Не пугайтесь, стандарт неофициальный и самопровозглашённый, то есть совершенно необязательный к использованию. Это попытка разработать народный стандарт домашней автоматизации, который позволил бы собирать умный дом из стандартизированных блоков, просто как конструктор Лего. Возможно ли это? Да, возможно и такой умный дом давно работает и практика показала полную жизнеспособность идеи. За несколько лет эксплуатации не выявлено никаких сбоев и проблем, мало того, после эксплуатации умного дома, построенного по этому принципу, другие варианты смотрятся просто как анахронизм.
В этой статье речь пойдёт о части стандарта, касающейся проводки для умного дома. Это, как вы понимаете, больная тема. Каждый эту проблему решает как может, в меру своей грамотности и тех проводов, которые попадутся под руку. Что же в результате? Друзья, это ужас, без преувеличения. Датчики, подключённые телефонной «лапшой», кабели с тремя или четырьмя проводами внутри, полностью индивидуальные и взятые «с потолка» подключения и т. д. и т. п. Не дай Бог вы потеряете бумажку с уникальной распиновкой. Это всё. Конец. Разобраться через пару лет (а умный дом эксплуатируется не один год) будет совершенно невозможно. И паяльник, паяльник и ещё раз паяльник, без него и шагу не ступишь.
Вторая часть проблемы заключается в том, что единожды спаяв и установив умный дом, вы уже не можете что-либо в нём поменять, всё запаяно и заштукатурено наглухо. Но жизнь никогда не стоит на месте и через год, три или пять вам обязательно понадобиться что-либо изменить или добавить в своём умном доме. Но это попросту невозможно со стандартным подходом. Вы не сможете передвинуть датчик или контроллер даже на 50 сантиметров. Только перфоратор и только новый ремонт.
Беспроводные технологии
Да, это здорово, но у беспроводных технологий (особенно в части критически важных функций умного дома) есть определённые, не всеми осознаваемые недостатки. Это, например, незашифрованность некоторых решений, в том числе управляющих сильноточным оборудованием. Это когда ваш сосед может включить у вас дома нагрузку в пять киловатт прямо не вставая со своего кресла. Чем это грозит должно быть понятно. Или, даже если канал зашифрован, работе беспроводных датчиков может помешать помеха (случайная или целенаправленно поставленная). Или когда кому-то «просто так» или «по делу» захочется вскрыть защищённое соединение и поуправлять вашим умным домом.
Поэтому разумным решением видится, при возможности, во время ремонта или строительства, по максимуму проложить кабели ко всем потенциальным точкам контроля и управления. Ещё раз повторю: при возможности. Если возможности нет, то используем беспроводные технологии, не вопрос.
А вот когда ремонт уже сделан и проложить кабели уже нет возможности, вот тогда «добиваем» функционал умного дома беспроводными решениями. Это, на мой взгляд, самый разумный подход. В этом случае риски, связанные с использованием беспроводных технологий в критических точках управления умным домом, будут сведены к минимуму.
Решение проблемы
Итак, как же решить эту, казалось бы неразрешимую проблему? Как сделать проводку и подключения легко изменяемыми? Оказывается решение есть и оно уже давно известно. Умные люди уже давно придумали для транспортировки слаботочных сигналов Ethernet и структурированные кабельные системы. Это, без преувеличения, гениальное изобретение человечества и нам с вами грех им не воспользоваться. Почему? Потому, что нам как раз и нужно транспортировать слаботочные сигналы.
В чём преимущества использования структурированной кабельной системы (далее СКС) для построения умного дома? Это:
- проверенное временем и бесчисленными инсталляциями решение
- дешёвое, доступное и качественное оборудование
- поддержка многомиллиардной индустрии
- досконально отточенные стандарты
- возможность использовать уже существующую проводку
- возможность использовать проводку умного дома «по прямому назначению», т. е. для подключения компьютерного оборудования
- всё оборудование, в т. ч. и датчики и контроллеры подключаются и отключаются без паяльника, одним кликом, что очень благородно
- ваш умный дом может быть переконфигурирован на железном уровне за пару часов, что в принципе невозможно при обычном подходе
- вы экономите время, деньги и трудозатраты
Преимуществ столько и они настолько очевидны, что, наверное, не имеет смысла о них много говорить. Приведу только один пример. Представьте себе, что вы установили умный дом, и вам вдруг понадобилось добавить датчик или переместить контроллер на этаж ниже. В обычном случае вам нужно браться за перфоратор, затем прокладывать новые провода, затем клеить обои, затем долго и вдумчиво паять и т. д. На практике вы, скорее всего, просто откажетесь от идеи что-либо поменять в своём доме.
А что же при предлагаемом подходе? Вы (степенно) подходите к патч-панели и лёгким движением руки перетыкаете патч-корд. Это всё. Ах, да, забыл, вы так же степенно берёте контроллер и «втыкаете» его этажом ниже. Теперь точно всё. Почувствовали разницу? И, между прочим, при таком подходе размывается понятие локального управления или удалённого — ваш контроллер может находиться в любой точке дома.
Ещё пример. У вас в кладовке установлены датчики (например, температуры и освещённости), а через 5 лет вам они уже не нужны, зато вы хотите установить NAS в своей кладовке. Ваши действия? Вы степенно… ну вы поняли. Перфоратор с паяльником отдыхают, вы скоро вообще забудете о их существовании.
Собственно технология
Всё это хорошо, но как на практике организовать столь заманчивые перспективы? Нет ничего проще всё уже давно разработано, проверено и даже эксплуатируется без каких-либо проблем и нареканий.
В качестве основы стандарта выбран «обычный» 568А. Почему A, а не B? Так исторически сложилось. Можно было бы выбрать B, но большинство технологических гигантов используют именно A. Но в этом нет ничего страшного. Если вы фанат B или у вас уже проложена сеть этого стандарта, то вы можете взять за основу предлагаемый стандарт и переделать под B. Стандарт полностью открытый. Вы даже можете стать разработчиком. Квалифицированные люди с идеями всегда приветствуются.
Итак для начала делим стандартный Ethernet 568A на два канала. Почему на два? Потому, что это уже сделали до нас. Это каналы «POWER» и «DATA». Это деление полностью соответствует стандарту POE для питания устройств по витой паре.
Вот схема базового хаба системы. В схематичном виде это выглядит довольно устрашающе, но на практике, поверьте, всё гораздо проще. Вот фотографии готовых хабов. Так уже намного безобиднее, неправда ли? С одной стороны вставляете патч-корд, с другой стандартный телефонный кабель со стандартным разъёмом.
Так вот, разделив 568A на два канала, мы ничего нового не придумали. Новое заключается в том, что каналы «POWER» и «DATA» полностью идентичны и мы можем «гнать» сигналы по ним как угодно, причём даже в разных направлениях.
Далее каждый из каналов разветвляется на 2 телефонных разъёма к которым и подключаются датчики и исполнительные устройства. Вот типовые подключения датчиков к телефонным разъёмам.
Для «особо сложных» случаев можно использовать все 8 проводников, без деления на каналы «POWER» и «DATA».
Что на другом конце?
С подключением датчиков, я надеюсь, всё понятно, а что происходит на другом конце кабеля? Кабель приходит в стандартную патч-панель. Настенную, стоечную, большую или маленькую, всё зависит от ваших задач и потребностей. А вот уже контроллеры подключаются как обычные роутеры или домашние интернет-центры. Просто, без шума и пыли и так же отключаются для модернизации или реконфигурации. Как устроены контроллеры? Это особая интересная тема и об этом я расскажу в одной из следующих статей.
Практические рекомендации
Если у вас строится дом или проводится капитальный ремонт, то проблем вообще никаких нет: вы выделяете серверную комнату или, на худой конец, просто кладовку и устанавливаете в ней оборудование для умного дома, в том числе и патч-панели для компьютерной сети и «умной» проводки. Но даже если у вас типовая двушка и простой ремонт, то вы можете использовать идеи и информацию из этой статьи, по крайней мере проводку сделаете витой парой, а не чем-то ещё.
Правильным решением в большинстве случаев будет неэкранированная витая пара категории 5e. Об этом вы, наверное, уже и сами догадались. Все остальные решения нужно применять только в том случае, если вы точно знаете зачем вам это нужно.
Недостатки
Из условных недостатков технологии можно назвать только необходимость соблюдать правильность подключения коннекторов. В практическом плане эта проблема легко решается добавлением «технологических» патч-панелей и розеток и их маркеровкой. Термин «технологических» здесь условный, вы можете использовать это оборудование и для обычных компьютерных нужд, здесь речь идёт о визуальном разграничении компьютерных и «умных» подключений.
Ещё один момент. Подключение хабов и датчиков необязательно осуществлять через стандартные розетки. Это могут быть отдельные коннекторы и, в крайнем случае, даже припаяные датчики. В любом случае, умный дом забетонированный на 3 процента лучше, чем забетонированный на 100 процентов.
Экосистема
Данное решение является частью обширного проекта домашней автоматизации, включающего в себя «железную» часть, это мега-контроллеры и датчики, подключаемые одним кликом (о которых я расскажу чуть позже), а также программные решения, такие, как Arduino Mega Server и открытая платформа домашней автоматизации MajorDoMo, где на форуме вы можете обсудить этот стандарт и любые другие идеи по домашней автоматизации.
И напоследок
Аббревиатуры типа СКС могут показаться пугающими, но на самом деле, в них нет ничего страшного. Хочу обратить ваше внимание на такой момент: тянуть «лапшу» как получится или прокладывать кабели в соответствии со стандартом — трудозатраты практически одинаковы, только в одном случае вы получаете клубок наглухо запаянных и немодернизируемых проводов, а в другом супер-технологичное решение и полную свободу действий на многие годы.
Опубликованный стандарт (даже скорее проект стандарта) не догма. Если вы квалифицированный инженер и у вас есть свои замечания, дополнения или идеи по расширению и улучшению стандарта, то милости просим, нам всегда интересно услышать мнение профессионала.
Автор: smart_alex
