Chytré moduly – veľký prehľad dostupných relátok Z-Wave, ZigBee a WiFi

V  predchádzajúcom článku sme rozoberali chytré relé moduly a ich prínosy všeobecne. V dnešnom článku pôjdeme do hĺbky a predstavíme vám typy jednotlivých modulov a ich účel. Prejdeme aj moduly (aktuálne) dostupné na trhu a porovnáme si ich parametre.

Z-Wave, ZigBee či WiFi moduly sú pravdepodobne najflexibilnejšie reléové zariadenia dostupné pre váš smarthome, pretože sa s nimi dá ovládať takmer všetko, na čo si spomeniete – svetlá, zásuvky, čerpadlá, žalúzie, markízy, kúrenie, chladenie, brány … zoznam je nekonečný. Ak ich kombinujte s inými Smart Home zariadeniami (ako sú snímače), môžete mať plnohodnotnú automatizáciu vo vašom dome.

Výrobcovia ponúkajú rôzne typy Z-Wave, ZigBee a WiFi modulov, každé z nich sú určené na vykonanie konkrétnej činnosti. Vzhľadom na širokú škálu existujúcich modulov výber správneho modulu môže byť trochu ťažší, hlavne keď si zoberieme do úvahy skutočnosť, že pre danú činnosť každá výrobca vo svojom module poskytuje trošku iné funkcie, parametre a schopnosti. Samozrejme aj ceny sú rozdielne…

Na druhej strane široká škála rôznych modulov vám umožňuje vybrať ten najlepší / najvhodnejší produkt pre danú potrebu. Pamätajte si, že vo vašom systéme rôzne moduly rôznych výrobcov môžete kombinovať, ak daný systém (riadiaca jednotka) podporuje daný komunikačný štandard (Z-Wave, ZigBee, WiFi alebo ich kombináciu). Ak by ste potrebovali vedieť viac ohľadom kompatibility, prečítajte si našu príručku o kompatibilite a interoperabilite (kliknete na link alebo na obrázok vpravo.

Vo všeobecnosti podľa dizajnu moduly rozlišujeme na 2 rôzne typy:

• Samostatné
• Určené na montáž na DIN lištu (alebo adaptér na DIN)

Samostatné moduly je možné použiť kdekoľvek, vrátane v krabici pod vypínačmi a zásuvkami, zatiaľ čo DIN moduly sú určené na montáž na DIN lištu v elektrickej rozvodovej skrine.

Dnešný článok vám vysvetlí účel a použitie jednotlivých modulov, porovnáva medzi sebou niektoré existujúce moduly na trhu a uvádza ďalšie podrobnosti, ktoré vám definitívne pomôže pri správnom výbere modulu.

Samostatné moduly a ich typy

Všetky moduly sú „Aktory“, nazývame ich aj ako relátka či „akčné členy“. Aktory fyzicky ovládajú elektrický spotrebič, obvod, záťaž alebo svetlo. Sú v podstate určené na riadenie pripojeného obvodu, takže ako z toho vyplíva, musia byť zapojené do obvodov, ktoré majú byť ovládané. Samozrejme keďže existujú rôzne typy a štruktúry obvodov ako aj reléových modulov, každé má svoje špecifické zapojenie.

Každý modul v balení obsahuje manuál, kde je uvedená aj schéma zapojenia pre daný modul. Modul musí byť zapojený podľa uvedenej schémy (v niektorých prípadoch existujú rôzne schémy pre jeden modul kvôli flexibilite), inak hrozí riziko ujmu na zdraví a trvalého poškodenia a to nie len modulu, ale aj pripojeného spotrebiča.

Upozornenie: Keďže vo väčšine prípadov moduly sa pripájajú na 230V AC, zapojenie môže uskutočniť len kvalifikovaný personál. Odporúčame vám aby ste sa vopred konzultovali s vašim elektrikárom.

Stmievacie moduly – Z-Wave a WiFi

Stmievacie moduly – ako to z názvu vyplýva – umožňujú ovládať jas / intenzitu svetla. Sú fyzicky pripojené do sieťového obvodu osvetlenia a regulujú napätie, ktoré ide do svetiel. Nový rad stmievacích modulov reguluje napätie spôsobom “trailing-edge”, čo vo všeobecnosti znamená, že moduly by mali dobre fungovať aj so stmievateľnými LED svetlami a žiarovkami. Samozrejme, dané moduly dokonalo fungujú aj s klasickými, halogénovými žiarovkami, takže nie je to kompromis.

Tu by sme však chceli podotknúť naše skúsenosti s rôznymi LED svetlami a žiarovkami, ktoré sú označené ako stmievateľné. Ak keď by to malo fungovať, už sme sa stretli so situáciou, že svetlo nebolo celkom stmievateľné, alebo mal rôzne nežiadujúce účinky. Veď v Číne existuje niekoľko desiatok tisíc výrobcov LED svetiel, kde každý používa svoju vlastnú LED technológiu. Práve preto vo všeobecnosti by sme vám odporúčali, aby ste kúpili také svetlá / žiarovky, ktoré sú stmievateľné s klasickým nástenným stmievačom s otočným kolieskom. Lepšie značky také problémy nemajú, takže tu tiež platí pravidlo, že „Za málo peňazí málo muziky“.

Stmievacie moduly – načo si dať pozor pri výbere:

• Neutrálny vodič – máte v krabici neutrálny (modrý) vodič a ak nie, tak či dokáže daný stmievač fungovať aj bez neutrálneho vodiča? Toto je prvá a azda najpodstatnejšia vec, ktorú si musíte preveriť ešte pred nákupom. Samozrejme na trhu existujú stmievacie moduly, ktoré vyžadujú zapojenie neutrálneho vodiča a aj také, ktoré to majú ako dobrovoľné. Ak v krabici máte neutrálny vodič a modul umoňžuje jeho zapojenie, tak radšej neutrálny vodič pripojte. Zlepšujete tým výkon a efektivitu daného modulu a znižujete riziko, že dané LED svetlo bude mať problémy pri stmievaní, alebo vo vypnutom stave.
• Technológia stmievania Trailing-Edge – najnovšie stmievače majú spôsob stmievania „Trailing-Edge“, čo znamená, že na stmievanie sa odstrihuje zadná hrana sínusovej vlny fázového vedenia do svetla. V praxi to znamená, že tieto typy stmievačov fungujú dobre so stmievateľnými LED svetlami. Staršie „Leading-edge“ stmievače zvyčajne nebudú dobre fungovať so stmievateľnými LED svetlami.
• Inštalácia – stmievacie moduly sú malé a v skutočnosti sa neustále zmenšujú. Stále však potrebujú primerane hlbokú elektroinštalačnú krabicu, aby sa zaistil bezpečný odvod tepla a dostatočný priestor pre elektrické vedenie (káble). Ak máte plytkú krabicu (menej ako 45mm), tak vysoko pravdepodobne bude potrebné krabicu prehĺbiť, alebo nájsť iné riešenie.
• Konfigurácia a kalibrácia – keďže existuje široká škála LED svetiel a každý má svoje špecifiká, je potrebné, aby stmievacie moduly mali rôzne možnosti konfigurácií. Najpodstatnejšie sú minimálna úroveň stmievania a auto kalibrácia. Minimálna úroveň: Ak po zapojení svetlo pri nízkej úrovni intenzity sa vypne, tak pomocou minimálnej úrovni stmievania je možné nastaviť, aby pri 1% stmievaní svetlo zostal zapnutý. Kalibrácia: je zas proces, kde stmievací modul zistí, v akom rozsahu sa dá pripojené svetlo stmievať a následne nastaví správny rozsah.
• Ďalšie informácie a funkcie – rôzne značky stmievacích relátok môžu mať rôzne dodatočné funkcie, ktoré môžu byť vhodné práve pre dané potreby. Preto vám odporúčame preštudovať si návod daného zariadenia. V prípade že máte nejaké špecifické požiadavky a neviete povedať, ktoré zariadenie by bolo pre vás vhodné, neváhajte nás kontaktovať.

Existujúce stmievacie moduly na báze Z-Wave alebo WiFi:

Spínacie moduly – Z-Wave, ZigBee a WiFi

Relé sú fyzické spínače, ktoré obsahujú sadu spínacích kontaktov, ktoré sa fyzicky otvárajú alebo zatvárajú a umožňujú vám ovládať napájanie dodávané k pripojenej záťaži. Relé sú neuveriteľne všestranné, dajú sa použiť kdekoľvek, kde chcete zapnúť alebo vypnúť elektrický spotrebič – svetlá, silové obvody, čerpadlá, brány atď.

Relé sú tiež užitočné pre tie osvetľovacie obvody, kde chcete ovládať svetlá, ktoré nie sú vhodné na stmievanie, ako sú napríklad žiarivky a vonkajšie svetlá s vysokým výkonom. Pamätajte však, že všetky relé, ktoré spínajú a rozpínajú elektrický kontakt, potrebujú neutrálny vodič.

Najnovší trend v oblasti spínačov však berie do úvahy aj potrebu, kde zvyčajne svetelné okruhy nemajú privedený neutrálny vodič. Preto niektorí výrobcovia spínacích relátok vyrába už aj relátka, ktoré nevyžadujú neutrálny vodič (Shelly 1L). Berte však ohľad nato, že tie relátka fyzicky kontakt nerozopnú, ale skôr sú to stmievače, ktoré nestmievajú, len zapnú a vypnú svetlo. V niektorých prípadoch dané relátko (pri niektorých LED svetlách) vyžaduje zapojenie Bypass-u rovnako, ako by to bol stmievač.

Spínacie moduly – načo si dať pozor pri výbere:

• Neutrálny vodič – „skoro“ všetky spínacie moduly vyžadujú zapojenie neutrálneho vodiča. Ak v mieste inštalácie modulu nemáte neutrálny vodič, vaše možnosti sú veľmi obmedzené.
• Jedno / dvojpólový – Drvivá väčšina relátok má verziu aj jedno – a aj dvojpólového preverenia. Jednopólový spínač ovláda jeden elektrický obvod a dvojitý spínač dva elektrické obvody. Nevýhodou dvojpólového spínača je znížená úroveň maximálnej záťaže. Kým jednopólové spínače zvyčajne môžu ovládať záťaž do 1800-2300W, tak dvojpólové iba do 1000W / elektrický obvod ( čo je 2000W na obe obvody dokopy).
• Suchý kontakt / bezpotenciálne spínanie – Väčšina spínacích relátok posiela napájacie napätie ďalej do výstupu (v prípade zopnutia), čo znamená, že napätie, s ktorým sa napája relátko ide aj na elektrický obvod. Existujú však aj také spínacie relátka, ktoré výstup elektrického obvodu majú oddelené a tým pádom neposielajú napájaciu fázu, ale tú, ktorá sa použije ako zdroj pre výstup. Nazýva sa to aj suchý kontakt, alebo bezpotenciálne spínanie – kde kontakt nemá napätie. Tento typ relátka umožňuje ovládať aj také zariadenia, ktoré:
  • majú iné napätie, ako napájanie relátka,
  • slaboprúdopové / jednosmerné spínanie,  
  • potrebujú prepínací kontaktný signál.

Hoci keď bezpotenciálne spínanie má svoje výhody, nevýhodou takého riešenia je neschopnosť merania spotreby pripojeného zariadenia. Niektorý výrobcovia to však zastrešili softvérom, do ktorého keď zadáte priemernú spotrebu pripojeného zariadenia, tak vám budú hlásiť aktuálnu spotrebu.

• Inštalácia – Spínacie moduly sú malé a v skutočnosti sa neustále zmenšujú. Stále však potrebujú primerane hlbokú elektroinštalačnú krabicu, aby sa zaistil bezpečný odvod tepla a dostatočný priestor pre elektrické vedenie (káble). Ak máte plytkú krabicu (menej ako 45mm), tak vysoko pravdepodobne bude potrebné krabicu prehĺbiť, alebo nájsť iné riešenie.
• Ďalšie informácie a funkcie – Rôzne značky spínacích relátok môžu mať rôzne dodatočné funkcie, ktoré môžu byť vhodné práve pre dané potreby. Preto vám odporúčame preštudovať si návod daného zariadenia. V prípade že máte nejaké špecifické požiadavky a neviete povedať, ktoré zariadenie by bolo pre vás vhodné, neváhajte nás kontaktovať.

Spínacie moduly – Z-Wave verzie:

Spínacie moduly – ZigBee a WiFi:

Moduly na ovládanie žalúzií a tieniacej techniky – Z-Wave a WiFi

Moduly na ovládanie tieniacej techniky sú podobné modulom na spínanie či stmievanie (majú rovnaký tvar a svorkovnicu na pripojenie) len s tým rozdielom, že boli optimalizované na ovládanie motorov v zariadeniach ako sú rolety, závesy, žalúzie a markízy. Jedna z hlavných funkcií, ktoré takéto moduly umožňujú je buď kalibrácia modulu, alebo nastavenie času potrebného na plné otvorenie / zatvorenie. Aj keď časové nastavenie je užitočné, nemusí byť tak presné, ako kalibrácia. Po kalibrácií totiž modul presne vie polohu motora tienidla, tým pádom dokáže správne hlásiť aktuálny stav otvorenosti, napr. že žalúzie máte na 50% otvorené. Vďaka tejto funkcie môžete poslať požiadavku na percentuálne nastavenie otvorenosti alebo nastaviť predvolené stavy v rámci rôznych scén.

Ovládanie moduly – načo si dať pozor pri výbere:

• AC Motory – drvivá väčšina ovládacích modulov dokáže ovládať iba AC motory (na 230V). Sú to najbežnejšie formy, keďže na ovládanie vonkajších roliet či žalúzií treba pomerne veľká sila. V krajnom prípade však môže byť, že máte DC motor a tým pádom vaše možnosti sú obmedzené. Preto vám odporúčame preveriť danú skutočnosť ešte pred kúpou modulu.
• Neutrálny vodič – rovnako ako spínacie moduly aj ovládacie moduly vyžadujú pripojenie neutrálneho vodiča. Preverte, že v mieste inštalácie modulu máte privedený neutrálny vodič.
• Inštalácia – ovládacie moduly sú malé a v skutočnosti sa neustále zmenšujú. Stále však potrebujú primerane hlbokú elektroinštalačnú krabicu, aby sa zaistil bezpečný odvod tepla a dostatočný priestor pre elektrické vedenie (káble). Ak máte plytkú krabicu (menej ako 45mm), tak vysoko pravdepodobne bude potrebné krabicu prehĺbiť alebo nájsť iné riešenie.
• Sklon lamiel (iba pre žalúzie) – ak plánujete ovládať žalúzie, tak je pre vás podstatná informácia, že nie všetky ovládacie moduly dokážu riadiť aj sklon lamiel. Moduly, ktoré takú funkciu majú, sú od výroby nastavené iba ako ovládače motorov a preto treba rátať s tým, že bude potrebné riešiť rekonfiguráciu modulu. V niektorých prípadoch nie je to jednoduché, keďže môže byť, že daná funkcionalita je obmedzená iba pre niektorú riadiacu jednotku, alebo že na prejavenie zmeny treba zariadenie zo systému odstrániť a znovu pridať (aby sa načítal správne). Tiež preverte, že vaša riadiaca jednotka (alebo aplikácia) podporuje takú funkciu.
• Ďalšie informácie a funkcie – rôzne značky ovládacích relátok môžu mať rôzne dodatočné funkcie, ktoré môžu byť vhodné práve pre dané potreby. Preto vám odporúčame preštudovať si návod daného zariadenia. V prípade že máte nejaké špecifické požiadavky a neviete povedať, ktoré zariadenie by bolo pre vás vhodné, neváhajte nás kontaktovať.

Ovládacie moduly – Z-Wave a WiFi:

Ovládače RGB / RGBW LED svetiel – Z-Wave a WiFi

Jedná sa o špeciálne ovládacie moduly, ktoré umožňujú ovládať jas aj farbu LED pásikov. Moduly môžu ovládať buď tri (RGB) alebo štyri (RGBW) kanály, takže umožňujú vám zvoliť akúkoľvek farbu (RGB: červená, zelená, modrá; RGBW: červená, zelená, modrá a biela). Okrem toho moduly sa môžu použiť aj ako ovládače niekoľkých samostatných kanálov jednofarebných LED pásikov (max. 4 kanály) alebo dokonca nízkonapäťových jednosmerných LED / halogénových žiaroviek.

Ovládače RGB / RGBW LED svetiel – načo si dať pozor pri výbere:

• Iba jednosmerné (DC) napájanie – Tieto moduly nie sú bežné stmievacie moduly, preto sa im venujeme samostatne. Ovládače RGB / RGBW musia byť nainštalované v nízkonapäťovom (DC) obvode, v ktorom sa ovládajú aj LED pásiky (alebo nízkonapäťové DC žiarovky). Na napájanie modulu sa používa jednosmerný napájací zdroj, bez ktorého by nebolo možné ani LED svetlá napájať. Sú to vlastne moduly, ktoré sa inštalujú medzi zdrojom a LED svetlom za cieľom ich ovládania.
• Inštalácia – Aj keď sú to stmievacie moduly s malými rozmermi, vzhľadom na to, že musia byť napájané jednosmerným prúdom, nie sú zvyčajne inštalované rovnakým spôsobom, ako by bol bežný modul (napríklad za existujúcim vypínačom). Toto by ste mali vziať do úvahy pri plánovaní inštalácie, pretože niekde budete musieť nainštalovať aj napájací zdroj pomocou ktorého transformujete 230V AC na potrebné napätie (zvyčajne 12V alebo 24V DC). Ak by ste preda chceli ovládať také LED svetlo aj z klasického vypínača, tak je potrebné, aby ste mali okrem klasického vedenia aj slaboprúdové vedenie medzi vypínačom a RGBW ovládačom.

Ovládače RGB / RGBW – Z-Wave a WiFi:

Termostatické moduly – Z-Wave

Termostatické moduly sú podobné ako spínacie, pretože majú spínacie kontakty na riadenie záťaže, ktorým ovládajú kúrenie: buď priamy elektrický ohrievač či radiátor, infrapanel, elektrické podlahové vykurovanie, elektroventil na teplovodnom podlahovom vykurovaní, alebo iný výstup kúrenia.

Samozrejme termostatické moduly obsahujú aj pripojenie externého teplotného senzora, takže pri voľbe modulu sa treba rozhodnúť, čo daný teplotný senzor má merať (podlahu, alebo priestor).

Termostatické moduly – načo si dať pozor pri výbere:

• Neutrálny vodič – Rovnako ako spínacie moduly aj termostatické moduly vyžadujú pripojenie neutrálneho vodiča. Preverte, že v mieste inštalácie modulu máte privedený neutrálny vodič.
• Teplotný senzor – Toto je druhý najdôležitejší faktor. Termostatický modul nemôže fungovať bez pripojeného teplotného senzora. Ale teplotný senzor musí mať vhodné umiestnenie: tá časť, ktorá meria teplotu sa nemôže inštalovať do tej istej krabice, ako termostatický modul a dokonca aj keď máte dvojitú krabicu, nemôžete pridať do jednej krabice teplotný senzor a do druhej termostatický modul, lebo meranie teploty bude pravdepodobne ovplyvnené zohrievaním modulu. Najbežnejšie v takýchto prípadoch sa pridáva teplotný senzor do podlahy, alebo do druhej krabice, ktorá je aspoň 5cm vzdialená od krabice, v ktorej je termostatický modul inštalovaný. Samozrejme musí existovať prechodka do podlahy alebo medzi krabicami.
• Riadiaca metóda – Termostatické moduly používajú rôzne spôsoby riadenia vykurovania, ako napríklad: PID, PWM, hysterézia, atď. Preto pri výbere je potrebné preveriť, ktorá metóda bude vyhovovať vášmu vykurovaciemu systému. Najjednoduchšia (najviac kompatibilná) metóda je hysterézia, kde sa nastavuje teplotný rozsah, v ktorom sa má vykurovanie spustiť. Napríklad, ak hysterézia je 0,5 a požadovaná teplota je 23 ⁰C, tak to znamená, že termostat sa zapne, ak nameraná teplota klesne pod 22,5 ⁰C a vypne sa ak teplota prekročí hodnotu 23,5 ⁰C.
• Inštalácia – Termostatické moduly sú malé a v skutočnosti sa neustále zmenšujú. Stále však potrebujú primerane hlbokú elektroinštalačnú krabicu, aby sa zaistil bezpečný odvod tepla a dostatočný priestor pre elektrické vedenie (káble). Ak máte plytkú krabicu (menej ako 45mm), tak vysoko pravdepodobne bude potrebné krabicu prehĺbiť.
• Ďalšie informácie a funkcie – Rôzne značky termostatických modulov môžu mať rôzne dodatočné funkcie, ktoré môžu byť vhodné práve pre dané potreby. Preto vám odporúčame preštudovať si návod daného zariadenia. V prípade že máte nejaké špecifické požiadavky a neviete povedať, ktoré zariadenie by bolo pre vás vhodné, neváhajte nás kontaktovať.

Termosatické moduly – Z-Wave:

Moduly na DIN lištu

Moduly, ktoré sú montovateľné na DIN lištu majú rovnaké funkcie ako samostatné moduly, sú však navrhnuté na montáž na DIN lištu. Výhodou takého riešenia je rýchlejšia možná inštalácia a lepší prehlad potrebných komponentov. Na druhej strane nevýhodou je zvýšený náklad na inštaláciu, lebo klasické trojvodičové vedenie medzi elektrickým rozvádzačom a vypínačom už nestačí. To znamená, že ak ste pri stavbe domu s týmto riešením nerátali, tak pravdepodobne vo väčšine prípadov moduly na DIN listu pre vás nebudú vhodné.

K dispozícii sú spravidla dve riešenia modulov na DIN lištu:

• kompletné DIN moduly pripravené na montáž
• DIN „adaptéry“, ktoré boli špeciálne vyvinuté pre umiestnenie štandardných modulov na DIN lištu

Moduly na DIN lištu – Z-Wave:

DIN Adaptéry – euFIX for Fibaro | HELTUN

DIN adaptéry sú určené špeciálne pre moduly konkrétnych výrobcov a umožňujú ich montáž na DIN lištu. Aktuálne vieme iba o dvoch výrobcoch, ktorí také adaptéry vyrábajú:

• Eutonomy s radom euFIX pre moduly FIBARO
• HELTUN, ktorí vyrábajú jeden DIN adaptér vhodný pre obe HELTUN moduly

Na podporu FIBARO modulov je k dispozícii celý rad adaptérov euFIX DIN. Každý DIN adaptér je k dispozícii s tlačidlami alebo bez tlačidiel – tieto tlačidlá uľahčujú zahrnutie modulu do siete Z-Wave a testovanie výstupov modulu.

Dôležité je, že adaptéry euFIX sprístupňujú všetky svorky modulu FIBARO – takže všetky jeho vlastnosti a funkcie zostanú použiteľné.

DIN Adaptéry – varianty:

Na záver

Pevne veríme, že náš dnešný článok vám v značnej miere pomôže pri orientácií a vhodnej voľbe toho správneho modulu. Ak hľadáte ďalšie informácie ohľadom Smart Home, prejdite na našu Wiki stánku s bohatým obsahom.