Сравнение on/off реле. Sonoff, Shelly, Swiitch

Включить и выключить — самое простое событие в управлении любым устройством, в том числе и в умных домах. Сегодня о компонентах которые могут позволить этот функционал реализовать.

Когда-то решив попробовать строить умный дом практически каждый начинает это делать с простого включения и выключения устройств цифровыми способами. Самый простой вариант данной операции — это включение путем подачи электропитания, а выключение через отсоединение питающей линии. Для реализации такого метода управления существуют так называемые on/off устройства.

Вариантов таковых, в том числе в виду их простоты существует крайне много. Они рассчитаны на разное напряжение, разную нагрузку (токи, мощность), имеют управление в различные средах и протоколах (wifi, zigbee, z-wave, RF433/868, ИК, bluetooth) (REST, SOAP, MQTT), имеют разную форму и размеры, некоторые размыкают нагрузку используя «сухой контакт», некоторые врезаются в токоведущую линию одновременно питаясь от нее.

Предметом данной статьи будет сравнение некоторых представителей данной категории устройств. on/off с питанием и для коммутации 220 вольтовой линии.

Участники.

В моем распоряжении одновременно оказались три незадействованных в реальном управлении устройства.

• Sonoff Basic — это, пожалуй, дедушка всех умных домов. Мне кажется у каждого кто строит или строил умный дом были и есть эти устройства в обиходе.
• Shelly 1 — устройство которое наделало много шума в кругах заинтересованных и продолжает быть уверенным участником по многим параметрам.
• Swiitch Uni — темная лошадка, с огромным потенциалом применения и будущего развития.

Sonoff Basic.

Настоящий народный on/off модуль. У подавляющего большинства с таких устройств начиналось построение умного дома.

Построен на базе чипа ESP8266 или ESP8285 (для других устройств Sonoff могут быть другие чипы ESP). Соответственно работает устройство в wifi сетях на 2.4 Ггц. Внутри устройства установлено реле на 10 ампер. Дизайн платы таков что этим реле производится коммутация питания, поданного на вход — 90-250 вольт переменного тока.

Реле используется посредственное. Значение номинальных токов (10А) очень номинальное (простите за тавтологию). Проверка на стенде показала, что продолжительное подключение к устройству нагрузок с указанным током выводит его из строя. Говоря продолжительное, я имею в виду 7 и более часов. Оставив на ночь нагрузочный резистор сопротивлением 21 Ом на выходе, к утру получил знатно потекшее реле и сработавшую защиту (стендовая защита от воспламенения, перегрева).

Если вы собираетесь коммутировать продолжительное время нагрузку более 1500 Вт — делайте это через контактор.

У устройства есть механическая кнопка для смены состояния, а также перевода в режим подключения, поиска. Свежие версии дизайна платы имеют возможность подключение внешней кнопки, что очень удобно. У меня, например, таким образом сделана кнопка в кухонном гарнитуре для включения подсветки. А также один из Sonoff Basic идеально вписался во внутренности прикроватного светильника IKEA, на корпус которого я вывел небольшую кнопку. Присутствует один двуцветный светодиод, сигнализирующий о состоянии устройства.

Питается устройство от встроенного импульсного блока питания. Если честно, блок питания не очень хорошего аппаратно-архитектурного исполнения. Используемые компоненты подобраны без запаса. От того лично я имею на руках два Sonoff устройства (один Basic, один TH10) которые вышли из строя при незначительном скачке напряжения на даче.

Плата устройства доступна пользователю. Имеются выходы для подключения UART с целью последующей прошивки в открытые системы, вроде tasmota. Так же устройство можно перепрошить в HAA (ravencore), тем самым превратить его в homekit ready устройство.

Что касается монтажа, на устройстве предусмотрены отверстия для прикручивания его к плоским поверхностям. Но, честно говоря, они крайне маленькие и размещены таким образом что чем-то серьезным «прикрутить» устройство не получится. Либо это будут 2мм саморезы, от которых толку мало. Так что лично я закреплял все Sonoff Basic, где это требовалось, на качественный двусторонний скотч (3M и подобные).

Для Sonoff Basic недоступен монтаж в подрозетник. Однако, относить это к минусам некорректно, производитель имеет в своей линейке продуктов решение Sonoff Mini, которое решает этот вопрос.

Устройством можно управлять через облачное приложение. Между тем, устройство имеет локальный режим работы. В своей логике он основывается на рассылке состояний в mDNS, что в лучшую сторону отражается на оперативности реагирования по командам, однако, накладывает, пусть и незначительные, требования к работе домашней сети и поддержке роутером mDNS. Что касается управления в системах умного дома — коробочного решения нет. Ни MQTT, ни вариантов открытого API. Но есть отличное решение для HomeAssistant — кастомный компонент. На текущие момент поддерживает огромное количество устройств Sonoff (и не только, так как к облачной платформе eWeLink подключено множество других производителей), работа возможна через облако и через локальное управление. Если не хочется шить весь Sonoff (eWelink) зоопарк — отличное решение.

Итог по устройству будет в общем положительный. С учетом возможности перепрошивки, да и наличие решения для управления оным без вторжения в штатное ПО делает его доступным для интеграции в системы умного дома. Цена устройства и его законченный вид так же располагает к его приобретению. Вопросы по использованию с большой нагрузкой решаемы и не выглядят как критические на самом деле.

Покупал на Aliexpress

Shelly 1.

Увидев первый раз Shelly у меня создались очень странные впечатления. Я честно не мог понять и поверить, как все то, что заявляет производитель умещено в столь маленький корпус и, что важнее, как все это вообще может быть реализовано в одном продукте. Здесь и наличие сухих контактов, и питание от постоянного (низковольтного) напряжения и все, пожалуй, возможные способы подключения устройств в системы умного дома, и реле на 16 ампер, и даже открытые GPIO прямо на корпусе. Сказка.

Сердцем этого onoff мудуля так же, как и у предыдущего участника обзора, является ESP8266. Все так же работа в 2.4 Ггц сетях wifi. Отличие в том, что устройство с легкостью работает как в 20, так и в 40 Мгц каналах, что для Sonoff не всегда допустимо (первые версии работали исключительно на 20Мгц, напрочь отказываясь подключаться к сетям с «широким» каналом).

На корпусе устройства нет кнопок и других элементов управления, однако есть заглушки, за которыми скрывается набор контактов для подключения UART и несколько свободных GPIO. Под второй заглушкой находится переключатель, который переводит устройство в режим питания логики от 12 вольт постоянного тока — когда умный дом на колесах, например. После Sonoff очень понравились разъёмы подключения нагрузки и питания. Они выполнены винтовыми клеммными площадками, в которое запросто влезает два одножильных кабеля с сечение 1,5 квадрата (ГОСТ).

Кстати говоря, о коммутации. Есть отдельный вход, контакт через который можно управлять устройством механически, например, подключив кнопку или выключатель (настраивается в web интерфейсе). Это открывает множество возможностей для использования в классических системах коммутации освещения, совмещая их с Shelly 1.

Ну и конечно же «сухой контакт». Sonoff Basic не обладает такой возможностью, что делает его исключительно коммутатором 220 и все. Если стоит вопрос включения чего-то низковольтного, на разрыв — shelly с этим легко и непринужденно справится.

Устройство просто ужас какое маленькое. Можно поставить в любой подрозетник. Оно прекрасно встает в подразетники с увеличенной глубиной, в отдельную нишу. Встает в стандартный подрозетник за розетку. В общем — влезет везде.

Производитель заявляет возможность коммутации токов до 16 ампер. Это открывает, казалось бы, доступ к использованию данного onoff для управления, например, мощными электрообогревателем. К тому же, можно подключить к нему температурный датчик (что, к слову сказать, нельзя сделать на Sonoff Basic без перепрошивки и подпайки такого датчика), тем самым превратив устройство в термостат. Увы, нагрузить его до 3500 Вт у меня не было возможности. Минимальное сопротивление, которое я мог к нему подцепить без необходимости регулярно отлеживать состояние — 15 Ом, что соответствует мощности в чуть более чем 3200 Вт. Подключил. Оставил так же на ночь — результат без нареканий. Устройство было теплым. Откровенно теплым. Но не оплавилось, не испускало запахов гари. Тест длился около 9 часов, что дает возможность сказать о действительно хорошей схемотехнике.

Но, само собой, до теста на максимальные токи я его опробовал в подключении в системы умного дома. Это было прекрасно. MQTT позволяет подключить устройство куда угодно. Набор плагинов для Homebridge вообще превращает подключение в задачу длинной пару кликов. В Homeassistant я добавлял через mqtt, в nodered через дополнительный паллет и через MQTT так же. Все очень просто и понятно. Аскетичный, на первый взгляд интерфейс понятен донельзя и почти что эталон, по крайней мере для меня лично.

Окромя интеграций с умными домами есть, конечно же, свое собственно облако и интеграции в различные публичные системы умных домов. А возможность простой и быстрой перепрошивки (открытая платформа, легкий доступ для подключения UART) открывает дополнительные грани в жизни устройства. Более того, производитель, хоть и не афишируя на каждом шагу, дает возможность просто поставить прошивку с поддержкой homekit.

Итог будет исключительно положительный. Такое впечатление что несколько IT специалистов, любителей умных домов (такие как мы с вами) собрались вместе и решили сделать устройство, которое будет по всем параметрам отвечать их требованиям. И это получилось. А благодаря законченному коммерческому виду, начиная от коробки и корпуса и заканчивая интеграциями, облаками и прочим устройство выглядит понятным для всех и каждого.

Покупал с в режиме самоизоляции с доставкой на shop-shelly.ru. 

Swiitch Uni.

А вот это интересный зверь, который наверняка не каждый видел среди доступных onoff устройств — Swiitch Uni. Темная лошадка этого обзора.

Я хочу, словно Гай Ричи, начать с конца — сказать свой конечный вердикт, а потом рассказать почему. Swiitch Uni — Молодой Shelly. Это очень просто объяснить.

Размер. Очевидно, что устройство создавалось для размещения в подрозетник. В 70й лезет без проблем. С узкими будут думаю вопросы, ровно, как и с размещением модуля за глубокой розеткой в неглубоком подрозетнике (металлические).

Сухой контакт. Тут Swiitch Uni уделывает Shelly и дает не только нормально разомкнутый (NO), но и нормально замкнуты (NC) вариант. Это его можно использовать в качестве автомата для коммутации резервного питания при отключении основного, при том сохраняя возможность произвести перевод вручную.

Возможность подключения к системам умного дома. Облачное решение. Яндекс.Алиса. Есть свое приложение, есть возможность управлять устройством и собирать от него статус средствами REST API и MQTT. Что открывает широко дверь в мир простых интеграций. Более того, команда Swiitch пишет плагины для максимального упрощения данной процедуры. Вот, например, совсем на днях был выпущен отдельный паллет для node-red, что не может не радовать.

К устройству можно подключить внешние датчики. Температура, влажность. Без проблем. Теоретическим можно подключить и другие датчики, благо доступ к свободным GPIO не ограничен, более того, выведен на гребенку. Интерфейс и функционал прошивки позволяет обозначить для устройств соответствующий тип, что упрощает работу с ними. А главное! Открывает возможность внутренней автоматизаций в экосистеме Swiitch. Но самый «отвал башки» — автоматизации работают локально, в том числе между устройствами семейства Swiitch, без необходимости организации центрального узла! Хотя и он есть в наборе продуктов Swiitch, это Swiitch Home. Штука, которая внутри себя содержит Homekit, Zigbee, Modbus и многое другое.

К сожалению, не имел возможности поставить устройство на стенд для тестирования нагрузки. Но в любом случае, рекомендация одна для всех участников данного обзора — не стоит испытывать их крайние характеристики по нагрузки, когда появляется нужда коммутировать, большие токи используйте контакторы и пускатели.

Вместо итога. Присмотритесь к этому бренду и устройствам что уже сейчас доступны к покупке. Есть высокая вероятность что в скором времени устройства выстрелят на потребительском рынке. Известны некоторые планы команды Swiitch о будущих компонентах и развитие существующих.

Да, устройства не без вопросов. Корпус на 3D принтере, домашняя типография, не самая лучшая документация. Но все это вовсе не отталкивает, а напротив, добавляет ламповости. А зная немного о планах компании на выпуск новых устройств, еще раз, рекомендую присмотреться к бренду.

Сводная таблица.

Фото.

Итог.

Сделать какие-то выводы, кроме того, что на рынке существует множество разных по качеству, удобству интеграций решений, не могу. Если вы хотите попробовать и только начинает свой путь в умнодомном строительстве — есть дешевый, простой, местами требующий доработок вариант с Sonoff. Если вы уже прониклись многим и определились для себя в том, как будет выглядеть ваш дом, какие устройства требуют простой коммутации для управления, то Swiitch и Shelly станут отличными вариантами. Если вы уже построили, как минимум базовую часть, своего умного жилища, присмотритесь к Swiitch. С учетом быстрых темпов развития и высокой адаптации к потребностям потребителя очень интересный вариант.