Дистанционное управление шторами с пульта давно перестало быть роскошью

Однажды, после тяжелого рабочего дня, я пришел домой и понял, что хочу отдохнуть, а не ходить и закрывать шторы. Хочется увидеть их закрытыми вечером и открытыми утром, при этом не выделывать танцы перед окном. Погуглив разные решения, было принято решение сделать все самому. По многочисленным просьбам, выкладываю все свои наработки по переделке обычных рулонных штор в автоматизированные с удаленным управлением. Осторожно, много фотографий!Для начала про рулонные шторы:

• Плюсы: рулонные шторы визуально расширяют пространство, красивые и недорогие. Очень простой монтаж. Можно каждым окном управлять отдельно. Высвобождается место на подоконнике.

Немного про задачи: Необходимо добавить к обычным рулонным шторам из строительного магазина удаленное управление и подключить к умному дому на openSource платформе Home Assistant. И еще необходимо сохранить обычное управление за веревочку.Выбор моторов: Если все автоматизировать, то скорость не играет роли, поэтому можно применять двигатели с редуктором. Коллекторные двигатели дешевые, но не самая надежная вещь для ежедневного применения. Сервомашинки тоже имеют коллекторные двигатели и плюс не стабильные при постоянном вращении. Отличным вариантом выглядят шаговые двигатели. Бесшумные, можно контролировать положение, стоят копейки. В итоге, комплект из 5 двигателей 28BYJ-48 с драйвером ULN2003 обошелся мне в 10$Про двигатель 28BYJ-48: Подробно о нем можно почитать здесь. Были вопросы о мощности этого двигателя. Опасения что он будет слабым, не оправдались. Вернее так — если использовать полношаговый режим, то двигатель очень хилый, если использовать полушаговый, то вал уже голыми руками не остановить. Кому будет мало мощности, в интернете много статей как приподнять напряжение, превратить его в биполярный и прочие улучшения.Про датчики: Так как у нас осталось ручное управление, и мы не хотим впустую гонять двигатель, то необходимы датчики положения штор. Минимум необходим один датчик на одном конце, но лучше два. Можно использовать любой концевой, оптический и т.д., но я лично выбрал герконовый, т.к. приклеить неодимовый магнитик с другой стороны очень просто и работать должен стабильно и долговечно. Сами герконы я выбрал для эстетики уже в корпусе. Плюс предусмотрел настройку по расстоянию от вала. По высоте можно регулировать проставками.Про конструкцию крепления: Задача была спроектировать корпус максимально простой для изготовления на 3д принтере с минимальными доработками. Моделировал в Fusion 360. Комплектное крепление цепляется за верх окна, но такую конструкцию на FDM принтере будет трудно сделать с нужными требованиями по прочности, поэтому была придумана конструкция с одним винтом для регулировки. Итого получилось три детали для 3д-печати. Ссылка для скачивания 3д-моделей. Основная часть для двигателя, платы управления на ULM2003, креплением герконов, двигателей, лески для стабилизации штор, и регулировочного винта. Крышка для закрытия всего этого безобразия. Зажим или по-другому крюк. Сама конструкция штор содержит несколько пружин, которые работают как тормоз если тянуть за шторы(пружина затягивается) или отпускает если крутить за веревку.

При сборке надо сделать одну доработочку: кусачками сломать ободок, который прикрывает веревку, т.к. теперь у нас есть свой неподвижный ободок, который не дает выпасть веревочке.Управление: Управлять шаговым двигателем будет NodeMCU на ESP8266. Он выбран из-за дешевизны, наличия резервного канала wi-fi и на нем достаточно легко написать нужные скрипты. Если нужно больше чем две шторы или дополнительные датчики, то ножек микроконтроллера уже не хватит, можно посмотреть в сторону ESP32. (на фото esp32 не приведена, т.к. она в распределительной коробке)Программная часть: Среда разработки может быть любая. ESP32 может программироваться через Arduino IDE. Но я для себя выбрал Visual Studio Code из-за скорости, модульности и бесплатности. В этой среде можно разрабатывать почти под любые платформы (не только железо). Можно даже подключить IAR ARM.(но это уже совсем другая тема) Задача программы простая: Подключиться по Wi-fi Подключиться к MQTT брокеру Подписаться на топик Управлять скоростью двух моторов Следить за состоянием концевых датчиков Отправлять брокеру текущие шаги Исходники можно взять отсюда.(осторожно это самый первый быдлокод для пробы штор). В коде надо указать свой логин и пароль от wi-fi. А также параметры MQTT-брокера. Заливаем программу и пробуем отправить первые данные через MQTTBox. Все работает! Как добавить шторы в систему home-assistant я напишу отдельную статью, если будет интересно всем. Небольшое видео как это делалось: Плюс выступление на какой стадии находится у меня умный дом. Всем пожелаю расслабиться дома! UPD: Ссылка на скачивание файлов для печати на 3д-принтере

Когда говорят о системе «умный дом», то имеют в виду, что, если не все, то очень многие элементы, участвующие в создании комфортной среды обитания, работают под управлением общего центра, могут управляться дистанционно из любой точки мира.

Так может работать вся бытовая техника, осветительные приборы, электроарматура, системы контроля доступа.

Теперь свою нишу заняли и автоматические шторы в «умном» доме, обеспечивая комфортное освещение в любое время суток.

Автоматические шторы и их разновидности

Шторы на окнах не являются исключительной прерогативой «умного дома».

Это – непременный атрибут любой квартиры, любого дома. Днем они защищают от жаркого солнца, в вечернее время – от нескромных посторонних взглядов.

И в любое время суток они украшают комнату, создают в квартире неповторимую домашнюю атмосферу. Но вот ситуация – летом, в пасмурную погоду, обитатели квартиры открыли шторы и ушли на работу.

Классификация автоматических штор

Через час облака рассеялись, и солнечные лучи залили квартиру. Вернувшись вечером домой, люди попадают в душное, нагретое помещение, и о вожделенном отдыхе после трудового дня можно только мечтать, по крайней мере, пока в квартире не установится комфортная температура.

Именно для того, чтобы люди не сталкивались с подобной проблемой, чтобы постоянно поддерживать в квартире, в доме комфортную температуру и уютную домашнюю атмосферу, и предназначены новые устройства контроля климата – автоматические шторы на окна. Шторы на окнах могут быть как внутренние, так и внешние.

Дистанционное управление устройствами осуществляется с помощью электрокарниза, в котором располагаются все исполнительные механизмы и контроллеры. Поэтому для автоматического управления устройствами более подходят внутренние.

Они бывают трех типов:

1. жалюзи;
2. подъемные;
3. раздвижные.

Жалюзи

Жалюзи для окон могут быть в двух исполнениях – горизонтальном и вертикальном. В горизонтальных жалюзи поворачивающиеся ламели располагаются горизонтально, верхняя планка крепится к карнизу.

Автоматические жалюзи

Могут поворачиваться на 180°, подниматься на заданную высоту, регулируя интенсивность светового потока. Но если длина ламелей чрезмерно велика, то возникает вероятность их механической деформации, и тогда могут быть проблемы с движением планок.

В вертикальных жалюзи у ламелей есть две точки крепления – верхняя расположена на карнизе, нижняя точка закрепляется в направляющей. Все ламели расположены вертикально. Ширина и длина могут меняться в самых широких пределах.

Крепить их можно в любых проемах. Основной недостаток с точки зрения эксплуатации – ламели изготавливаются только из ткани.

Подъемные шторы

К подъемным относятся рулонные и римские шторы. Разница между ними заключается в способе освобождения оконного стекла. Исполнение может быть любым, рисунки – по желанию покупателя.

Конструкция рулонной шторы

Рулонными их называют потому, что полотно, которое закрывает окно, крепится в электрокарнизе на вал, и поднимается, сматываясь в рулон, или с него опускается. Большое распространение получили рулоны с фотопечатью.

Простые или автоматические римские шторы представляют собой прямоугольное светозащитное тканевое полотно, в котором через равные мерные отрезки горизонтально распределены планочки, соединенные специальными шнурами. При подъеме планочки поднимаются одна за одной, начиная с нижней, ткань при этом образует красивые складки.

Раздвижные шторы

Название уже говорит само за себя – эти шторы легко раздвигаются, двигаясь горизонтально по электрокарнизу, регулируя доступ светового потока в помещение.

Конструкция автоматического карниза

Специальный механизм может раздвигать занавесь полностью или по секциям, открывая окно полностью или частично. Ими можно драпировать не только окна, но различного рода дверные проемы внутри квартиры, дома.

Как работают автоматические шторы в составе «умного дома»

Шторы «умного дома», подключенные к общей системе управления, могут работать как автономно, в ручном режиме, так и в автоматическом режиме.

Производителей комплектов под общим названием «умные шторы» на мировом рынке достаточно много, каждая фирма разрабатывает свои собственные принципы управления, систем взаимодействия.

Для смартфонов разрабатываются специальные приложения, которые позволяют управлять именно этим типом устройств. И хотя принципы управления для всех устройств одинаковые, реализация их у каждого производителя своя.

Основные принципы управления автоматическими шторами «умного дома» такие:

• от кнопки;
• от пульта дистанционного управления;
• голосовые команды;
• по заданному сценарию;
• от смартфона.

Управление от кнопки – наиболее простое, не требует каких-либо дополнительных средств. Для приведения в действие механизма управления достаточно нажать обычную кнопку, которую пользователь может разместить в любом, удобном для него месте.

Система управления солнцезащитой частного дома

Так управлять удобно автоматическими рулонными шторами с электроприводом, или, как их еще называют, автоматическими ролл-шторами. Для других типов используются более сложные принципы управления

Управление от пульта дистанционного управления – наиболее распространено в существующих системах. Электрокарнизы поставляются с уже настроенными ПДУ, причем, настройка осуществляется на несколько режимов работы.

Для голосового управления электрокарниз должен быть оснащен блоком распознавания голоса.

Для работы по заданному сценарию электрокарниз оснащается программным блоком. Программа автоматического открывания штор задается либо с ПДУ, либо от смартфона.

Комплектация системы

Стандартной, типовой комплектации системы управления шторами в «умном доме» не существует. Но есть набор обязательных инструментов, без которых подобные устройства работать не могут.

Комплектация автоматической шторы

К таким инструментам относятся:

1. блок контроля и управления;
2. электродвигатели, отвечающие за работу всей системы и отдельных ее компонентов;
3. датчики освещенности, времени, реперных точек;
4. активирующие органы управления – кнопка, пульт дистанционного управления.

Автоматические шторы – популярные модели

Шторы в окнах «умного дома» должны быть тоже «умными». Они должны уметь создавать комфортную атмосферу в помещении не только по команде, но и самостоятельно.

Реагируя на освещенность в комнате, они должны открываться или закрываться, принимать промежуточное положение, по заданной программе открываться по утрам и закрываться вечером, в зависимости от положения солнца менять отражательную способность. Все это могут делать автоматические шторы Xiaomi.

Автоматические шторы Xiaomi Aqara Smart Curtain

Эти электрокарнизы позволяют выполнять полный спектр операций по управлению уровнем освещенности. Используя протокол Wi-Fi ZigBee 802.15.4, этот гаджет дает возможность управлять элетрокарнизом со смартфона, ноутбука, планшета.

Комплектация автоматической шторы Xiaomi Aqara Smart Curtain

Имея в своем наборе обширное меню, электрокарниз может с успехом работать с беспроводной кнопкой Xiaomi Mijia или с беспроводным свичем типа Xiaomi Aqara Wireless Remote Switch 1 /2, предназначенными для этих целей. В зависимости от комплектации цена набора колеблется от 11000 до 29000 рублей.

Рулонная штора с электроприводом Louvolite

Органично вписываются в «умный дом» рулонные шторы. Они просто устанавливаются – нужно только установить на место электрокарниз и закрепить на его рабочий вал полотно ткани.

Все остальное сделает автоматика. Управление механизмами по радиоканалу с пульта дистанционного управления.

Конструкция рулонной шторы Louvolite

Возможно управление по таймеру, который программируется с ПДУ. Стоимость электрокарниза (без стоимости ткани) в зависимости от комплектации колеблется в пределах от 9300 до 11000 рублей.

Заключение

Еще одно достоинство автоматических штор – высокая экономичность. Они потребляют ничтожно мало энергии, так как двигатели работают не более десяти минут в сутки.

Все остальное время в ждущем режиме работает только электроника, потребляющая в сутки не более десятых долей ватта.

Видео: Обзор и установка элеткрокарнизов Xiaomi Aqara

Умные шторы Xiaomi

Smart шторы — неотъемлемая часть умного дома, хотя они и мало распространены у нас в России. У многих вы встречали дома такие шторы? На мой взгляд — это большое упущение.

Перед ремонтом, я задумывался над установкой Aqara smart curtain, и на данный момент они установлены и проверены в работе.

Давайте разберем, что из себя представляют автоматические шторы и посмотрим как они работают.

В сети много обзоров самого мотора с контроллером. Так же практически все магазины предлагают его купить, но не предлагают к нему карниз, а какой смысл в одном моторе?

Сами умные шторы можно разделить на 3 составляющие: карниз, мотор и сами шторы. Давайте разберем каждый из них.

Карниз Aqara

Есть несколько типов электрокарнизов, у Aqara используется «Раздвижной тип», когда шторы раздвигаются от центра к краям, или от одного края к другому (в зависимости от карниза). Сразу хочу обратить внимание, что официального карниза Aqara нет. Компания производит только мотор, а карнизы — сторонние производители.

Поддерживаются как прямые карнизы, так и с L образным закруглением. Максимальная длина до 6 метров, крепить можно как к потолку, так и к стене:

Я купил трехметровый карниз, раздвигающийся в стороны. Цена зависит от длины, стоимость моего 3 метрового составила около 7 тысяч, покупал тут. Но пришлось везти из Москвы, зато всего пара дней.

Сам карниз разделен на 3 блока по 100 сантиметров, имеется один общий приводной ремень. Соединяется в единое целое при помощи металлических пластин, сборка не должна вызвать проблем. Перед покупкой, уточнял о совместимости, меня уверили, что все подойдет и оказались правы:

Крепить эту конструкцию лучше к потолку. Даже не лучше, а это единственно правильный вариант. Почему? Да потому, что конструкция блочная, соответственно, места стыков будут провисать на угловом креплении. Как сделал я:

Потолок пришлось натягивать, оставляя под шторы специальную нишу. Вышло немного дороже, зато карниз спрятан и не бросается в глаза. К потолку карниз надежно закреплен на 6 креплений:

Не стоит забывать, что необходимо подключить мотор к электричеству. Кабель мотора можно нарастить и приделать вилку, но я пошел по другому пути. Проводка проходит по потолку, в распределительной коробке оставил один разъем куда и подключил кабель, выглядит это так:

Провод немного торчит, но полностью спрячется за шторами, как и сам мотор. Его можно разместить как с правой стороны карниза, так и с левой. Другая сторона закрывается пластиковой заглушкой:

Не так давно вышел и беспроводной мотор Aqara B1, но в продаже его пока нет.

Обратите внимание на пластиковый крючок, на краю карниза, в процессе установки может возникнуть вопрос, куда его вешать. Так же обратите внимание на кольца для крючков, они катаются по инерции, тянут шторы 2 направляющие:

На каждом из них присутствует 3 отверстия для крючков, но у меня зацеплены только за 2, считаю вполне достаточным. При закрытии они наезжают друг на друга, не создавая щель между тканью.

В целом, если смотреть со стороны, карниз спрятан в нишу и почти не выступает за нее:

Осталось повесить шторы, но для начала поговорим про мотор.

Мотор Aqara Smart Curtain

В комплект поставки входит только мотор. Длина встроенного кабеля — чуть больше метра.

На нижней крышке находится кнопка сопряжения, световой индикатор, а так же написаны технические характеристики устройства:

Они же, но в виде таблицы и на русском:

Производитель	Aqara
Модель	Aqara Curtain Controller (ZNCLDJ11LM)
Материал корпуса	Алюминий и пластмасса
Рабочая температура
Питание	100—240V AC，50Hz / 60Hz
Модули связи	ZigBee
Скорость передвижения	14 см/сек
Габариты (корпус)	70 мм x 50 мм x 346 мм
Вес	1.5 кг.

Так же, из характеристик хочется отметить защиту IP 40, это значит, что устройство защищено от частиц пыли, размером более 1 мм, а вот от воды защиты совсем нет, поэтому необходимо полностью избегать контакт мотора с водой.

Если разобрать нижнюю часть, увидим заземление корпуса:

А за работу устройства отвечает эта плата:

Несмотря на то, что сам привод кажется громоздким, он полностью спрячется за шторы и будет совсем незаметен. Многие из-за размера думают, что там прячется емкий аккумулятор, но увы, питается мотор только от сети.

Уровень шума в умных шторах Xiaomi

Касательно шума, немного шумят, но я бы не сказал что он критично высокий. Производитель заявляет шум мотора менее 30 дБ, но основной шум создает сам карниз. При запуске и остановке мотора, слышен четкий щелчок реле. В целом, дискомфорта шум не доставит, но мог бы быть и потише.

Выбор штор для автоматического карниза Aqara

Хорошенько подумав, я пришел к выводу, что мне не нужен тюль. Практического применения в дополнительном пылесборнике я не нашел, и к тому же наличие тюля вдвое удорожает конструкцию, а это бьет по кошельку. Но шторы должны быть практичными, а именно прятать солнце когда оно не нужно, и скрывать домашний быт от посторонних глаз вечером.

В связи с этим, выбор пал на шторы Блэкаут (Blackout). Фишкой такой технологии является максимальное блокирование прохождения света через ткань. При том, ткань многослойная, и можно выбрать любой тон или рисунок. Я выбрал бежевый цвет, чтобы шторы сочетались с обоями:

Сразу заметно, что будь ниша на потолке глубже сантиметров на 5, то просвет бы отсутствовал совсем. Упор делался на полностью закрытое окно, для минимизации проникновения света.

Шторы не самые тяжелые, комплект весит около 5 килограмм. Мотор и карниз справляются отлично, запас прочности и мощности заложен с запасом.

В открытом виде:

Как видите, шторы разъезжаются от центра к стенам. В открытом состоянии, каждая из штор занимает примерно 45 сантиметров, что немного не хватило, чтобы полностью спрятать мою гладильную доску. Вешаются шторы на пластиковые крючки, я по неопытности их в начале не купил:

Мотор полностью прячется за штору, если специально не смотреть, его не заметишь.

Полностью создать темноту в комнате не получится, светлый тон штор немного пропускает солнечный свет. Но легкий сумрак — вполне, так что днем можно вздремнуть 🙂 Если светит яркое солнце, то шторы можно закрыть на половину:

Если штору потянуть к центру — она закроется, если потянуть к стене — откроется. Если задержать её рукой — остановится на текущем месте. Это все касательного ручного управления, но какой в этом смысл, если есть система Умного дома Xiaomi. Перейдем к подключению устройства в приложении Mi Home.

Aqara Curtain в приложении Mi Home

Сразу определимся, сами по себе шторы можно назвать автоматическими, но не «умными». А вот в сочетании с системой Xiaomi Smart Home, возможности карниза заметно расширяются. Давайте же добавим Aqara Curtain в систему. Мы помним, что она работает по протоколу ZigBee, а значит нам потребуется один из шлюзов. Будем делать на примере Mijia Gateway 2, хотя можно использовать и Aqara Hub.

На моторе нажимаем кнопку на 5 секунд, индикатор должен несколько раз моргнуть синим. После этого, устройство переходит в режим сопряжения. В приложении высветится новое устройство (если этого не произошло, можно добавить вручную). Все стандартно, если появляются затруднения, порядок добавления устройства можно посмотреть тут. Перейдем в плагин управления:

Тут все максимально понятно, кнопки закрытияоткрытия шторы, пауза и ползунок ширины открытия.

При первом открытии и закрытии штор, происходит определение длины карниза, из-за чего он двигается медленно и упирается в края. После такой калибровки, карниз будет работать быстрее, тормозя у краев карниза. Сохраненные настройки можно сбросить (в случае если вы расширили карниз, или необходимо задать другие крайние точки), для этого заходим в дополнительное меню, пункт Use help, а там выбираем Quick start guide. Переключаемся на 4 пункт и нажимаем кнопку Clear stroke.

После этого сохраненные положения сбросятся, и при следующем открытиизакрытии будет произведена новая калибровка.

А если штора при нажатии кнопки закрытия открывается и наоборот, то можно включить реверс, для этого заходим в третий пункт инструкции, где включаем пункт Reverse.

Сценарии умных штор Xiaomi Aqara

Перейдем к настройке сценариев для автоматического карниза Xiaomi. Он может выступать только в роли исполняющего устройства. Доступны следующие действия:

Думаю, переводить не стоит? Единственное, последние действие — открытие штор на заданный процент.

Пример сценария, в котором шторы открываются и закрываются от нажатия на кнопку и манипулирования интерактивным кубиком:

Более подробно о создании сценариев можно почитать в этой статье.

Где купить карниз Aqara

Покупка будет состоять из 2 частей, мотор и сам карниз. С первым проблем нет, продается везде. Но я брал на FoxPox.

А вот с карнизом уже сложнее, поскольку необходимо подбирать длину, и еще учитывать, чтобы крепление подходило к мотору. Лучше покупать в одном месте и уточнять о совместимости. Кстати, в FoxPox можно заказать карниз любого размера. Ребята изготовят карниз за 2-3 дня. Доставку осуществляют по всей России, да еще и гарантия 1 год!

Если у вас не стандартные размеры, можно подобрать длину в точности до сантиметра. А в случае необходимости, можно заказать карниз с угловыми соединениями:

Личный опыт длительного использования

Мне кажется, что всегда найдется человек, который скажет: — «Ну и зачем эта бесполезная вещь? Встал с дивана и открыл шторы, да и подвигаться немного полезно.» И даже в чем то это высказывание правдиво. Разумеется, без автоматически открывающихся штор можно без проблем прожить. Но поставив их дома, хорошенько продумав все возможные сценарии, отказаться от этих автоматических штор будет просто невозможно.

Какие сценарии настроены у меня:

1. Открытие штор утром по таймеру за 5 минут до будильника, мне помогает постепенно просыпаться.
2. Закрытие штор при уходе из квартиры. На практике не знаю, но надеюсь что мебель и обои будут меньше выцветать.
3. Закрытие штор, при включении полного освещения в комнате.
4. Открытие штор при возвращении домой. Сценарий оказался бесполезен вечером, когда уже темно, поставил время работы сценария до 6 часов.
5. Другие сценарии, для открытиязакрытия, задействованы интерактивный кубик и кнопка.

Можно настроить еще кучу сценариев, например при помощи датчика движения можно настроить открытие штор при приближении к ним.

Если задумаетесь хорошенько автоматизировать дом, то обязательно задумайтесь над приобретением автоматических штор, не пожалеете.

Используемые источники:

• https://habr.com/post/374285/
• https://bezopasnostin.ru/umnyj-dom/avtomaticheskie-shtory-i-zhalyuzi-v-umnom-dome.html
• https://xiaomi-smarthome.ru/avtomaticheskie-shtory-xiaomi-aqara-curtain/