国际上电信行业协会(TIA)及电子工业联盟(EIA)联合发布的标准EIA-485总线作为自己家庭的总线系统.  当然啦, 资料显示, TIA的这种总线是5V电压, 这样墙壁里完全没有220V的感觉太好了, 非常安全, 如果以后互联网公司出了逆天的无线产品面板,  我也可以通过灯光标准总线直接供给220V来随时转换成无线系统, 要的就是这种无懈可击的感觉.
    当然了,为了能最大可能适应未来10年的任何变化, 每个开关位置都预留了4+1标准总线, 带有屏蔽干扰功能, 能隔绝所有恶劣工况!

按照总线规范说明, 全部布置4+1的1.0国家标准的屏蔽线缆, 买来以后发现非常柔软, 可以适合任何角度的大力弯折
del01.jpg

维修替换方便
首先是对于LED灯光控制模块的考虑
         灯光系统里, 由于现在全屋都是LED光源, 我查阅了资料, 这种负载属于一种叫感性负载的东西, 资料显示这种负载对于控制系统来说, 比较考验其质量与寿命, 因为在开关时候会产生一种叫电弧的东西, 好像温度啥的特别高, 所以考验系统寿命, 所以之前一直很疑惑很多开关标称着支持10A灯光, 但是一到LED, 通常给你来个10A/8=1.25A, 也就个100多瓦, 这事情看着就觉得很狗血, 很多控制LED的互联网无线开关面板在使用不长的时间后, 出现了面板粘连情况, 所以在灯光控制里我选择直接支持LED 感性负载开关的专用大功率商业模块,功率上到7A左右足够了, 这里商用模块就有个很大的好处, 7A就是实打实的7A感性负载, 这就非常牛了, 满载1400W开关, 随随便便就能扛住, 再查了下寿命, 商业模块设计寿命10万次以上 (额定负载、开关频率1,800次/小时), 足够我家里的灯使用10年时间

商业控制模块
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第二就是坏了如何修?
    这种商业模块的做工非常扎实, 中间用料可以看的非常清楚, 一旦出现问题, 我也可以通过透明外壳观察到内部的运行状态, 真的坏了的话, 我把它拔下来, 插一个新的上去, 哈哈, 这样就可以完美达到维修替换方便的效果了

第三就是智能家居核心系统崩溃,我如何应对
    另外, 由于要把不少影音功能合在一起, 比如看电视同时看监控,还要整合门禁乱七八糟的一大堆东西, 我考虑功能上比较全面的美国标准的有线智能家居系统,  那么这里就会有一台核心智能家居网关存在, 这里就要考虑如果网关损坏, 我全家核心的大脑死亡, 这里就会出现一个比较致命的BUG,  所以我仔细查阅了总线标准, 我在说明标准中看到了相应备份途径, 总线任意带有指令功能的设备均可进行备用使用, 所以, 我在这里还要添加一个备用的墙面触摸屏
del01.jpg

    这个触摸屏的作用平时正常操作, 如果遇到大脑死亡的极端情况, 它可以单独去控制我的灯光系统, 可以简单控制一下其他功能, 保证我的基本使用.
    到这里, 我整个灯光系统的规划就完成了, 接下去就是开干.

系统计划构建完毕, 开干!
        第一步 规划回路编号, 所有灯光回路和智能灯光进行一一对应的标号
标注回路编号, 以便在智能灯光中对应使用
del.01r.png

        第二步, 规划回路配置, 将有可能跳闸的危险回路单独分出来,其余整合在一起


潮气比较重的回路必须单独拉出来做空气开关, 保证跳闸不影响全局
del01.jpg

灯光一共分成5路空气开关,分别是

卧室+工作区
洗手间
玄关+客厅
阳台+花园
厨房+地暖

        像院子和盥洗室都比较容易碰到水, 容易跳闸, 我都编成了单独空气开关, 这样就算出问题, 不会影响其他地方.

        第三步 上墙安装
        安装之前先粗安装一遍, 测试一下整个系统在大量粉尘灰尘等极端环境下的工作状态, 测试时间大约1个月, 能稳定工作就算过关在进行后续的精细安装,         由于预安装, 线就先随便飞一下, 配上一个备用触摸屏让师傅们敞开使用1个月, 看看稳定性.

粗安装线可随意,配一块触摸屏直接开始使用,看看恶劣环境下的稳定性
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第四步, 开始正式的安装环节.
        查阅资料后发现, 这里有线系统的核心, 就是把所有的灯光合在同一个地方集中控制, 回路标注清楚的情况下, 后期可以升级变换的余地非常之大, 比如某些灯我想改调光, 比如某块面板我要改用互联网公司网红面板, 或者回路出现问题需要跳接等等, 都可以在配电系统内随意更改, 操作空间非常大, 冗余足够, 找朋友定制了专门的配电系统, 开始安装, 先把屋子里主要电力系统的空气开关控制全部安装完毕

安装空气总开关, 下分1P+N漏电保护, 每个灯光独立1P, 配电系统配备本地供电插座方便自己调试
del01.jpg

开始安装规划中的第一个32路灯光控制系统

第一个32路灯光系统往上安装
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开始安装第二个灯光控制系统, 注意每个回路全部使用标签标清回路用途, 为了长期使用的维修方便, 以后查回路就会变得非常简单, 同时做好相应的连续性接地, 这里装了一半, 门的接地都还没做呢.

第二个模块开始安装
del01.jpg



    整个灯光系统初步安装完毕,  把配电系统连接图和灯光控制系统一一对应, 在后面的测试中会经常使用他们, 同时门上的连续性接地处理完毕,  所有相线外露区域都做了绝缘处理,现在就很安全啦. 当然最下面线缆有点小乱主要由于空间不够, 没法多个10厘米要不就能给上盖板就干净很多拉.

初步安装完毕, 封闭相线接触点, 做好箱体连续性接地, 保证安全
del01.jpg

     当前师傅已经可以通过安装在墙面的备用触摸屏幕临时控制家里所有灯光来给装修作业, 这个箱子也给锁上,防止灰尘进入.

简单运行一下实景智能灯光效果



灯光正在陆续安装

工作室区域的灯光, 预留了220V, 和剩余的控制线缆, 未之后窗帘接入HA做准备

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厨房区域的灯也在陆续安装
del01.jpg

盥洗室区域安装灯光
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客厅区域灯光陆续安装
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射灯基本以通用灯具为主, 统一配置控制, 通过中控接入HA
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卧室一部分采用了互联网双色温灯具, 以后可以晚上把光线调的更低一些, 这个需要通过HA的插件接入进行统一控制了

del01.jpg


备用触摸屏测试
这个是比较重要的一个环节, 由于之前找了外面号称做智能家居的公司, 他们连智能家居东南西北都说不清楚, 只知道卖东西, 备份这种东西在他们脑子里是根本不存在的东西
所以, 我这里要假设HA和中控同时崩溃, 这块备用屏在极端模式下, 至少可以开关家里基本的灯光/窗帘/空调, 以作基本生活需求
当前是脱离系统下的独立工作, 随便画了几个按钮, 我感觉速度各方面还是比较满意的




未完待续
        由于其他剩余15个其他系统还没上, 这里留了部分线出来还没对接上, 要等后续的线缆跟上了. 等疫情缓和, 后续装修继续, 到时看看人体感应器能不能提前装完,到时再来说说
最终要将所有系统以及语音接口接入HA, 以实现面板/语音/手机/感应的共同控制








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相中大佬的板子了,单独换继电器可太香了
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折腾精神永存,感恩感谢论坛每一位愿意分享和帮助过我的大佬,论坛有你更精彩
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钞能力啊
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发表于 2022-7-5 22:16:11 | 显示全部楼层
32路继电器?这个和我开始的想法一样的,从单片机到PLC,从arduino 到 wago、西门子,模型也做了。但最后为了方便,还是用了 Dali 和 KNX。
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因为KNX我查了下有个专利费过桥费在里面,平白无故损失好多银子,还是交给老外,我还是希望可以把溢价全部打掉,我希望每一路的控制成本大约在15-20元左右比较合理
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