Criar Automação com PLC e HA

[Andre_Santos1 (André Santos)]

Boas malta,

Vou iniciar a construção da minha moradia e quero fazer eu a parte elétrica e instalar domótica logo de raiz.
Para já tenho idealizado o seguinte:

• Usar um PLC (Siemens S7-1200) como "cerebro"para toda a automação.
• Interruptores de pressão (ainda não sei quais) e iam individualmente a cada entrada do PLC.
• Tomadas iria criar circuitos (por exemplo num quarto ter 2 circuitos de tomadas e cada circuito é acionado por uma saída do PLC.
• Para a iluminação seria algo semelhante. Cada saída do PLC atuava a iluminação de uma determinada área.

Com esta base feita, iria ter um Raspi 5 a trabalhar em paralelo a comunicar com o PLC e onde iria puder criar a dashboard e ligar todos os restantes dispositivos, como cameras e Alexa.

O meu único problema com isto será toda a cablagem que vou ter de passar (mas nada que seja grave).
Já estive a pesquisar um pouco mais e penso que poderia usar interruptores KNX e assim a cablagem diminuía drasticamente. Mas teria de comprar uma gateway para comunicar com o PLC e penso que fazer a programação dos interruptores em KNX.

Se alguém me puder ajudar nisto ou dar outras ideias, agradeço.

[Duarte_Santos]

o problema com o teu plano vai ser o mesmo que o meu, já que eu também tinha esse plano á 5 anos atras quando comecei o meu plano para a construção da minha casa. até cheguei a comprar um PLC siemens1214. depois de vários testes com o plc consegui trabalhar com ele para enviar sinais por modbus do homeassistant para plc, mas para inputs do plc para homeassistant tinha sempre com um delay mínimo de 1 segundo. isto é desagradável para mim (não sei se já foi corrigido, penso que não) no entanto o problema principal era os sensores, uma casa não tem só switch e tomadas, tem sensores de humidade, temperatura, CO2, presença, entre muitos outros, embora na minha casa vá usar knx com interruptores normais, o normal (quando há dinheiro) é colocar aqueles interruptores bonitos com luzes e varias teclas, que usando o plc seria impossible de usar.
outro problema e tu podes fazer as contas é que o equipamento PLC industrial Siemens é caro os valores ficavam muito próximos do KNX.
já para não falar que o knx tem uma programação muito simples e com a maior parte das funções criadas, para um plc terias tu de criar a maior parte das funções (ex: função com varias opções para ligar desligar e fazer dimmer com um interruptor).
outra vantagem do knx é a escalabilidade da instalação, por exemplo, no meu tecto de cada divisão tenho knx, se amanha me lembrar de aplicar mais um sensor de qualquer tipo, só tenho de abrir um buraco e derivar do cabo que lá está e assim sucessivamente até ser necessário uma fonte de alimentação nova.

na minha opinião, esquece o PLC e aposta no KNX. gastas inicialmente uns 3k€ para fonte gateway modulo de saídas com controlo de potencia, e uns 10 módulos de inputs para as tomadas, e 1 ou 2 sensores de temperatura. amanha se quiseres mudar para uns interruptores mais chiques é só tirar e meter os novos e endereçar e programar o equipamento.

se quiseres ir na mesma para o PLC podes usar knx para os interruptores e usar o homeassistant como gateway entre o plc e o knx, podes tambem ligar o plc por modbus para um gateway knx mas isso vai ser uma grande embrulhada.

[Andre_Santos1 (André Santos)]

@Duarte_Santos

minha casa v

A verdade é que já pensei várias vezes em fazer apenas com KNX e inclusive até tenho um orçamento bem generoso. Mas como queria ser eu a fazer para poupar uns trocos na mão de obra e material, pensei na opçao de PLC.
PLC já tenho um que me custou pouco mais de 100€ e essa questão do delay, quando testei através do nodered, pareceu-me ser praticamente instantaneo.
UIma outra coisa que me levou a pensar mais no PLC é que penso que pode ser mais versátil. Pelo que já li (na diagonal) é que por exemplo em knx não conseguigo criar as minhas proprias funcoes. Por exemplo, a determinada hora, fazer determinada açao. Mas posso estar enganado.

[geotete]

Podes partilhar mais sobre a tua solução de KNX e o que foi utilizado?

[Duarte_Santos]

podes criar com componentes de lógica que ligas á rede KNX, como relógios ou controladores lógicos, no entanto se vais ligar ao home assistant nada disso interessa, podes usar o home assistant para fazer todas essas opções sem problemas e com muitas vantagens, por exemplo (saber a tua localização, não existe nenhum componente knx que consiga fazer isso, mas o home assistant consegue e consegues enviar sinais para o bus knx e controlar o que quiseres).
também não precisas obrigatoriamente de contratar uma empresa para te instalar knx, no meu ponto de vista knx é um sistema muito fácil de perceber e integrar, podes inclusive fazer uma formação online no site deles e obter descontos para comprar as licenças para o ETS (IDE para “programar” a tua rede knx).
atenção eu não acho nada difícil o knx porque trabalho em programação/automação/robótica e tecnicamente nem chamo ao ETS programar… mas cada um tem os seus conhecimentos e cada um sabe o que pode ao não fazer, mas informação não falta na internet.

[Duarte_Santos]

a minha solução para a minha instalação knx será em estrela onde irá derivar do quadro eléctrico um tubo para cada divisão para o tecto e outro tubo para interruptores/sensores (isto porque fiz uma parte da instalação eléctrica e knx pelo chão e pelo tecto) poderia ter simplificado e passado knx de interruptor em interruptor pela casa toda, mas eu gosto de seccionar a instalação caso necessite depois de verificar alguns problemas.

todas as minhas portas e janelas vão ter sensores NC e quando digo todos é mesmo todos directos ao quadro ligados a um modulo de entradas binarias 24V entre outros sensores gerais que podem ser ligados a isto para saber o seu estado.

controlo de estores comprei este

sensores de movimentos por mwave (este modelo vai ser uns sensores que comprei no aliexpress ligado a um modulo de entradas binarias knx 4 input binario knx os sensores knx custam os olhos da cara)

sensores de temperatura humidade e CO2 (estes para knx vão me sair caros, por isso irei aplicar aos poucos já que cada um custa 300€ SENSOR CO2 entretanto construir um sensor CO2 com o espoem sensor CO2 mas devido a problemas de estética é só uma experiência e não será os que vou aplicar em casa)

interruptores vão ser o modelo tradicional ligado ao modulo de entradas knx input binario knx, é aqui que vais poupar muito dinheiro já que os interruptores knx são bastante caros, mesmos os mais baratos um dos mais baratos knx, mas que não gosto.

tomadas vão ser todas controladas já que tenho circuitos próprios para tudo e tomadas gerais modulo de 12 saidas com medidor de consumo

a iluminação também vai usar o mesmo modulo das tomadas e vai usar esta fonte de alimentação 24V para as fitas Led no tecto, eu gosto muito de iluminação indirecta e todas as áreas tem iluminação indirecta e directa, não tenho qualquer tipo de interesse em RGB nem está dentro do meu orçamento. estas fontes dão para aplicar no tecto junto á iluminação e o knx faz o resto.

Ar condicionado vai estar ligado ao knx tambem com estes módulos gateway daikin knk

VMC/ bomba de calor AQS/Bomba de calor Piso radiante vai estar ligado por modbus com este modbus kex

sensores de temperatura AQS nos dois colectores modulo knx para fazer a bomba recirculadora ligar sempre que a temperatura baixe dos 38C, infelizmente tenho um tubagem de agua longa desde a casa das maquinas á ultima casa de banho, e mesmo com misturadoras termoestaticas existe sempre o problema do consumo de agua até chegar a agua quente.

não sei se mencionei tudo, no entanto muito deste material já comprei e tenho montado em testes na minha casa temporária, entretanto este ano devo me mudar para a minha casa e começarei a ligar tudo no sitio. tenho tambem instalação para audio, CCTV, WIFI, FIBRA a parte da instalação do ITED

[Andre_Santos1 (André Santos)]

@Duarte_Santos obrigado pelo teu contributo. Vou deixar aqui algumas questões para o caso de me conseguires explicar melhor.

Ainda estou um pouco no inicio a ler sobre knx e tentar perceber como tudo se faz. Também sou do ramo de automação/software, por isso penso que a programação não seria problema (apenas teria de comprar a licença para 60 dispositivos).

O que me tem agradado mais é a possibilidade de estender toda a instalação com novos dispositivos indo “picar” um cabo em qualquer quarto para adicionar mais um dispositivo à rede.

O que me tem intrigado mais e ainda não encontrei grande informação é sobre a instalação elétrica. Se puderes fornecer algum esquema exemplificativo, agradecia.

• Neste tipo de instalações, não é necessário usar disjuntores?

• O modulo de entradas binarias 24V o que liga em cada entrada? Supostamente cada interruptor não vem pelo cabo de comunicação?

• Para sensores de movimento, tive orçamento para estes por 80€. Não foge muito aos que queres fazer.

• Para os interruptores, também tive orçamento para estes por 80€.

• Para a iluminação, as lampadas não podem ser alimentadas por 220v?

Ainda vou ter outras questões, mas por enquanto chegam estas xD

[Duarte_Santos]

• Neste tipo de instalações, não é necessário usar disjuntores?
  É necessario protecções como qualquer outro quadro disjuntores/ diferenciais, mais importante para garantir a longevidade dos equipamentos é aplicar descarregadores de tensão no quadro.
  Os aparelhos podem ficar no quadro eléctrico junto com as proteções, convém planear o quadro com antecedência para poderes ter espaço para tudo.

• O modulo de entradas binarias 24V o que liga em cada entrada? Supostamente cada interruptor não vem pelo cabo de comunicação?
  No meu caso especifico vai ligar tudo o que é sensores de portas e sensores internos do quadro, eu neste caso poderia ter facilitado e ligado o sensor da porta ao modulo de input do interruptor da divisão mas como mais tarde posso querer aplicar outra coisa lá acabei por passar cada cabo da porta até ao quadro eléctrico.

• Para sensores de movimento, tive orçamento para estes por 80€. Não foge muito aos que queres fazer.
  esses tambem funcionam, mas os que vou aplicar são Mmwave, são mais precisos na deteção e conseguem detectar pessoas paradas na area, mas esses são uma boa opção tambem. vai depender do quanto queres gastar.

• Para os interruptores, também tive orçamento para estes por 80€.
  ultimamente tem aparecido muitas marcas novas a produzir equipamentos knx, eu sinceramente não conheço essa marca, mas parece ter preços muito competitivos, no entanto a meu ver parece ainda ficar a cima do meu orçamento neste momento. para teres noção eu vou gastar no maximo 50€ por cada interruptor são pelo menos 20 que fica em 1000€ se aplicar esses de 80€ já fica 1600€, mas fica a teu cargo e tu é que vez o que pretendes fazer.

• Para a iluminação, as lampadas não podem ser alimentadas por 220v?
  para iluminação tens varias formas:
  230V sem dimmer
  230V com dimmer
  230V controlo por dali
  230V com dimmer 0-10V
  24V/12V led sem RGB
  24/12V led com RGB

DALI obriga a usar um gateway entre KNX, no entanto pelo que vi é muito usado na industria como nas residências, mas para mim seria mais um protocolo a acrescentar ao meu plano, então optei por fontes KNX 24V para led e modulos dimmer 230V.

no final tudo vai funcionar o importante é perceberes onde podes poupar ja que isto facilmente aumenta de preço quando começas a fazer a lista de compras.

ao teu sistema KNX tem sempre em conta que terás de comprar um fonte de alimentação KNX 640mA para alimentar o BUS de 64 aparelhos caso todos consumam apenas 10mA caso queiras mais que 64 aparelhos knx terás de aplicar outra fonte KNX.
tambem vais precisar do gatewaty KNX - TCP para ligar o sistema knx ao Home Assistant.

um bom conselho é quando começares a planear a tua casa vais começar a querer fazer mais do que KNX, eu usei o meu desenho CAD da minha casa para planear toda a minha instalação KNX, AUDIO, ITED, WIFI… tudo, pensa no futuro e marca. facilita imenso na altura de fazer as coisas. outra coisa que não estava á espera, em tubos gris e reticulados gastei uma pipa de massa, comprei sempre tubos de media a alta resistência para não ter o azar de apanhar um dobrado depois de aplicar o betão, e mesmo tendo passado mais de 50 tubos tive dois que ficaram dobrados na placa das varandas. gastei a brincar mais de 1000metros de tubo para a minha casa.

[kingdarkbeat]

Boas tardes,

a siemens tem uma solução de comunicação entre Profinet e KNX que passa por um Gateway:
Triple X | Universal Gateway # PROFINET + KNX da MBS.

[PAlm]

Boas,
Depois de uma primeira solução em que usei cablagem direta dos pulsadores até ao controlador central, estou agora a mudar para CANbus entre os pulsadores/interruptores e a central.

Em termos de tempos de resposta não existe praticamente delay, o barramento CAN está a operar a 500kHz, os emissores (interruptores e sensores) e o master na central usam RP204 e MCP2542FD transceiver para a comunicação CAN, o cérebro é um Rpi 4 que controla placas de reles por I2C e meia duzia de Fets para fitas LED (Cobled e ws2812b).