Выполнил: Ковков Георгий 1-233
Умная розетка Xiaomi Smart Plug 2 Wi-Fi Компактный адаптер белого цвета из матового пластика. Форм-фактор - "вилка-розетка". На лицевой стороне находится евро-розетка с защитными шторками и механическая кнопка управления со светодиодной индикацией. На тыльной стороне - евро-вилка. Габариты: 67 x 60 x 46 мм.
Рис 1. Вид устройства сбоку
Рис 2. Упаковка с умной розеткой.
- Вход (вилка): Подключается к сети 230В.
- Выход (розетка): Сюда включается управляемый прибор.
- Силовое реле: Электромеханический ключ на 16А, замыкающий и размыкающий цепь по команде от микроконтроллера.
- Микроконтроллер: Управляет работой реле, обрабатывает данные с датчиков и обеспечивает связь.
- Датчики: Измеряют потребляемый ток, напряжение и температуру внутри корпуса для функций мониторинга и защиты.
- Коммуникационный модуль: Wi-Fi 2.4 ГГц для связи с роутером и облачным сервисом Xiaomi.
Основаное назначение: предоставить пользователю дистанционный контроль,автоматизацию и мониторниг работы любого подключенного к ней электроприбора,превращая его в элемент системы "умный дом".
Ключевые функции:
- Удаленное включение/выключение: Управление приборами из любой точки мира через интернет (например выключить забытый утюг).
- Голосовое управление: Интеграция с голосовыми помощниками для управления без использования рук и смартфона.
- Автоматизация по расписанию: Настройка таймеров и сценариев (выключение электроприборов на ночь и включение утром).
- Мониторинг энергопотребления: Отслеживание текущей мощности и накопленной статистики потребления электроэнергии подключенным устройством.
Рис 3. Окно приложения умной розеткой.
- Поддержка голосовых помощников:Совместимость с Алисой, Марусей, Google Assistant, Siri, Салютам.
- Тип подключения:Как розетка связывается с вами: Wi-Fi (прямое подключение к роутеру), Zigbee/Z-Wave (через отдельный хаб/шлюз), Bluetooth (только рядом).
- Режимы автоматизации:Возможность ставить таймеры, расписания, создавать сценарии (например, включение света на закате).
- Защитные функции:Автоматическое отключение при перегреве, перегрузке по току, скачках напряжения.
- Макс.мощность нагрузки: 3680 Вт
- Макс.ток нагрузки 16 А
- Рабочая температура: от 0 до +40 градусов цельсия
- Напряжение 230В.
Входные данные:
- Пользователи:
а) Ручное нажатие кнопки(Вкл/выкл короткое нажатие,нажатие в течении 5 сек для сброса к заводским настройкам)
б) Команды через приложение(Вкл/выкл, таймер, расписание и т.д)
в) Голосовые команды(Через голосовые помощники,например "включи розетку") - Электрическая сеть:
а) Электроэнергия(Поступление переменного тока 220-240 В) - Окружение:
а) Влажность(Высокая влажность может вызвать срабатывание защиты)
б) Температура(Если температура например больше 35, розетка может отключиться)
в) Помехи(Например от других устройств, т.к розетка может использовать интернет) - Сервис:
а) Сервисный сброс(Сброс до заводских настроек)
б) Запрос диагностики(Использование сервисом специального ПО)
Выходные данные:
- Пользователи:
а) Телеметрия в приложении(Статус (вкл/выкл), текущая мощность (Вт), потребление за день (кВт·ч))
б) Светодиодная индикация(Мигающий синий-подключение или обновление,синий-успешно подключено,мигающий оранжевый-ожидание подключения,оранжевый-ошибка сети) - Окружение:
а) Тепловыделение(Нагрев корпуса, 0-35 C)
б) Щелчки розетки(Звуковой сигнал при переключении режима) - Сервис:
а) Подтверждение сброса(Сброс до заводских настроек)
б) Логи ошибок(Текстовые сообщения с названием ошибок)
в) Диагностические коды(Мигания при неполадках)
| № | Название Интерфейса | Назначение | Тип интерфейса |
|---|---|---|---|
| 1 | Вилка(Вход) | Подключение к сети 220-240В для получения электроэнергии | Соединитель (электрический) |
| 2 | Кнопка управления | Ручное включение/выключение, сброс, запуск таймера | (механический) |
| 3 | Светодиод | Визуальная индикация состояния (подключение, работа, ошибки) | (оптический) |
| 4 | Розетка(Выход) | Подключение нагрузки (электроприбора) для передачи электроэнергии | Соединитель (электрический) |
| 5 | Корпус | Защита внутренних компонентов, изоляция пользователя от высокого напряжения | Изолятор (физический/тепловой) |
| № | Компонент | Назначение | Основные характеристики |
|---|---|---|---|
| C1 | Корпус | Защита внутренних компонентов, электрическая изоляция, крепление интерфейсов | Материал: огнеупорный ABS V0; Толщина стенок: 1.5-2 мм; Целостная конструкция с защитными шторками розетки |
| C2 | Силовое Реле | Коммутация цепи 220-240В (включение/выключение нагрузки) | Тип: электромеханическое; Ток: 16А (EU) / 10А (CN); Напряжение катушки: 3.3В или 5В; Ресурс: не менее 100 000 циклов |
| C3 | Микроконтроллер | "Мозг" устройства: обработка команд, управление реле, сбор данных с датчиков, связь с модулем Wi-Fi | Тактовая частота: 80-160 МГц; Память: Flash 4-16 МБ, RAM 520 КБ; Производитель: Espressif (ESP), Realtek или MediaTek |
| C4 | Модуль связи | Беспроводная связь с роутером и устройствами | Стандарты: Wi-Fi 2.4 ГГц 802.11b/g/n, Bluetooth 4.2/5.0; Мощность передатчика: +18..+20 dBm; Чувствительность: -90 dBm |
| C5+C6 | Датчики | Измерение потребляемого тока для мониторинга энергопотребления и защиты от перегрузки. Контроль нагрева внутри корпуса для защиты от перегрева | Ток: диапазон 0-16А;пороги срабатывания: предупреждение 15-19А, отключение >19А . Температура: порог срабатывания ~35-40°C; при превышении — отключение и уведомление в приложении |
| C7 | Блок питания | Преобразование 220-240В AC в низкое напряжение для электроники | Вход: 90-265В AC; Выход: 3.3В DC, 500-1000 мА; Топология: импульсный обратноходовой (flyback) |
| I1 | Вилка(Вход) | Контактная группа для подключения к сети 220-240В | Материал: латунь или фосфористая бронза с покрытием; Сечение: подходит для проводов 1.5-2.5 мм² |
| I2 | Розетка(Выход) | Контактная группа для подключения нагрузки | Материал: латунь с пружинящими контактами |
| I3 | Кнопка управления | Визуальная индикация состояния (подключение, работа, ошибки) | Изолятор (оптический) |
| I4 | Светодиод | Визуальная индикация состояния | Тип: SMD 5050 или аналогичный; Цвета: красный, зеленый, синий (или оранжевый через комбинацию); Ток: 20 мА на канал |
| I5+I6 | Антенна Wi-Fi/Bluetooth | Излучение и прием радиосигнала для связи с роутером и Bluetooth-устройствами | Тип: печатная (PCB-антенна) или керамическая SMD; Частота: 2.4 ГГц; Коэффициент усиления: 1-2 dBi; Чувствительность: до -90 dBm |
Обеспечить безопасное, дистанционное и автоматизированное управление любым подключенным электроприбором мощностью до 3680 Вт с возможностью мониторинга энергопотребления и защиты от аварийных режимов, используя существующую домашнюю Wi-Fi сеть и приложение.
- Безопасность и надежность:
- 1.1. Защита пользователя и проводки от поражения током и возгорания
- 1.1.1. Корпус должен выдерживать нагрев до 750°C (тест раскаленной проволокой) без возгорания.
- 1.1.2. Конструкция розетки должна исключать случайное прикосновение к токоведущим частям (защитные шторки, изоляция).
- 1.1.3. Устройство должно автоматически отключать нагрузку при токе более 16А в течение не более 0.1 секунды.
- 1.1.4. Встроенный датчик температуры должен отключать нагрузку при достижении внутри корпуса >40°C.
- 1.2. Сохранение работоспособности при сбоях сети и связи
- 1.2.1. При пропадании интернета устройство должно выполнять заранее заданные расписания и реагировать на кнопку.
- 1.2.2. При восстановлении питания после отключения света устройство должно вернуться в состояние, заданное пользователем (например, "остаться выключенным").
- 1.2.3. Встроенный предохранитель (16А) должен защищать от короткого замыкания независимо от программного управления.
- 1.1. Защита пользователя и проводки от поражения током и возгорания
- Управление и автоматизация:
- 2.1. Обеспечить несколько способов управления
- 2.1.1. Физическая кнопка на корпусе должна позволять включать/выключать нагрузку, сбрасывать настройки, запускать таймер (двойное нажатие).
- 2.1.2. Удаленное управление через приложение Mi Home должно работать из любой точки мира с задержкой не более 2 секунд.
- 2.1.3. Голосовое управление через Алису, Марусю, Google Assistant должно поддерживаться без дополнительных платных подписок.
- 2.2. Реализовать гибкие сценарии автоматизации
- 2.2.1. Возможность задавать до 20 независимых расписаний (включить/выключить по времени, дням недели).
- 2.2.2. Возможность устанавливать таймер обратного отсчета от 1 минуты до 24 часов с шагом 1 минута.
- 2.2.3. Интеграция с другими датчиками умного дома (движения, освещенности) через сценарии в приложении (триггер "если… то…").
- 2.1. Обеспечить несколько способов управления
- Мониторинг и обратная связь:
- 3.1. Предоставлять пользователю точные данные о работе устройства и нагрузке
- 3.1.1. В приложении должна отображаться текущая потребляемая мощность с точностью ±2% или 0.1 Вт (что больше).
- 3.1.2. Должна сохраняться история потребления за сутки, неделю, месяц с возможностью сброса.
- 3.1.3. Светодиодный индикатор должен однозначно сообщать о режимах: оранжевый мигающий — настройка, синий — работа, красный — ошибка/перегрузка.
- 3.2. Оповещать пользователя о нештатных ситуациях
- 3.2.1. При срабатывании защиты по току или температуре должно приходить push-уведомление в приложение.
- 3.2.2. При потере связи с Wi-Fi более 5 минут — уведомление с рекомендацией проверить роутер.
- 3.1. Предоставлять пользователю точные данные о работе устройства и нагрузке
- Энергоэффективность и совместимость:
- 4.1. Минимизировать собственное энергопотребление
- 4.1.1. Потребление в режиме ожидания (без нагрузки) должно составлять не более 1 Вт.
- 4.1.2. Светодиодный индикатор должен иметь возможность полного отключения в приложении.
- 4.2. Обеспечить совместимость с широким спектром электроприборов:
- 4.2.1. Устройство должно корректно работать с нагрузками от 5 Вт (LED-лампа) до 3680 Вт (обогреватель, бойлер).
- 4.2.2. Конструкция розетки должна соответствовать европейскому стандарту (Schuko) и позволять подключать вилки типа C, E, F.
- 4.2.3. Wi-Fi модуль должен работать только в диапазоне 2.4 ГГц для максимальной совместимости со всеми роутерами.
- 4.1. Минимизировать собственное энергопотребление
- Простота установки и обслуживания:
- 5.1. Обеспечить "беспроводную" установку без электрика
- 5.1.1. Устройство должно подключаться к существующей розетке и не требовать прокладки проводов.
- 5.1.2. Сопряжение с приложением должно выполняться за не более чем 3 шага с использованием Bluetooth или WPS.
- 5.2. Предусмотреть возможность сброса и обновления ПО
- 5.1.1. Долгое нажатие кнопки (>10 сек) должно приводить к полному сбросу настроек до заводских.
- 5.1.2. Обновление прошивки должно выполняться автоматически (или с подтверждением) через Wi-Fi без использования кабеля.
- 5.1. Обеспечить "беспроводную" установку без электрика
