Montaż włącznika ZigBee bez przewodu neutralnego – Lonsonho X712A

Dzisiejszy wpis będzie bardzo praktyczny – zamontujemy włącznik kompatybilny z protokołem ZigBee, nie wymagający do działania przewodu zerowego. Oznacza to, że może zostać użyty w starszych instalacjach w systemie „puszkowym”, gdzie do włączników nie prowadzono przewodów neutralnych.

Zacznijmy od pewnego zastrzeżenia, które autorzy wpisów związanych z pracami przy urządzeniach elektrycznych zawsze dodają – pamiętaj, że napięcie 230V jest niebezpieczne dla zdrowia i życia. Jeżeli wykonujesz jakiekolwiek prace opisane w tym wpisie, robisz to na własną odpowiedzialność. Zawsze upewnij się, że wiesz co robisz i pracuj przy wyłączonym napięciu, a najlepiej poproś elektryka o pomoc.

Instalacja elektryczna, puszki i przewód zerowy

Automatyzacja w domu z nowoczesną, bezpuszkową instalacją elektryczną jest zwykle nieco prostsza. Przy każdym włączniku i odbiorniku światła mamy komplet trzech przewodów – ochronny, neutralny i fazowy. Urządzenia elektryczne wymagają przynajmniej przewodu fazowego i neutralnego, dlatego montaż „inteligentnych” włączników światła nie stanowi w takim wypadku problemu. Nasze przełączniki bez problemu zasilimy napięciem 230V.

Z kolei w wielu starszych domach, spotkamy tradycyjny system montażu, z użyciem puszek rozdzielczych. Charakteryzuje się on tym, że przewody łączone są w wielu miejscach, a do włączników prowadzone są wyłącznie przewody fazowe. Często instalacja ma tylko dwa przewody: czarny – fazowy (L) i niebieski – ochronno-neutralny (PEN). W takim przypadku zazwyczaj nad włącznikiem światła, w pobliżu sufitu (często pod tynkiem) znajduje się puszka rozdzielcza.

Przy naszym włączniku mamy wyłącznie zasilanie i przewód zasilający lampę. „Zero” znajduje się wyłącznie pod sufitem i zwykle nie jest łatwo sprowadzić je do włącznika bez kucia w ścianach. Czy jest jakaś szansa, żeby zasilić nasz włącznik przy takim układzie? Właściwie tak. Jeżeli popatrzymy na powyższy schemat, to bardzo łatwo zauważymy, że właściwie drugi z przewodów, łączy się z „zerem” poprzez naszą lampę. Jeżeli więc połączymy urządzenia szeregowo, zabierając lampie trochę napięcia, to powinno to działać. Nasz włącznik będzie miał zasilanie, a lampy będą świecić.

Co jednak, gdy zależy nam, żeby światło nie świeciło, a wyłącznik nadal miał zasilanie? Musi przecież odbierać sygnały radiowe i być w stanie załączyć oświetlenie. To także jest możliwe, pod warunkiem, że prąd płynący w układzie będzie na tyle mały, żeby nie powodować świecenia lub błyskania żarówek (obecnie raczej lamp LED).

Lonsonho X711A, X712A, X713A

Wiemy już, jaka jest teoria, zajmijmy się więc praktyką. Firma Lonsonho wypuściła serię 1-, 2- i 3-przyciskowych przełączników ZigBee, które sprzedawane są w wersji „nowoczesnej”, jak i bez przewodu neutralnego. Charakteryzują się one bardzo małym poborem prądu w stanie czuwania. Współpracują z ekosystemem Tuya, ale są też wspierane przez Zigbee2MQTT.

Włączniki występują w czterech różnych kolorach, mają duże przyciski i wyraźny skok i charakterystyczny klik przy przełączaniu. Docenią to osoby, które nie są przekonany do sterowania dotykowego. Jeżeli chodzi o wygląd, to są estetyczne, a bezramkowy styl może się podobać.

Warto jednak wiedzieć o jednej potencjalnej wadzie, która spowodowana jest projektem dostosowanym do jak najmniejszego zużycia energii – urządzenia „bez N” nie są routerami ZigBee. Nie rozszerzają więc zasięgu sieci, do której są podłączone.

Zastosowanie włączników ZigBee

Co możemy osiągnąć stosując przełączniki ZigBee? Przede wszystkim standardową funkcjonalność zwykłych włączników – włączanie i wyłączanie światła tradycyjnym przyciskiem. Jest to bardzo ważne, bo oznacza, że podstawowa funkcjonalność naszego domu jest dostępna przy awarii połączenia internetowego czy systemu automatyki domowej. Dodatkowo mamy delikatne podświetlenie przycisków, więc w nocy widać gdzie są zlokalizowane. W stanie wyłączonym świecą na zielono, a załączone na pomarańczowo.

Oczywiście gdyby interesowały nas wyłącznie tradycyjne funkcje, to nie zmienialibyśmy przełączników na „inteligentne”. Dodatkowo możemy, dzięki użyciu bramki obsługującej protokół ZigBee, włączać i wyłączać światło zdalnie. Żeby tego było mało, nasz system automatyki domowej otrzymuje informację, gdy ktoś włączy światło z użyciem fizycznego przełącznika.

Mamy więc cały zestaw funkcjonalności użytecznych w systemach automatyki domowej. Możemy wyłączać światło po pewnym czasie od jego ręcznego włączenia. Możemy zapalać je według zadanego harmonogramu, albo reagując na różne zdarzenia w domu – jak chociażby ruch zauważony przez inne czujniki.

Montaż Lonsonho X712A

Weźmy się jednak w końcu do pracy i wymieńmy tradycyjny, podwójny włącznik światła na nowoczesny, bezprzewodowy Lonsonho X712A.

W pierwszej kolejności należy zdemontować istniejący włącznik światła. Sposób zależy od konkretnego modelu, ale zwykle sprowadza się do wyjęcia klawiszy przez ich podważenie, co z kolei otwiera drogę do demontażu ramki ochronnej. Wtedy zyskujemy już dostęp do wkrętów, które trzymają urządzenie w puszce.

To czego się spodziewamy po wyjęciu włącznika z puszki, to trzy przewody. Jeden z nich – fazowy – doprowadza zasilanie do włącznika. Zidentyfikujemy go po pierwsze patrząc na schemat urządzenia, a po drugie sprawdzimy, że tylko on jest pod napięciem w stanie włączonym. Warto go oznaczyć, podobnie jak pozostałe dwa przewody, które wysyłają prąd do dwóch różnych lamp (żeby nie zamienić finalnie funkcji lewego przycisku z prawym).

Gdy przewodów jest więcej, warto zastanowić się dlaczego i czy na pewno wiemy, jak jest zbudowana nasza instalacja. Jeżeli nie mamy pewności, to lepiej nie brać się takie prace.

Jeżeli mamy trochę szczęścia, to puszka pod przyciskiem jest współczesna, z miejscami na wkręty trzymające włącznik. W idealnym przypadku – w wersji głębszej, którą zawsze polecam każdemu, kto buduje nową instalację lub wymienia jakąkolwiek puszkę. Ja tyle szczęścia nie miałem i puszka była, nie dość, że bardzo płytka, to jeszcze pozbawiona miejsca na wkręty mocujące.

Trzeba sobie jednak jakoś poradzić, bo włączniki Lonsonho pozbawione są niestety rozpórek, w które wyposażone są praktycznie wszystkie dopuszkowe akcesoria elektryczne w Polsce. Pozwalają one montować urządzenia właśnie w przypadku gdy puszka jest starego typu.

Wywierciłem więc otwory na niewielkie kołki rozporowe. Ważne, żeby użyć czegoś sprawdzonego, a nie przypadkowego, aby zapewnić stabilne mocowanie. Dlatego, jak zwykle zastosowałem kołki firmy Fischer. Mam do nich zaufanie.

Popatrzmy na chwilę na oznaczenie wejść na naszym nowym sprzęcie. L in – oznacza przewód wejściowy fazowy, zatomiast L1 i L2 to zasilanie lampy. Bardzo doceniam, że konektory są solidne, śrubowe, a nie wciskane, jak w wielu seriach polskiego osprzętu. Pozostało więc skrócić nieco odizolowane końcówki przewodów i wszystko solidnie skręcić.

Nieco gimnastyki wymagało takie ułożenie sztywnych kabli w puszce, żeby ramka nie odstawała od ściany. Dodatkowo trzeba mieć świadomość, że moje kołki znalazły się poza puszką o średnicy 60mm, a taki jest rozstaw otworów montażowych. Musiałem więc nieco improwizować i wykonać jeden dodatkowy otwór.

Pozostało jeszcze założyć front urządzenia z przyciskami. Do czasu sparowania z bramką ZigBee podświetlenie przycisków było czerwone. W tryb parowania ZigBee wchodzimy przytrzymując przez długi czas lewy przycisk. Po udanej operacji podświetlenie w trybie wyłączony zmienia kolor na zielony, a po włączeniu lamp na pomarańczowy.

Parowanie X712A z zigbee2MQTT

Jak pisałem wcześniej, nie używam bramki Tuya, zamiast tego na Raspberry Pi mam uruchomiony moduł zigbee2MQTT. Dlatego w pierwszej kolejności należy pozwolić nowym urządzeniom dołączać się do sieci ZigBee. Odpowiada za to linia pliku konfiguracyjnego configuration.yaml:

permit_join: true

Jeżeli wszystko jest skonfigurowane poprawnie, to po przytrzymaniu przycisku podświetlenie powinno zmienić się na zielone a w logu zigbee2mqtt powinniśmy znaleźć linie podobne do poniższych:

6|zigbee | Zigbee2MQTT:info 2021-03-21 09:43:43: Device '0x60a423fffaab5e45' joined
6|zigbee | Zigbee2MQTT:info 2021-03-21 09:43:43: Starting interview of '0x60a423fffaab5e45'
6|zigbee | Zigbee2MQTT:info 2021-03-21 09:43:43: MQTT publish: topic 'zigbee2mqtt/bridge/log', payload '{"message":{"friendly_name":"0x60a423fffaab5e45"},"type":"device_connected"}'
6|zigbee | Zigbee2MQTT:info 2021-03-21 09:43:43: MQTT publish: topic 'zigbee2mqtt/bridge/log', payload '{"message":"interview_started","meta":{"friendly_name":"0x60a423fffaab5e45"},"type":"pairing"}'
6|zigbee | Zigbee2MQTT:info 2021-03-21 09:43:57: Successfully interviewed '0x60a423fffaab5e45', device has successfully been paired

Teraz każde włączenie lub wyłączenie światła przyciskiem będzie powodowało wysłanie na kanał MQTT zigbee2mqtt/0x60a423fffaab5e45 informacji podobnej do poniższej:

{"linkquality":94,"state_left":"ON"}

Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, żeby nazwę zmienić na bardziej przyjazną, jednak spróbujmy wpierw włączyć światło wysyłając wiadomość MQTT z komputera z zainstalowanym Mosquitto:

$ mosquitto_pub -h 192.168.1.20 -t "zigbee2mqtt/0x60a423fffaab5e45/set" -m '{"state_left": "ON"}'

Zgodnie z przewidywaniami, zapaliło się światło podłączone do lewego przycisku. Gdy zamienimy ON na OFF – wyłączy się. Natomiast TOGGLE zmieni stan na przeciwny, a pusta wartość spowoduje, że wyłącznik odeśle aktualne położenie.

Podsumowanie

Jak widać montaż nie był skomplikowany, a wszystko działa bez zarzutu. Przełącznik jest estetyczny, dobrze współpracuje z zigbee2mqtt, jednym słowem dobrze spełnia swoją funkcję, a zużywa niewiele prądu. Najważniejsze jest jednak to, czy będzie niezawodny. Czas pokaże, na razie jestem bardzo zadowolony.

Na koniec mała uwaga – zamawiając włączniki warto upewnić się czy wybraliśmy właściwą wersję – ZigBee, bez przewodu neutralnego i z oczekiwaną liczbą przycisków. Warto też wiedzieć, że Lonsonho X712A nie powoduje u mnie efektów błyskania światła, a przetestowałem go z trzema różnymi lampami LED. Jednak nie z każdym urządzeniem i nie każdą „żarówką” musi tak być. W szczególności spodziewam się, że wersje pracujące na bardziej prądożernym WiFi częściej będą powodować niepożądane zjawiska. Wtedy wyjściem może być montowanie układu kondensatora przy lampach.