Zdalnie sterowane gniazdo WiFi z pomiarem mocy - Piri

Firma Piri udostępniła nam do testów zdalnie sterowane gniazdo WiFi 2.4GHz umożliwiające pomiar mocy pobieranej przez podłączone urządzenie. W materiale video znajdziecie wyniki testów gniazda, zajrzymy także do wnętrza obudowy.
Sterowanie załączaniem podłączonego urządzenia oraz odczyt poboru mocy umożliwia aplikacja na smartfon: Piri inteligentny dom.
Gniazdo jest kompaktowe i gotowe do użycia po wyjęciu z pudełka, może przełączać moce do 3kW, natomiast aplikacja prowadzi przez proces połączenia z domową siecią WiFi. Konto w chmurze operatora zakładamy w aplikacji z wykorzystaniem posiadanego adresu e-mail. Urządzenie wprowadzamy w stan parowania przytrzymując przycisk przez 5s, dioda zacznie wtedy szybko migać. Aby aplikacja podłączyła gniazdo do naszej sieci WiFi, na AP powinno być uruchomione rozgłaszanie SSID sieci, a MAC gniazda musi znajdować się na liście urządzeń dopuszczonych do połączenia z naszym AP WiFi.



STEROWANIE URZĄDZENIEM

Podłączonym do gniazda urządzeniem możemy sterować:
-ręcznie przyciskiem na obudowie gniazda,
-z dowolnego miejsca na świecie, gdzie mamy dostęp do internetu, przy użyciu aplikacji na smartfonie,
-z wykorzystaniem harmonogramów włączeń i wyłączeń, a także timera konfigurowanego przez aplikację.
Ustawione w aplikacji harmonogramy uruchamiane są w chmurze operatora i gniazdo zostanie przełączone niezależnie od tego, czy nasz smarfton i aplikacja ma połączenie z internetem. Warunkiem możliwości zdalnego sterowania gniazdem jest jego ciągła łączność z internetem.

DZIAŁANIE I BUDOWA GNIAZDA:


Link


Aplikacja jest wygodna w obsłudze, jednak przydałyby się drobne korekty, np. spolszczenie komunikatów w logu operacji oraz zwiększenie rozdzielczości punktów pomiaru na osi czasu.



Warto zajrzeć na kanał YT Piri, znajdziecie tam materiały zarówno o gnieździe WiFi jak i np. o kamerze bezprzewodowej:
https://www.youtube.com/watch?v=q1VYP0bVcg8

Gniazdo podczas pracy przy zasilaniu ~230.8VAC pobiera prąd 3.14mA przy wyłączonym przekaźniku oraz 6.73mA przy aktywności WiFi, natomiast 9.44mA przy załączonym przekaźniku oraz 11.64mA przy aktywności WiFi.

Porównanie wskazań urządzenia przy podłączonej żarówce to 158W w aplikacji na smartfonie oraz 148W ze wskazań podłączonych multimetrów.
Podłączenie żelazka dało wskazanie w aplikacji 1092W, wskazania multimetrów to 1013W.
Podłączenie kondensatora 1uF dało wskazanie 0W, natomiast amperomierz wskazywał 73mA brawo! gniazdo faktycznie wskazuje moc czynną.
Przydałby się jeszcze pomiar PF (power factor / współczynnik mocy).



Zaglądamy do środka gniazda i od razu w oczy rzuca się przemyślana kompaktowa konstrukcja. Łatwo zlokalizować rezystor pomiarowy oraz moduł WiFi.



Moduł WiFi oparty jest o układ Mediatek MT5931 (802.11n 2.4HGz) i ARM MC101, po chwili szukania można znaleźć informacje o module w sieci: Micro UART To WiFi Module. Antena WiFi wykonana jest w postaci odcinka drutu - jest tutaj pole do rozwoju w kierunku anteny PCB lub ceramicznej.



Na płytce znajdziemy przekaźnik 250V/16A sterujący podłączonym urządzeniem, zasilacz impulsowy oparty o LNK306N, układ pomiaru mocy HLW8012 oraz mikrokontroler STM8 8S003FP6. Więcej o układzie do pomiaru mocy znajdziecie np. tutaj: HLW8012.



Gdzie widzicie zastosowanie dla zdalnie sterowanego gniazda WiFi z pomiarem mocy?

Osobiście widzę zastosowanie w sterowaniu elektrycznym ogrzewaniem i klimatyzacją (pod warunkiem, że klimatyzator wystartuje po zasileniu). Funkcja pomiaru mocy może pomóc w zoptymalizowaniu kosztów zużytej energii, natomiast zdalne sterowanie i harmonogramy mogą ułatwić bieżącą kontrolę nad podłączonym urządzeniem. Podczas niespodziewanej zmiany pogody lub przy zmianie planów, gniazdko mogłoby uruchomić ogrzewanie lub klimatyzację i przygotować dom na nasz powrót.
Są dni, gdy takie gniazdko przydałoby się do uruchomienia ekspresu przelewowego w kuchni, gdy w sypialni budzik nie daje nam spać
- oczywiście należałoby dzień wcześniej odpowiednio "uzbroić" taki ekspres w kawę...

Ciekawym rozwinięciem konstrukcji byłaby możliwość wskazywania w aplikacji poza mocą/energią czynną innych parametrów np. współczynnika mocy, napięcia sieciowego, prądu pobieranego przez odbiornik, zliczania energii biernej indukcyjnej i pojemnościowej. Nawet gdyby wartości były przybliżone podobnie jak w prostych licznikach energii: pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej to byłaby to ciekawa funkcja. Być może taką funkcjonalność można dodać poprzez zmianę firmware i poprzez rozbudowanie aplikacji?



Poprzednio testowaliśmy bezprzewodową zewnętrzną kamerę WiFi również udostępnioną przez Piri.

Minusem jest w takich urządzeniach to że zasłaniają dwa gniazdka, a w potrójnych 3 gniazdka.

Szkoda, że nie ma możliwości sterowania za pomocą strony www.

subribe napisał:

Minusem jest w takich urządzeniach to że zasłaniają dwa gniazdka, a w potrójnych 3 gniazdka.

Te gniazdko nie zasłania dwóch gniazdek
gniazdko ma wymiar 78mm wysokość i 67mm szerokość
Standardowa ramka do gniazdka wynosi 86 mm, w przypadku ramek gdzie zamontowane jest kilka gniazdek obszar przeznaczony na gniazdko wynosi 74 mm
Problem może jedynie być wtedy gdy w pojedynczą puszkę montowane jest podwójne gniazdko tak jak na fotce

Czy jest szansa na to że w przyszłości aktualizacja firmware / aplikacji doda funkcje pomiaru napięcia, prądu, PF?

Jeżeli macie pomysły na dodatkowe testy i próby to można pisać w temacie, może część z nich uda się zrealizować. Podobnie we wcześniejszym materiale z kamerą.

Proponuję sprawdzić:
1. Czy po zaprogramowaniu timera i zaniku zasilania w sieci gniazdko będzie pamiętało ustawienia
2. Jak wyżej tylko że dodatkowo po powrocie zasilania nie ma wi-fi

szybki research i wygląda, że moduł uC + radio to http://www.hi-flying.com/hf-lpt100. Dla mnie podstawowa informacja to: Czy istnieje alternatywny, otwarty firmware, który pozwoli na integrację z czymkolwiek, bez konieczności korzystania z chmury producenta?

@wniedzie zgodnie z opisem modułu jest to "UART to Wi-Fi" czyli bardzo możliwe że cała logika siedzi w mikrokontrolerze ST. Chyba trudno będzie wykorzystać coś innego niż chmurę producenta. Odkryłem ciekawostkę, moduł WiFi wystawia na porcie 80 stronę WEB. Dostęp do tej strony to admin/admin. Jest tam zapisane nasze hasło do AP więc może to być jakiś wektor ataku na gniazdko lub sieć z którą jest ono podłączone. Warto to załatać.



@Szyszkownik Kilkujadek to ciekawe pytania, zrobiłem testy.
1. "Czy po zaprogramowaniu timera i zaniku zasilania w sieci gniazdko będzie pamiętało ustawienia"
tutaj nie miałem wątpliwości, to urządzenie chmurowe i na pewno zadziała, połączy się z WiFi i pobierze ustawienia.

Przebieg testu:
-ustawiamy timer w aplikacji
-przekaźnik został załączony
-odłączamy zasilanie gniazdka
-ponownie zasilamy
-urządzenie połączyło się z WiFi i przekaźnik został załączony
-minął czas załączenia w timerze i przekaźnik został wyłączony

Bez zaskoczenia, urządzenie jest sterowane z chmury.

2. "Jak wyżej tylko że dodatkowo po powrocie zasilania nie ma wi-fi"

Tutaj marne szanse, ale wynik mocno mnie zaskoczył.

Przebieg testu:
-ustawiamy timer w aplikacji np. na 19:10 on i 19:20 off
-wyłączamy AP wi-fi
-czekamy
-gniazdo przełączyło przekaźnik w czasie załączenia i wyłączenia !

Czyli ktoś musiał przewidzieć taką sytuację i mikrokontroler zachował czasy włączenia z chmury, oraz odlicza czas offline.
Nie jestem pewien jaki jest zakres czasowy poprawności działania takiego timera, ale na krótkich odcinkach czasowych radzi sobie bez problemu.

Test z wyłączeniem WiFi i zasilania gniazdka.
-ustawiamy w aplikacji timery
-wyłączamy WiFi
-odłączamy zasilanie od urządzenia
-ponownie zasilamy gniazdko
-czekamy
nic się nie dzieje.

To akurat normalne, wewnątrz brak baterii podtrzymującej RTC, a po restarcie zasilania nie było dostępne WiFi i gniazdko nie mogło zsynchronizować ustawień.

@Piri Polska mnie dość mocno intryguje kwestia możliwości aktualizacji firmware i aplikacji. Czy konstrukcja urządzenia pozwala teoretycznie na rozbudowę możliwości pomiarowych poprzez update firmware? Głównie chodzi o prąd/napięcie, PF/moc bierna/cos fi. Takie opcje dodatkowe poza mocą czynną.

@TechEkspert dzięki za wykonanie testów. Wyniki pozytywnie zaskakują, bo zastanawiałem się, czy gniazdo zgubi ustawienia po restarcie. Jak widać, nie gubi. Potrzebuje jedynie WiFi celem ustawienia aktualnej daty i godziny.

TechEkspert napisał:

Odkryłem ciekawostkę, moduł WiFi wystawia na porcie 80 stronę WEB

Czy przez tę stronę można sterować gniazdem?

TechEkspert napisał:

bardzo możliwe że cała logika siedzi w mikrokontrolerze ST. Chyba trudno będzie wykorzystać coś innego niż chmurę producenta

Nie bardzo rozumiem. Skoro jest mikrokontroler to i firmware chyba można do niego wgrać. Tym bardziej, że bazuje na rdzeniu ARM. Trzeba tylko znaleźć kozaka, który to napisze. Anybody?

wniedzie napisał:

Nie bardzo rozumiem. Skoro jest mikrokontroler to i firmware chyba można do niego wgrać. Tym bardziej, że bazuje na rdzeniu ARM. Trzeba tylko znaleźć kozaka, który to napisze. Anybody?

To już chyba łatwiej zaprojektować takie urządzenie samodzielnie od "0" niż bawić się w takie kombinacje.

Nie potrzeba odkrywać koła na nowo. Są już tego typu urządzenia, które można sobie programować wedle własnych upodobań. Rozpracowane od deski do deski.

@Szyszkownik Kilkujadek to że gniazdko zsynchronizowało się po restarcie przez WiFi oczywiście jest na +, mnie bardziej zaskoczyło to że zaprogramowana sekwencja załączenia i wyłączenia wykonała się po zaniku WiFi (prawdopodobnie działa to w ograniczonym zakresie czasowym...).

Interfejs WEB wygląda na interfejs konwertera WiFi-UART dlatego nie da się nim sterować gniazdem, jedynie ustawić parametry połączenia WiFi.

@wniedzie ta płytka z ARM to konwerter WiFi-UART dlatego moje podejrzenie, że cała logika sterowania gniazdem siedzi w mikrokontrolerze ST, płytka WiFi-UART służy pewnie tylko do łączności ST z chmurą.

Słabo widać przekaźnik ale czy mnie się wydaje, że gniazdo rozłącza tylko jeden przewód (przekaźnik ma jeden styk)? Jeśli tak to istnieje groźba, że odłączone urządzenie nadal będzie pod napięciem względem ziemi.

Dodanie obsługi poprzez HTTP umożliwiłoby wykorzystanie gniazdka w budowie domowej instalacji "inteligentnego domu".

[edyta]

TechEkspert napisał:

...Gdzie widzicie zastosowanie dla zdalnie sterowanego gniazda WiFi z pomiarem mocy?...

Mam opomiarowany poprzez podobne gniazdka prawie każdy odbiornik "zjadający" dużo energii. Żona się zdziwiła gdy pokazałem Jej ile energii zużywa czajnik elektryczny tylko dlatego, że gotuje prawie zawsze pełen czajnik (zamiast np. tylko tyle ile potrzebuje) albo ile energii zużywa (wstyd) telewizor włączony dla dzieci.

Po ilości pobieranego prądu rozpoznaję statusy różnych urządzeń a tym samym rozpoznaję kiedy zmywarka czy też pralka zakończyła pranie.

Po ilości pobieranego prądu rozpoznaję czy wraz z telewizorem została wyłączona "cyfra". Obecnie pojawia się tylko komunikat z przypomnieniem ale docelowo będzie "nadajnik IR", który sam wyłączy niepotrzebne urządzenie.

Fajnie, pięknie ale cena 169 PLN dyskredytuje to urządzenie w moim "inteligentnym mieszkaniu". Sonoff POW jest tańszy, a opcja wszystkomającej wtyczki zamiast pudełka na kablu nie jest warta przepłacania 120 PLN.

kowal011 napisał:

... Sonoff POW...

Chodziłem wokół tego jak wokół jeża. Dziś poczytałem nieco i dziękuję za to, że zwróciłeś na to uwagę.

Otóż po wgraniu alternatywnego softu mamy dostęp przez HTTP. To jest bardzo istotne dla wszelkich "bohaterów domu". Aplikacja na smartfonie (jak w przypadku Piri) fajnie wygląda ale... zamyka produkt w obszarze smartfona. Trudno o jakąkolwiek integrację. Jakoś trudno jest mi sobie wyobrazić 5 gniazdek tego typu i jeden smartfon - zresztą po co ? A może Piri kryje coś w zanadrzu tylko o tym nie wiemy?

@Erbit tak wygląda na to że rozłączany jest jeden styk. Może jest szansa na zaprezentowanie rozwiązania jakie zrobiłeś w Artykułach, pomiar i sterowanie to jedno, z opisu wynika że dodałeś analizę danych i w przyszłości sterowanie na tej podstawie.

Natomiast to co kryje Piri to już pytanie do Piri

Z jednej strony łatwe uruchomienie i sterowanie docenią użytkownicy liczący na plug&play, natomiast możliwość sterowania lokalnego i ew. dostęp do API doceni inna grupa odbiorców. Wygląda na to że najlepiej mieć w produkcie obie te cechy.

TechEkspert napisał:

... wygląda na to że rozłączany jest jeden styk...

Niestety jest to bolączka wszystkich znanych mi rozwiązań (co nie oznacza, że znam wszystkie rozwiązania).

TechEkspert napisał:

...z opisu wynika że dodałeś analizę danych i w przyszłości sterowanie na tej podstawie.

Niestety nie jestem autorem rozwiązań, których używam. Jestem jedynie pomysłodawcą wykorzystania danych (np. moc bieżąca) do własnych zastosowań opisanych w kilku zdaniach powyżej. Raczej trudno byłoby z tego stworzyć artykuł.

[edyta]
Wygląda to np. tak:

gdzie w czerwonej ramce dodałem informacje o statusie w zależności od pobieranej mocy (nieco wyżej). To są proste warunki. Nie ma co opisywać.
[edyta]
Tak, jest jeszcze komunikat (głosowy) ale i tu użyte jest rozwiązanie proponowane przez tego samego producenta.

Dla porównania, za 49 zł w Biedronce można kupić gniazdko WiFi ale bez timerów. Tylko on/off.

subribe napisał:

Minusem jest w takich urządzeniach to że zasłaniają dwa gniazdka, a w potrójnych 3 gniazdka.

Wystarczy umieścić takie sprytne gniazdko w jednym z krańcowych gniazd na ścianie lub listwie i nigdy nie zasłonią więcej niż dwóch.

Ja widzę poważniejszy problem:
Jeśli warunkiem pracy jest stały dostęp do internetu, to w przypadku przerwy w dostępie do sieci jaka wystąpi po załączeniu odbiornika nie mamy możliwości jego wyłączenia (opcja zdalna). A że gniazdko przenosi 3kW może być gorąco.

WOW! jednak producent ogarnął taki scenariusz - brawo.

Dodano po 4 [minuty]:

Piri Polska napisał:

subribe napisał:

Minusem jest w takich urządzeniach to że zasłaniają dwa gniazdka, a w potrójnych 3 gniazdka.

Te gniazdko nie zasłania dwóch gniazdek

W przypadku wetknięcia do listwy zasilającej podłączanej do kontaktu jak najbardziej zasłania więcej niż jedno z gniazd w listwie. Ale coś za coś.

Dobrze że jest różnorodność urządzeń tego typu na rynku i są dostępne w różnych cenach.

@Szyszkownik Kilkujadek czy masz to gniazdko z Bierdonki, może umieścisz materiał jaka jest jego wewnętrzna konstrukcja?
Czy to gniazdko mierzy jaką moc pobiera podłączone urządzenie?

Erbit napisał:

dziękuję za to, że zwróciłeś na to uwagę

Proszę bardzo.

@TechEkspert nie mam tego gniazdka. Ale zapoznałem się z opisem na obudowie i nie wspominają tam o pomiarach.

Czy są takie gniazdka montowane podtynkowo jak standardowe tak by nic nie wystawało ? takie które w całości zmieści się do puszki?

Te konkretnie nie. Ale są producenci oferujący rozwiązania montowane w puszcze zamiast gniazda, lub w głębokiej puszcze pod gniazdem.