109年05月26日 科技新知-智慧開關的選購要點

2020-06-02

2020年05月26日 科技新知-智慧開關的選購要點

既然有“不需要中性線” 也能順利運作的智慧開關,那麼它與“需要中性線”的開關又有什麼差別呢?

左邊的圖代表的是有中性線的智能開關,就跟前面介紹的一樣,L及L1之間可以控制電燈的開關,但不論L及L1之間是“通路” 還是“斷路”,都會有一條流經火線→L→R1→N→中性線的“通路”,電流經過電阻R1代表的是給智慧開關的供電。

右圖則是沒有中性線的智慧開關,當L及L1“斷路”時,會有流經火線→L→R1→L1→電燈→中性線的“通路”,電流通過電阻R1同樣代表著能供電給智能開關。但此時其實也會有電流通過電燈,這樣可能會減少電燈的壽命,甚至造成就算L及L1之間是“斷路”,電燈還是有微微閃爍的情形發生。

這樣的情形可以藉由使用合適的電阻來減緩或避免。電阻R1需要充分的限制電流,讓流經電燈的電流小到不會讓電燈打開;同時電阻R1本身的電流也要足夠大,這樣才能為開關本身供電。雖然看似簡單,但事實上因為交流電源的複雜性,要順利的設計適合LED燈泡的智能開關其實沒有想像中的容易。

這也是為什麼有些開關在使用上會有一些限制,例如Insteon 2474DWH 僅適用於白熾燈及鹵素燈泡;或是Lutron PD-6WCL 適合總功率150W以下的LED燈泡組合,以1顆10W的LED燈泡計算,一個開關迴路中最多只能串連15個LED燈泡。也因為如此,在挑選“不需要中性線” 的智慧開關時,記得要留意該款智能開關的適用燈泡種類及功率限制。

另外還有三開或雙切型,安裝時也要特別注意安全性,盡可能在斷電環境或安全措施下進行。

再來說說智能開關的通訊協定
不同品牌的智慧開關有不同的傳輸協定互相通訊,並連接到家裡網路,這樣才能透過手機或平板上的App 使用開關的“智慧” 功能。你可以使用WiFi 傳輸協定的智能開關,這是最簡單的選擇,但並不是所有產品都支援WiFi 通訊,其他常見的通訊協定還包括了Bluetooth、ZigBee及Z-Wave…等。大致上可以將開關採用的通訊方式,區分成以下三個主要類別:

WiFi 或Bluetooth
用WiFi 或Bluetooth傳輸的產品設定上最為簡單,可以直接將智能開關連上家裡的網絡,不需要再搭配額外的“網關” 使用,Wemo WiFi Light Switch 以及前面提到的Moes WiFi Smart Switch 皆屬於此類。

但要購買這類通訊協定的開關時要注意兩點。首先你要確保家裡的WiFi 訊號可以覆蓋到所有的開關;如果是Bluetooth 開關使用上會更嚴苛,因為是直接與手機(或智慧中樞)通訊,你的智能開關可能需要在距離你手機10公尺的範圍內才能順利操作。再來是當你的WiFi 網絡添加越多的智能設備,消耗的頻寬就會越多,你的WiFi 速度可能會受到影響。

綜合上述,採WiFi 或Bluetooth 通訊的智慧開關比較適合家裡不大,或是家中沒有要連接很多WiFi 智慧裝置的人使用。

ZigBee 或Z-Wave
至於ZigBee 或Z-Wave 傳輸協定最大的好處是有網狀網絡(Mesh Network)的特性,意思是你的每個開關都能當作訊號的節點,將訊號延伸出去。這樣的好處是當家裡的空間比較大、或是有好幾層樓時,只要開關分布的夠均勻,訊號是可以順利延伸成為網狀網絡的。

不過由於手機沒有辦法用ZigBee 或Z-Wave 通訊協定傳輸訊號,因此這類智能開關都會需要搭配“網關” 使用。“網關” 可以看成是整個網狀網絡的中心,將開關的ZigBee 訊號做轉換,再傳輸給手機或路由器,這樣才能彼此順利溝通。Aqara牆壁開關即屬於此類。

廠商自家系統
少數的廠商有自己專有的通訊標準,用來連接及控制自家的智能開關,明顯的好處是如果家裡的WiFi 斷訊了,這類開關還是能持續工作。前面介紹過的Lutron Caseta 以及Insteon 即屬於此類。此類開關用的通訊與ZigBee 類似,通常也擁有網狀網絡的特性,以確保訊號的覆蓋範圍。當然,這些開關也需要將訊號做轉換,才能與手機溝通,因此除了開關外,你還需要再購買一個“網關” 來搭配。

最後是與其他智慧家庭裝置的相容性
如果你不僅僅只是要用手機上的App 操作智慧開關,你還想要用智慧音箱聲控電燈,或是搭配智慧感測器讓電燈自動打開,那麼就需要再多考慮開關與其他智能裝置的整合性。

台灣較多人使用的智慧家庭整合平台有Apple HomeKit 及Google Home,這兩個平台能將不同廠商的產品整合到同一個介面一起操作,以及讓各個裝置間能相互溝通和連動自動化。另外台灣小米在智慧家庭這塊的發展也越來越完善,雖然米家生態系僅有小米自家的產品有支援,但該有的智能裝置品項也還算完整(陸版比較完整)。

總結
本文從開關的種類介紹到開關的配線,還提到了選購時要注意的事項,其中的資訊量似乎有些龐大,因此這邊再做一下總整理,幫各位理清一下挑選智慧開關時,該考慮事項的順序!

1. 確認家中的開關是單開、雙開還是三開的
2. 確認開關是否有雙切功能
3. 確認開關牆壁內是否有中性線
4. 有中性線的話就可以開始挑選開關了
5. 沒有中性線的話,之後的開關要挑選“不需要中性線” 的版本
6. 沒有中線線的話,也可以選擇其他的替代方案
7. 根據家裡的大小還有WiFi 訊號範圍,選擇適合的通訊協定
8. 要注意開關是否需要搭配“網關” 使用
9. 依個人需求挑選支援Apple HomeKit 或Google Home (Assistant) 的開關
10. 找到合適的智能開關,終於可以把電燈也變“智慧” 了

若家中有智慧居家改造的需求,歡迎來電詢問

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