Датчик освещенности Xiaomi GZCGQ01LM с Zigbee 3. 0, интеграция в Home Assistant

Датчик освещенности Xiaomi GZCGQ01LM с Zigbee 3.0, интеграция в Home Assistant

В этом обзоре мы поговорим о новом, беспроводном датчике освещения Xiaomi, который работает по протоколу Zigbee 3.0. Хотя и до него, в экосистеме существовали способы получения данных об освещении — например с датчика движения Aqara, или с шлюза Xiaomi второй версии — это первое устройство, которое предназначено только для этой цели.

Содержание

Где купить ?

— цена на момент публикации обзора $17.16 — цена на момент публикации обзора $10.31 — цена на момент публикации обзора 990 руб

Параметры

• Модель — GZCGQ01LM
• Протокол — Zigbee 3.0
• Питание — CR2450
• Диапазон рабочих температур — -10 + 50С
• Диапазон влажности — 0 — 95%
• Размер — 40*12 мм

Поставка

Поставляется датчик, в стандартной для экосистеме белой картонной коробке, с минимальной полиграфией. Мой экземпляр — не международная версия, поэтому все надписи на китайском. Доехал датчик в целости и сохранности, упаковка, которая не дает ему летать по коробке — свое дело сделала.

Конструкция

Внешне датчик представляет собой круглую таблетку, диаметром 4 см. Корпус кстати влагозащищенный. Вся фронтальная часть — полупрозрачная. На торце находится кнопка сопряжения.

Задняя часть — представляет собой крышку батарейного отсека, в комплекте к датчику идет один комплект двустороннего скотча. По умолчанию — он не приклеен к датчику, это разумно, так как скотч — не единственный вариант для его установки

Для снятия задней крышки нужно использовать монету — которую нужно подобрать по толщине и диаметру, тогда крышка не повредится и легко откроется. Для питания датчик использует большую “таблетку” — 3В батарейку формата CR2450, такие же используют датчики движения. По краям видны два магнита.

Магниты позволяют устанавливать датчик на металлической поверхности, например холодильнике, без необходимости использовать скотч.

В качестве сравнения — датчик рядом с квадратной кнопкой Aqara, так легче будет понять его истинный размер, по фотографиям в магазине он кажется больше.

Mihome

Датчик находится в разделе сенсоров, в своей категории он единственный. Из за протокола Zigbee 3.0 — из моего набора шлюзов, он может работать только с Mi 3 версии, так же он должен нормально работать с круглым шлюзом Aqara. Выбираем шлюз после чего запускается процесс сопряжения

Для сопряжения на датчике нужно зажать его кнопку на 5 секунд и дождаться пока под полупрозрачной фронтальной крышкой не моргнет трижды синий светодиод. После этого начнется процесс подключения.

После подключения — как обычно, три финальных шага, на которых можно выбрать локацию размещения и название для датчика.

Датчик появляется в общем списке устройств. Его текущие показания видны сразу на его кнопке, заходить в плагин не обязательно. При этом плагин у датчика есть. В центре экрана — показывается текущий уровень яркости в люксах.

Чем он выше, тем светлее будет фон экрана.

В меню настроек ничего особо интересного нет, кроме разве что лога работы, которые может пригодится при анализе данных.

В сценариях устройство работает как условие, и в mihome предлагает 6 вариантов — ночь, от 0 до 30 люкс, день, от 31 до 100, два варианта искусственного освещения от 101 до 300 и от 301 до 600 люкс и наконец ручные установки пределов освещенности.

К примеру в ночное время — включать ночник шлюза.

Когда станет светлее — например утром, отключать его.

Можно придумывать варианты вроде — если свет слишком яркий, то автоматически притушить его. Привода штор, к сожалению у меня нет, но тут напрашивается вариант с автоматическим открытием и закрытием в зависимости от уровня освещенности.

Изменения показаний

По моим наблюдениям, скорость реакции датчика на изменение уровня яркости — в пределах 15-20 секунд. Что гораздо быстрее и шлюза и датчика движения Aqara. Подробнее см. в видео версии обзора

Home Assistant

Датчик совместим с интеграцией zigbee2mqtt и usb стиками СС2531, СС2538 — подробнее о них смотрите мои уроки 5 и 5 часть 2.

Включаем режим добавления новых устройств (на скрине — аддон zigbee2mqttassistant), и, удалив перед этим из mihome, зажимаем кнопку сопряжения на датчике.

Датчик появляется в системе, со своим уникальным идентификатором, основанным на МАС адресе устройства

Через некоторое время, аддон нарисует соответствующую случаю картинку.

Новое устройство появляется в перечне устройств интеграции mqtt

Датчик использует две шкалы, одна в люксах, которую он показывал и в mihome, другая — с значениями в десятки тысяч, без указания единиц измерения. В home assistant сначала пробрасывается именно она. Как я понимаю диапазон от 0 до 82000 который упоминается в связи с этим датчиком — это она и есть

После перезагрузки инстанса, датчику присваивается класс устройств — датчик освещения и для показания используются люксы, значения которых коррелируют с плагином mihome. Причем первоначальная шкала — остается в атрибутах сенсора и тоже может быть использована.

Для примера изменение уровня освещенности в комнате где он установлен, в зависимости от режима люстры Xiaomi Philips 490. Свет выключен — 2 люкса

Уровень яркости 10 % — 19 люкс

На 25% — 48 люкс, 50% — 81 люкс. Что интересно по картинке с камеры изменения яркости сложнее увидеть из за автоподстройки.

75% — 111 люкс. Датчик реагирует довольно шустро — как я и говорил в пределах 15 секунд, а на яркости в 100 % показывает 143 люкс.

Видео версия обзора

Что касается практического использования — то в этом случае датчик будет использоваться для автоматизации работы подсветки — дежурной автоматической и ручной яркой. Совместно с датчиком движения. Про этот и другие сценарии я расскажу в ближайших видео уроках по Home Assistant на своем Youtube канале.

Два вида моделей освещённости.

При покупке модуля освещённости, нужно определиться с вашей задачей. Что вы планируете собрать, и как должен работать модуль освещённости. Это связано с тем, что модули освещённости бывают разные. На фото ниже приведены 2 модуля освещённости.

Аналоговый модуль освещённости KY-018.

Arduino модуль освещённости KY-018 черного цвета. Этот модуль состоит из фоторезистора и линейного резистора 10 кОм. Сопротивление фоторезистора будет уменьшаться при наличии света, и увеличиваться при его отсутствии. Выход аналоговый, и он определяет интенсивность света.

Схема подключения модуля освещённости KY-018 к Arduino.

На модуль подается питание 5 Вольт, а в зависимости от освещенности в помещении, на выходе модуля (S) меняется напряжение от 0 до 5 Вольт. При подаче этого сигнала на аналоговый вход микроконтроллера, Arduino преобразует сигнал, при помощи АЦП, в диапазоне значений от 0 до 1023.

Скетч для модуля освещённости KY-018.

Так как у датчика выход аналоговый, как и у фоторезистора, код можно взять из предыдущего урока без изменения. Например, скетч Светильника с автоматическим включением.

Цифровой датчик освещённости на LM393.

Модуль синего цвета устроен по-другому, и подключается уже к цифровому пину Arduino, и на выходе формирует логическую единицу, либо логический ноль. Давайте рассмотрим данный модуль и поговорим подробнее.

Модуль освещенности на LM393.

Модуль освещенности на LM393 используется для измерения интенсивности света в различных устройствах, таких как: автоматизация света (включение света ночью), в роботах (определение дня или ночи) и приборах, контролирующих уровень освещенности. Измерение осуществляется с помощью светочувствительного элемента (фоторезистора), который меняет сопротивление в зависимости от освещенности.

Технические параметры

• Напряжение питания: 3.3 В. — 5.5 В.
• Потребляемый ток: 10 мА.
• Цифровой выход: TTL (лог 1 или лог 0)
• Аналоговый выход: 0 В. … Vcc
• Диаметр монтажного отверстия: 2.5 мм.
• Выходной ток: 15 мА.
• Габариты: 42мм. х 15мм. х 8мм.

Общие сведения датчик освещённости на LM393.

Существуют два модуля на базе LM393, их визуальное отличие только в количестве выводов (3 pin и 4 pin), дополнительный вывод добавлен для снятия прямых показаний с фоторезистора (аналоговый выход), по аналогии работы модуля KY-018. Рассмотрим четырех контактный вариант модуля. У этих двух модулей измерение осуществляется с помощью фоторезистора, который изменяет напряжение в цепи, в зависимости от количества света, попадающего на него. Чтобы представить, как свет будет влиять на фоторезистор, приведу краткую таблицу.

Модуль освещенности с четырьмя выводами содержит два выходных контакта, аналоговый и цифровой, и два контакта для подключения питания. Для считывания аналогово сигнала предусмотрен отдельный вывод «AO», с которого можно считать показания напряжения с 0 В … 3.3 В или 5 В, в зависимости от используемого источника питания. Цифровой вывод DO, устанавливается в лог «0» или лог «1», в зависимости от яркости, чувствительность выхода можно регулировать с помощью поворотного потенциометра. Выходной ток цифрового выхода способен выдать более 15 мА, что очень упрощает использование модуля, и дает возможность использовать его, минуя контроллер Arduino, и подключая его напрямую к входу одноканального реле, или одному из входов двухканального реле. Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 3 pin и 4 pin, показана ниже.

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 4 pin.

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 3 pin.

Теперь, как же работает схема. Фоторезистор показан Foto (IN). Основная микросхема модуля — это компаратор LM393 (U1), который производит сравнение уровней напряжения на входах INA- и INA+. Чувствительность порога срабатывания задается с помощью потенциометра R2, и, в результате сравнений, на выходе D0, микросхемы U1, формируется лог «0», или лог «2», который поступает на контакт D0 разъема J1.

Назначение J1 (в исполнении 4 pin)

• VCC — «+» питание модуля
• GND — «-» питание модуля
• D0 — цифровой выход
• A0 -аналоговый выход

Назначение J1 (в исполнении 3 pin)

• VCC — «+» питание модуля
• GND — «-» питание модуля
• D0 — цифровой выход

Подключение модуля освещенности к Arduino UNO.

Подключение модуля освещенности к Arduino NANO

• Arduino UNO или Arduino NANO
• Модуль освещенности, LM393
• Провод DuPont, 2,54 мм.
• Кабель USB 2.0

Подключение:

В данном примере буду использовать модуль освещенности LM393, 3 pin, и Arduino UNO, все данные будут передаваться в «Мониторинг порта». Схема не сложная, необходимо всего три провода, сначала подключаем D0 к 2 цифровому пину Arduino, осталось подключить питание GND к GND и VCC к 5V (можно запитать и от 3.3В), схема собрана, теперь надо подготовить программную часть.

Запускаем среду разработки и загружаем данный скетч, затем открываем мониторинг порта.

В мониторе порта можно увидеть, когда модуль освещенности срабатывает и отключается. При регулировке потенциометра на модуле можно настроить порог чувствительности срабатывания датчика.

Как видим, датчиков освещенности для Arduino проектов существует несколько. Возможно, это еще не все модификации. Поэтому, как и говорил в начале урока, необходимо определиться с вашей задачей, а уже после выбирать модуль освещенности.

В этом уроке мы рассмотрели, как подключить модуля освещенности к Arduino , в предыдущем уроке мы подключили фоторезистор к Arduino.

Появились вопросы или предложения, не стесняйся, пиши в комментарии!

Не забывайте подписываться на канал Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Датчик освещенности Xiaomi

В системе Xiaomi уже довольно много устройств для построения системы освещения. Но самого датчика, который измерял бы уровень освещенности, в умном доме не было до конца 2019 года (если не брать во внимание встроенный сенсор в датчике движения Aqara). А штука очень полезная и многим пригодится. Сегодня мы ознакомимся с датчиком освещенности Xiaomi Mijia Light Sensor.

Давайте разбираться, что он из себя представляет и как его можно использовать.

Содержание статьи:

Внешний вид и комплект поставки

Поставляется в небольшой плоской коробке:

Её размеры всего 80 x 95 x 16 мм, а вес 30 грамм. Устройство предназначено для внутреннего китайского рынка, а значит все надписи на китайском языке (и подключить его можно только в регионе Китай). В комплект поставки входит сам датчик, двусторонний крепежный скотч и инструкция:

Корпус датчика 40 мм в диаметре и 10 мм в высоту, выполнен из матово-белого пластика. Всю лицевую часть покрывает глянцевая линза, за которой прячется светодиодный индикатор:

Вся задняя сторона закрыта откручивающейся крышкой, на которой указан код продукта и используемый тип батарейки:

Чтобы снять крышку, при помощи монетки поворачиваем её против часовой стрелки. Для питания используется батарейка CR2450 (как в датчике движения):

По краям устройства размещены 2 магнита, необходимые для крепления датчика на металлическую поверхность (постарайтесь не потерять их при замене батарейки, поскольку они не закреплены).

Технические параметры GZCGQ01LM

По традиции, фото характеристик на коробке:

И в виде таблицы:

Производитель снабдил устройство уровнем защиты IPX3, что позволит размещать его в помещениях с повышенной влажностью, таких как балкон и ванная комната.

Решил сравнить показатели с его китайским товарищем. Получилось, что второй показывает примерно на 40 Lux больше:

Мне кажется, что такое отклонение абсолютно не критично для домашнего датчика, да и с уверенностью не скажешь, какой из них врет больше.

Подключение в Mi Home

А на этом этапе могут возникнуть проблемы. Датчик работает только с новым шлюзом Gateway 3, и если у вас его нет, увидите следующую ошибку: Шлюз ZigBee не найден, не удалось добавить устройство.

Добавить устройство можно из меню плагина самого шлюза, нажимаем плюс и находим «Датчик освещения Mi». Следуя инструкции, зажимаем кнопку сопряжения датчика на 5 секунд (до появления синей индикации):

Если устройство добавлять из общего списка, нам предложат выбрать шлюз для подключения. Как видите, из моих шлюзов поддерживается только новый:

Видимо Сяоми хотят повысить востребованность Multi-Mode Gateway, но покупать его из-за одного датчика. Тут явный минус производителю.

Идем дальше, после успешного подключения мы заходим в плагин устройства:

Можно посмотреть текущий уровень света, да и собственно все. Нет даже графика изменения, только журнал:

Сценарии автоматизации

А вот со сценариями будет поинтереснее, есть 4 заданных диапазона и 2 действия: вышениже заданного значения:

Хотите, чтобы автоматические шторы открывались с рассветом? Нет, проблем! Остается только создать такой сценарий:

Хотя, проблемы могут возникнуть, когда уровень освещения будет меняться и возвращаться к заданным значениям, поэтому лучше установить эффективный период сценария, например с 5:00 — 9:00.

Другой вариант сценариев, использование с другими устройствами. Теперь можно отрегулировать уровень света, при котором будет включаться лампа по датчику движения. В этом случае в сценарии будет 2 условия:

Изменения в сценариях фиксируются примерно 1 раз в 20 секунд, детально можно посмотреть в логах сценариев:

Изменять уровень лампы по этому датчику не получится, поскольку может войти в рекурсию.

Если у вас есть интересные идеи сценариев, просьба поделиться в комментариях.

Использование в Apple HomeKit

Датчик вместе со шлюзом может быть интегрирован в систему умного дома Apple. Как это сделать я писал в тут.

Проверил, все корректно отображается:

Можно развернуть дополнительные настройки, в которых отображается даже уровень заряда батарейки:

А вот в сценариях Apple он участвовать не может, или я что-то не понимаю. Получается, на данный момент можно только смотреть состояние удаленно. Будем надеяться, что в дальнейшем добавят возможность использования этого датчика в сценариях.

Если вдруг я ошибаюсь, просьба поправить меня в комментариях, чтобы не плодить дезинформацию.

Купить датчик освещения Xiaomi

В наличии имеется на всех основных площадках, прицениваемся на AliExpress и FoxPox.

Личное мнение

Получилось отличное дополнение для системы Умного дома Xiaomi, позволяющее делать сценарии более точными и разнообразными. Особенно актуально для включения света в темноте.

А магнитное крепление позволяет закрепить его без лишнего геморроя. Я прицепил его к холодильнику:

Каких либо явных косяков замечено не было, разве что отсутствие графика, который было бы интересно посмотреть. Но может допилят позже.

Подключение

Датчик света будет правильно работать в системе Ардуино только при правильном подключении. Для того чтобы выполнить эту работу самостоятельно необходимо подготовить:

• Датчик освещенности для системы Ардуино.
• Плату Ардуино (Nano, Uno, Mega).
• Любой подходящий по напряжению светодиод.
• Беспаечную плату-макет.
• Провода для подключения.

Когда все необходимое будет приготовлено необходимо соединить выход 5v платы Ардуино с соответствующим разъемом устройства. Затем подключается аналогичным образом «земля» (контакт GND). Выход S датчика соединяется с pin2 основной платы.

Если элемент был правильно подключен, то при изменении освещенности электрическое напряжение на выходе S будет изменяться в пределах от 0 до 5 Вольт. Цифровой датчик, в свою очередь, будет преобразовывать этот показатель в диапазон значений от 0 до 1024, для дальнейшего вывода к устройствам отображения информации.

Светодиод подключают к 13 пину платы Ардуино, как при использовании аналоговых, так и цифровых устройств. Если в конструкции устройства имеется подстроечный резистор, то с его помощью можно регулировать чувствительность рабочего элемента в широких пределах.

Внутренняя коммутация.

Когда Вы откроете заднюю крышку, то увидите клеммную колодку, и три цветных провода, выходящих изнутри корпуса и подключенных к колодке. Здесь с левой стороны колодки, я нарисовал, как должен подключаться датчик движения. Так же к левой стороне колодки подходят мои провода, не обращайте внимание. Просто я не стал их отключать.

Все три жилы, выходящие изнутри корпуса, имеют стандартные цвета, которые используются в бытовой аппаратуре:

1 – коричневый или сиреневый провод – входящая фаза (L);
2 – синий провод – нулевая жила (N);
3 – красный провод – выходящая фаза.

На следующем рисунке привожу полную монтажную схему подключения датчика движения, светильника и выключателя.

Фаза L (коричневый цвет) заходит в соединительную коробку, и в точке (1), соединяясь с жилой провода А, подключается к нижнему контакту выключателя.
С верхнего контакта выключателя, этим же проводом А, фаза в точке (2) соединяется с жилой провода В и уходит на контакт (1) клеммы датчика.

С контакта клеммы (3) датчика, фаза (красный цвет) трехжильным проводом В уходит в соединительную коробку, где в точке (3) соединяется с жилой провода С, и уходит на контакт лампы накаливания.

Нулевая жила N (синий цвет) заходит в коробку, где из точки (4) уходит на лампу и на контакт (2) клеммы датчика.

Режим «Яркость отраженного света»

В этом режиме датчик направляет световой луч от светодиода на расположенный перед ним предмет и определяет яркость предмета по пучку отраженного света.

яркость отраженного света

Светодиод расположен на лицевой (передней) панели сенсора. Если выбран режим яркость отраженного света, то светодиодом излучается красный свет. Датчик использует в работе шкалу от 0 до 100. Ноль значит очень темный, а 100 означает очень светлый.

Автовключатель света в туалете, организованного с помощью акустического датчика традиционно настраивают под показатель — 40-50 дБ. Именно такую силу и имеет звук, доносящийся от обычного хлопка в ладоши. Для того, чтобы выполнить такую настройку, нужно воспользоваться многофункциональным переключателем, располагающимся на корпусе выключателя.

Астрономический таймер

Данное устройство по своей сути отличается от фотореле. Автоматическое включение освещения происходит по заданному времени. В астротаймер запрограммировано время, когда темнеет и светает в разных регионах. А подстройку он производит с помощью GPS. Необходимо лишь ввести координаты его расположения, текущую дату и время. Исходя из введенных данных он выбирает подходящую программу и работает.

Это устройство имеет ряд преимуществ перед фотореле. Последнее может срабатывать в пасмурную погоду или наоборот гаснуть посреди ночи из-за попадания на него света. Астрономический таймер же не имеет такого недостатка. Его можно устанавливать в любом месте на улице или в помещении. На нем можно смещать включение и отключение освещения на 2-4 часа. Единственным его недостатком является высокая цена.

Если вы выбирается устройство для освещения улиц или мест, где человек находится непродолжительное время (калитка, туалет и прочее), подойдет фотореле. Но если нет желания зависеть от погодных условий и ухаживать за фотоэлементом, тогда стоит подобрать оптимальную для определенных условий и потребностей модель астротаймера.