Устройство ступицы: Ступица: устройство, проверка, неисправности

Содержание

Ступица: устройство, проверка, неисправности

У каждого автомобиля есть такой элемент, как ступица. Для чего она необходима, не сложно догадаться. Именно этот элемент позволяет вращаться колесо вокруг собственной оси и при этом плотно держаться на подвеске. То есть, такая деталь связана с каждым колесом, без различия по моделям и предназначению машины. Кроме того, помимо банального вращения, она позволяет передать на колесо крутящий момент от трансмиссии.

В случаях, когда ступица передает крутящий момент необходимо различать конструктивные особенности устройства. В зависимости от модели, деталь имеет цельную форму с литой полуосью, либо же прикрепляемой полуосью через специальные шлицы.

Не стоит забывать также о торможении, ведь именно на ступице закрепляется тормозной диск либо же «барабан» в зависимости от модели автомобиля. Кроме того, в современных машинах, датчики и сигнализаторы разного уровня, стараются инсталлировать в ступицу.

В целом, можно выделить несколько основных задач этого элемента:

• Надежно удерживать колесо.

• Служить крепежной системой для тормозов, в том числе датчиков АБС.

• Позволять колесу вращаться.

• Передавать «момент».

Устройство ступицы

Учитывая, что конструктивно на такую деталь возлагается огромное усилие, изготавливается она из прочных материалов. Причем делается это из цельнолитой «болванки», которую далее обрабатывают на специальном станке. Устройство и назначение отдельных узлов ступицы:

1. Обод располагает на себе отверстия либо же шпильки, для установки колеса.

2. Внутренняя часть, состоящая в основе из посадочного места под подшипник.

Как устроена ступица

3. Далее следует отверстие, предназначенное для установки полуоси.

4. На современных моделях на ступице можно также найти посадочное «гнездо» под датчик АБС.

Хотелось бы уточнить, что разновидности подшипников, которые монтируются во внутреннее «гнездо», в зависимости от марки и модели могут отличаться. Как правило, это два основных типа: роликовые закрытые и конусообразные. Есть также третий тип – шариковые, однако их использование не рекомендуется из-за малой площади соприкосновения.

Кстати, интересный момент касаемо современных моделей от иностранного производителя. Конфигурации устроены таким образом, что в случае выхода из строя подшипника, придется менять полностью всю деталь. Дело в том, что используют цельные элементы, где подшипник несъемный.

Ступица с длинными шпильками

Причины неисправностей

Запомните главное, никогда даже самая ненадежная ступица не выйдет из строя, одномоментно. Это в принципе очень сложно допустить. Поэтому всегда обращайте внимание на посторонние звуки, которые могут доноситься с той части автомобиля, возможно, это первая весточка, что пора проводить ремонт. Сейчас же хотелось обсудить, а что в принципе может повлиять на выход из рабочего состояния, такого «крепкого» элемента.

Итак, наиболее частые причины:

• Неаккуратная езда, особенно по ухабистым дорогам.

• Сильный перегруз автомобиля.

• Резкое торможение, а также разгоны, очень сильно влияют на ресурс конструкции.

• Попадание грязи, песка, прочей «гадости» внутрь.

• Частая езда по бездорожью, особенно.

Старая и новая ступица

В среде любителей «офф-роуда» принято считать, что «проходит» она не более пары тройки выездов. Причина в том, что попадает грязь, забивается подшипник, разрушается и все это в определенный момент может проявиться на дороге.

Как правило, в новых автомобилях, производители указывают срок без проблемной эксплуатации в период до 100 000 км. Но, тоже необходимо понимать, в каких условиях «живет» автомобиль, характер вождения, все это индивидуально, тем более в отечественных реалиях.

Что сломается?

О том, что именно выйдет из строя, можно только догадываться. В зависимости от того, какая изначально причина была, будет зависеть и характер поломки.

К примеру, при наезде на какие-то препятствия, ямы, особенно на скорости, в большинстве случаев деформируется обод, без возможности восстановления. Попавшая влага, песок, грязь вовнутрь станет причиной «высыхания» смазки. Также не редко выходят из строя сами подшипники. Здесь скорей проблема в некачественных изначальных материалах производства.

В разобранном виде

Признаки неисправностей

Все перечисленные неисправности очень сложно диагностировать на начальном этапе, поэтому важно периодически проводить проверку на станциях, где есть специальное оборудование. Есть несколько признаков, которые могут вас насторожить:

• Появившийся свис и скрежет, но, как правило, на скорости очень, да и вообще в пути очень сложно определить, с какой именно стороны он доносится.

• Появился гул, отчетливо доносящийся со стороны колеса.

• При разрушившемся подшипнике, тормозной диск будет сильно греться, из-за неправильной траектории вращения. Определить это очень просто, достаточно после поездки, пощупать диск колеса (он, кстати, тоже будет греться).

• Изношенная неравномерно резина.

Слева новая, справа — старая ступица ВАЗ

Советы, как определить и диагностировать неисправность?

1. Наиболее простой и эффективный способ выяснить, есть ли неисправность – это постучать по шине. Не правда ли, звучит глупо, однако эффективность такого метода заприметили еще давно. Если шатается даже совсем немного хоть одно из колес, то вероятность неисправности 99%.

Помните, что обнаружить люфт гораздо проще, чем определить по звуку проблему. Люфт появляется задолго до возникновения разного рода «музыкальных композиций». Поэтому не ленитесь и периодически проверяйте, есть люфт или нет.

2. Определить неисправность на звук очень сложно, и зачастую такая возможность представляется тогда, когда степень износа достигла критической отметки.

Появление звука (гула, скрипа, свиста) со стороны ступицы почти всегда подразумевает износ роликов (подшипников).

Итак, ищем неисправность на слух:

• Проблемы с передними ступицами можно определить на скорости до 60км/час, для этого необходимо разогнаться и немного повилять. Теперь внимание, помните, если звук появляется при повороте «баранки» направо, то проблема с левой стороны и наоборот.

• На задних колесах немного сложней ситуация, очень сложно точно определить с какой именно стороны поломка. Можно попробовать поднять корму и покачать колеса, если чувствуете люфт, посторонние звуки, как хруст, постукивание, приступайте к ремонту.

3. Третий способ, который мы бы порекомендовали – это проверка неисправностей на сервисах. Потому что даже при условии того, что вы найдет поломку, самостоятельно, без инструментов и помещения, заменить деталь сложно, особенно новичкам.

Устройство подшипника ступицы переднего колеса и 3 способа его замены


Для того, чтобы езда на автомобиле была надежная и безопасная — необходимо следить за техническим состоянием ключевых узлов. Одним из таких узлов является ступица. При износе ступичного подшипника автомобиль становится менее управляемым и неустойчивым на дороге. Поэтому стоит вовремя уметь понять, что подшипник требует ремонта.

Функции подшипника ступицы переднего колеса

Каждое из колес на автомобиле имеет свою ступицу. Основной функцией является обеспечение вращения колеса вокруг своей оси, а также крепления его к осям. Кроме того, при переднем приводе ступица выполняет еще и функции трансмиссии. То есть передает крутящий момент на колеса. Так же к ступице крепится тормозной барабан. В новых современных иномарках в ступицу вмонтировано большое количество датчиков, которые контролируют качество езды и системы торможения.

Исходя из года выпуска, марки и модели машины ступичные подшипники могут быть:

  • шариковые радиальные;
  • роликовые радиальные;
  • роликовые радиально-упорные.

Сама ступица изготавливается из чугуна или различных марок стали — это делает ее прочной и выносливой. Как правило ремонты этого узла заключаются только в замене подшипников и замене смазки. Подшипник снимается и ставится с помощью съёмного ключа. Некоторые автолюбители сбивают его молотком, но это делать крайне нежелательно, ведь можно повредить посадочное гнездо для подшипника.

Как осуществляется ремонт

Для ремонта подшипника SNR важно помнить, что этого делать нельзя. Так как данная деталь не подлежит ремонту. И дело не в размере. Она выходит из строя с концами. Так как при снятии повреждаются все цепляющиеся элементы, которые уже не восстановишь. Поэтому стоит только снять ее с места, как уже ее можно выкидывать. Деталь SNR не очень дорогая, значит, замена ее по карману каждому. Это лучше, чем потерять колесо на трассе и ремонтировать уже не ступицу, а всю машину. Ремонту не подлежит и колпак, так как при снятии он повреждается.

Если вы решились на замену элементов подшипника, в том числе и колпаков, то нужно быть очень осторожными, так их снятие стоит больших усилий. Используйте только проверенные методы для снятия. В частности, воспользуйтесь выпрессовкой. Просто выбивать ломом – портить посадочные места. Также помните, что, вынимая гайки и болты, а также снимая колпаки (колпаки еще можно аккуратно снять, если они не приклеились к гайкам), вы должны будете заменить эти детали новыми.

Также важно помнить, что необходимо поставить обратно только родные детали той же модели, например, SNR. Только в этом случае авто будет работать исправно и дальше. Не пытайтесь найти замену SNR. Ее нет.

Устройство подшипника

Подшипник передней ступицы имеет три составляющие части: де обоймы (внешнюю и внутреннюю) и ролики в кассете. С боков эта конструкция закрывается сальниками. Сам подшипник напрессовывается и затягивается гайкой. Степень затягивания гайки регулирует степень зажатия подшипника. Бывает, при небольших стуках в ступице достаточно просто подтянуть гайку. Подшипник должен всегда находиться в смазанном состоянии для увеличения срока службы.

Причины износа

Причин износа ступичного подшипника может быть несколько.

  1. Отсутствие смазочных материалов в подшипнике.
  2. Перегруз автомобиля, а как следствие и перегруз ступичного узла.
  3. Агрессивная манера вождения, а именно езда по песку или пыли под самое дно автомобиля. Это может повлечь за собой попадание влаги, грязи и песка, а после этого уже и деформирование подшипника.
  4. Перегруз узла при заносах и дрифтовании. При заносах, резких поворотах идет перегруз узла, и это со временем приводит к износу деталей.

Это интересно: Характеристики и комплектация Мерседес Майбах S600 2015

Конечно это не значит, что любой перегруз сразу повлечет последствия. Нет, это все постепенно, при эксплуатации и на протяжении времени.

В большинстве случаев ролики в подшипнике разрушаются не от качества езды и дорог, а от дефектов с завода — изготовителя или просто от эксплуатации. Ступичные подшипники, специально разработанные для увеличенной нагрузки, и имеют большой запас прочности.

Срок службы ступичных подшипников, признаки износа, диагностика

На срок службы подшипников напрямую воздействуют особенности эксплуатации автомобиля, своевременное обслуживание и качество изготовления узлов. Как правило, ресурс подшипников составляет сто тысяч километров пробега. Частое передвижение по плохим дорогам, а также игнорирование регулировки с целью удаления люфтов (в подшипниках конического типа) влекут за собой усиленный износ тел качения, а также их дорожек на обоймах. Попадание внутрь песка и пыли сокращают ресурс подшипников.

Однако допускать критического износа узлов нельзя, в противном случае появляется риск разрушения подшипника, что сопровождается заклиниваем колеса или его срывом с оси. Главный признак износа ступичных подшипников — возникновение отчетливого гула при езде со стороны колес. При несущественном износе гул негромкий, однако со временем он будет нарастать. Использовать автомобиль с такими симптомами можно, однако желательно как можно скорее выполнить диагностику ступичных подшипников и отрегулировать или заменить их.

Рекомендуем: Устройство и принцип работы соленоидов АКПП

Сигнал критического износа — возникновение хруста. Это свидетельствует о разрушении подшипника. При данных признаках нельзя эксплуатировать транспортное средство, а поврежденный узел необходимо заменить.

Диагностика подшипников ступицы — мероприятие не сложное, выполнить его может каждый. Необходимо вывесить колесо и покрутить его, чтобы определить, нет ли подклиниваний и заеданий. Затем пораскачивайте колесо, держась за него внизу и вверху. Люфт на радиальных цилиндрических изделиях не допускается, а вот на радиально-упорных подшипниках он присутствовать может, однако несущественный.

Люфт в цилиндрических изделиях указывает на сильный износ и потребность в замене, так как они нерегулируемые. А вот люфт в подшипниках конического типа устранить можно.

Признаки износа

На начальных этапах неисправность определить практически невозможно без специального оборудования. Это становится понятно только при наличии гула от колеса. Именно это и есть первый признак износа подшипника. Гул очень похожий на шум от самолета. Такой же гул может быть при сильной затяжке ступичной гайки или ее слабой затяжке. Шум обычно на разной скорости разный. Так же признаком неисправности ступичного подшипника может быть люфт на колесе.

Самый простой способ определить неисправность в ступице — это постукивание ногой по колесам. Если при постукивании есть определённый люфт или звук, то это может быть первым признаком еще задолго до гула.

Если ступица начала уже гудеть, стучать или потрескивать при езде, то нужно провести более детальный осмотр узла и его последующий ремонт. Езда по дорогам может быть опасна и для Вас, и для окружающих.

Как проверить ступичный подшипник?

Действуйте последовательно, и тогда вы сможете исключить возможность ошибки даже в том случае, если выполняете такую работу впервые.

  • Первым делом вывесите диагностируемое колесо, обеспечив ему свободу вращения. Для этого можно воспользоваться домкратом или установить машину на подъёмник.
  • Затем крутаните колесо руками, убедившись, что оно свободно вращается. В некоторых случаях шумы могут возникать из-за того, что колесо полностью не растормаживается, а тормозные колодки трут по диску или барабану.
  • Взявшись за верхний и нижний край колеса, покачайте его от себя и к себе. Затем повторите операцию, сменив хват на 90 градусов.

Если обнаружите люфт, придётся проверить затяжку гайки ступицы.

Тут не обойтись без воротка с большим плечом, динамометрического ключа, рассчитанного на значительные усилия, и подходящего размера торцевой головки.

Важно иметь под рукой и техническую спецификацию вашего автомобиля, в которой указан момент затяжки гайки ступичного подшипника. Последовательность действий такова:

  • Снимаем защитный колпачок гайки (если имеется).
  • Вынимаем шплинт (если имеется).
  • Сажаем за руль помощника и просим его зафиксировать колесо, надавив на тормоз.
  • С помощью динамометрического ключа проверяем усилие затяжки.

Если момент соответствует величине, указанной в спецификации, а люфт остался, подшипник придётся заменить.

Как проверить ступичный подшипник? Видео:

Диагностируем на слух

Но бывает и так, что люфта нет, а есть лишь гул, подтверждающий наличие неисправности. Как определить, какой подшипник ступицы гудит? Задача непростая.

Из-за резонирующих эффектов сделать это, находясь на месте водителя, не всегда возможно. Снова придётся звать помощника и идти на хитрость. Возможны варианты:

  • Двигайтесь мимо стоящего на открытой площадке наблюдателя, меняя режимы и направление движения. Такой способ даст результат, если шум отчётливо слышен даже на небольшой скорости.
  • Посадите помощника в другую машину. Пусть он двигается вместе с вами по трассе, открыв окно и определяя на слух источник посторонних шумов.

Оба варианта такого рода диагностики требуют определённых навыков.

Установив, какая деталь подлежит замене, можно приступать к работе, сложность которой напрямую зависит от особенности конструкции автомобиля. Придётся учесть:

  • На каком мосту, переднем или заднем, ведущем или ведомом, производится замена.
  • Какого типа подшипник установлен на вашем автомобиле.

Встречаются детали различной конструкции:

  1. Открытого или закрытого типа.
  2. Одно- или двухрядные.
  3. Конические или радиальные.
  4. Шариковые, роликовые или комбинированные.

Встречаются два варианта комплектации и поставки детали:

  1. Подшипник изготовлен отдельно. В этом случае для выполнения работы обязательно потребуются специальный съёмник, оправки и пресс.
  2. Подшипник и ступица собраны в единый узел, замена которого производится целиком. Это существенно упрощает ремонт, но увеличивается стоимость деталей.

Следует принять во внимание тот факт, что наиболее распространены сейчас автомобили с приводом на передний мост. Условия и последовательность проведения ремонтных операций мы будем описывать именно для машин такой компоновки.

Замена ступичного переднего подшипника

Разберем поэтапно, как именно проводится замена:

  1. Включаем на автомобиле ручной тормоз, ставим на передачу. Задние колеса блокируем упорами, для предотвращения качения автомобиля.
  2. Затем, не поднимая на домкрат, «срываем» ступичную гайку. Она обычно затянута очень хорошо. Для того чтобы машина не катилась, напарник в этот момент должен нажимать на тормоз.
  3. Поднимаем колесо на домкрате и снимаем колесо, затем отвинчиваем суппорт. Следующим шагом будет снятие тормозного диска со ступицы. Дальнейшие действия можно сделать тремя методами:
  4. Первый — подшипник посредством съемника снимаем прямо на месте, без снятия с автомобиля поворотного кулака. Этот метод может подойти не всем, ведь для этого нужна ремонтная яма или подъёмный механизм. Так как места там не особо много и развернуться не получится. Однако плюсом является то, что при такой замене подшипника не сбивается настройка развала, так как болт регулировки при таком способе не трогается. Если в этом положении удобно работать, то вытаскиваем или выбиваем ступицу и снимаем подшипник.
  5. Второй вариант заключается в свинчивании всего механихма кулака и уже в снятом виде с использованием тисков и съемного ключа производится замена подшипника. Однако при таком варианте сбивается настройка развала. Но все же этот способ самый распространенный среди автомобилистов. Перед снятием нужно выставить две метки: одну — болт стойка, а вторую — поворотный кулак стойка. Когда происходит сборка, зачастую точности достичь не получается, однако метки дают возможность собрать практически так же как и было. Стоит отметить, что если Вы производите комплексный ремонт ходовой, а именно замену шаровых опор, наконечников и сайлентблоков — тогда это способ тоже будет наиболее подходящий и удобный.
  6. Третий — заключается в снятии стойки целиком, а потом уже с применением тисков и съёмного ключа производится замена подшипника. Это наиболее трудоемкий способ, однако не у всех получается применить первые два способа по разным причинам.
  7. Следующим шагом, выбиваем аккуратно ступицу с подшипника. Затем снимаем стопорное кольцо. Далее с помощью съёмника выпрессовываем подшипник.
  8. Гнездо под подшипник стоит очистить от старой смазки и мусора, затем смазать и запрессовать в поворотный кулак новый подшипник.
  9. Устанавливаем на место стопорное кольцо. Ступицу посредством наставки забиваем в поворотный кулак (прилагаемое усилие при забитее должно идти на внутреннюю сторону подшипника и никак иначе).

Это интересно: Режим труда и отдыха водителей: основные правовые положения на 2021 год

А далее в обратном порядке собираем все механизмы, которые были разобраны.

Автослесари рекомендуют менять смазку в ступице каждые 20 — 30 тыс. км, даже без наличия гула, постукивания и люфта. Это может сэкономить средства на более дорогостоящие ремонты.

Рекомендации по установке ступичного подшипника

Итак, Вы диагностировали неисправность – ступичный подшипник.

  • Прежде всего, повторюсь, новый ступичный подшипник следует покупать только проверенной фирмы, лучше всего почитать отзывы о выбранной детали. Подойдите к этому вопросу серьезно, ведь именно от данного этапа зависит сколько он Вам прослужит. Как выбрать и купить запчасти на автомобиль я уже рассказывал.
  • Большинство ступичных подшипников идет с несъемными пыльниками, под которыми находиться смазка, в таком случае Вам не удастся проверить её количество. Но если Вам достался открытый подшипник, то обязательно убедитесь, в количестве смазки, которую положил производитель.

  • Перед установкой ступичного подшипника убедитесь в том, что контактные поверхности ступицы не повреждены, нет никаких задиров, ямочек, заусенцев и следов эксплуатации. Они могли образоваться во время работы или выпрессовки старого подшипника.
  • На некоторых автомобилях ступичный подшипник идет вместе с кольцом АБС (как на Peugeot 307), поэтому будьте внимательны при установке, некоторые горе-мастера устанавливают подшипник другой стороной.
  • Прежде чем запрессовывать подшипник, смажьте контактные поверхности мыльным раствором, это облегчит запрессовку подшипника.
  • При установке стопорного кольца ни в коем случае не повредите защитный пыльник подшипника.
  • Для установки ступичного подшипника в большинстве случаев необходим специальный прибор – пресс. Без него крайне сложно правильно и равномерно посадить подшипник в ступицу. Если в Вашем случае при замене подшипника требуется пресс, то лучше доверить эту работу проверенному автосервису.


Запресовка ступичного подшипника с помощью пресса

Подписывайтесь на наш ЯндексДзен

15 473

устройство, признаки неисправности и регулировка.

Ступица является элементом ходовой части транспортного средства, обеспечивающим соединение колеса с осью.

Благодаря ступичным подшипникам, которые выступают промежуточным звеном между осью и ступицей, колеса вращаются с минимальным сопротивлением. 

Конструкция и принцип действия ступичных подшипников

Ступичные подшипники — одни из наиболее высоконагруженных частей автомобиля. На них приходится давление всей массы транспортного средства, а также разнонаправленные нагрузки, которые возникают при езде по неровностях, ускорении и торможении. Поэтому к данным узлам выдвигаются серьезные требования, так как от них зависит безопасность езды.

В конструкции автомобиля в ступицах применяются подшипники качения. Типы подшипников бывают разными, хотя их конструкция идентична. Состоят они из нескольких частей:

  • Сепаратора.
  • Тел качения.
  • Наружной и внутренней обоймы (колец).

Кольца подшипников являются опорными поверхностями для тел качения, что помещены между обоймами. Своим внутренним кольцом подшипник садится на ось, а наружным монтируется в отверстие ступицы.

Чтобы равномерно распределять тела качения по окружности обойм, применяется сепаратор. Еще одной задачей сепаратора является исключение контакта данных тел между собой. В конструкции некоторых типов ступичных подшипников дополнительно используются пыльники, которые предотвращают попадание грязи и пыли внутрь узла. Подобные узлы являются закрытыми.

Разновидности ступичных подшипников

Телами качения в подшипниках ступицы являются шарики и ролики (конические либо цилиндрические). Рядов тел качения может быть один или два. Самое большее распространение получили радиальные (цилиндрические роликовые и шариковые) и радиально-упорные (конические роликовые) подшипники.

Что касается современных моделей, оборудуемых АБС, то подшипник ступицы в них является составной частью непосредственно самой ступицы. Он закрытый и необслуживаемый, а его ресурс идентичен сроку службы транспортного средства. При выходе узла из строя приходится менять ступицу в сборе.

Подшипники радиального типа монтируются по одному на ступицу. Они являются необслуживаемыми и закрытыми, для них не предусмотрена регулировка, а возможные люфты удаляются посредством посадки на ось и в ступицу с сильным натягом.

Радиально-упорные подшипники не редко монтируются по два на ступицу. Подобные узлы являются открытыми и посадка у них с малым натягом. Такая конструкция дает возможность выполнять регулировку с целью устранения люфтов.

На ведомой оси используются радиально-упорные подшипники, а на ведущей — радиальные ступичные. Например, на ВАЗ 2107 впереди на ступицах вмонтированы по два конических подшипника, а сзади — по одному шариковому. А на ВАЗ 2108 двухрядный цилиндрический компонент применяется спереди, а конические вмонтированы на задней оси.

Срок службы ступичных подшипников, признаки износа, диагностика

На срок службы подшипников напрямую воздействуют особенности эксплуатации автомобиля, своевременное обслуживание и качество изготовления узлов. Как правило, ресурс подшипников составляет сто тысяч километров пробега. Частое передвижение по плохим дорогам, а также игнорирование регулировки с целью удаления люфтов (в подшипниках конического типа) влекут за собой усиленный износ тел качения, а также их дорожек на обоймах. Попадание внутрь песка и пыли сокращают ресурс подшипников.

Однако допускать критического износа узлов нельзя, в противном случае появляется риск разрушения подшипника, что сопровождается заклиниваем колеса или его срывом с оси. Главный признак износа ступичных подшипников — возникновение отчетливого гула при езде со стороны колес. При несущественном износе гул негромкий, однако со временем он будет нарастать. Использовать автомобиль с такими симптомами можно, однако желательно как можно скорее выполнить диагностику ступичных подшипников и отрегулировать или заменить их.

Сигнал критического износа — возникновение хруста. Это свидетельствует о разрушении подшипника. При данных признаках нельзя эксплуатировать транспортное средство, а поврежденный узел необходимо заменить.

Диагностика подшипников ступицы — мероприятие не сложное, выполнить его может каждый. Необходимо вывесить колесо и покрутить его, чтобы определить, нет ли подклиниваний и заеданий. Затем пораскачивайте колесо, держась за него внизу и вверху. Люфт на радиальных цилиндрических изделиях не допускается, а вот на радиально-упорных подшипниках он присутствовать может, однако несущественный.

Люфт в цилиндрических изделиях указывает на сильный износ и потребность в замене, так как они нерегулируемые. А вот люфт в подшипниках конического типа устранить можно.

Регулировочные работы

Чтобы провести регулировочные работы, потребуются отвертки, молоток, пассатижи и стандартный набор ключей. Регулировка на всех автомобилях фактически идентична и отличается только в некоторых деталях.

  1. На ступице, которую нужно отрегулировать, ослабьте колесные болты.
  2. С помощью домкрата вывесите и снимите колесо.
  3. Воспользовавшись молотком и отверткой, сбейте защитный колпачок, вмонтированный по центру ступицы.
  4. С помощью пассатижей отогните усики стопора и вытащите его.
  5. Закрутите до упора ступичную гайку, после чего открутите обратно на ¼ оборота.
  6. Проверьте легкость вращения ступицы. Она должна легко крутится без заеданий.
  7. Соберите все обратно и снова проверьте люфт.

Если посредством регулировки не удалось устранить люфт или при вращении вы замечаете хруст и подклинивания, необходимо заменить подшипник.

Советы профи, нюансы при замене подшипника ступицы

Технология замены подшипника ступицы не сложная, однако требует наличия специального оснащения — пресса либо мощных слесарных тисков. Метод с забиванием узла с помощью молотка с наставкой не подходит для работы со ступицами, так как есть высокий риск перекоса узла или повреждения посадочного места ступичного подшипника.

При монтаже нового подшипника обратите внимание на легкость его посадки. Подшипник должен очень туго садиться в ступицу, а небольшое сопротивление свидетельствует о износе посадочного места. В таком случае ступица подлежит замене. В ходе посадки нового подшипника уделяйте внимание его центрированию, в противном случае при монтаже есть риск, что он пойдет на перекос и повредит поверхность посадочного места. Больше о замене подшипника ступицы вы можете узнать из данного видео.

замена ступицы

Замена ступицы колеса любого автомобиля может потребоваться например в случае проворота подшипника в посадочном отверстии, или от разбалтывания (износа) шлицов, в которые вставляется полуось (или шлицевая часть вала ШРУСа). В этой статье мы рассмотрим, как заменить колёсную ступицу автомобиля своими руками, не прибегая к услугам автосервиса, ну и что для этого понадобится.

Прежде чем описывать как заменить ступицу, следует написать несколько строк, как не допустить того, что ступицу придётся менять. Кому это не интересно, или кто знает об этом, то просто пропускаем часть текста и читаем ниже последовательность работ по замене.

Вообще то ступицы на любом автомобиле рассчитаны на весь срок службы автомобиля без их замены, но у некоторых неаккуратных водителей это не так. Для того, что бы ступица любого колеса работала весь положенный ей срок, необходимо при первом появлении шума подшипников, стараться как можно быстрей заменить их новыми, или подрегулировать, если установлены конические подшипники (как на более старых машинах). Как правильно заменить подшипники ступицы, чтобы их не испортить, советую почитать вот тут.

Ведь если вовремя не заменить изношенный (зашумевший) подшипник ступицы, то его может заклинить и он провернётся в своём посадочном отверстии. Можно конечно же не тратить деньги на новую ступицу, а восстановить посадочный диаметр подшипника, как описано вот в этой статье. Ещё можно отремонтировать ступицу как описано вот здесь. Там же описано о правильных зазорах в подшипниках ступиц и о важности правильного момента затяжки гайки ступицы.

Но многие это не делают и покупают новую ступицу. В любом случае, как для ремонта ступицы, так и для замены ступицы новой, старую следует снять с автомобиля, что и будет описано ниже.

Конечно же на разных машинах, при разборке этого узла, могут быть некоторые отличия (например в количестве крепёжных болтов или креплений) и порядок действий при замене ступицы на всех машинах описать в одной статье нереально. Но на большинстве машин, конструкция крепления ступицы и контактирующих с ней деталей почти одинакова, а значит и процесс работы по замене тоже почти одинаковый.

Ступицы передних колёс более старых классических автомобилей, устанавливаются на осях поворотных цапф на двух конических роликовых подшипниках. Наружные обоймы подшипников запрессованы в ступицу, а внутренние обоймы надеты на ось цапфы с очень малым зазором. От попадания грязи, пыли или воды в подшипники, ступица защищена с внутренней стороны сальником, а снаружи защитным колпачком. Так же сальник предотвращает попадание смазки от подшипников в тормозной механизм.

Регулировать конические роликовые подшипники следует после прохождения определённого пробега, который водитель машины должен уточнить в мануале именно своего автомобиля. Регулировка может потребоваться и раньше срока, например если машина ездит в трудных дорожных условиях (например по бездорожью). Определить, что нужно отрегулировать подшипник, можно по повышенному шуму, так как чем больше зазор в подшипнике, тем он громче работает.

Но лучше не доводить до сильного шума и при первых признаках проверить зазор подшипников и если имеется повышенный люфт, то следует обязательно подтянуть гайку. Иначе подшипник быстро износится, его может заклинить, поровернуть в ступице и потребуется её замена (которую рассмотрим ниже) или восстановление. Но лучше до этого не доводить.

Проверка и регулировка зазоров конических подшипников производится с помощью индикатора часового типа, закреплённого на ступице 4, как показано на рисунке слева. Стойка индикатора 2 имеет на конце резьбу, такую же как у колёсных болтов и вкручивается вместо одного из болтов крепления колеса. А щуп индикатора 1, выставляется подвижной планкой 3 так,  что он должен слегка касаться торца оси, на которую накручена колёсная гайка. Далее пробуем раскачать руками ступицу (и покрутить её), наблюдая за показаниями индикатора.

Если зазор в подшипниках превышает 0,15 мм, то желательно открутить регулировочную гайку (вынув шплинт или расконтрив её, отогнув её загнутую кромку из паза на резьбе) и желательно заменить гайку новой. Затем затягиваем новую гайку с помощью динамометрического ключа с моментом 2 кгс.м, далее прокручиваем ступицу в разные стороны, затем ослабляем затяжку гайки и повторно её затягиваем, но уже с моментом 0,7 кгс.м.

После этого откручиваем гайку на 20 — 25 градусов, и добиваемся зазора в подшипниках равными 0,02 — 0,08 мм (смотрим по индикатору). После этого можно законтрить гайку с помощью шплинта или забивания кромки в специальный паз (зависит от конструкции). Более подробно о важности правильной затяжки гайки ступицы, а так же как правильно закрутить гайку не имея в наличии динамометрического ключа, советую почитать в этой статье.

Если сделать всё как описано выше, то вам никогда не придётся менять ступицу, ну разве только если шлицы износятся, но это бывает быстро только после жёстких гонок (множества резких разгонов и торможений). Регулировка и фиксация подшипников на цапфе, производится регулировочной гайкой 3. Гайка левого переднего колеса имеет правую резьбу, а гайка правого колеса левую.

Кстати, кто не хочет заморачиваться с периодической регулировкой конусных роликовых подшипников, установленных на более старых моделях машин, то можно переделать ступицу под один двухрядный шариковый подшипник (стоит на более свежих машинах, например на наших переднеприводных ВАЗах и подшипник описан ниже) и как это сделать можно почитать вот тут.

Ступицы 4 передних колёс более современных машин (например свежие иномарки и переднеприводные ВА3ы) вращаются в полости поворотного кулака 1 (см. рис. слева ) на шариковом двухрядном подшипнике 3 закрытого типа, в котором смазка заложена на заводе на весь период их службы. Этот подшипник зафиксирован в ступице двумя стопорными кольцами 7.

На переднеприводных машинах, своими внутренними шлицами ступица насажена на шлицы наконечника вала ШРУСа  (шарнира равных угловых скоростей, в простонародье называется граната) и крепится гайкой 6, которая закрыта защитным колпачком. На ступице с помощью направляющих штифтов и крепежа закрепляется тормозной диск.

Завод отмечает, что двухрядный шариковый подшипник 3 в процессе эксплуатации в регулировке и смазке не нуждается. С первым я соглашусь, так как регулировки такой подшипник действительно не требует (в отличии от конических подшипников), а вот что касается смазки, то на некоторых заводах её закладывают совсем чуть чуть и подшипник может зашуметь раньше положенного срока.

Поэтому если вы купите подшипник не от какой то авторитетной фирмы, а подешевле и сомневаетесь в нём, то советую аккуратно вскрыть уплотнительное кольцо подшипника и проверить в нём смазку, ну и по необходимости забить ей подшипник. (лучше использовать пластичные смазки от фирмы Кастрол). Как выбрать подшипник, и не только для ступиц, советую посчитать вот в этой статье.

Ступицы  задних колёс современных машин, тоже вращаются в двухрядных шариковых подшипниках закрытого типа, но насажены на неподвижных осях, а не на шлицевых наконечниках Шрусов, и крепятся на машинах аналогично креплению ступиц передних колёс. А оси ступиц имеют фланцы с отверстиями, которые вместе с щитками тормозного механизма, крепятся болтами к ответным фланцам рычага задней подвески машины.

На более старых машинах, задние ступицы крепятся практически так же, только лишь в них установлены конические роликовые подшипники, а не двухрядные шариковые.

Чтобы ступица работала без замены весь положенный её срок, то следует следить за подшипниками, или при их замене выставлять правильные зазоры (если подшипники регулируемые). Но всё же если требуется замена ступицы, или снятие её для восстановления, то как это правильно сделать на большинстве машин, мы и рассмотрим ниже.

 Замена ступицы переднеприводных машин с двухрядным подшипником.

На таких машинах (переднеприводные ВАЗы и многие иномарки) как было сказано выше, в ступице установлен двухрядный шариковый подшипник закрытого типа. И порядок работ по замене ступицы здесь несколько другой (в отличие от заднеприводных машин, у которых установлены регулируемые конические подшипники.

Рассмотрим замену ступицы на таких машинах поэтапно.

1. Снимаем защитный колпачок гайки и ослабляем затяжку гайки 6 ступицы (см. рис. выше) перед этим разогнув её кантик, загнутый в паз оси и так же ослабляем гайки переднего колеса.

2. Поддомкрачиваем передок машины, установив перед этим её на стояночный тормоз (ручник).

3. Теперь можно до конца открутить гайки колеса и снять колесо, ну и открутить до конца гайку ступицы.

4. Откручиваем болты крепления суппорта и снимаем сам суппорт, подвесив его на мягкой проволоке (чтобы не снимать тормозной шланг).

5. Далее отделяем тормозной диск от ступицы (открутив два штифта — обычно ключ на 12)

У кого имеется мощный съёмник, как на фото слева, то устанавливаем упорный винт съёмника на конец шлицевого вала (оси колеса), а лапками съёмника охватываем ступицу (лучше использовать съёмник с шпильками вместо лапок, и шпильки просто вкручиваются в резьбовые отверстия от колёсных болтов на ступице).

При этом подшипник остаётся на месте (если нужно заменить подшипник, то он стягивается потом, когда стопорные кольца будут извлечены из поворотного кулака).

У кого нет мощного съёмника (или кроме ступицы нужно ещё заменить и её подшипник), то тогда придётся снимать дополнительные детали, которые описаны ниже, и потом выпрессовывать ступицу с помощью бронзовой проставки (выколотки).

6. Откручиваем поворотный кулак от шаровой опоры (снизу) и затем откручиваем болты, указанные красными стрелками на фото слева -от стойки передней подвески (сверху). Перед откручиванием крепежа, полезно опрыскать его вэдэшкой (WD-40).
Открутив весь крепёж, удерживающий поворотный кулак (и сняв провода от датчика скорости или АБС, если они есть), сдёргиваем поворотный кулак, вместе с тормозным диском (диск можно снять и ранее), его защитным кожухом и ступицей, со шлицов шлицевого вала ШРУСа (гранаты). При этом полезно вывернуть рулём вправо ступицу полностью (если ступица левого колеса).

7. У нас в руках оказывается поворотный кулак вместе с тормозным диском (его кожухом) и ступицей (ну и разумеется с подшипником ступицы).

8. Теперь следует отделить тормозной диск от ступицы, если он не был снят ранее, для этого откручиваем два болта (штифта) и отделяем тормозной диск от ступицы (если прикипел, то обстукиваем киянкой).

9. Теперь откручиваем болты, удерживающие кожух тормозного диска и снимаем его с поворотнго кулака.

10. В руках остаётся поворотный кулак, в который запрессован наружной обоймой двухрядный подшипник ступицы, а в внутреннюю обойму этого подшипника запрессована сама ступица.

11. Чтобы отделить ступицу от поворотного кулака, следует перевернуть его и уложив на два деревянных бруска или на разведённые губки больших тисков, как показано на фото слева, затем наставить на ступицу (внутри внутренней обоймы подшипника) накидную головку подходящего диаметра и выпрессовать ступицу из поворотного кулака прессом (ну или аккуратно выбить, если нет пресса). Если нет пресса и ступица будет выбиваться из поворотного кулака ударами, как на фото слева, то обязательно используем выколотку из бронзы, или другого мягкого цветного металла.

12. Можно сделать и по другому, снять стопорное кольцо, фиксирующее подшипник в посадочном месте поворотного кулака и выпрессовать ступицу вместе с подшипником, так легче, так как посадка наружной обоймы в посадочном месте поворотного кулака слабее, чем посадка ступицы внутри внутренней обоймы подшипника. А потом уже стянуть подшипник съёмником (или просто разрезать его, если он убитый).

Какой вариант выбрать, зависит от того, что вы собираетесь менять, ступицу или убитый подшипник.
Установить новую ступицу следует в обратном порядке (желательно с новым подшипником). Но следует знать главное: при напрессовке нового подшипника его внутренней обоймой на ступицу, давить оправкой всегда следует только на внутреннюю обойму подшипника.

А при запрессовке подшипника в поворотный кулак (в котором подшипник удерживается за счёт наружной обоймы и стопорных колец) давить оправкой следует только на наружную обойму. Диаметр оправки, давящей на обойму при запрессовке, должен быть меньше диаметра наружной обоймы примерно на 1 мм.
То же касается и внутренней обоймы подшипника. Подробнее о правильной замене подшипников ступицы, имеются ссылки на соответствующие статьи, выше в тексте.

И ещё: на некоторых иномарках, например на Ford Explorer, порядок работы при снятии ступицы несколько отличается, от описанного выше (выше описана замена ступицы на наших переднеприводных ВАЗах и некоторых иномарках). Так как подвеска на фордах несколько иная и крепление ступицы тоже. И порядок работы по замене ступицы на таких машинах, можно наглядно посмотреть в видеоролике под этой статьёй.

Замена ступицы заднеприводных машин с коническими подшипниками.

На таких машинах (заднеприводные ВАЗы и более старые иномарки) заменить ступицу или её подшипники несколько проще. Рассмотрим порядок работы подробно ниже.

 

 

 

 

1. Как и в первом случае, следует сначала стронуть колёсные гайки и сняв защитный колпачок, ослабить затяжку гайку ступицы, на большинстве машин используют накидную головку на 30 (сначала раскернив гайку), пока колесо машины находится на земле и не проворачивается (машина на ручнике).

 

2. Затем поддомкратив передок машины, следует снять колесо.

 

 

 

3. Далее откручиваем крепления суппорта, указанные оранжевыми стрелками на фото слева и сняв его с креплений и с тормозного диска, подвешиваем на проволоке, не натягивая тормозной шланг.

 

 

 

 

 

 

4. Откручиваем и снимаем гайку ступицы и снимаем тормозной диск вместе с ступицей и наружной обоймой подшипника.

 

 

 

 

 

 

При этом, если ступица давно не снималась, может понадобиться съёмник, как на рисунке слева.

 

 

 

 

 

5. Далее откручиваем два штифта (обычно ключ на 12) и отделяем тормозной диск 2 вместе с дистанционным кольцом 3 от ступицы 1, показанные на фото слева (если детали прикипели, обстукиваем киянкой).

6. Заменяем ступицу новой, с новыми подшипниками, закрепив на ней тормозной диск и далее собираем всё в обратном порядке.

 

Заменить ступицу на задних колёсах можно аналогичным образом, только вместо тормозных дисков на некоторых машинах до сих пор стоят барабаны, но принцип работы почти одинаков. Только лишь на заднеприводных машинах нужно будет стянуть ступицу со шлицов полуоси, а затем отделить её от тормозного барабана (можно сначала снять барабан, а потом стягивать ступицу с полуоси). Ну а если просто нужно заменить подшипники, то это описано в подробной статье, ссылка на которую выше в тексте.

Конечно же на некоторых иномарках, при проведении вышеописанных работ могут быть некоторые отличия, которые может быть не учтены в этой статье (пример в видеоролике ниже). Но они не столь существенны, чтобы любой водитель не справился с заменой ступицы своими руками, успехов всем.

 

Техническое обслуживание, устройство и ремонт автомобилей Уаз Хантер / Hunter


Ремонт УАЗ Hunter >> Ходовая часть >> Передняя подвеска >> Замена подшипников ступицы переднего колеса

Внешние признаки необходимости замены подшипников:

– повышенный шум при вращении колеса;

– невозможность добиться регулировкой номинального зазора в подшипниках.

Вам потребуются: съемник внутренних стопорных колец, отвертка с плоским лезвием, выколотка, молоток.

3. Поддев отверткой, извлеките сальник из ступицы…

Примечание

После выпрессовки сальник не пригоден к дальнейшему применению. Замените его новым.

4. …упорную шайбу сальника ступицы…

5. …и выньте внутреннее кольцо внутреннего подшипника ступицы.

6. Промойте все детали керосином.

Предупреждение

Осмотрите беговые дорожки внутренних и наружных колец подшипников, а также рабочие поверхности роликов. Питтинг, видимый износ сепараторов, роликов и колец, а также раковины и сколы на роликах и кольцах не допускаются. Дефектные подшипники замените обязательно вместе с наружными кольцами. Наружный и внутренний подшипники заменяйте одновременно.

7. С помощью бородка легкими ударами молотка по периметру наружного кольца внутреннего подшипника выпрессуйте кольцо из ступицы…

8. …и снимите его.

9. Сожмите съемником усики внутреннего стопорного кольца и снимите его.

10. Аналогично снимите наружное стопорное кольцо…

11. …и выпрессуйте наружное кольцо наружного подшипника.

12. Запрессуйте новые кольца подшипников в ступицу оправкой подходящего диаметра.

Предупреждение

Недостаточная запрессовка или перекос наружного кольца не допускаются. Проверьте надежность посадки колец в корпусе ступицы. Кольца не должны проворачиваться от усилия руки.

13. Заполните смазкой внутреннюю полость ступицы и нанесите смазку на наружные кольца подшипников.

14. Установите детали в порядке, обратном снятию.

Полезный совет

Снятый сальник можно использовать в качестве оправки для запрессовки нового сальника.

Ремонт ступицы колеса с помощью замены подшипника

Замена подшипника ступицы колеса – операция, которую можно выполнить самостоятельно. Каждому автовладельцу было бы полезно разобраться в том, что такое ступица колеса, как она устроена и как ее чинить, до того, как с ней возникнут проблемы.

Замена подшипника ступицы колеса – операция, которую можно выполнить самостоятельно. Каждому автовладельцу было бы полезно разобраться в том, что такое ступица колеса, как она устроена и как ее чинить, до того, как с ней возникнут проблемы.

Что такое ступица колеса и как она устроена?

Задача ступицы – обеспечить передачу крутящего момента с коленвала на колесо. Помимо этого, она участвует в торможении, так как к ней крепится тормозной диск.

Анатомия ступицы переднего колеса

Устройство передней и задней ступицы кардинально различается.

Устройство ступицы заднего колеса

У разных моделей автомобилей ступица устроена по-разному.

Так выглядит ступица в сочетании с тормозным механизмом

Как определить, что подшипнику ступицы требуется замена?

Подшипник – ключевой элемент ступицы, фиксирующий колесо в нужном направлении и, в то же время, обеспечивающий его свободное вращение. Как правило, ломается именно он.

Его можно найти на передней и задней оси авто (кроме тех моделей, на которых установлен разрезной или неразрезной мост).

Подшипник ступицы переднего колеса Mazda 3

Для диагностирования повреждений этой детали выполните следующие действия:

  1. Установите под автомобиль подставки и поднимите его одним или двумя домкратами, чтобы колесо оказалось над землей.
  2. Попробуйте покачать кузов, – если он не поддается, значит вы крепко установили его на подставках. Если он хотя бы немного качается, поставьте их понадежнее.
  3. Возьмитесь за покрышку сначала сверху и снизу, а потом слева и справа. Покачайте ее в разные стороны. Люфт не должен превышать 1 мм. Если при движении колеса издается любой посторонний звук (вроде постукивания, гула, щелкания и т.д.), подшипник необходимо заменить.

Определить неисправность можно и во время езды. Если при езде по прямой из колеса издается посторонний звук, который прекращается, когда машина поворачивает, это означает проблему с подшипником одного из передних колес. Если звук пропадает при повороте налево, заменять нужно правый подшипник, если при повороте направо – левый.

Основные причины поломок подшипника ступицы

  • Попадание воды внутрь детали.
  • Перегрев.
  • Резкий и сильный удар.
  • Частое использование тормозов, особенно на высоких скоростях.

Помощь специалистов

Лучше обратиться к профессионалам, чем заниматься экспериментами. Если вы неуверенно себя чувствуете в обращении с автомобилем, обратитесь за ремонтом ступицы в автосервис.

По вопросам обслуживания звоните по телефону +7 (926) 069-90-01, наши специалисты вас проконсультируют.


Замена подшипников ступицы переднего колеса УАЗ Патриот

 Основными критериями для замены подшипников на ступицах колес будет повышенный шум, свист, значительный люфт колеса. Люфт колеса также будет сопровождаться невозможностью настроить натяг в подшипнике на ступице.
Если на вашем УАЗ Патриот имеются подобные признаки, то необходимо провести замену подшипника на ступице соответствующего колеса. В этой статье мы расскажем о замене ступичных подшипников на переднем мосте.
Всего, на каждой ступице установлены два подшипника, внутренний и наружный, более подробно о устройстве ступицы передней подвески можно узнать взглянув на рисунок ниже.


Ступица переднего колеса УАЗ Патриот: 1 – цапфа; 2 – сальник; 3 – упорная шайба сальника ступицы; 4 – внутренний подшипник ступицы; 5 – болт ступицы; 6 – маслоотражатель ступицы; 7 – прокладка маслоотражателя ступицы; 8 – наружная обойма внутреннего подшипника; 9 – внутреннее стопорное кольцо; 10 – ступица; 11 – наружное стопорное кольцо; 12 – наружная обойма наружного подшипника; 13 – наружный подшипник; 14 – стопорная шайба; 15 – регулировочная гайка ступицы; 16 – замочная шайба; 17 – контргайка ступицы

Инструменты для замены подшипников ступицы переднего колеса УАЗ Патриот

 Вам потребуются: съемник внутренних стопорных колец, отвертка с плоским лезвием, выколотка, молоток.

Процесс замены подшипников ступицы переднего колеса УАЗ Патриот

 1. Снимите ступицу в сборе с подшипниками (см. «Снятие и установка ступицы переднего колеса УАЗ Патриот»).

UAZ Patriot выпускается также и с комплектацией антиблокировочной системы тормозов, в этом случае на ступицах автомобилей установлены задающие кольца датчиков частоты вращения колес.

2. Выньте внутреннее кольцо наружного подшипника ступицы.

3. Поддев отверткой, извлеките сальник из ступицы… Сальник одноразовый и при последующее сборке необходимо будет установить новый сальник.

4. …упорную шайбу сальника ступицы…

5. …и выньте внутреннее кольцо внутреннего подшипника ступицы.

6. Промойте все детали керосином. При замене подшипников обратите внимание на износ сопрягаемых с подшипниками деталей. Риски, канавки, выбоины не допускаются на сопрягаемых поверхностях. При замене подшипников необходимо менять одновременно внутренний и наружный подшипник, поз 4 и 13. (рисунок выше)

7. С помощью бородка легкими ударами молотка по периметру наружного кольца внутреннего подшипника выпрессуйте кольцо из ступицы…

8. …и снимите его.

9. Сожмите съемником усики внутреннего стопорного кольца и снимите его. 10. Аналогично снимите наружное стопорное кольцо…

11. …и выпрессуйте наружное кольцо наружного подшипника. 12. Запрессуйте в ступицу оправкой подходящего диаметра новые кольца подшипников.

Недостаточная запрессовка или перекос наружного кольца не допускаются. Проверьте надежность посадки колец в корпусе ступицы. Кольца не должны проворачиваться от усилия руки.

13. Заполните смазкой внутреннюю полость ступицы, нанесите смазку на наружные кольца подшипников.
14. Установите детали в порядке, обратном снятию.
 Отрегулируйте подшипники ступицы следующим образом. Отверните на одну-две грани регулировочной гайки подшипников ступицы. Проворачивая колесо рукой, проверьте легкость его вращения и затяните гайку регулировки подшипников ступицы моментом 30–40 Н•м (3–4 кгс•м).

Что такое центр умного дома (и нужен ли он вам)?

Интернет вещей (IoT), который соединяет умные домашние устройства, такие как дверные звонки, фонари, замки, камеры видеонаблюдения и термостаты, упростил установку и использование этих гаджетов в своих домах, но вам все еще нужны какие-то механизм управления ими. В некоторых случаях достаточно просто телефона, но если вы используете несколько разных продуктов или услуг, вам может понадобиться концентратор домашней автоматизации, чтобы контролировать все и обеспечивать взаимодействие устройств друг с другом.Проблема в том, что не существует единого доступного концентратора, который мог бы управлять всеми различными устройствами умного дома. Читайте дальше, чтобы узнать, какие концентраторы доступны и нужны ли они вам, чтобы сделать ваш дом умнее.

Какие существуют протоколы домашней автоматизации?

Любое обсуждение концентраторов домашней автоматизации должно начинаться с базовых сведений о протоколах или методах связи, используемых для управления вашими устройствами. Сегодня используется несколько проводных и беспроводных протоколов, которые связывают устройства умного дома друг с другом и с концентратором, включая X10, универсальную шину Powerline (UPB), Insteon, Z-Wave и Zigbee.Мы коснемся каждого из них в этом разделе.

Один из старейших протоколов, X10, существует с середины 1970-х годов. Он использует существующую домашнюю электропроводку для отправки сигналов на каждое устройство и в основном используется для управления подключенными системами освещения и датчиками движения.

Протокол UPB частично основан на X10 и также использует электрические линии вашего дома для передачи сигналов между устройствами, но обеспечивает более высокую скорость передачи и обычно считается более надежным. Как ни странно, устройства X10 и UPB несовместимы, и для их совместной работы требуется контроллер (концентратор), поддерживающий оба протокола.

Устройства, основанные на протоколе Insteon, используют для связи домашнюю электропроводку и радиочастотную (РЧ) беспроводную технологию. Insteon известен своим простым сопряжением с помощью кнопки, быстрым временем отклика и расширенным диапазоном беспроводной связи. Доступно более 200 устройств домашней автоматизации Insteon, включая камеры, диммеры, клавиатуры, выключатели света и термостаты.

Имея впечатляющий список из более чем 3000 доступных умных домашних устройств, протокол Z-Wave является одним из наиболее широко используемых вариантов на сегодняшних рынках домашней автоматизации и домашней безопасности благодаря своему превосходному диапазону.Z-Wave полностью беспроводной и работает на низкой радиочастоте, что означает, что он не будет мешать сигналам Wi-Fi, портативным телефонам и микроволновым печам. Z-Wave создает ячеистую сеть, которая позволяет сигналам переходить с одного устройства на другое, и каждая сеть может поддерживать до 232 устройств. К ним относятся умные розетки, дверные и оконные датчики, дверные замки, устройства открывания гаражных ворот, термостаты и многое другое.

Концентратор подмигиваний 2

Как и Z-Wave, Zigbee — это беспроводной протокол, который создает ячеистую сеть, в которой устройства могут передавать сигналы друг другу, но он не предлагает расширенный диапазон, который вы получаете с Z-Wave. Он работает на более высокой частоте и поэтому чувствителен к помехам от Wi-Fi 2,4 ГГц и других бытовых устройств, но обычно он быстрее, чем Z-Wave, и может поддерживать тысячи устройств в одной сети. В настоящее время доступно более 2500 устройств Zigbee, включая освещение, датчики движения, розетки и контроллеры разбрызгивателей.

Многие интеллектуальные устройства содержат радиомодули Wi-Fi, которые позволяют им подключаться к вашей домашней сети. Они управляются с помощью мобильного приложения и обычно взаимодействуют с другими устройствами Wi-Fi либо через платформу Apple HomeKit, либо через интернет-сервис IFTTT (If This Then That), который связывает совместимые устройства и позволяет им работать с одним. еще один.Wi-Fi распространен повсеместно, и интеллектуальные устройства Wi-Fi обычно очень просты в установке, но они потребляют больше энергии, чем устройства Z-Wave и Zigbee, и, как известно, быстро разряжают аккумуляторы. Более того, установка слишком большого количества устройств Wi-Fi может снизить производительность сети. Многие камеры безопасности и дверные звонки используют Wi-Fi, и любой достойный концентратор будет содержать радио Wi-Fi, чтобы вы могли подключаться к своей домашней сети и управлять своими интеллектуальными устройствами из любого места.

Беспроводная технология Bluetooth популярна в устройствах, которые будут управляться локально с помощью мобильного приложения, таких как дверные замки и системы освещения.Он более энергоэффективен, чем Wi-Fi, но его ограниченный диапазон означает, что вы не можете управлять этими устройствами удаленно (вне диапазона Bluetooth) без использования концентратора. Тем не менее, устройства Bluetooth просты в установке, и, как и Wi-Fi, эту технологию можно найти почти во всех мобильных устройствах.

Thread, платформа IoT, разработанная несколькими компаниями, включая Nest, Qualcomm, Samsung и Silicon Labs, является более новым вариантом. Это технология с низким энергопотреблением, основанная на Интернет-протоколе (IPv6), которая обеспечивает безопасное соединение между сотнями устройств. Пока не так много продуктов, сертифицированных Thread, но в список входит пара устройств Google Nest.

Что такое центр автоматизации умного дома?

Концентратор служит нервным центром вашей системы домашней автоматизации и связывает все ваши устройства воедино. Теперь большинство устройств умного дома, независимо от используемого ими протокола, управляются с помощью собственного приложения, и если им нужен мост или концентратор, они обычно поставляются с ним. Преимущество отдельного многоцелевого концентратора заключается в том, что вы можете контролировать все в одном приложении.Так что это скорее роскошь, чем необходимость.

Нужен он вам или нет, зависит от типа используемых вами компонентов и количества устройств, которыми вы хотите управлять. Например, если вы решили использовать устройства Insteon, вам понадобится концентратор Insteon для управления ими и их совместной работы. Insteon создает свои собственные концентраторы: Insteon Hub управляет всеми устройствами Insteon и отлично работает с пультами Logitech Harmony, автомобилями Tesla, музыкальными системами Sonos и голосовыми командами Amazon Alexa и Google Assistant.

Многие из новейших концентраторов домашней автоматизации поддерживают несколько протоколов, что означает, что вам не нужно останавливаться только на одном. Wink Hub 2 — один из самых универсальных концентраторов. В дополнение к Zigbee, Z-Wave и двухдиапазонному Wi-Fi, он поддерживает беспроводные протоколы Bluetooth Low Energy, Lutron Clear Connect (освещение) и Kidde (сигнализация о задымлении и угарном газе). Он также поддерживает голосовые команды Alexa и апплеты IFTTT и будет управлять интеллектуальными устройствами многих производителей, включая Chamberlain, Ecobee, GE, Honeywell, Nest, Philips Hue, Ring и Yale.Просто имейте в виду, что Wink перешел на модель ценообразования по подписке и теперь взимает ежемесячную плату в размере 4,99 долларов США за те же услуги, которые ранее предлагались бесплатно. Платформа Wink также недавно столкнулась с длительными проблемами с подключением.

 Samsung SmartThings Hub – это еще один многопротокольный контроллер: он содержит радиомодули Wi-Fi, Z-Wave и Zigbee и будет управлять многими из наиболее широко используемых интеллектуальных устройств таких компаний, как Ecobee, Honeywell, Kwikset, Philips Hue, Ring. , Шлаге и Йель.Конечно, он также работает напрямую со многими продуктами Samsung. Им можно управлять с помощью голосовых команд Amazon Alexa и Google Assistant.

Лучшие концентраторы для умного дома, которые мы тестировали

Концентраторы с двойным назначением

Если вы ищете систему, которая не только управляет интеллектуальными устройствами, рассмотрите гибридный подход, такой как TP-Link Deco M9 Plus. M9 Plus — это, прежде всего, ячеистая система Wi-Fi, в которой используются привлекательные узлы для устранения мертвых зон Wi-Fi, а также предоставляется единая сеть для беспрепятственного роуминга по всему дому.Он также содержит антенны Bluetooth и Zigbee и может управлять многочисленными интеллектуальными устройствами, включая дверные замки, дверные датчики, системы освещения, датчики движения и умные розетки. Samsung SmartThings Wifi – это еще одна гибридная модель, в которой ячеистый маршрутизатор Wi-Fi сочетается с концентратором домашней автоматизации.

Сетчатые концентраторы Wi-Fi

Домашняя автоматизация также находит применение в некоторых из новейших интеллектуальных систем безопасности. Стартовый комплект Abode Home Security — это домашняя система безопасности, сделанная своими руками, которая предлагает выбор самоконтроля или профессионального мониторинга и содержит множество радиомодулей, включая Wi-Fi, Z-Wave и Zigbee.Он также имеет сотовое радио для подключения к Интернету в случае, если ваш Wi-Fi отключится, и поддерживает апплеты IFTTT и голосовые команды Alexa и Google Assistant. Точно так же система Vivint Smart Home позволяет вам управлять дверными замками, освещением и термостатами с помощью телефона.

Концентраторы домашней системы безопасности

Как уже упоминалось, если вы хотите управлять своими интеллектуальными устройствами с помощью голоса, Amazon Alexa, Apple Siri и Google Assistant позволят вам это сделать, а в некоторых случаях могут заменить выделенный концентратор. Все три платформы голосового помощника позволяют вам управлять многочисленными устройствами, подключенными к Wi-Fi, с помощью голоса, но в большинстве случаев вы не получаете того же уровня контроля, что и при использовании специального приложения или концентратора.

Студия Амазон Эхо

Новейшие версии Amazon Echo и Echo Studio делают еще один шаг вперед. Хотя они поддерживают голосовые команды Amazon Alexa для совместимых устройств, эти умные колонки также имеют встроенную возможность подключения Zigbee. То же самое касается самого большого смарт-дисплея Amazon, Echo Show 10.

Концентраторы Amazon Alexa

Если вы предпочитаете Google Assistant Alexa, динамики Google Nest Audio и Nest Mini можно использовать в качестве голосовых концентраторов для тысяч устройств умного дома, как и интеллектуальные дисплеи Nest Hub и Nest Hub Max.

Концентраторы Google Assistant

Apple не продает специальный концентратор для своей платформы HomeKit, но вы можете использовать в качестве концентратора некоторые продукты Apple, такие как мини-динамики HomePod и HomePod, а также Apple TV или iPad. Устройствами, поддерживающими HomeKit, можно управлять с помощью сцен и автоматизации.Сцены позволяют управлять несколькими устройствами одновременно. Например, вы можете создать сцену «Доброе утро», которая устанавливает термостат на определенную температуру, включает свет и запускает кофейник. С помощью автоматизации вы можете запустить сцену или включить устройство в зависимости от вашего местоположения, времени суток или срабатывания датчика.

Концентраторы Apple HomeKit

Управление без концентратора

Растущее число систем домашней автоматизации не требует концентратора и может просто управляться непосредственно с помощью мобильного приложения.Экосистема Nest включает в себя камеры, дверные звонки, замки, датчики дыма и термостаты и работает непосредственно с вашим телефоном, а также с рядом сторонних устройств.

Вы также можете использовать апплеты IFTTT, чтобы смарт-устройства могли работать друг с другом без использования концентратора. Апплеты IFTTT похожи на мини-программы, которые вы создаете, чтобы совместимые устройства вели себя определенным образом. Например, вы можете создать апплет, чтобы ваши умные огни загорались красным, когда ваша любимая футбольная команда побеждает, или вы можете включить умную розетку при срабатывании датчика движения.Пока ваши устройства подключены к Интернету через Wi-Fi и поддерживают IFTTT, вы можете заставить их реагировать на такие вещи, как изменения погоды, публикации в Facebook и многое другое.

В конечном счете, ответ на вопрос, нужен вам концентратор или нет, сводится к устройствам, которые у вас есть, которые вы планируете купить, и к тому, как вы хотите ими управлять. Имейте в виду, что пространство умного дома, хотя и быстро развивается, все еще относительно новое. Мы предполагаем, что выделенные центры со временем исчезнут, что мы уже наблюдали за последние пару лет.Однако на данный момент вы можете рассмотреть один из них, чтобы получить полный контроль над своим умным домом.

Чтобы узнать больше об обустройстве дома, ознакомьтесь с нашим руководством для начинающих.

Получите наши лучшие истории!

Подпишитесь на Что нового сейчас , чтобы каждое утро получать наши главные новости на ваш почтовый ящик.

Этот информационный бюллетень может содержать рекламу, предложения или партнерские ссылки. Подписка на информационный бюллетень означает ваше согласие с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности.Вы можете отказаться от подписки на информационные бюллетени в любое время.

Что такое Smart Home Hub и нужен ли он вам?

Концентратор умного дома — это аппаратное или программное обеспечение, которое соединяет устройства в сети домашней автоматизации и управляет связью между ними.

Концентраторы умного дома

, которые подключаются либо локально, либо к облаку, полезны для устройств Интернета вещей (IoT), которые используют протоколы Zigbee или Z-Wave или Bluetooth, а не Wi-Fi.

Концентратор умного дома, который иногда называют мостом умного дома, собирает и транслирует различные протоколы обмена данными с устройств умного дома.Например, если смартфон, который не использует Zigbee для связи, хочет «поговорить» с умным замком, который использует только Zigbee, а не встроенный в смартфон Wi-Fi или Bluetooth, концентратор умного дома выступает в роли переводчика. между двумя.

Таким образом, концентратор умного дома действует как сердце сети умного дома, объединяя различные устройства и системы на централизованной платформе. Это также упрощает сеть для пользователей и дает им единое умное домашнее приложение для управления всеми различными системами и приложениями.Если пользователи хотят настроить команду, чтобы, когда смартфон приближается к дому владельца, открывалась дверь гаража, включался свет в коридоре и радио настраивалось на станцию ​​классической музыки, они могут это сделать с помощью концентратора умного дома.

Как главный контроллер домашней автоматизации, концентратор умного дома также может перенаправлять трафик с Wi-Fi или Bluetooth, уменьшая перегрузку сети.

Со всеми устройствами умного дома, подключенными в доме, пользователи также могут удаленно получать доступ к различным системам и управлять ими, находясь вдали от дома, с помощью своего приложения для умного дома.

Как работает центр умного дома Концентраторы

, как правило, представляют собой сетевые устройства, которые служат местом конвергенции данных с одного или нескольких устройств, а затем пересылают данные в одном или нескольких других направлениях.

Концентратор умного дома обычно имеет встроенный коммутатор, который поддерживает информацию, необходимую для определения того, как и куда пересылаются данные. Устройства также могут включать вычислительные ресурсы для выполнения некоторых задач обработки перед пересылкой данных.

Соответствующее приложение для умного дома действует как «универсальный пульт» для всех устройств умного дома, позволяя владельцу контролировать элементы сети умного дома, а также автоматизировать, планировать и контролировать задачи.

Концентраторы умного дома

могут управлять многими устройствами и системами умного дома и IoT, включая интеллектуальные датчики на термостатах, лампочки, розетки и выключатели, дверные замки и датчики, дверные звонки, устройства открывания гаражных ворот, мониторы энергопотребления и оконные покрытия / покрытия. и датчики. Они также могут управлять датчиками движения, датчиками затопления и протечек, умными радиоприемниками и динамиками, системами безопасности и камерами, датчиками дыма и угарного газа, контроллерами полива и вентиляторами, водонагревателями и другими бытовыми приборами.

Многие устройства умного дома поставляются со своими собственными концентраторами, но эти системы часто не могут интегрироваться с другими системами умного дома, отключая связь между устройствами. замки, чтобы открыть дверь для облегчения выхода или доступа пожарных. В этом случае выделенный центр умного дома может предложить единую точку управления. Точно так же, если домовладелец использует умные лампочки от разных производителей, у каждой из них может быть свой собственный концентратор со своим собственным приложением. Выделенный концентратор умного дома может объединять и упрощать использование разрозненных концентраторов.

Визуальное представление подключения к умному дому.

Хотя выделенный концентратор умного дома обеспечивает централизованный центр управления, это не означает, что можно отказаться от проприетарных концентраторов; выделенный концентратор для умного дома не заменит концентраторы, которые поставляются с устройствами, но он соединяет их все в централизованное место. Избавление от проприетарных концентраторов может снизить функциональность устройства или системы.

Вам нужен умный дом?

Одним из спорных моментов является то, что не для каждой сети умного дома требуется концентратор умного дома.Многие умные колонки, в том числе Amazon Echo и Apple HomePod, могут занимать место выделенного концентратора умного дома и действовать как центр управления системой умного дома, обеспечивая функциональность концентратора через сопутствующие приложения и голосовые интерфейсы, например Alexa или Siri. Выделенные концентраторы не предлагают собственных вариантов голосового управления, хотя доступны интеграции.

Точно так же, если все подключенные устройства в доме работают по Wi-Fi, нет необходимости в концентраторе умного дома.

Однако проблема с использованием интеллектуального динамика вместо концентратора умного дома заключается в том, что динамики могут не обеспечивать полную совместимость со всеми протоколами и стандартами.Например, Amazon Echo Plus поддерживает Zigbee, но не Z-Wave. Тем не менее, он предлагает навыки Alexa, которые могут соединять устройства умного дома с Alexa, предлагая почти такой же контроль, и пользователи не почувствуют разницы. Как и в случае с выделенными концентраторами, Echo Plus требует, чтобы проприетарные концентраторы оставались на месте для обеспечения полной функциональности устройства. Например, устройства Hue могут подключаться к Echo без моста Hue Bridge, но функциональность умных лампочек будет ограничена включением/выключением и яркостью.

Другие умные колонки и устройства, которые можно использовать в качестве концентраторов умного дома, включают Apple HomePod, Apple TV 4K и Google Nest.

Популярные концентраторы для умного дома

Несколько популярных продуктов для умного дома на рынке:

  • Концентратор Samsung SmartThings
  • Подмигивающий концентратор
  • Втулка Insteon
  • Концентратор Logitech Harmony
  • Мост Philips Hue
  • Секурифи Миндаль 3
  • Амазон Эхо Плюс
  • Концентратор Google Nest
  • Подмигивающий концентратор 2
  • Apple TV 4K

Особенности центра умного дома

При покупке концентратора умного дома следует помнить о нескольких вещах:

  • Голосовое управление : Если вы хотите управлять системой «умный дом» с помощью голоса, проверьте, может ли устройство интегрироваться с вашим умным динамиком (например,г. , Amazon Alexa или Google Home).
  • Интеграция : Некоторые центры умного дома предлагают больше интеграций, чем другие. Также количество доступных интеграций может быть ограничено хабом; например, Logitech Harmony подключает только до восьми устройств умного дома.
  • Совместимость с операционной системой : Хотя большинство систем совместимы с iOS и Android, обязательно проверьте перед покупкой.
  • Соединение : для некоторых концентраторов умного дома требуется прямое подключение к маршрутизатору, например концентратор SmartThings, в то время как другие подключаются через Wi-Fi.
  • Совместимость : узнайте, какие стандарты (Zigbee, Z-Wave, Bluetooth, Wi-Fi) используют ваши устройства умного дома, и убедитесь, что концентратор их поддерживает.
  • Приложение для умного дома : доступ к большинству концентраторов умного дома осуществляется через приложение для смартфона. Есть также некоторые варианты, доступные через ПК или Mac.

Центр безопасности умного дома

Поскольку устройства умного дома подключаются к Интернету и взаимодействуют по беспроводной сети, они по своей природе подвержены риску атаки.В недавней истории произошло несколько заметных событий безопасности центра умного дома, в том числе:

  • В июле 2019 года исследователи из BlackMarble обнаружили проблему со смарт-концентраторами Zipato ZipaMicro, из-за которой можно было использовать комбинацию из трех недостатков безопасности для открытия смарт-замка, подключенного к концентратору.
  • В мае 2018 года исследователи из Pen Test Partners обнаружили программную уязвимость пятилетней давности в протоколе Z-Wave, получившую название Z-Shave, которая затронула примерно 100 миллионов микросхем в устройствах умного дома, проданных более чем 2400 поставщиками.В случае атаки хакеры потенциально могут перехватить ключи от смарт-замков и открыть двери дома.
  • В феврале 2018 года исследователи «Лаборатории Касперского» обнаружили уязвимости в неназванном хабе умного дома, которые потенциально могут позволить удаленным злоумышленникам получить доступ к серверу и эксфильтровать пользовательские данные, что может привести к захвату всей системы умного дома.
  • В 2017 году исследователи Rapid7 обнаружили учетные данные в открытом виде, хранящиеся в файлах конфигурации в приложениях Android, используемых для управления Wink Hub 2 и Insteon Hub.Если телефон не имеет строгой аутентификации, полного шифрования телефона или не использует встроенные безопасные хранилища ключей Android, пользовательские данные могут быть удалены из приложения.
  • В 2016 году исследователь Cognosec обнаружил уязвимость в SmartThings Hub, которая потенциально может позволить грабителю проникнуть в умный дом, открыв умные замки и заблокировав датчики движения.

Чтобы предотвратить проблемы с безопасностью в концентраторе умного дома и всей сети умного дома, рекомендуется использовать многофакторную аутентификацию, изменять любые имена пользователей или пароли по умолчанию, обновлять программное обеспечение и прошивку, а также никогда не передавать серийные номера, IP-адреса или другую конфиденциальную сеть. Информация.Также рекомендуется использовать антивирусное ПО и избегать общедоступных сетей Wi-Fi. Сегментация IoT-трафика в гостевую сеть также возможна.

Эволюция центра умного дома

Ранние устройства умного дома часто использовали для связи Wi-Fi или Bluetooth. Однако, поскольку эти спецификации могут быстро разрядить аккумулятор, на сцену вышли новые протоколы. Zigbee и Z-Wave, два самых популярных протокола в домашней автоматизации, облегчают проблемы с питанием и обеспечивают недорогое беспроводное подключение к устройствам умного дома.

Центр умного дома SmartThings от Samsung

Первым хабом умного дома на сцене стал SmartThings. В 2012 году компания запустила кампанию на Kickstarter, собрав 1,2 миллиона долларов. Система была приобретена Samsung в 2014 году.

Первоначально только аппаратное устройство, программные концентраторы для умного дома недавно стали доступны. Программные концентраторы умного дома объединяют различные устройства умного дома на смартфоне, уменьшая потребность в еще одной коробке на полке. Примеры программных центров домашней автоматизации включают Eve и Yonomi.

потоков устройств Azure IoT Hub

  • Статья
  • 7 минут на чтение
  • 11 участников

Полезна ли эта страница?

да Нет

Любая дополнительная обратная связь?

Отзыв будет отправлен в Microsoft: при нажатии кнопки отправки ваш отзыв будет использован для улучшения продуктов и услуг Microsoft.Политика конфиденциальности.

Представлять на рассмотрение

В этой статье

Azure IoT Hub Потоки устройств упрощают создание безопасных двунаправленных туннелей TCP для различных сценариев связи между облаком и устройством. Поток устройства передается через конечную точку потоковой передачи Центра Интернета вещей , которая выступает в качестве прокси-сервера между вашим устройством и конечными точками службы.Эта настройка, показанная на диаграмме ниже, особенно полезна, когда устройства находятся за сетевым брандмауэром или находятся внутри частной сети. Таким образом, потоки устройств Центра Интернета вещей помогают удовлетворить потребность клиентов в доступе к устройствам Интернета вещей в удобной для брандмауэра манере и без необходимости широко открывать входящие или исходящие сетевые порты брандмауэра.

Используя потоки устройств Центра Интернета вещей, устройства остаются в безопасности, и им нужно будет только открывать исходящие TCP-подключения к конечной точке потоковой передачи Центра Интернета вещей через порт 443.Как только поток установлен, приложения на стороне службы и на стороне устройства будут иметь программный доступ к клиентскому объекту WebSocket для отправки и получения необработанных байтов друг другу. Гарантии надежности и упорядоченности, предоставляемые этим туннелем, не уступают TCP.

Преимущества

Потоки устройств

Центра Интернета вещей обеспечивают следующие преимущества:

  • Безопасное подключение с поддержкой брандмауэра: IoT-устройства могут быть доступны из конечных точек службы без открытия входящего порта брандмауэра на устройстве или периметрах сети (требуется только исходящее подключение к IoT Hub через порт 443).

  • Аутентификация: Стороны устройства и службы туннеля должны пройти аутентификацию в Центре Интернета вещей, используя соответствующие учетные данные.

  • Шифрование: По умолчанию потоки устройств Центра Интернета вещей используют подключения с поддержкой TLS. Это гарантирует, что трафик всегда будет зашифрован независимо от того, использует приложение шифрование или нет.

  • Простота подключения: Во многих случаях использование потоков устройств устраняет необходимость в сложной настройке виртуальных частных сетей для обеспечения подключения к IoT-устройствам.

  • Совместимость со стеком TCP/IP: Потоки устройств Центра Интернета вещей могут обрабатывать трафик приложений TCP/IP. Это означает, что широкий спектр проприетарных, а также основанных на стандартах протоколов может использовать эту функцию.

  • Простота использования в настройках частной сети: Служба может связываться с устройством, ссылаясь на его идентификатор устройства, а не на IP-адрес устройства. Это полезно в ситуациях, когда устройство находится внутри частной сети и имеет частный IP-адрес, либо его IP-адрес назначается динамически и неизвестен сервисной стороне.

Поток операций устройства

Поток устройства инициируется, когда служба запрашивает подключение к устройству, предоставляя его идентификатор устройства. Этот рабочий процесс особенно подходит для модели связи клиент-сервер, включая SSH и RDP, когда пользователь намеревается удаленно подключиться к серверу SSH или RDP, работающему на устройстве, с помощью клиентской программы SSH или RDP.

Процесс создания потока устройств включает согласование между устройством, службой, главной и потоковой конечными точками центра Интернета вещей.В то время как основная конечная точка центра Интернета вещей управляет созданием потока устройств, конечная точка потоковой передачи обрабатывает трафик, который проходит между службой и устройством.

Поток создания потока устройств

Программное создание потока устройства с помощью SDK включает следующие шаги, которые также показаны на рисунке ниже:

  1. Приложение устройства заранее регистрирует обратный вызов, чтобы получать уведомления о том, когда на устройство инициируется новый поток устройства.Этот шаг обычно выполняется, когда устройство загружается и подключается к Центру Интернета вещей.

  2. Программа на стороне службы инициирует поток устройств, когда это необходимо, предоставляя идентификатор устройства (, а не , как IP-адрес).

  3. Центр Интернета вещей уведомляет программу на стороне устройства, вызывая обратный вызов, зарегистрированный на шаге 1. Устройство может принять или отклонить запрос на инициацию потока. Эта логика может быть специфичной для сценария вашего приложения. Если запрос потока отклонен устройством, Центр Интернета вещей информирует об этом службу; в противном случае следуют шаги, описанные ниже.

  4. Устройство создает защищенное исходящее TCP-соединение с конечной точкой потоковой передачи через порт 443 и обновляет соединение до WebSocket. URL-адрес конечной точки потоковой передачи, а также учетные данные для аутентификации предоставляются устройству Центром Интернета вещей в составе запроса, отправленного на шаге 3.

  5. Служба уведомляется о результате принятия устройством потока и приступает к созданию собственного клиента WebSocket для конечной точки потоковой передачи.Точно так же он получает URL-адрес конечной точки потоковой передачи и данные аутентификации из Центра Интернета вещей.

В процессе рукопожатия выше:

  • Процесс рукопожатия должен завершиться в течение 60 секунд (шаги 2–5), в противном случае рукопожатие завершится ошибкой с тайм-аутом, и служба будет уведомлена соответствующим образом.

  • После завершения процесса создания потока, описанного выше, конечная точка потоковой передачи будет действовать как прокси-сервер и будет передавать трафик между службой и устройством через соответствующие веб-сокеты.

  • Устройству и службе необходимо исходящее подключение к основной конечной точке Центра Интернета вещей, а также к конечной точке потоковой передачи через порт 443. URL-адрес этих конечных точек доступен на вкладке Обзор на портале Центра Интернета вещей.

  • Надежность и гарантии упорядоченности установленного потока находятся на одном уровне с TCP.

  • Все подключения к Центру Интернета вещей и конечной точке потоковой передачи используют протокол TLS и шифруются.

Завершающий поток

Установленный поток завершается, когда одно из TCP-соединений со шлюзом разрывается (службой или устройством).Это может происходить добровольно путем закрытия WebSocket либо на устройстве, либо в сервисных программах, либо непреднамеренно в случае тайм-аута подключения к сети или сбоя процесса. После прекращения подключения устройства или службы к конечной точке потоковой передачи другое TCP-соединение также будет (принудительно) прервано, и служба и устройство несут ответственность за повторное создание потока, если это необходимо.

Требования к подключению

Как сторона устройства, так и сторона службы потока устройства должны быть способны устанавливать подключения с поддержкой TLS к Центру Интернета вещей и его конечной точке потоковой передачи.Для этого требуется исходящая связь через порт 443 с этими конечными точками. Имя хоста, связанное с этими конечными точками, можно найти на вкладке Обзор Центра Интернета вещей, как показано на рисунке ниже:

Кроме того, информацию о конечных точках можно получить с помощью Azure CLI в разделе свойств концентратора, в частности, ключи property.hostname и property.deviceStreams .

  az iot hub devicestream show --name 
  

Выходные данные представляют собой объект JSON всех конечных точек, к которым может потребоваться подключиться устройству и службе вашего концентратора, чтобы установить поток устройства.

  {
  "потоковые конечные точки": [
    "https://<ИмяВашегоIoTHubName>.<штамп региона>.streams.azure-devices.net"
  ]
}
  

Примечание

Убедитесь, что вы установили Azure CLI версии 2.0.57 или новее. Вы можете загрузить последнюю версию со страницы Установка Azure CLI.

Разрешить исходящие подключения к конечным точкам потоковой передачи устройства

Как упоминалось в начале этой статьи, ваше устройство создает исходящее подключение к конечной точке потоковой передачи Центра Интернета вещей во время процесса инициации потоков устройства.Ваши брандмауэры на устройстве или в его сети должны разрешать исходящие подключения к потоковому шлюзу через порт 443 (обратите внимание, что связь осуществляется через соединение WebSocket, зашифрованное с помощью TLS).

Имя хоста конечной точки потоковой передачи устройства можно найти на портале Центра Интернета вещей Azure на вкладке Обзор.

Кроме того, вы можете найти эту информацию с помощью Azure CLI:

  az iot hub devicestream show --name 
  

Примечание

Убедитесь, что вы установили Azure CLI версии 2. 0.57 или новее. Вы можете загрузить последнюю версию со страницы Установка Azure CLI.

Устранение неполадок с помощью журналов ресурсов потоков устройств

Вы можете настроить Azure Monitor для сбора журналов ресурсов для потоков устройств, созданных вашим Центром Интернета вещей. Это может быть очень полезно при устранении неполадок.

Выполните следующие действия, чтобы создать параметр диагностики для отправки журналов потоков устройств для вашего Центра Интернета вещей в журналы Azure Monitor:

  1. На портале Azure перейдите к центру Интернета вещей.На левой панели в разделе Мониторинг выберите Параметры диагностики . Затем выберите Добавить настройку диагностики .

  2. Укажите имя для настройки диагностики и выберите DeviceStreams из списка журналов. Затем выберите Отправить в Log Analytics . Вам будет предложено выбрать существующую рабочую область Log Analytics или создать новую.

  3. После создания диагностического параметра для отправки журналов потоков устройств в рабочую область Log Analytics вы можете получить доступ к журналам, выбрав Журналы в разделе Мониторинг на левой панели центра Интернета вещей на портале Azure.Журналы потоков устройств будут отображаться в таблице AzureDiagnostics и иметь Category=DeviceStreams . Имейте в виду, что может пройти несколько минут после операции, прежде чем журналы появятся в таблице.

    Как показано ниже, идентификатор целевого устройства и результат операции также доступны в журналах.

Дополнительные сведения об использовании Azure Monitor с Центром Интернета вещей см. в статье Концентратор Интернета вещей. Сведения обо всех журналах ресурсов, метриках и таблицах, доступных для Центра Интернета вещей, см. в справочнике по мониторингу данных Центра Интернета вещей Azure.

Региональная доступность

Во время общедоступной предварительной версии потоки устройств Центра Интернета вещей доступны в регионах Центральная часть США, Центральная часть США (EUAP), Северная Европа и Юго-Восточная Азия. Убедитесь, что вы создали свой хаб в одном из этих регионов.

Доступность SDK

Две стороны каждого потока (на стороне устройства и службы) используют SDK Центра Интернета вещей для установки туннеля. Во время общедоступной предварительной версии клиенты могут выбирать из следующих языков SDK:

.

Следующие шаги

Используйте приведенные ниже ссылки, чтобы узнать больше о потоках устройств.

Обзор службы подготовки устройств Microsoft Azure IoT Hub

  • Статья
  • 10 минут на чтение
  • 20 участников

Полезна ли эта страница?

да Нет

Любая дополнительная обратная связь?

Отзыв будет отправлен в Microsoft: при нажатии кнопки отправки ваш отзыв будет использован для улучшения продуктов и услуг Microsoft. Политика конфиденциальности.

Представлять на рассмотрение

В этой статье

Microsoft Azure предоставляет широкий набор интегрированных общедоступных облачных сервисов для всех ваших потребностей в решениях IoT. Служба подготовки устройств Центра Интернета вещей (DPS) — это вспомогательная служба для Центра Интернета вещей, которая обеспечивает автоматическую и своевременную подготовку к нужному Центру Интернета вещей без вмешательства человека.DPS обеспечивает безопасное и масштабируемое развертывание миллионов устройств.

Когда использовать службу подготовки устройств

Существует множество сценариев подготовки, в которых DPS является отличным выбором для подключения и настройки устройств к Центру Интернета вещей, например:

  • Автоматическая подготовка к одному решению IoT без жесткого кодирования информации о подключении IoT Hub на заводе (первоначальная настройка)
  • Устройства балансировки нагрузки между несколькими концентраторами
  • Подключение устройств к IoT-решению их владельца на основе данных о транзакциях продаж (мультиарендность)
  • Подключение устройств к конкретному решению IoT в зависимости от варианта использования (изоляция решения)
  • Подключение устройства к концентратору Интернета вещей с наименьшей задержкой (геошардинг)
  • Повторная подготовка на основе изменения устройства
  • Смена ключей, используемых устройством для подключения к Центру Интернета вещей (если не используется сертификат X. 509 сертификатов для подключения)

Подготовка вложенных пограничных устройств (иерархии родительских/дочерних) в настоящее время не поддерживается DPS.

Примечание

Рассмотрение резидентности данных:

DPS использует одну и ту же конечную точку подготовки устройства для всех экземпляров службы подготовки и будет выполнять балансировку нагрузки трафика до ближайшей доступной конечной точки службы. В результате секреты аутентификации могут быть временно переданы за пределы региона, в котором изначально был создан экземпляр DPS.Однако после подключения устройства данные устройства будут передаваться непосредственно в исходный регион экземпляра DPS.

Чтобы ваши данные не покидали регион, в котором был создан экземпляр DPS, используйте частную конечную точку. Чтобы узнать, как настроить частные конечные точки, см. раздел Поддержка службы подготовки устройств Azure IoT (DPS) для виртуальных сетей.

За кулисами

Все сценарии, перечисленные в предыдущем разделе, можно выполнить с помощью DPS для автоматической подготовки с тем же потоком. Многие шаги, выполняемые вручную при подготовке, автоматизированы с помощью DPS, чтобы сократить время развертывания устройств IoT и снизить риск ручной ошибки. В следующем разделе описывается, что происходит за кулисами для подготовки устройства. Первый шаг выполняется вручную, все последующие шаги автоматизированы.

  1. Производитель устройства добавляет сведения о регистрации устройства в список регистрации на портале Azure.
  2. Устройство связывается с конечной точкой DPS, установленной на заводе.Устройство передает идентификационную информацию в DPS для подтверждения своей личности.
  3. DPS проверяет подлинность устройства, сверяя идентификатор регистрации и ключ с записью в списке регистрации, используя либо одноразовый вызов (Trusted Platform Module), либо стандартную проверку X.509 (X.509).
  4. DPS регистрирует устройство в центре Интернета вещей и заполняет желаемое состояние двойника устройства.
  5. Центр Интернета вещей возвращает информацию об идентификаторе устройства в DPS.
  6. DPS возвращает на устройство информацию о подключении к центру Интернета вещей.Теперь устройство может начать отправлять данные непосредственно в центр Интернета вещей.
  7. Устройство подключается к концентратору Интернета вещей.
  8. Устройство получает желаемое состояние от своего двойника устройства в Центре Интернета вещей.

Процесс обеспечения

В процессе развертывания устройства, в котором DPS принимает участие, есть два отдельных шага, которые можно выполнить независимо:

  • Производственный этап , на котором устройство создается и готовится на заводе, и
  • Шаг настройки облака , на котором служба подготовки устройств настраивается для автоматической подготовки.

Оба эти шага органично вписываются в существующие процессы производства и развертывания. DPS даже упрощает некоторые процессы развертывания, требующие ручной работы для получения информации о соединении на устройстве.

Этап изготовления

Этот шаг посвящен тому, что происходит на производственной линии. Роли, задействованные на этом этапе, включают разработчика кремния, производителя кремния, интегратора и/или конечного производителя устройства. Этот шаг связан с созданием самого оборудования.

DPS не вводит новый этап производственного процесса; скорее, он связан с существующим шагом, который устанавливает начальное программное обеспечение и (в идеале) HSM на устройстве. Вместо создания идентификатора устройства на этом шаге устройство программируется с информацией о службе подготовки, что позволяет ему вызывать службу подготовки для получения сведений о соединении/назначения решения IoT при включении.

Также на этом этапе производитель предоставляет установщику/оператору устройства идентифицирующую ключевую информацию.Предоставление этой информации может быть таким же простым, как подтверждение того, что все устройства имеют сертификат X.509, сгенерированный из сертификата подписи, предоставленного разработчиком/оператором устройства, или таким же сложным, как извлечение общедоступной части ключа подтверждения TPM из каждого устройства TPM. Эти услуги сегодня предлагают многие производители кремния.

Шаг настройки облака

Этот шаг связан с настройкой облака для правильной автоматической подготовки. Как правило, на этапе настройки облака участвуют два типа пользователей: кто-то, кто знает, как устройства должны быть первоначально настроены (оператор устройства), и кто-то, кто знает, как устройства должны быть разделены между центрами IoT (оператор решения). ).

Должна произойти однократная начальная настройка подготовки, которая обычно выполняется оператором решения. После настройки службы подготовки ее не нужно изменять, если не изменится вариант использования.

После настройки службы для автоматической подготовки ее необходимо подготовить для регистрации устройств. Этот шаг выполняется оператором устройства, который знает желаемую конфигурацию устройства (устройств) и отвечает за то, чтобы служба обеспечения могла должным образом подтвердить личность устройства, когда оно ищет свой центр Интернета вещей. Оператор устройства получает идентифицирующую ключевую информацию от производителя и добавляет ее в список регистрации. В список регистрации могут вноситься последующие обновления по мере добавления новых записей или обновления существующих записей последней информацией об устройствах.

Регистрация и инициализация

Provisioning означает разные вещи в зависимости от отрасли, в которой используется этот термин. В контексте подготовки устройств IoT к их облачному решению подготовка состоит из двух частей:

  1. Первая часть — это установка начального соединения между устройством и решением IoT путем регистрации устройства.
  2. Вторая часть — применение правильной конфигурации к устройству в соответствии с конкретными требованиями решения, в котором оно было зарегистрировано.

После выполнения обоих этих двух шагов можно сказать, что устройство полностью подготовлено. Некоторые облачные службы обеспечивают только первый шаг процесса подготовки, регистрацию устройств в конечной точке решения IoT, но не предоставляют исходную конфигурацию. DPS автоматизирует оба шага, чтобы обеспечить бесперебойную подготовку устройства.

Функции службы подготовки устройств

DPS обладает множеством функций, что делает его идеальным для инициализации устройств.

  • Безопасная аттестация Поддержка удостоверений на основе X.509 и TPM.
  • Список регистрации , содержащий полную запись устройств/групп устройств, которые в какой-то момент могут быть зарегистрированы. Список регистрации содержит информацию о желаемой конфигурации устройства после его регистрации и может быть обновлен в любое время.
  • Несколько политик распределения для управления тем, как DPS назначает устройства концентраторам IoT в поддержку ваших сценариев: минимальная задержка, равномерно взвешенное распределение (по умолчанию) и статическая конфигурация через список регистрации. Задержка определяется тем же методом, что и диспетчер трафика.
  • Ведение журнала мониторинга и диагностики , чтобы убедиться, что все работает правильно.
  • Поддержка нескольких концентраторов позволяет DPS назначать устройства более чем одному концентратору IoT.DPS может взаимодействовать с концентраторами в нескольких подписках Azure.
  • Межрегиональная поддержка позволяет DPS назначать устройства центрам Интернета вещей в других регионах.
  • Шифрование данных в состоянии покоя позволяет прозрачно шифровать и расшифровывать данные в DPS с помощью 256-битного шифрования AES, одного из самых надежных доступных блочных шифров, совместимого со стандартом FIPS 140-2.

Дополнительные сведения о концепциях и функциях, связанных с подготовкой устройств, можно получить, изучив тему терминологии DPS вместе с другими концептуальными темами в том же разделе.

Кроссплатформенная поддержка

Как и все службы Azure IoT, DPS работает на разных платформах с различными операционными системами. Azure предлагает пакеты SDK с открытым исходным кодом на разных языках для облегчения подключения устройств и управления службой. DPS поддерживает следующие протоколы подключения устройств:

  • HTTPS
  • АМКП
  • AMQP через веб-сокеты
  • МКТТ
  • MQTT через веб-сокеты

DPS поддерживает подключения HTTPS только для операций службы.

Регионы

DPS доступен во многих регионах. Обновленный список существующих и недавно объявленных регионов для всех служб находится в Azure Regions. Вы можете проверить доступность службы подготовки устройств на странице состояния Azure.

Примечание

DPS является глобальным и не привязан к местоположению. Однако вы должны указать регион, в котором будут находиться метаданные, связанные с вашим профилем DPS.

Квоты и лимиты

Каждая подписка Azure имеет ограничения квоты по умолчанию, которые могут повлиять на область применения вашего решения IoT.Текущее ограничение на каждую подписку составляет 10 услуг подготовки устройств на подписку.

Дополнительные сведения об ограничениях квот см. в разделе Ограничения службы подписки Azure.

Примечание

Некоторые области этой службы имеют настраиваемые ограничения. Это представлено в приведенных ниже таблицах с помощью Adjustable? колонка . Когда предел можно отрегулировать, Adjustable? Значение равно Да .

Фактическое значение, до которого может быть скорректировано ограничение, может различаться в зависимости от развертывания каждого клиента.Для очень крупных развертываний может потребоваться несколько экземпляров DPS.

Если для вашего бизнеса требуется увеличить регулируемый лимит или квоту сверх лимита по умолчанию, вы можете отправить запрос на дополнительные ресурсы, открыв запрос в службу поддержки. Запрос на увеличение не гарантирует, что оно будет предоставлено, так как его необходимо рассматривать в каждом конкретном случае. Обратитесь в службу поддержки Майкрософт как можно раньше во время внедрения, чтобы определить, может ли ваш запрос быть одобрен, и спланировать соответствующее планирование.

В следующей таблице перечислены ограничения, которые применяются к ресурсам службы подготовки устройств Azure IoT Hub.

Ресурс Ограничение Регулируемый?
Максимальное количество услуг по подготовке устройств на подписку Azure 10 Да
Максимальное количество регистраций 1 000 000 Да
Максимальное количество отдельных регистраций 1 000 000 Да
Максимальное количество групп регистрации (X.сертификат 509) 100 Да
Максимальное количество групп регистрации (симметричный ключ) 100
Максимальное количество ЦС 25
Максимальное количество связанных концентраторов Интернета вещей 50
Максимальный размер сообщения 96 КБ

Наконечник

Если жесткое ограничение на группы регистрации симметричного ключа является проблемой блокировки, рекомендуется использовать отдельные регистрации в качестве временного решения.

Служба подготовки устройств имеет следующие ограничения скорости.

Ставка Цена за единицу Регулируемый?
Операции 200 об/мин/обслуживание Да
Регистрация устройств 200 об/мин/обслуживание Да
Операция опроса устройства 5/10 с/устройство

Платные сервисные операции и цены

Каждый вызов API на DPS оплачивается как одна операция .Сюда входят все API службы и API регистрации устройства.

В таблицах ниже показано текущее оплачиваемое состояние для каждой операции API службы DPS. Чтобы узнать больше о ценах на DPS, выберите Таблица цен в верхней части страницы цен на Azure IoT Hub. Затем выберите вкладку Служба подготовки устройств Центра Интернета вещей , а также валюту и регион для службы.

DPS автоматизирует подготовку устройств с помощью Azure IoT Hub. Узнайте больше о Центре Интернета вещей.

Примечание

Инициализация вложенных пограничных устройств (иерархии родительские/дочерние) в настоящее время не поддерживается DPS.

Приложения

IoT Central используют внутренний экземпляр DPS для управления подключениями устройств. Чтобы узнать больше, см.:

Следующие шаги

Теперь у вас есть обзор подготовки устройств IoT в Azure. Следующим шагом является опробование сквозного сценария IoT.

Настройка службы подготовки устройств Центра Интернета вещей с помощью портала Azure

Создать и подготовить смоделированное устройство

Настройка устройства для инициализации

Вам нужен Smart-Home Hub?

Для большинства людей, которые заинтересованы в настройке умных устройств в своем доме, выделенный концентратор умного дома, скорее всего, не нужен.Концентраторы умного дома действуют как посредники для других интеллектуальных устройств — освещения, замков, датчиков, термостатов. До недавнего времени они были важным компонентом для управления умным домом, но это уже не так. Цифровые помощники, используемые в популярных умных колонках, таких как Siri, Alexa и Google Assistant, могут выполнять многие из тех же задач, что и концентраторы, но с гораздо меньшими усилиями.

Это не значит, что умные концентраторы бесполезны для некоторых людей. Ремесленники, любители и опытные пользователи, умеющие планировать и настраивать комплексную подключенную домашнюю систему, обнаружат, что концентратор может добавить сложные возможности, которые в противном случае были бы невозможны (см. раздел «Если вы все еще думаете, что вам нужен концентратор»).

Почему «умный дом» может сбивать с толку

На самом базовом уровне интеллектуальные (или подключенные, или Интернет вещей) устройства могут взаимодействовать с другими устройствами и могут управляться удаленно. Большинство интеллектуальных устройств потребительского уровня полагаются на беспроводной радиосигнал для связи как друг с другом, так и с любым устройством, которое вы используете для управления ими (обычно со смартфоном). Несколько беспроводных систем позволяют устройствам взаимодействовать друг с другом, включая Wi-Fi, Bluetooth, ClearConnect, Insteon, Z-Wave и Zigbee, среди прочих, но они несовместимы друг с другом.Кроме того, у каждого стандарта есть сильные и слабые стороны, такие как диапазон, скорость или энергопотребление.

Помимо использования метода беспроводной связи, многие интеллектуальные устройства также интегрируются с различными платформами, такими как Alexa, Google Assistant и HomeKit, которые могут быть эксклюзивными или проприетарными. С функциональной точки зрения результат заключается в том, что некоторые интеллектуальные устройства могут работать исключительно с одной разновидностью платформы умного дома, в то время как другие могут быть совместимы с несколькими. Если бы вы бродили по проходу умного дома в магазине бытовой техники или электроники, выбирая продукты наугад, вы бы обнаружили, что многие из них просто несовместимы друг с другом напрямую.При покупке нужно разобраться, что с чем работает.

Принимая во внимание все переменные, вы быстро обнаружите, насколько сложно быстро построить систему умного дома. Это одна из причин, по которой интеллектуальные концентраторы кажутся привлекательными: они объединяют совместимость и контроль множества устройств.

Как работают смарт-концентраторы

Смарт-концентратор — это, по сути, мини-компьютер, оснащенный кучей беспроводных радиопередатчиков и приемников, спрятанных в аккуратной коробке. Он подключается к домашней сети и может действовать как посредник, получая и отправляя сообщения туда и обратно на другие ваши интеллектуальные устройства, используя любое из своих различных беспроводных радиостанций по мере необходимости.А поскольку он подключен к вашей домашней сети Интернет, он позволяет отправлять команды с помощью смартфона, независимо от того, находитесь ли вы дома или вдали, что является одним из больших преимуществ технологии умного дома.

У большинства концентраторов есть собственное специальное приложение для смартфонов, которое позволяет упорядочивать устройства по своему усмотрению: по комнатам, этажам или типам. Приложения обычно имеют панель инструментов, которая позволяет напрямую управлять устройствами, подобно кнопкам пульта от телевизора: нажмите значок, чтобы включить лампочку, другой, чтобы запереть дверь, еще один вызывает ползунок, чтобы отрегулировать температуру на вашем термостат.

На более сложном уровне концентраторы также позволяют настраивать группы одновременных элементов управления, называемых по-разному режимами, сценами или процедурами, которые влияют на несколько устройств одновременно. Вот где действительно важны умные вещи. Режимы относятся к общим состояниям, таким как дома, в гостях, в отпуске или во сне. Вы можете включать и выключать устройства или точно настраивать их для каждого из режимов, которые вы создаете. А с концентратором вы можете автоматически запускать эти режимы с помощью датчиков или местоположения вашего телефона или нажатием кнопки.Точно так же сцены представляют собой специально созданные настройки для конкретных ситуаций. Вы можете создать сцену «Доброе утро», в которой свет на кухне загорится и загорится красным, ваш умный динамик проиграет первую половину легендарной песни Van Halen 1984 , нагреется до 72 и все оконные шторы закатать. Рутины больше похожи на запланированные или автоматические сцены: скажем, когда вы приходите домой, сигнализация отключается, дверь гаража открывается, входная дверь отпирается, включается свет в гостиной, и играет вторая половина легендарного Ван Халена 1984 . В исследовании.

В зависимости от концентратора, множества устройств в вашем арсенале и технических навыков человека, который все это настраивает, возможно немало волшебства. Но для многих людей это нереально: концентраторы требуют устранения неполадок, иногда они дают сбой или могут потребовать настройки кода, и кривая обучения становится тем круче, чем больше вы хотите сделать.

Что можно сделать без концентратора

Фото: Кайл Фитцджеральд

Популярные смарт-устройства становятся все более совместимыми друг с другом, даже если они не используют один и тот же стандарт беспроводной связи.Партнерские программы, такие как Works with Nest и Friends of Hue, позволяют вам связывать продукты разных брендов, при этом большая часть тяжелой технической работы выполняется в облаке. В результате вам больше не нужно беспокоиться о совместимости беспроводных систем, таких как Z-Wave и Zigbee. Облачные платформы, такие как Amazon Alexa, Google Assistant, Apple HomeKit и IFTTT, также позволяют устройствам, подключенным к Интернету, взаимодействовать практически беспрепятственно. В результате теперь вы можете подключать больше типов устройств и обеспечивать их совместную работу, не прибегая к помощи концентратора.Это происходит по нескольким причинам.

Многие устройства используют свое интернет-соединение в облаке как место для подключения к другим авторизованным устройствам, что позволяет им не общаться напрямую друг с другом в вашем доме. Некоторые интеллектуальные устройства, особенно интеллектуальные лампочки и выключатели света, поставляются со шлюзом или устройством «моста», которое подключается к вашему домашнему маршрутизатору для подключения устройства к домашней сети и Интернету, поэтому вы можете управлять устройством через смартфон локально и удаленно. (Замки Philips Hue, Lutron Caséta и August — популярные продукты, в которых используются мостовые устройства).Эти мосты могут обеспечивать совместимость с облачными платформами без концентраторов, такими как Nest или Apple HomeKit, а также голосовое управление с помощью интеллектуальных динамиков, таких как Amazon Alexa и Google Home.

Наконец, популярность цифровых помощников и умных динамиков — в основном устройств Amazon Echo и Google Home и, в меньшей степени, Apple HomePod — коренным образом изменила траекторию умного дома. Хотя большинство интеллектуальных динамиков технически являются контроллерами, а не полноценными интеллектуальными концентраторами, мы думаем, что для большинства людей разница не заметна.Например, с помощью базового Amazon Echo вы можете соединять устройства популярных смарт-брендов — August, Ecobee, Hue, Kwikset, Lutron, Nest, Ring, Skybell, Wemo и т. д. — используйте приложение для настройки процедур и возможности запускать или управлять ими с помощью голоса.

Одним из заслуживающих внимания недостатков облачных платформ и умных колонок является ограниченный набор датчиков, таких как контактные датчики (для дверей и окон) и комнатные датчики (для воздуха, температуры и движения). В системах на основе концентраторов эти устройства позволяют создавать сложные и детализированные процедуры автоматизации и безопасности.В бесхаб-системах датчики либо основаны на Bluetooth и, таким образом, ограничены использованием на небольшом расстоянии, либо зависят от Wi-Fi и, таким образом, относительно быстро разряжают батареи (для сравнения, датчики на основе Z-Wave и Zigbee могут работать годами). на батарейке размером с монету).

На практике в течение часа или около того вы могли бы разумно установить и настроить несколько лампочек Hue, термостат Nest и дверной звонок с видеозвонком. 2. Используя умный динамик по вашему выбору, телефон Android с Google Assistant или iPhone и HomeKit, вы можете управлять каждым светом по отдельности или включать и выключать их все одновременно, используя свой голос или приложение.Вы также можете создать сцену, чтобы, когда вы ложитесь спать ночью, вы могли коснуться значка на своем телефоне или даже сказать «спокойной ночи», и свет выключился, ваш термостат упал до 65, а динамик начал играть классическую музыку. . Конечно, вы можете придумать сценарии, которые невозможны, и существуют различия между тем, что вы можете делать на разных платформах, но, по нашему опыту, любая из этих платформ с голосовым управлением позволит большинству людей делать большую часть того, что им нужно. хотят с большинством популярных интеллектуальных устройств — и даже больше, чем они ожидали.


Если вы все еще думаете, что вам нужен концентратор

Энтузиасты умного дома, которые ищут более точное управление, более широкий ассортимент продуктов и более сложную автоматизацию, могут по-прежнему предпочесть специальный концентратор. Вам может повезти, если у вас уже есть домашняя система безопасности, особенно одна из последних систем DIY, таких как Abode, а также некоторые системы, совместимые с Alarm.com. По сути, это центры умного дома, но они предназначены для обеспечения безопасности дома. Многие из них будут поддерживать протоколы ячеистой сети, такие как Z-Wave или Zigbee, а также некоторые популярные устройства на основе Wi-Fi.

В остальном наш любимый автономный концентратор — Samsung SmartThings. Он поддерживает множество стандартов и платформ (громкие имена, такие как ClearConnect, Z-wave Plus и Zigbee wireless, а также Alexa и Google Assistant, среди множества других — вот полный список). Базовый концентратор за 70 долларов подключается к вашей домашней сети. через Wi-Fi, но Samsung предлагает модель более высокого класса SmartThings Wifi, которая сочетает в себе маршрутизатор и концентратор. Если он соединен с двумя или более устройствами, он действует как ячеистая сеть, которая должна устранить зоны без беспроводной связи в вашем доме — обычная проблема с оборудованием для умного дома.

Мы подключили несколько датчиков и устройств SmartThings. Всего за минуту или около того мы настроили датчик движения для отправки уведомления на наш смартфон («У нас компания!»), включили подсветку Hue и активировали динамик Sonos, и все это тоже сработало быстро. Вы также можете настроить одно или несколько устройств для активации по запросу в качестве сцены, что особенно полезно, если вы запускаете его с помощью голоса через Alexa. При длительном использовании мы сталкивались с периодическими перебоями в обслуживании — обычная проблема для каждого используемого нами концентратора — и сталкивались со спорадическими задержками при попытке управлять устройством или обнаруживали, что состояние устройства может быть неправильным или задержанным.

Недорогой Wink Hub 2 — еще один популярный концентратор благодаря всесторонней поддержке беспроводных сигналов и интеллектуальных платформ, а также в значительной степени простому (хотя иногда и неестественному) приложению. Мы также считаем, что гораздо менее мощный, но более популярный интеллектуальный динамик Amazon Echo Plus может подойти некоторым людям, поскольку он изначально поддерживает беспроводные датчики и устройства Zigbee, такие как лампы Hue. Для настройки требуется сопутствующее приложение Alexa, которое не так полезно и универсально, как другие приложения для умного дома, но для тех, кто хочет удобства голосового управления, Echo идеален, доступен по цене и отлично звучит.

Как категория, умные концентраторы сталкиваются с достаточно частыми сбоями, отключениями и аномалиями, вызывающими выпадение волос, поэтому мы думаем, что они просто не подходят для среднего человека, не являющегося техническим специалистом. Купите домашний концентратор, и вы подписываетесь на полуночное устранение неполадок и прочесывание страниц поддержки и форумов сообщества в надежде найти неуловимое решение насущной проблемы. Вам неизбежно захочется сделать что-то, на что вы не способны, — если только вы не посетите GitHub, где вы найдете инструменты для разработчиков и форумы, посвященные энтузиастам умного дома.Но в умелых руках, благодаря интеллектуальному концентратору, вы заработаете потенциал для создания изысканного и целостного умного дома, который иначе был бы невозможен без профессиональной установки.

Совместимость устройств

Совместимость устройств

ПОИСК ВАШЕГО УСТРОЙСТВА

Harmony работает с более чем 270 000 устройств от 6 000+ брендов.Введите производителя и номер модели вашего устройства, чтобы узнать, поддерживается ли оно базой данных Harmony.

Если поддерживается, мы дадим вам конкретные советы или предложения для вашего устройства.

Ниже приведен список устройств Bluetooth, IP и Smart Home, которые совместимы с нашими пультами дистанционного управления на основе концентратора. Чтобы узнать больше о различиях между пультами на основе концентратора и пультами без концентратора, см. Сравнение пультов на основе концентратора и ИК.



IP-КОНТРОЛЬ


ГОЛОСОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ


УПРАВЛЕНИЕ БЛЮТУЗОМ

Сделайте еще больше с удлинителем Harmony Home Hub

Подключайтесь напрямую к датчикам движения, выключателям света, дверным замкам и другим устройствам, использующим сеть Z-Wave Plus™ или ZigBee®.Автоматически включайте телевизор, когда входите в гостиную, или запирайте входную дверь, когда начинаете смотреть телевизор.

Лампочки

  •  

    Светодиодная лампа Cree Connected

  •  

    Беспроводной ввинчиваемый модуль включения/выключения Everspring AN145

  •  

    Светодиодные лампы с подключением по GE Link (A19)

  •  

    Светодиодные лампы с подключением по GE Link (BR30)

  •  

    Светодиодные лампы с подключением по GE Link (PAR38)

  •  

    Регулируемая светодиодная лампа Nortek

  •  

    Osram LIGHTIFY Classic A60 настраиваемый белый

  •  

    Osram LIGHTIFY Flex RGBW

  •  

    Osram LIGHTIFY Gardenspot Mini RGB

  •  

    Светодиод Sylvania Ultra IQ с беспроводным управлением BR30

Замки

  •  

    Kwikset Contemporary SmartCode Ригель (Z-Wave)

  •  

    Kwikset Contemporary SmartCode Ригель (ZigBee)

  •  

    Смарт-код Kwikset 914 Ригель (Z-Wave)

  •  

    Смарт-код Kwikset 914 Ригель (ZigBee)

  •  

    Смарт-код Kwikset 916 Ригель (Z-Wave)

  •  

    Рычаг смарт-кода Kwikset (Z-Wave)

  •  

    Рычаг смарт-кода Kwikset (ZigBee)

  •  

    Традиционный засов Kwikset SmartCode (Z-Wave)

  •  

    Традиционный засов Kwikset SmartCode (ZigBee)

  •  

    Дверной замок Schlage Camelot с клавиатурой и засовом

  •  

    Дверной замок с сенсорным экраном в стиле века Schlage

  •  

    Yale Real Living Засов без ключа с сенсорным экраном (Z-Wave)

  •  

    Yale Real Living Засов без ключа с сенсорным экраном (Zigbee)

  •  

    Yale Real Living Кнопочный засов (Z-Wave)

  •  

    Yale Real Living Кнопочный засов (Zigbee)

  •  

    Yale Real Living Кнопочный засов без ключа (Z-Wave)

  •  

    Дверной замок Yale Real Living с кнопочным рычагом (Z-Wave)

  •  

    Дверной замок Yale Real Living с кнопочным рычагом (Zigbee)

  •  

    Засов Yale Real Living с сенсорным экраном (Z-Wave)

  •  

    Засов Yale Real Living с сенсорным экраном (Zigbee)

  •  

    Yale Real Living Дверной замок с сенсорным экраном (Z-Wave)

  •  

    Yale Real Living Дверной замок с сенсорным экраном (Zigbee)

Переключатели

  •  

    Настенный сенсорный диммер ENERWAVE

  •  

    Встраиваемый диммер Jasco (Z-Wave)

  •  

    Модуль крепления изолированных контактов Nortek

  •  

    Настенный диммер Nortek

  •  

    Смарт-переключатель Quirky Tapt

Заглушки

  •  

    Модуль устройства Centralite 3-й серии

  •  

    Модуль лампы Centralite серии 3

  •  

    Купольный выключатель включения/выключения

  •  

    Беспроводной подключаемый модуль Intermatic HA02 для тяжелых условий эксплуатации

  •  

    Смарт-переключатель Jasco Plug-in (Z-Wave)

  •  

    Смарт-переключатель Jasco Plug-in (Zigbee)

  •  

    Подключаемый беспроводной интеллектуальный диммер Jasco (Zigbee)

  •  

    Подключаемый беспроводной интеллектуальный диммер Jasco (Z-Wave)

  •  

    Приборный модуль Leviton DZPA1

  •  

    Подключаемый модуль устройства Nortek

  •  

    Подключаемый модуль диммера Nortek

Датчики

  •  

    Датчик двери и окна Aeon Labs

  •  

    Датчик воды Aeon Labs

  •  

    Купольный датчик двери/окна

  •  

    Датчик двери/окна Ecolink

  •  

    Детектор движения Ecolink с иммунитетом к животным

  •  

    Потолочный датчик движения NYCE

  •  

    Датчик движения занавеса NYCE

  •  

    NYCE Датчик двери/окна

  •  

    NYCE Датчик гаражных ворот (наклона)

  •  

    Датчик двери/окна Nortek

  •  

    Датчик движения Nortek PIR

  •  

    Домашний датчик движения Schlage RS200HC

Сирены

Концентраторы Z-Wave и Zigbee

  •  

    Импульс ADT — НЕ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

  •  

    Lowes IRIS — НЕ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

  •  

    Nexia Home Интеллектуальный мост

  •  

    Соединение скоб — НЕ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

  •  

    Концентратор управления домом XFINITY — НЕ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

Прочее

Команда Harmony протестировала приведенный выше список устройств; однако дополнительные устройства Z-Wave Plus™ или ZigBee® также могут работать.Переведите Harmony в режим сопряжения, а затем следуйте инструкциям по включению/сопряжению, прилагаемым к вашей конечной точке.

Совместимость

Лампочки, дверные замки, датчики открытия/закрытия, датчики движения, выключатели света, бытовые модули и вилки должны работать. Вы также можете присоединиться к другим шлюзам Z-Wave в качестве второго контроллера.

Несовместимый

Известно, что датчики дыма/угарного газа, камеры, устройства управления энергопотреблением или датчики влажности, освещенности, звука и разбития стекла в настоящее время могут не работать с Harmony.


Мы хотели бы узнать о вашем опыте работы с Home Hub Extender, о типах действий или триггеров, которые вы создали или хотели бы, чтобы мы улучшили, а также о том, пытались ли вы добавить устройства, которых нет на нашей странице совместимости. . Присоединяйтесь к нам на форумах нашего сообщества.

Вам нужна помощь, чтобы найти что-нибудь?

Концентратор

и коммутатор: в чем разница?

Что такое концентратор?

Концентратор — это сетевое устройство, которое позволяет подключать несколько компьютеров к одной сети.Он используется для соединения сегментов локальной сети. Концентратор хранит различные порты, поэтому, когда пакет поступает на один порт, он копируется на другие порты. Хаб работает как общая точка подключения для устройств в сети.

Центр

В этом уроке вы узнаете,

Что такое переключатель?

Сетевой коммутатор — это компьютерное сетевое устройство, которое соединяет различные устройства вместе в одной компьютерной сети. Его также можно использовать для маршрутизации информации в виде электронных данных, отправляемых по сетям.Поскольку процесс соединения сегментов сети также называется мостовым соединением, коммутаторы обычно называют мостовыми устройствами.


Выключатель

ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИЯ

  • Концентратор — это сетевое устройство, которое позволяет подключать несколько компьютеров к одной сети, тогда как коммутатор соединяет различные устройства вместе в одной компьютерной сети.
  • Концентратор работает на физическом уровне, тогда как коммутатор работает на уровне канала передачи данных.
  • Концентратор использует полудуплексный кабель, с другой стороны, коммутатор использует полнодуплексные кабели
  • Концентратор является пассивным устройством, а коммутатор — активным устройством
  • Концентратор использует орбиты электрических сигналов, а коммутатор использует кадры и пакеты
  • Концентратор и коммутатор используются в локальной сети

Типы концентраторов

Вот два типа хаба:

  • Активный концентратор:- Активный концентратор — это тип концентратора с собственным источником питания.Он может очищать, улучшать и передавать сигнал вместе с сетью. Он работает как ретранслятор, а также центр коммутации. Они также используются в качестве расширения для двух или более узлов.
  • Пассивный концентратор: Этот тип концентратора получает питание от активного концентратора и проводку от узлов. Пассивные концентраторы передают сигналы в сеть без их очистки и усиления. Его нельзя использовать для увеличения расстояния между узлами.

Типы переключателей

  • Управляемые коммутаторы: Управляемый коммутатор имеет консольный порт и IP-адрес, которые можно назначать и настраивать.
  • Неуправляемые коммутаторы: На неуправляемом коммутаторе настройка невозможна. Невозможно назначить IP-адрес, так как нет консольного порта.

Характеристики концентратора

Вот важные особенности концентратора:

  • Работает с широковещательной передачей и общей полосой пропускания.
  • Имеет 1 широковещательный домен и 1 домен коллизий
  • Работает на физическом уровне модели OSI
  • Виртуальная локальная сеть не может быть создана с использованием концентратора
  • Обеспечивает поддержку полудуплексного режима передачи
  • Концентратор имеет только один широковещательный домен
  • Не поддерживает протокол связующего дерева
  • Коллизии пакетов происходят в основном внутри концентратора

Особенности коммутатора

Вот важные особенности коммутатора:

  • Это устройство уровня канала передачи данных (уровень 2)
  • Работает с фиксированной пропускной способностью
  • Поддерживает таблицу MAC-адресов
  • Позволяет создать виртуальную локальную сеть
  • Работает как многопортовый мост
  • В основном поставляется с 24-48 портами
  • Поддерживает полудуплексный и полнодуплексный режимы передачи

Концентратор по сравнению сПереключатель

Вот различия между концентратором и коммутатором:

Сетевые коммутаторы Коммутаторы
Ступица Переключатель
Концентратор работает на физическом уровне. Коммутатор работает на канальном уровне.
Концентраторы выполняют лавинную рассылку кадров, которая может быть одноадресной, многоадресной или широковещательной. Выполняет широковещательную рассылку, затем одноадресную и многоадресную рассылку по мере необходимости.
В хабе присутствует только сингулярная область коллизий. Различные порты имеют отдельные домены коллизий.
Режим передачи Полудуплекс Режим передачи Полный дуплекс
Концентраторы работают как устройства уровня 1 согласно модели OSI. помогают работать на уровне 2 модели OSI.
Для соединения в сеть персональные компьютеры должны быть объединены через центральный концентратор. Разрешить подключение нескольких устройств и портов.
Использует электрические сигнальные орбиты Использует кадр и пакет
Не предлагает связующее дерево Возможно несколько связующих деревьев
Конфликты чаще всего возникают при использовании концентраторов. В полнодуплексном коммутаторе коллизий не происходит.
Концентратор — пассивное устройство Коммутатор является активным устройством
Сетевой концентратор не может хранить MAC-адреса. используют CAM (память с доступом к содержимому), к которой можно получить доступ с помощью ASIC (специализированных интегральных микросхем).
Не интеллектуальное устройство Интеллектуальное устройство
Скорость до 10 Мбит/с 10/100 Мбит/с, 1 Гбит/с, 10 Гбит/с
Не использует программное обеспечение Имеет программное обеспечение для администрирования

Применение концентраторов

Важные приложения сетевого концентратора приведены ниже:

  • Концентраторы используются в организациях для связи.
  • Используются для создания небольших домашних сетей.
  • Используется для мониторинга сети.
  • Вы можете создать устройство или периферийное устройство, доступное через сеть.

Применение переключателей

Некоторые области применения переключателей:

  • Коммутатор помогает управлять потоком данных по сети.
  • ЛВС среднего и крупного размера, содержащие несколько связанных управляемых коммутаторов.
  • Коммутаторы
  • широко используются в приложениях SOHO (Small Office/Home Office).SOHO в основном использует один коммутатор для доступа к различным широкополосным услугам.
  • Используется в компьютерной сети для физического соединения устройств.
  • Коммутатор может передавать данные на любое другое устройство в полудуплексном или полнодуплексном режиме.

Преимущества HUB

  • Предлагает общую Интернет-масштабируемость (восходящий канал)
  • Разрешает мониторинг сети
  • Обеспечить обратную совместимость
  • Помогает увеличить общую протяженность сети

Недостатки HUB

  • В основном полудуплексный
  • Не предлагает выделенную полосу пропускания
  • Невозможно выбрать лучший путь сети.
  • Нет никакого механизма для уменьшения сетевого трафика.
  • Возможность дифференциации устройства
  • Размер сети

Преимущества переключателя

Вот плюсы/преимущества использования Switch

  • Помогает сократить количество широковещательных доменов.
  • Поддерживает VLAN, которые могут помочь в логической сегментации портов
  • Коммутаторы могут использовать таблицу CAM для сопоставления портов и MAC-адресов

Недостатки переключателя

Вот минусы/недостатки использования Switch:

  • Не так хорош, как маршрутизатор для ограничения широковещательных передач
  • Для связи между VLAN требуется маршрутизация между VLAN, но в настоящее время на рынке доступно множество многоуровневых коммутаторов.
  • Обработка многоадресных пакетов, требующая небольшой настройки и надлежащего проектирования.
  • Уменьшает количество широковещательных доменов
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.