Вместо вступления

Регулирование температуры — одна из самых любимых тем сообщества умного дома (пожалуй после wifi-лампочек освещения). Но когда я узнал, что большинство котлов отопления (включая «народные» Baxi от застройщика) — умные, я сильно удивился. Почему так мало об этом информации, так мало поддерживающих устройств. Даже нет про это рекламы, просто стыдливая спрятанная в нижней части инструкции строка — поддерживает OpenTherm.

Да, да, речь не об известном всем «сухом контакте» котла, а о полноценном управлении. Впрочем, когда начинаешь читать про протокол, отчасти понимаешь и причину, и возможные сложности…

От теории … к философии

Перед тем как, начать про самое интересное, хочу немного поделиться своим опытом и видением текущего состояния рынка умно-домных устройств в части управления климатом. Тема необъятная, и буду очень рад любым комментариям и обсуждениям. Дисклеймер — афтар так видит. Если я чего-то не знал, а оно есть — буду благодарен за информацию. Если вопрос не интересен — предлагаю сразу переходить к следующему заголовку.

Сразу опустим тему вентиляции, тему кондиционирования, волшебные приточно-вытяжные установки, которые должны решать все вопросы, и электрические теплые полы. Все эти темы заслуживают по отдельному циклу статей.

Остановимся на водяном отопление. «Услуга» эта есть в любом доме, где-то с котлом, где-то централизовано или от местной котельной. И способы управлять ей тоже достаточно известны. Сразу оговорюсь — больше всего речь пойдёт об индивидуальных системах. С центральным отоплением особо не поумничать.

1. Сервоприводы с термостатом для батареи отопления

Самые простые устройства, походящие почти к любой системе. Лучший вариант, с которого можно без опасений начинать автоматизацию «старого» дома.

Плюсы:

• • просты и автономны, есть даже чисто механические варианты
  • не требуют прокладки коммуникаций
  • большой ассортимент в китайских магазинах, почти под любые протоколы связи, широкая поддержка в открытых системах
  • регулировка напора теплоносителя с маленьким шагом
  • отлично себя показывают в последовательных системах
  • самая быстрая реакция на изменение температуры
  • автономные программы (время, дни недели) и вендорские шлюзы

Минусы:

• • чаще всего нельзя вручную задать процент открытия (многие модели даже не сообщают его для информации)
  • как следствие — очень сложно настроить управление от внешнего датчика
  • достаточно дорогие, комплект как правило обойдется дороже полноценного термостата котла с датчиками того же класса
  • не обнаружено проводных вариантов — значит всегда надо следить за зарядом батареек

2.  Термостаты котла

Речь именно о простой реализации, чаще всего из Китая. Хотя почти все бренды имеют такие решения. Равно как и любые более сложные решения поддерживают этот необходимый минимум. Принцип работы очень прост — замыкание или размыкание контактов управления котлом включает или выключает отопление. По сути, это в разных вариациях — реле. С подключением датчиков, программами и прочей красотой. На мой взгляд (и именно так я сделал) лучший термостат котла — это Sonoff 4CH Pro или любое другое реле с сухим контактом. А датчики к нему подключаются через сервер.

Сразу оговорюсь — вопрос автономности этого решения можно опустить, так как не автономен котел сам по себе. Если у Вас есть ИБП для котла — подключите к нему и термостат.

Плюсы:

• • простота реализации и универсальность
  • огромное количество реализаций на любой вкус, уровень надежности и кошелек — от полного DIY до добротного и стильного устройства
  • возможность повесить «красивый стильный пультик» на стену (я этого никогда принципиально не понимал, потому сложность прокладки коммуникаций и другие особенности этого подхода — оставим за рамками рассмотрения)
  • куча опций, которые недоступны для беспроводных устройств

Минусы:

• • управление on/off без каких-либо настроек температуры, холодно — иди и сам крути ручку на котле
  • управление всей квартирой целиком
  • самая большая инерционность системы

3. Термостат котла с сервоприводами для контуров отопления

Логичное развитие варианта 2, в котором добавлена возможность включать и выключать каждый контур отдельно. Такой метод предполагает наличие заранее спроектированной системы с «гребенкой» — коллекторным узлом. Термостат котла дополняется набором простых сервоприводов на AC или DC, которые могут перекрывать отдельные линии. Как правило такие системы комплектуются одним или несколькими насосами и блоки термостатов часто имеют отдельное реле для насоса.

Это фактически основная реализация для частных домов. Даже если отдельные контуры имеют несколько последовательно соединенных батарей — может быть дополнена батарейными термостатами.

Именно такую схему реализовал себе и я на простых реле Sonoff.

Плюсы:

• • простая элементная база, функционал воспроизводится на реле, в том числе DIY
  • минимум логики на отдельных устройствах — всё управляется основным модулем (или сервером, если говорить о DIY)
  • самая распространенная реализация, особенно в китайских магазинах
  • сохраняется возможность вешать «красивый пультик»
  • управление каждым контуром

Минусы:

• • нет возможности уменьшить напор теплоносителя в контуре (только on/off) — предполагается, что система уже сбалансирована
  • нет регулировки температуры теплоносителя
  • подходит только для коллекторной системы, не для последовательного подключения
  • инерционность достаточно велика, так как контур перекрывается полностью — ближе к окну может стать холодно

4. Термостат котла OpenTherm с сервоприводами для контуров отопления

Вот мы и добрались до «фантастического зверя». Развитие логичное и вытекает из минусов предыдущих реализаций. Отмечу, что «зверь» не единственный, из родственников у него ещё более «краснокнижный» eBus. Но мы поговорим подробнее именно об OpenTherm.

Плюсы:

• • умеет всё то же, что и термостат с сухим контактом
  • контроль нескольких десятков параметров котла и его датчиков, установка всех температур, активности контуров горячей воды и отопления… полный контроль
  • удаленный сброс ошибок
  • подключение выносной панели управления котла через термостат, то есть ещё и красивый интерфейс получим

Минусы:

• • сложная проприетарная реализации
  • сложно найти устройства (в Ali-Китае нет совсем)
  • то, что находится дорого или совсем дорого
  • ещё сложнее найти устройства-переходники на открытые протоколы

Анатомия «фантастического зверя»

Ну вот вроде бы и всё, понятно что искать, что выбирать.

Коротко, о крутости доступных параметров. Спецификация OpenTherm гуглится (пусть и не очень легко) и общедоступна. Параметров у котла можно увидеть очень много. Основные

• фактическая и целевая температура пушистой домашней холодной воды (да, англоязычный термин именно так и звучит: dhw — domestic hot water)
• фактическая и целевая температура контура отопления (очень круто, можно снизить инерционность системы, вместо отключения меняя температуру)
• отключение как отопления так и подачи горячей воды — отличная новость для владельцев бойлеров (или любителей оригинальных шуток на первое апреля)
• модуляция (процент открытия клапана) горелки котла
• отображение кодов ошибок
• удаленный сброс ошибки, если это возможно (возможность сброса каждой конкретной ошибки тоже сообщается рамках обмена по протоколу) — просто вишенка на торте

Но все же странно. Почему такая классная функциональность чаще всего не используется. Вышел какой-то «протокол Шрёдингера» — вроде бы есть, но ни у кого нет . Давайте попробуем почитать wiki:

Manchester-encoded sequence in the Voltage domain. The boiler transmits data back to the controller in the current domain.

Ух ты. То есть для передачи запроса используются импульсы напряжения, а для ответа — импульсы тока. На мой взгляд — ответ о причинах сложности и проприетарности найден. Не хочется критиковать авторов — наверняка у них была какие-то причины (в том числе и корыстные). Но протокол получился очень сложным и непохожим на стандартные протоколы передачи данных. И самое неприятное — требующим проприетарной, узко заточенной под него, аппаратной части. Которую к тому же ещё и сложно собрать. С другой стороны протокол оказался и правда массовым. И вот парадоксальная ситуация когда отличный функционал, который есть почти у всех устройств — задушен сложностью и дороговизной. Для устройства домашнего класса нужен управляющий модуль промышленного или премиум сегмента (или навыки программирования — об этом ниже). Не делайте так 🙂

Приручаем OpenTherm

Вот вроде и всё, пора писать грустное заключение. Долго я пускал слюнки на классный функционал. Но подходящего устройства за подходящую цену просто не находилось. Но вот, наконец появилось то, чего я так долго ждал… И надо рассказать про рынок.

1. Вендорские решения

Тут все просто. Любой крупный некитайский вендор термостатов готов «раскрыть весь потенциал Вашего котла», а заодно и Ваш кошелёк. В Китае (видимо по причине сложности, непопулярности и дороговизны) вендоры делать аналоги не спешат. Обсуждать особенно нечего. Для обеспеченных людей решение хорошее. Но даже за деньги сравнимые с ценой котла — получить что-то больше закрытого облака от производителя вряд ли удастся. Это история не про умный дом…

2. Полный DIY

Но не всё так грустно. Если Вы любитель собирать и кодить на низком уровне — щиты для Arduino и перепрошитых устройств Sonoff в продаже есть от 15$ без учета доставок. Но их очень мало, по меркам DIY я бы назвал модули дороговатыми. Да и сайт не показался заслуживающим доверия. В интернетах много положительных отзывов и обзоров про эти модули. Но я немного испугался рисков для котла и затрат времени — и по этому пути не пошёл.

3. Открытые вендорские решения

Целый раздел посвящен продукту всего одного производителя — Невотон. С трудом, но гуглится единственное в своем роде устройство — шлюз BCG-5.2.1-E, которое является и вендорским, и поддерживающим OpenTherm, и открытым. О ужас — есть даже поддержка MQTT и порт Ethernet. Минус — слишком высокая цена. Даже младший его брат — шлюз OpenTherm-ModBus — ситуацию не исправляет. Не хотелось бы критиковать ребят, за столь классный продукт — их расходы понятны. Но явно они не ориентируются на массовый рынок. Очень жаль.

4. Проекты Comunity

Уверен, что я не первый, кто задавался вопросом «что делать?» Приходило это в голову и многим другим. И наконец на поле OpenTherm, как и во многих других умно-домных областях — появился сomunity-проект. Золотая середина между DIY и решениями от вендора. Я давно ждал это устройство — и вот оно. SLS DIN Mini с Boiler shield. Я получил первый проданный экземпляр. Сразу скажу — проект наверняка не единственный, и я фанат SLS, и устройство мягко сказать не дешевое (хоть и дешевле Неватона в 2 раза). Поэтому посравнивать бюджет не позволяет.

Получилось на мой взгляд классно. Хотя пришлось самому разобраться с протоколом и запросить доработки у автора. Но результат того стоил. Скоро ждите свежий обзорчик и историю, как устроен протокол 🙂

Заключение

Безусловно, мне не удалось охватить весь чудесный мир устройств и протоколов управления климатической техникой. Да и не стояло такой цели. Я лишь хотел показать, что есть на рынке, а чего, увы, по каким-то причинам не хватает. Главный вывод — как и всё, что относится к умному дому, рынок термостатов только-только расправил плечи и вышел в массовый сегмент. Устройства ещё не избавились от «болезней» премиум-сегмента и чаще всего делятся на «очень просто» и «очень сложно».

И самое печальное — я не нашёл пока для себя идеального решения. Видимо оно достижимо только при использовании всех трех основных типов устройств в связке — с огромной обвязкой логики на сервере. Хотя более простые варианты прекрасно работают, каждый со своими недостатками.