1、基础系统选型
我对这种架构系统的理解剖析:1、手拉手总线;2、兼容性强;3、成熟稳定;4、价格高昂。可能看到价格高昂,好些人就不考虑了。不过换个思路想,与crestron或者C4比,设备价格实际上并不高,而且这套系统一旦接入进hassio核心,都不需要配置中控主机,还是蛮不错的。况且除进口厂家(abb,海格,施耐德,永诺),国内有一些正规厂家也在生产knx的产品;
总线设备,在布线思路上面和传统家装有一定区别。咱们目前家装主要流行的还是“控制火线,面板接控制线,串零线”的思路。总线智能家居,不存在强电控制面板的说法,全部是集中管理。小户型线缆进1个电箱,大户型一层楼或一个区域用一个电箱。这边有个knx系统架构:

图一
从图1的ABB i-bus的介绍图中,可以看出来,knx在大型楼宇、建筑项目中,有着很大的优势。每条Knx支线可以带64个设备,通过网关就可以上传进入主机。不过将系统用在智能家居上,只需要用到其中一部分即可,可参考图2。

图2
目前对于中国家庭来说,常用的智能家居控制有这几个大类:1、照明(开关+调光);2、插座(主要大功率插座);3、窗帘;4、空调;5、小型的感应联动。KNX系统介绍就到这里。
目前对于中国家庭来说,常用的智能家居控制有这几个大类:1、照明(开关+调光);2、插座(主要大功率插座);3、窗帘;4、空调;5、小型的感应联动。KNX系统介绍就到这里。
另外,咱们homeassistant系统中,对于knx链路的支持确实比较好,官网上有现成的插件,附上传送门:https://www.home-assistant.io/components/#search/knx

图三
这里,hassio对knx能够原生支持的很多,如:传感器、场景、开关、照明、窗帘、温控器等,相对来说还是很全的。
2、需求分析及设备选型:
很多朋友可能跟我一样,很想把家里加入一些智能化元素,但是根本不清楚自己需要的是什么。“别人推荐我语音控制,我也跟风想做语音控制。别人推荐我手机操作电气遥控器,我觉得很酷炫,也要做一下”,这种现象我相信肯定不止在我身上发生过。这几年体验了这么多智能控制,最终发现,最需要的是一些实用性的技能,我来整理一下:
(1) 掌握家中重要设备运行状况;
(2) 用最轻松的方式,去做一些事情,比如:通过语音开关电气,窗帘。
(3) 可以实现部分设备、场景自动化的控制,例如人来灯亮,人走灯灭等。
把需求确定之后,可以剖析出具体需要安装哪些东西去实现上述功能。我总简单的整理了三大块:
(1) 中控主机配触摸屏+远程登录,这样无论在家中还是在外,都可以掌控家中的一切动向,并实现手动控制。不仅如此,所有的自动化逻辑可以交给中控主机去完成。
(2) 语音网关,通过它可以把想要的东西做交互实现智能控制;
(3) 硬件链路层,可以完全按照中控主机给的指令执行,并且反馈信息。
有关中控主机,这个我就不多赘述了,咱们论坛里把系统布在各个平台的介绍都有,树莓派、群晖、windows都是可以的。我这边提的建议就是,群晖是一个不错的选择,毕竟网络存储性能一般,但很稳定。至于语音网关,天猫精灵、小度或者小爱同学,都是不错的选择,他们实际上是和中控主机做交互。
硬件链路层上面,这一块是我着重想介绍的。到底每个设备选择用哪种控制方式是有说法的,经济实惠是一方面考虑的因素,毕竟自己住的房子,稳定才是关键,稳定性不好的设备,没用几天就出问题,这种情况会被家里人冷嘲热讽。
从确定了使用knx总线系统后,下一步就是继续分解。控制设备单元也有便宜和贵。既然很多KNX厂家都是电工元器件和工控出身,那选用的knx设备一定要选用他们比较擅长的领域,我认为这几种设备是可以选择购买knx系列的:
(1) I/O模块:
I/O干接点输入模块主要用于收集一些开关量信号。推荐可以做一些场景或者按键开关的接入。门磁、窗磁、人体感应同样可以接入。
(2) 继电器/调光模块:
继电器和调光模块是系统的主要配件,照明、插座回路都可以接进去。
(3) 自动控制类的模块:
场景面板、温控面板以及窗帘控制模块。
KNX的这一类部件,相对来说市场价还是可以承受的。而还有一些部件,个人感觉如果资金充裕,也可以配置的。比如说小型气象站、中控系统、触摸屏主机、背景音乐控制等等。我自己没有配置,因为各个厂家不通用的东西作为平台或者系统,扩展性非常狭窄,而且价格会很高。这类控制完全可以交给现有的HASSIO平台,去接入别的设备。界面就自己买触摸屏调用HASS主界面即可。这边我可以分享一下我自己用的设备清单:
除了KNX设备,我这边还配了几个比较有意思的设备:
背景音乐主机(用于播放背景音乐,因为自身是触摸屏,就装在玄关门口了)
飞利浦hue灯带(可以调色)
马兰士家庭影院主机(功放)
玛德克电箱(用来安装这些模块的)
米家无线感应器、门窗磁(后续用来做自动化的)
如果对总线智能家居系统配置有啥疑问,欢迎一起探讨,希望各位大神能够多多指正!我也想听听大家一些更好的建议。下一篇帖子我将重点介绍如何设计系统和施工。
3、有关系统前端设计
今年我自己家装修,从4月份开始,到目前7月份基本完工。我做的经验分享完全基于自己的实践经验,其中有些案例也是现实发生的。工程就是瑕疵品,没有完美的,中间不足的地方请各位指正!
总线系统中,设计这一步是非常重要的,毕竟设备之间的连接是手拉手相连的,少补一根线都后悔也来不及。这个设计分两大块:
A.剖析功能,如何实现;
B.分解各功能,设计电气回路及布线图。
在上一帖的介绍中,如果确定用总线方案,基本设备框架就定型了。各个功能如何实现也有了简单的介绍,这一部分就不着重描述。重点介绍一下强电回路这一块。家装电气和工装比最大的区别是体量小,每个回路的负载也不大。一般家装公司都会出一稿初步的设计图纸。可以说,装饰公司的设计师,他们对装饰、效果很懂,但对电气回路的理解很粗浅,btw,没有关系,只要设计师能给到点位,剩下的工作可以自行完成。
第一步:区分受控回路和非受控回路
总线系统中,受控回路的控制线需要单独布线至集中电箱位置,这个和我们传统的火零开关不同。在方案确认好后,任何一个强电控制的电气都是一个单独的受控回路。这里要做一个区分。拿我自己家举例子,我的所有照明灯具全部做灯控,那么每个照明灯具就是一个受控回路,我的电暖气片是独立控制,所以电暖气片也是单独的受控回路。而插座按区域分回路即可。下面是我自己的回路表:

图4
几个重点要注意:
1、 每个受控回路,均需估算负载。在公建项目和5年前,这个是非常重要的,毕竟当时LED灯没有完全普及。现在如果使用LED照明,功率真的很小很小。
2、 在配置好各个照明回路后,可以按区域、按负载容量划分空开。建议每个区域回路做单独的空气开关,这样在检修、换灯时会容易些。
3、 切记,一定要注意,如果有模块调光需求(选用调光模块)的朋友,那一定要参照说明书使用。调光这一块我简单讲一下,总线模块调光模块市面上主要有这几种:a、可控硅调光;b、0-10v调光;c、DALI数字调光。在过去,如果我们选用的是小几十瓦的卤素灯、白炽灯,直接用可控硅调光即可,但是可控硅不能完全断电。现代家装中,以LED照明居多,LED配模块调光这种方案虽然可行,但不够经济实惠,原因有二:一是需要购买开关电源和灯具分离的灯,并且开关电源要支持0-10v或者1-10v调光功能,二是这种调光方式除了正常布放照明控制线以外,还需布放2芯控制线用来传信号,每个灯具回路单独一根,成本很高。针对DALI数字调光,有专业需求的可以使用,布线上DALI控制线要单独布放,手拉手串联,另外需要配备小几千的DALI网关,电源也要支持DALI协议,所以成本更加高。
第二步:配置设备及规划系统图
受控回路确认过之后,可以进入系统设备选型。参照图4系统图案例来看,一个主回路(WL),就根据容量配置1个空开。8~10个子回路,配置一个继电器模块。继电器模块的回路数、单回路的负载需要根据各个厂家的说明书选型。图5为我这边根据回路表配置的一个电气系统图:

图5 配电箱系统图
系统中,我将23个子受控回路分在3个继电器模块下。这里后期的箱体成套全部参照系统图。有关继电器模块的选型,这边其实也有讲究的。总线类的继电器模块大致可以分2种:带手动操作和不带手动操作的,如图6。个人强烈建议用带手动机械操作的继电器,这样系统故障时,可以通过手动机械操作点亮灯具和回路。

第三步:绘制系统图及平面图
配电子系统只是其中控制系统中的一个环节。在上一篇我就提过,档设计需求明确后,每个功能都应该反映在系统图上,这样就需要一个整体的大系统图。我这边做了一个简单的图纸给自己看看:


图7 系统图
结合系统图,标清楚什么线缆该怎么布放,交代给工人会比较清楚一点。否则工人们不理解,做得再全的平面图他们也看不懂。当然,系统图主要是给自己调试时候理解,不要被复杂的设计弄得很混乱。
第四步:根据系统图制作配电柜
总线控制系统中,配电柜是非常重要的元素。因为集中控制、集中摆放设备,所以配电柜一定要买大一点的。而且配电柜回路接线要严格按照设计图纸中的步骤去做,否则容易出问题。原则上,配电柜成套之前,还是应该出一份配电柜盘图和配电柜系统图,否则容易弄乱。家装中,总线配电柜成套是门学问,普通电工是不会帮你做的,除非你多出点钱。我自己为了省钱,配电柜内的成套是我一个人动手做的,虽然不如电工师傅做得好看,但是原理不会出错。而且因为自己动手做柜子,图纸这东西我也就捣糨糊了,哈哈。注意:配电柜如果不是电工做的话,建议一定要UK系列接线端子,这样电工接线就非常简单了。不然电工根本不知道该怎么接线,会弄得一头雾水。

图8 配电柜展示

德龙科技 knx照明系统

图8 配电柜展示
这一帖主要介绍系统前端的一些设计思路,这个是我自己实践尝试的内容,分享给大家,也要向各位多请教。有兴趣的可以多交流。在第三篇中,我会主要介绍总线系统的后端(照明灯具、控制面板)的设计思路。
4、关于总线系统布线设计以及施工注意点
在上一帖中,我已经简单介绍了如何去设计自己的设备和回路,下面我重点想和大家分享总线系统中,该如何布线。虽然线缆布放的施工原则上是电工完成,但是他们有自己的固有思路,要“扭”过来不能硬灌输,需要按照电工容易理解的方式沟通,相信配合会比较好。
首先,总线控制概念自己一定要清楚,墙壁上的开关已经和强电没有任何关系了。这样就会出现至少2套布线图:1、控制面板布线图;(弱电)2、照明回路布线图(强电)。先从大家容易理解的受控回路布线来解读。
传统的照明布线,其实咱们群里在售的改装模块,相关帖子已经介绍过了,无非是这几种:(可以参考论坛改装模块的帖子,里面其实有所介绍https://bbs.hassbian.com/thread-2551-1-1.html)
(1) 火零开关
这种在现代家装中间不是特别常见,因为特别费线。原理特别简单,电箱过来“L+N”至面板,面板再输出“L+N”至负载(灯具)。
(2) 单火开关
这种是最常见的开关类型,零线与面板不相干,电箱直接布放火线至开关面板,开关面板输出火线至负载(灯具)。而一个区域的灯具在上端头,零线是串联的,直接进入电箱。
无论是单火还是零火开关,在我们普通的加装图纸上是没有体现的,设计师只是标明开关位置、双开以及每个开关控制哪些灯具。图9为一个传统的强电回路图纸:

图9
这份标准的照明回路图,给施工人员看是一目了然,一张图就能够理解开关、照明该如何布线。这里就带来了关键问题,总线必须分开来画图。
总线形式,强电回路和弱电面板建议分2张图表示。照明回路全部要布线至电箱,墙面布放的是弱电线缆。图10就是面板与灯具回路分开的两张图。另外我附一张ABB的ibus总线系统的一个设计实例。面板我这边用了2中形式的面板,1种是总线,另一种是干接点复位面板,稍后我会做解释。

图10
如果细心的朋友核对一下平面图和我之前帖子中的点表可以发现,每条回路是完全能够对应的上的。按照这份图纸和电工进行交底,电工能够完全理解。负载火线(即控制线),每个灯具回路单放至配电箱。负载零线,分区域在吊顶上串联,布放至配电箱。
这边还有一条想要强调的就是,这些年如果想做好看点的灯带,灯带电源和灯带是分开的,如果有集中放置灯带电源的空间,一定要留检修口,这样方便后续更换电源。
至于实体开关面板,在我来看,是非常非常重要的环节。总线系统中,按照我的理解,主要可以分成2大类面板:第一种是可编程面板,第二种是干接点复位面板。图11为可编程面板的一个介绍。而自复位干接点面板,我这边就不上图了,各个电器厂家都有,说简单一点,就是我们常规用的翘板开关加个弹簧即可。

图11 可编程面板
可编程的按键面板,一般价格比较贵,可以实现的功能也比较多。比如:调光、温控、照明、场景。我个人认为,这类面板如果没有显示屏,一般情况是可以考虑不要买的,但是为了房屋酷炫一点,自己能够承担成本,装几个很好的。布线时,这类面板走的是总线+供电线,一般是4芯,手拉手相连,不是非常费线。前端连接进总线,如果面板太多,末端可能需要加终端电阻。
干接点面板,如果需要实现功能,可以布放干接点模块。任何一个干接点信号,可以实现一种功能。比如三开干接点开关,我可以在程序中定义:第一个开关作为全开、第二个开关作为全关、第三个开关作为窗帘。。。这种模块有2种,一种是导轨安装在电箱中间,另一种则是一个小模块,直接安装在面板背后的86盒里面。(见图11)

图11 干接点模块
图11 干接点模块
在家装中,个人建议用小的干接点模块,这样可以减少布线量。而且欧洲人做的干接点模块,除了输入信号,还有输出信号。可以适配一些24v指示灯,还是很不错的。导轨干接点模块,可以作为一些传感器信号接收,比如人体感应,红外幕帘,光感……
至此,将所有布线图完成,基本就可以形成一稿可指导施工的施工图,剩下来就是盯着工人按照图纸施工。这个不要去和施工队妥协,该怎么放线就怎么放线。我可以分享一下我自己家装中间的过程照片:

图12
简单的介绍一下控制线缆,一般情况总线设备(标准485)用的通讯线,我们会选用RVVP4*0.75的线缆,建议带P(即屏蔽),防止信号干扰。但家装中距离比较短,不带P问题也不大。如果总线选择的是KNX协议,它有专门标准的KNX/EIB线缆,如下图:

图13
这种4芯线,比RVV的区别是硬线,铜芯有点像网线,规格为2*2*0.8,整体做工确实不错。虽然说用网线也可以,但是既然官方推荐这种,我也就买的这种线缆,价格也不贵就是咯。毕竟eib端子排是为这种规格传输电缆设计的。
如果需要用调光的朋友,我虽然非常理解,但是我觉得没有专业文章写得好,而且没有什么实际成果分享给大家,所以直接传送门:
另外,一定有一个注意点不能忘记,就是咱们电箱里的网关模块:KNX/TCP模块、中弘网关等,一定要布放一根网线进交换机(或者路由器),否则无法接入hassio系统。
本篇内容先写到这里。如有不足之处,或者我了解的可以和大家分享的,可以回复我让我补充。不足之处望各位多包涵多指正!