Что такое умный дом: принцип работы и устройство + создание проекта и советы по сборке

Многочисленные инженерные системы, объеденные общим названием «Умный дом», обеспечивают пользователям высокий уровень комфорта, безопасности. Но существует сотни разновидностей вариантов такого оборудования, причем решающих кардинально отличающиеся задачи.

Давайте вместе попробуем разобраться во всех тонкостях и понять, что такое умный дом, а затем перейдем к практическим шагам, позволяющим повысить комфортность проживания. Так как дорогостоящие комплектующие не оставляют места для ошибок.

Что представляет собой такая система?

Любой комплект электроники, изготовленной для умного дома, является высокотехнологичным оборудованием. Предназначенным для автоматизированного и, чаще всего, централизованного контроля, гибкого, точного управления деятельностью систем коммуникаций квартиры, дома.

Основные возможности умного дома

Интеллектуальные командные блоки умного дома способны создавать оптимальный микроклимат в квартире, доме.

Причем для решения этой задачи осуществляется управление всеми обогревательными приборами, кондиционерами, сплит-системами, фильтрами, озонаторами и другими подобными изделиями.

Суть процесса в следующем: центры управления, оснащенные процессорами, получают результаты замеров химического состава воздуха, ее температуры, влажности и дают сигналы нужным элементам конструкции.

Так, если помещения нужно охладить, то подается команда на включение кондиционера, а одновременно выключается все отопительное оборудование, если такое работало. То есть командные блоки систем также обеспечивают слаженность всем выполняемым процессам.

Подробнее о том, как работает система климат контроль и особенностях ее выбора читайте далее.

А вообще «Умный дом» в продвинутой комплектации способен одновременно управлять несколькими сотнями приборов, относящихся к системам:

А также может осуществляться управление сигнализацией, камерами наблюдения и множеством другого оборудования, к которому относятся даже шторы, окна, телевизоры, ауди-, видеотехника, размещенная по всей квартире, дому.

Сами процессы бывают, как востребованными, так и редкими, разовыми, например, к первым можно причислить управление температурой, яркостью освещения и многие другие.

Ко второй категории относится настройка индивидуальных потоков теплого или холодного воздуха. К примеру, способных обогревать ноги пользователям, просматривающих зимними вечерами телепередачи.

Особенность современных систем умного дома в том, что с их помощью позволено устанавливать отличные друг от друга режимы во всех помещениях квартиры, дома. Например, температура в детской может быть самой высокой, а в коридоре самой низкой, так как он в отоплении практически не нуждается.

Одновременно в ванной система может регулярно бороться с повышенной влажностью, на кухне же с загрязнением воздуха.

Максимально эффективными считаются комплексные системы, способные управлять всеми важными процессами.

Но признаками умного дома обладают и простейшие комплекты оборудования, выполняющие всего одну функцию. Например, к таким относится процессор управляющий включением/выключением установленного на даче обогревателя.

Установленный в электросеть диммер, регулирующий яркость ламп, а вместе с тем снижающий расход электроэнергии, также относится к интеллектуальному оборудованию.

Как работает и устроена система?

Попробуем разобраться в том, как работает востребованная сегодня система умного дома и какой она бывает. Основой любого комплекта интеллектуального оборудования является процессор, представляющий собой достаточно мощный и современный компьютер.

Эффективность ему обеспечивает программное обеспечение с десятками, а то и сотнями предустановленных режимов, которые относятся к наиболее востребованным.

В результате, во многих случаях, пользователям останется просто внести необходимые параметры, к примеру, температуры и т.д. и активизировать нужную программу.

Далее блок управления будет осуществлять контроль методом сравнения актуальных значений с запрограммированными. Вся необходимая информация поступает от внутренних органов управления входящего в состав системы оборудования, контролеров, датчиков, которые устанавливаются в каждом помещении.

Если полученные в режиме реального времени данные не соответствуют установленным, то блок управления подает соответствующие команды, позволяющие внести корректировки. Причем все они обеспечивают оборудованию слаженную работу.

То есть, чтобы увеличить температуру в нужном помещении сначала выключается кондиционер и только затем включается отопительное оборудование. Что позволяет экономить до 40% электроэнергии, а также исключается опасная критическая нагрузка на сеть.

Разновидности умного дома

Производители учитывают потребности различных категорий пользователей, в результате рынок насыщен отличающимися видами интеллектуального оборудования.

В первом случае командный блок, исполнительные датчики, сервомоторы, контроллеры и другие элементы конструкции соединяются между собой проводами.

Преимуществом такого способа является высокая корректность исполнения команд. Это значит, что практически отсутствует вероятность перегрузки передающей шины большим количеством сигналов. Кроме того, оптико-волоконные провода обеспечивают высокую скорость отзыва.

Важнейшим недостатком считается сложность монтажа, так как приходится прокладывать и прятать от глаз большое количество проводов.

Это же приводит к существенным дополнительным расходам на необходимые строительные материалы, поэтому оптимальным моментом установки проводных систем является выполнение ремонта в помещениях.

А также прокладка проводов является трудозатратной, поэтому на такую процедуру тратится довольно много времени.

Беспроводные разновидности оборудования отличаются тем, что связь между элементами конструкции осуществляется при помощи радиосигналов, для чего используются соответствующие коммуникации.

Важным преимуществом такого варианта оборудования является простота монтажа. Во время которого нет необходимости изменять конструкцию помещений, тратиться на строительные материалы, что делает установку легкой и быстрой процедурой.

Основным недостатком беспроводных систем является сам способ связи между компонентами. Так как радиосигналы существенно ограничивают их функциональность, кроме того, довольно часто придется выполнять замену батареек, что неудобно и является регулярной статьей расходов.

Еще одна классификация систем Умный дом по типу управления – это может быть централизованный или децентрализованный вариант.

Хотя централизация управления является одним из важнейших преимуществ любого комплекта такого оборудования и в большинстве случаев оно принадлежит именно к этой разновидности, но децентрализованные системы также имеют право на жизнь.

Причина в том, что этот способ дает возможность нивелировать последствия отказа любого отдельного компонента умного дома.

Также использование подсистем с различными блоками управления позволяет повысить надежность ключевых функций.

К примеру, если владелец помещения хочет его надежно защитить от несанкционированного проникновения, то использование двух децентрализованных систем более практичное решение, чем одной централизованной.

Основным недостатком использования нескольких систем умного дома одновременно является сложность в настройке, наладке.

Происходит это потому, что увеличивается количество компонентов – каждая децентрализованная система имеет отдельный процессор, что нередко вносит путаницу при их взаимодействии или управлении пользователем. А также эта особенность приводит к удорожанию комплекта оборудования.

В результате децентрализованные системы рекомендуется использовать только в отдельных случаях, когда преимущества явно преобладают над негативными моментами.

Важной особенностью является деление по видам протоколов, которые бывают:

К первой категории относятся системы, управление которыми происходит с помощью языка, используемого различными производителями.

Закрытыми системами считаются те, что управляются на языке, созданном и используемом только одним производителем, что дает возможность включить в состав комплекта только компоненты разработанные и изготовленные им же.

Что снижает функциональность, универсальность, зато обеспечивает высокую степень совместимости устройств, приборов.

Схема интеллектуальной системы управления

Любой комплект оборудования для умного дома схож с конструктором, из которого можно создать все, что угодно.

Поэтому вряд ли пользователь, желающий собрать у себя дома какую-либо ее разновидность, найдет подходящую схему для своих бытовых условий. К примеру, стандартный вариант для 3-х комнатной квартиры или для дома определенной площади и этажности.

Нужную схему придется составлять самому или с помощью специалистов. Исключениями могут быть простейшие варианты умного дома или децентрализованные системы, которые также сложностью не отличаются.

Примером, может являться схема установки диммера в электросеть и работающего с ним в паре датчика движения, так как она стандартная, поэтому одинаковая во всех случаях.

Но даже в этом и подобных случаях рекомендуется обратиться к специалистам. Причина в том, что все системы работают от электроэнергии и какие-то грубые ошибки могут привести к пожарам, поражению током, поломкой дорогостоящих элементов конструкции.

Рекомендации по самостоятельной сборке

Поскольку стоимость интеллектуальных систем дорогостоящая, а их монтаж принесет дополнительные расходы, причем немалые (до 50% от стоимости комплекта оборудования), то их самостоятельная установка поможет существенно сэкономить.

А еще такая работа доставляет удовольствие, поэтому сборку умного дома своими собственными руками, начиная с создания проекта, можно рассматривать в качестве хобби.

Но следует понимать, что не каждый желающий пользователь способен осуществить собственноручный монтаж подобной системы – для этого нужно владеть целым набором знаний и навыков.

К которым относятся:

  1. Умение работать с электроприборами. Причем в этой сфере нужно обладать широкими познаниями, к примеру, такими элементарными, как навыки надежного соединения элементов конструкции, кабеля между собой. Понадобится и умение в сборке электрощитов, понимание принципов управления современными электроприборами, прочие подобные. Знание правил техники безопасности также относится к обязательным.
  2. Навыки программирования, причем для различных операционных систем. Они нужны, так как при каждом монтаже интеллектуальной системы придется создавать графический интерфейс, с помощью которого в дальнейшем производится управление.
  3. Знания принципов построения современных систем автоматики. То есть необходимо хотя-бы разбираться в типах контроллеров, их входах/выходах, понимать какие датчики и другое оборудование с ними позволено использовать и т.д.
  4. Понимание алгоритмов работы системы в целом и всех ее отдельных частей.

Если все перечисленные знания, навыки имеются, тогда необходимо перейти к подготовительным процедурам. Для начала важно определить задачи, которые должен решать комплект оборудования.

После чего следует разобраться возможно ли это воплотить в жизнь технически – выдержит ли электросеть, достаточными ли являются характеристики комплектующих. Кроме того, следует обследовать жилье с целью выявления мест для монтажа. А также нужно понимать хватит ли для покупки денег.

И после этого можно приступать к созданию рабочего проекта будущей системы.

Если обследование помещения с целью выявления оптимальных мест для установки отдельных частей комплекта для умного дома еще можно выполнить самому, не имея навыков и опыта в подобных вопросах, то за разработку проекта следует браться только со знанием дела.

Даже, если практических навыков и знаний предостаточно, то рекомендуется начать знакомство с интеллектуальными системами с простейших вариантов.

То есть следует приобрести комплект, в который входит контроллер, комплект датчиков и другое оборудование, позволяющее решать какую-либо одну важную задачу.

К примеру, контролировать появление утечки воды, осуществлять видеонаблюдение или регулировать яркость света. А затем досконально разобраться со всеми особенностями.

Описанный подход позволит получить практический опыт, найти квалифицированных специалистов, способных оказать эффективную помощь и, кроме того, избежать значительных финансовых потерь, даже, если интерес к умной системе пропадет или что-то пойдет не по плану.

Еще для первой самостоятельной попытки собрать интеллектуальную систему желательно приобрести оборудование, которым управляют контроллеры Beckhoff, Siemens, ОВЕН, другие подобные. Так как они являются свободно программируемыми, простыми в использовании и пригодны для решения различных задач.

Если совместно с каким-либо из перечисленных контроллеров использовать специальный комплект программного обеспечения, предназначенного для управления системой с компьютера, оснащенного Windows, планшета, смартфона с iOS, Android, то появится возможность легко изменять сценарии.

А также оперативно преобразовывать интерфейс, удалять ненужные и добавлять новые элементы конструкции.

Причем все перечисленное сможет выполнять самостоятельно каждый пользователь даже с базовыми навыками программирования. Примером управляющего ПО может являться Easy Home, способная работать со всеми востребованными операционными системами, перечисленными выше.

Выводы и полезное видео по теме

Первый ролик даст возможность разобраться с возможностями умного дома, как и чем комплектуют такие простейшие системы и каким образом это можно делать самостоятельно.

Следующий видеоматериал также посвящен монтажу интеллектуальных систем своими руками.

Современная интеллектуальная автоматика способна не просто повысить комфорт, но и повысить уровень жизни всех обитателей дома. Но для этого необходимо разобраться в принципе работы умного дома.

В противном случае владельца ждет не просто разочарование, но и существенные финансовые потери. Так как функциональные комплекты стоят немалых денег.

Остались вопросы по теме статьи? Или можете дополнить наш материал ценной информацией о принципах функционирования системы “Умный дом”? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, делитесь опытом в расположенном ниже блоке.

Умный дом. Особенности технологий и преимущества устройства

Использование новейшей высокоинтеллектуальной аппаратуры позволяет основательно повысить привлекательность и комфорт современного жилища, добиться такого уровня безопасности, при котором дом станет настоящей крепостью. Домочадцы смогут чувствовать себя совершенно уютно в родных стенах. При отсутствии жильцов (даже продолжительном) приборы в автономном режиме позаботятся о поддержании соответствующего микроклимата в помещениях, надежном функционировании всех систем и даже защите от несанкционированного проникновения. Благодаря последним разработкам бытовое оборудование и инженерные коммуникации пребывают под надежным интеллектуальным управлением специализированных систем автоматизации «Умный дом».

Особенности технологий «Умный дом»


Потенциал световой режиссуры

Изначально возможности управления освещением стали активно использовать дизайнеры. Благодаря световым сценариям появились условия для полного изменения стилей оформления интерьеров. Однако, помимо исключительно эстетического эффекта, можно найти более практичное (и экономное) применение этой функции. При оборудовании жилища автоматикой отпадает необходимость ручного включения (выключения) осветительных приборов. Теперь освещение пребывает под контролем приборов.

Датчики, реагирующие на один из параметров, например, присутствие, движение, уровень освещенности, будут своевременно подавать соответствующий сигнал аппаратуре. Технические средства соответствующим образом реагируют на полученную информацию. В результате приборы самостоятельно без непосредственного участия человека включают, выключают, снижают либо повышают освещение в отдельных помещениях.

Особенно это важно в местах непродолжительного пребывания жильцов, включая коридоры, тамбуры, лестничные площадки, кладовки, туалеты, ванные комнаты. При ручном управлении освещением использование электроэнергии обычно выше, чем это необходимо в действительности. Случайно оставленные светящимися лампочки в некоторых помещениях не редкость. Благодаря современным технологиям удается заметно сократить расходы электричества. Экономия составляет от 5 до 10% и более.

Читайте также:  Смарт-диагностика стиральной машины LG: что это такое и как работает?
Управление медиа

Домашняя телевизионная и звуковоспроизводящая аппаратура также нуждается в интеллектуальном контроле. Речь не только об оптимальных настройках звука и изображения видеотехники и радиоприемников в зависимости от уровня освещения, времени суток и даже жанра программы.

Соответствующий сценарий позволяет включить в определенное время аппаратуру, выбрать требуемый режим работы кондиционера, задвинуть шторы, сделать свет в помещении менее ярким. Кроме того, в период, когда домочадцы намерены насладиться просмотром любимой телепередачи, их не будут отвлекать раздражители в виде телефонных звонков, поскольку они переводятся на автоответчик.

Также есть возможность перенаправления звука и изображения на любое медийное устройство, расположенное в другой комнате. Эта опция позволяет не пропустить важный эпизод телепрограммы, если возникает необходимость переместиться на определенный момент в другую комнату. Для управления цифровым сигналом можно использовать смартфон либо сенсорные дисплеи, расположенные в нужных местах жилища.

Безопасность жилища

Датчики, реагирующие на различные события, в частности, уровень влажности, перемещение, температурный режим, концентрацию газа, задымленность, позволяют обеспечить не только оптимальный микроклимат. При возгорании аппаратура незамедлительно проводит отключение вентиляционной системы, блокирует подачу газа и электроэнергии. Своевременное реагирование системы умный дом позволяет максимально снизить риск последствий.

При попытке несанкционированного проникновения проводится блокировка входной двери, включается сигнализация, приборы могут даже сделать фото злоумышленников, намеренных ограбить жилище. В экстренных ситуациях на телефоны владельцев жилищ поступают соответствующие предупреждения. Аналогичные сигналы система может отправлять в охранную компанию, если домочадцы пользуются такой услугой. Диспетчер, получивший информацию от умного дома, реагирует должным образом.

В менее экстренных ситуациях оборудование исправляет оплошности жильцов, случайно оставляющих открытыми окна, калитки, ворота в гаражах. Аппаратура способна самостоятельно закрывать их, даже когда люди покинули территорию особняка. Также приборы следят за уровнем канализации, определяют утечку бытового газа, сбои в системе электропитания и водоснабжения.

Обеспечение климат-контроля

Запрограммированные сценарии позволяют установку индивидуальных настроек поддержания оптимального микроклимата для каждого помещения. Решение вполне обоснованное, поскольку требуемый температурный режим и уровень свежести воздуха существенно отличаются, например, для гаража и спальни.

Также нет необходимости столь часто проветривать нежилые помещения, как комнаты, где постоянно пребывают домочадцы. На сенсорную панель управления поступают сигналы, генерируемые интерьерными и уличными датчиками. Они сигнализируют, на каком уровне в настоящий момент пребывают влажность и температура воздуха.

Система умный дом следит за работой всего имеющегося в особняке климатического оборудования. При необходимости происходит включение (выключение) систем подогрева пола и стен, а также термостатов, радиаторов. Приборы контролируют работу увлажнителей, фильтров воздуха, кондиционеров, вентиляторов. Управление можно настроить таким образом, что система автономно будет принимать решение о конкретных действиях при возникновении определенных ситуаций. При этом вмешательство человека не требуется, точнее, его роль сводится исключительно к созданию сценариев поведения приборов.

Например, при срабатывании датчика открытия окна происходит отключение кондиционера. В зимний сезон отопительные приборы вырабатывают больше тепла в вечернее и ночное время, когда хозяева дома. При отсутствии жильцов днем (работа, учеба) можно автоматически переводить отопительные приборы в экономный режим.

Гарантия беспрерывной связи с жилищем

Будучи за пределами дома, его владельцы способны дистанционно отправлять сигналы системе о необходимости смены сценариев. Опция очень удобна и полезна во многих непредвиденных ситуациях. Например, семья решила продолжить отпуск или хозяин дома задерживается в командировке, резко изменились погодные условия (потепление, похолодание), стало известно о временном отключении электричества, а стиральная машина запрограммирована и ждет старта в указанное время, или футбольный матч, который требовалось записать, перенесен на более позднее время.

Также система умный дом способна эффективно имитировать присутствие жильцов. В определенные моменты будет включаться свет, открываться окна, звучать музыка и звуки лая собаки. Функция отпугнет злоумышленников, намеревавшихся проникнуть в особняк при отсутствии владельцев.

При аварийном отключении электричества система умный дом подключит резервный источник питания, а также максимально ограничит потребление тока, отключив большинство электроприборов, а самые необходимые переведет в экономный режим. Главное в такой ситуации избегать перегрузок, чтобы резервное питание подавалось до момента возобновления нормальной работы основного.

Преимущества многозонного цифрового дома

Использование «мультирума» позволяет как распределять видео- и аудиосигналы в конкретном помещении, так и добиться их воспроизведения по всему жилищу. При однозонном варианте обеспечивается трансляция одного сигнала во всех помещениях. Такое решение не всегда удобное, особенно для больших семейств, состоящих из представителей разных поколений.

Более привлекательным выглядит решение, когда в разных комнатах установлены несколько аудио- и видеоприборов. Каждый из домочадцев вправе самостоятельно выбирать, что ему смотреть или слушать. Преимущества многозонной системы очевидны. Для ее эффективного функционирования достаточно мультирум-контроллера. Каждая из зон абсолютно независима от остальных.

Оптимальная система вентиляции

Достаточное количество свежего воздуха в помещениях важно. Однако необходимо учесть внушительный расход электроэнергии и износ оборудования. Далеко не всегда (не во всех помещениях) требуется активное функционирование центральной вентиляционной системы. Если в вечернее время все семейство собирается в одной комнате, нет необходимости активно проветривать весь особняк.

Аналогичная ситуация при продолжительном отсутствии домочадцев. Достаточно выбрать оптимальный (экономный) режим. Вполне оправданы современные энергосберегающие системы, использующие в работе новейшие способы нагрева воздуха и его очистки. Если предполагается долго провести время вне жилища (отпуск, отдых на даче), система переходит в дежурный режим, проводя периодическое проветривание.

Умный дом – возможности, функции и состав

Прототипы современных систем “умный дом” использовались еще в прошлом веке. Как и некоторые другие технические новшества в домашний обиход они перешли из военной компетенции, где активно применялись в секретных бункерах и военных базах.

Умный дом – автоматизированный координатор работы всех технических устройств, которыми оснащено ваше жилище.

Долгое время жилье с технически совершенными системами управления оставалось невероятно дорогой прихотью избранных. И лишь в последнее десятилетие на деле реализуются и становятся доступными концепции, которые раньше нам были знакомы лишь по фантастическим кинофильмам.

Какие технические устройства обычно используются в современной квартире?

Возможности умного дома, подобно функциям дирижёра, обеспечивают слаженную работу всех составляющих элементов и позволяет хозяевам удобно управлять “оркестром”.

“Мозги” умного дома

Они действительно технически совершенные – микропроцессорные контроллеры обеспечивают обработку информации и управление конкретными элементами. Бесперебойное электроснабжение обеспечивают блоки питания и UPS, информация передается посредством ИК-трансиверов, релейные модели включают и отключают бытовые приборы, диммирующие модули регулируют плавность регулировки освещения.

Такие панели существуют в виде стационарных и переносных моделей. Переносные видеопанели наиболее удобны в использовании ввиду своей мобильности и возможности визуального управления нужными процессами. Функцию панели управления могут выполнять также компьютер, интернет-планшет, смартфон и подобные устройства.

С помощью микропроцессорного контроллера хозяева квартиры могут запрограммировать выполнение нужных им задач (сценариев).

Сценарии могут быть простыми – включение кондиционера при достижении определенной температуры воздуха или сложными – включение телевизора при одновременном закрывании штор и регулировании локального освещения.

Подсистемы умного дома

Умный дом подразделяют на отдельные подсистемы, основные из которых освещение, домашний кинотеатр, multiroom, климат-контроль, безопасность.

Рассмотрим каждую более подробно.

Система освещения

Управляет отдельными светильниками и их группами, задает нужный режим работы, регулирует степень освещенности. С помощью пульта можно отключить неиспользуемые в данный момент источники освещения и, наоборот, включить в нужных местах. Дистанционно вы можете создать иллюзию нахождения хозяев в доме, задав сценарий включения света в некоторых комнатах.

Возможности системы:

Климат-контроль

Система управляет устройствами, предназначенными для кондиционирования, обогрева, очищения, увлажнения, вентиляции воздуха. Обеспечивается слаженная работа всех приборов в заданном режиме. Предусматривается дистанционное управление климатом в квартире, например, возможность установления комфортной температуры к приходу хозяев.

Возможности системы:

Домашний кинотеатр и multiroom

Система управляет устройствами для воспроизведения видео- и аудиосигналов (телевизоры, Blu-rey плееры), а также сопутствующей техникой: жалюзи, шторами, освещением в просмотровой комнате, создавая особый комфорт при просмотре фильмов.

Система мультирум отвечает за состояние всей аудио- и видеотехники во всей квартире. С ее помощью вы сможете смотреть телепередачи и кино, слушать музыку и радиоканалы в любом месте дома, оснащенном необходимым комплектом техники.

Возможности системы:

Система безопасности

Многофункциональная система, которая оперативно реагирует на все “тревожные сигналы” в доме, обеспечивает удаленный контроль за происходящими в доме событиями, включает сигнализацию, контролирует пожарную безопасность, а также безопасность в сфере коммунальных домовых систем.

Возможности системы:

Подготовка к установке умного дома

Установка сложной системы умный дом – непростая задача. Необходимо приступать к ее решению как можно раньше, желательно – на этапе проектирования будущего жилища. Продумывание будущей системы необходимо производить в сотрудничестве хозяев с архитектором, дизайнером и проектировщиком системы умный дом. Очень важно заранее продумать необходимые функции, подлежащие автоматизации.

Рекомендуем вам заранее ответить на следующие вопросы:

Оборудование системы умный дом

Оборудование может использоваться как проводное (надежное, безопасное, дорогое, устанавливаемое заранее) и беспроводное (менее надежное, возможность искажения и перехвата сигнала, установка после окончания ремонта).

При приобретении оборудования необходимо обратить внимание на производителя и качество, что во многом зависит от сборки. Люксовые комплектации значительно дороже, но отличаются специализированным программированием, индивидуальным дизайном, удобным и функциональным пультом управления.

Совместная работа с установщиком системы умный дом не закончится после его монтажа. В дальнейшем, вполне возможно, вам захочется его модернизировать с учетом новинок.

Поскольку установка системы умный дом производится на начальной стадии капитального ремонта, очень важно, чтобы все работы были выполнены аккуратно, качественно и в срок. Именно такую высококлассную работу вам гарантируют в строительной компании “ТопДом”.

Умный дом: стартовый набор для начинающих

Содержание

Содержание

В экосистеме умного дома существуют десятки датчиков и актуаторов, отвечающих за безопасность, автоматизацию бытовой техники, освещения и поддержания климата. У нового пользователя возникает соблазн увешать квартиру датчиками, как новогоднюю елку игрушками. Цель статьи — выделить «основной состав» и рассмотреть аспекты его применения.

Какие бывают датчики

Датчики предназначены для преобразования физической величины в электрический сигнал. В результате мы можем измерить эту величину количественно (температура, влажность) или зафиксировать ее изменение (распознать движение). Ниже перечислены датчики, доступные в свободной продаже у большинства крупных игроков рынка:

Какие бывают актуаторы

Под актуаторами понимают исполнительные устройства, генерирующие сигналы для воздействия на другие элементы умного дома. Это прямое воздействие либо сигналом (кнопка), либо посредством привода (электронный клапан). Исполнительным устройством может быть также и бытовой прибор, управляемый со смартфона, например, умный кондиционер. При этом можно управлять и обычным кондиционером, но уже с помощью умного пульта, который станет посредником между прибором и смартфоном. Задача в данном случае одна, а варианты решения разные. Отдельный класс устройств составляют интеллектуальные световые приборы. Про умный свет подробно рассказано в недавней статье.

Перечень умных исполнительных устройств:

Рассмотрим подробнее, какие устройства являются самыми необходимыми для построения базовой системы домашней автоматизации. Есть несколько вариантов готовых стартовых наборов от производителя.

Читайте также:  Почему холодно в частном доме или квартире - что делать, чтобы решить проблему

Каждый из них не полностью закрывает минимальные потребности, будучи более ориентированным либо на безопасность, либо на удобство. Соберем комплект, удовлетворяющий обеим задачам.

Датчики движения

Старожилы умного дома, известные еще со времен первых пультовых охранных систем. Чаще всего встречаются пассивные инфракрасные датчики (PIR-сенсоры). Они содержат чувствительный пироэлектрический элемент, регистрирующий изменение инфракрасного излучения при движении объекта в зоне контроля. Радиус такой зоны составляет 4-8 метров, что позволяет охватить комнату одним датчиком. Стандартное расположение — верхний угол стены, противоположной входу в помещение.

Датчики движения настолько распространены, что являются, в том числе, частью других устройств, например, лампочек. Наиболее активно такие датчики используются именно в сценариях освещения: автоматическое включение и отключение света, исходя из активности в помещении. В плане интеграции с остальной системой умного дома нет проблем, поскольку представлено множество девайсов с различными интерфейсами. Эти датчики, имеющие большое количество сценариев применения, железно входят в основу умного дома.

Датчики открытия окон/дверей

Датчики открытия дверей и окон состоят из двух частей — геркона и магнита. Они устанавливаются на дверной коробке/оконной раме и створке, а при их разъединении происходит срабатывание датчика.

Простая и долговечная конструкция давно зарекомендовала данные сенсоры как неотъемлемую часть охранных систем. Также они широко используются в сценариях умного света. Умный дом сложно представить без этих устройств.

Датчики протечки воды

В большинстве своем работают за счет разницы электропроводности воздуха и воды. Когда вода попадает на один из контактов, расположенных на дне устройства, возникает сигнал. Датчики устанавливаются в непосредственной близости от вероятных источников протечки: под шлангом стиральной машины, рядом со стояками, раковиной, радиатором отопления. Также в случае, если есть небольшой уклон, удачной для монтажа будет самая низкая по уровню точка.

Чтобы система не только сигнализировала о происшествии, но и предотвращала его последствия, применяют устройства, перекрывающие подачу воды. Обычно это специальный электронный клапан, но есть и оригинальные воплощения китайской инженерной мысли в виде электропривода для рукоятки шарового крана.

С точки зрения интеграции в умный дом данная система не всегда удобна, поскольку идет как самостоятельный комплект. Проприетарный контроллер не подружится с общим шлюзом и останутся только варианты с работой через умную розетку или поддержкой голосового помощника. Поэтому в основной состав проходят только датчики, а актуаторы — в запасной.

Датчики задымления

По принципу действия аналогичны стандартным пожарным извещателям, которые в обязательном порядке устанавливаются в новых домах. При попадании частиц дыма в поле фотоприемника датчика, изменяется интенсивность излучения и происходит срабатывание. При этом активируется сирена, а если извещатель адресный, то он передает сигнал на пульт пожарной охраны. При наличии такого оборудования смысла в дополнительном датчике дыма нет. В обратном случае датчик обязателен.

Датчики утечки газа

Реагируют на повышение концентрации бытового газа в воздухе. Имеет смысл использовать при наличии газовой плиты и (или) колонки. Устанавливать такие датчики необходимо поблизости от газовых приборов.

Датчики температуры и влажности

Контроль параметров окружающей среды — еще одна важная функция умного дома. Хороший климат в доме полезен для здоровья семьи, питомцев и комнатных растений. Измерения температуры и влажности все чаще доступны в рамках одного устройства. Без этих датчиков невозможно представить умный дом. К ним добавляют атмосферное давление, но на этот показатель повлиять нельзя, поэтому он носит справочный характер. А двумя основными параметрами управлять можно и нужно.

Для этого мы пользуемся кондиционерами и увлажнителями воздуха. Это уже более дорогие аппараты по сравнению с датчиками, их можно рассмотреть для приобретения в долгосрочной перспективе. Они также бывают умными и помогают полностью автоматизировать процесс регулировки погоды в доме. В случае выхода температуры или влажности за пределы заданных порогов, включится соответствующий прибор. Он будет работать до достижения необходимых показателей.

Кстати, не забудьте про уход за климатической техникой. Про кондиционеры мы писали тут.

Определяемся с актуаторами

В качестве базовых исполнительных устройств предлагаем рассмотреть умные розетки, выключатели, кнопки и лампы.

Некоторые умные розетки позволяют не только управлять состоянием светильников и бытовых приборов, но и вести учет потребляемой мощности. Выключатели и кнопки также пригодятся для реализации сценариев освещения и включения/выключения техники.

Еще одна удобная вещь — умный инфракрасный пульт. Им можно заменить все остальные пульты для телевизора, кондиционера и т. п. Представьте, что вам теперь вообще не придется их искать!

Во всех наборах умного дома присутствует обязательный элемент — блок управления, он же шлюз или центр управления. Это «мозг» системы, который отвечает за управление всеми устройствами умного дома и выполнение сценариев автоматизации. Он принимает данные от датчиков и передает их на сервер производителя для обработки. Благодаря этому вы можете отслеживать эти данные в удобном формате — в приложении на мобильном устройстве, откуда можно в пару кликов передать команды для исполнительных устройств.

Шлюзы поддерживают различные протоколы беспроводной передачи данных, необходимых для обмена данными со всеми компонентами системы: Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, RF. Если устройств много, их объединяют в группы, для чего используются хабы.

Особняком стоят несколько облачных систем умного дома, не требующие управляющего блока. Это платформы Apple HomeKit, Google Home и Умный дом Яндекса. В таком случае команда из приложения улетает прямиком в облако, где обрабатывается при помощи библиотеки функций от производителя конкретного устройства. На примере Яндекса схематически это выглядит так:

Приложения для смартфонов

Каждый производитель имеет собственное приложение для управления умным домом. Все они умеют отображать список устройств, показания датчиков и передавать команды. Пример настройки Mi Home здесь, а Rubetek — здесь. С точки зрения поддержки сторонних вендоров хорошо себя зарекомендовал Mi Home.

Основная функция приложений — создать сценарии автоматизации для достижения заданных условий. Именно в них состоит главная «фишка» умного дома — автоматическое выполнение действий без участия человека. Есть и другая «фишка», о которой речь пойдет далее.

Будьте услышанным

Голосовое управление тесно интегрируется в умный дом. Все три рассмотренных выше разработчика облачных платформ развивают собственных голосовых помощников: Siri, Alexa и Алиса. На русском языке полноценно понимает только Алиса. Управление голосом выводит систему умного дома на совершенно иной уровень, но ему свойственны и некоторые недостатки.

По сравнению с приложениями производителей умных устройств голосовые помощники обладают более скромными возможностями по поддержке устройств и их функций. Список устройств, которые можно подружить с Mi Home, гораздо шире. Кроме того, Алиса пока не воспринимает все команды для устройств, доступных в приложении. Тем не менее, перечень будет расширяться, а удобство управления голосом нивелирует эти несовершенства.

Для того, чтобы Алиса увидела ваши девайсы, достаточно установить на смартфоне приложение Яндекс и перейти в меню «Устройства — Умный дом».

Далее необходимо выбрать производителя и на соответствующей вкладке объединить аккаунты, например, с Mi Home. После этого устройства будут отображены с доступными голосовыми командами.

Можно управлять отдельными устройствами и объединять их в группы. Для более комфортного общения с Алисой используйте умную колонку.

На видео демонстрируются несколько сценариев умного дома Xiaomi + Алиса.

Команда умного дома

Подведем итог в подборке минимального комплекта умных устройств:

Если пока нет четкого понимания, какие сценарии будут использоваться, то можно взять все устройства в одном экземпляре. Одно из преимуществ системы — масштабируемость. Большинство датчиков работает от батареек и крепятся на 3М-скотч, поэтому добавить такие элементы не составит труда. Не забывайте предварительно почитать про совместимость оборудования и приложения или голосового помощника. Если вы планируете монтаж на этапе ремонта, то рассмотрите варианты с умными реле и заранее определите выводы питания под устройства умного дома.

Добавление в систему датчиков и актуаторов у всех производителей максимально упрощено и состоит из нескольких шагов:

  1. Подключите устройство к сети электропитания (если требуется).
  2. Инициируйте добавление устройства в приложении. Далее действуйте в соответствии с инструкциями приложения. Обычно достаточно несколько раз нажать кнопку на устройстве.
  3. После сопряжения с устройством в приложении появится перечень доступных функций. Их можно использовать независимо либо включать в сценарии автоматизации совместно с другими элементами умного дома.

Умный дом — отдельная инженерная система, заслуживающая вдумчивого проектного подхода. В этом случае умные устройства станут вашими надежными помощниками по дому.

Как я дешево собрал «умный дом» своими руками: пошагово, с фото

Большинство загородных жителей думает, что умный дом — дорогая игрушка, которая по карману лишь единицам. Однако, если подойти к делу с выдумкой, фантазией и прямыми руками, можно сократить затраты в разы, и собрать «умный дом» за копейки. Как это сделать, вы узнаете из нашей истории.

Умный дом, который я полностью сделал сам

Именно так назвал свою тему пользователь с ником tvema. Его рассказ — настоящая кладезь информации для самодельщиков, решивших собрать «умный дом» своими руками. В статье мы расскажем о ключевых этапах создания нестандартного автоматизированного дома. Ссылка на тему tvema в конце статьи. Итак, поехали!

Я увлекаюсь изготовлением всяких электронных устройств, а в прошлом есть опыт разработчика. Подумал, и захотел превратить свою квартиру в «умную». Проект я начал с постановки задач. И вот, что я хочу:

Это — лишь начало «хотелок» пользователя. Продолжим.

Освещение санузла:

Входная дверь:

Безопасность:

Вентиляция:

Теплый пол

Снятие показаний со счетчиков воды и газа:

Водоснабжение:

Источник бесперебойного питания:

Термостат

Удалённое управление, установка температуры и считывание параметров.

Контроль газового котла:

Мансардные окна:

Фильтры для воды:

Интерфейс «умного дома»:

Ну, как вам объём задумок и сценариев? Глобально? А теперь расскажем, как пользователь решил эту задачу.

«Умный дом» своими руками: выбор компонентов системы

На базе чего сделать «Умный дом»? Рынок предлагает множество готовых решений, устройств и программного обеспечения. Tvema решил идти своим путём, и вот, почему.

Я профессионально занимался технологиями беспроводной передачи данных. Умею программировать под Windows. Поэтому я решил, что мой «умный дом» будет проводным, под управлением Windows 7, а контроллер изготовлю на базе процессора Intel Atom Z530. Плюсы проводной системы:

Для электропитания всей системы, включая роутер, Ethernet коммутатор, USB хаб и PC я использовал единый блок питания на 12 вольт мощностью 60 Вт. Я не стал ставить несколько раздельных блоков питания, т.к. общий КПД будет ниже, и это бы увеличило счета за пользование электроэнергией, т.к. система «Умный дом» должна работать в режиме 7 дней в неделю, 24 часа в сутки.

Определив задачу, пользователь разбил всю систему на несколько простых узлов — блоков. Так проще всё изготовить и отладить. Затем, для каждого блока tvema нарисовал печатную плату. Объединил всё в одну заготовку и, в таком виде, послал в компанию, которая специализируется на изготовлении печатных плат на заказ.

Оцените «мозг» системы умного дома, установленный в электрическом шкафу.

Для системы и вводных коммуникаций, пользователь выделил место в санузле, в техническом шкафу.

Умный дом: основы технологии и ее преимущества

Умный дом – это комплексная система автоматизации управления различными устройствами, расположенными в частном доме или квартире. Первые появления подобной системы зафиксированы в середине двадцатого века, и только сейчас она получает распространение, все больше потребителей выбирает этот способ контроля за техническим оснащением жилого помещения. Из каких элементов состоит технология умного дома, и каковы ее сильные и слабые стороны, поговорим в сегодняшней статье.

Читайте также:  Скульптура из дерева: механическая обработка разных пород древесины. Резьба с помощью цепной пилы

Что такое умный дом

Умный дом представляет собой совокупность трех основных направлений:

  1. повышение уровня безопасности жизни;
  2. улучшение комфорта жизни;
  3. эффективность и экономия ресурсопотребления.

Чтобы стало понятно, что же из себя представляет данная технология, рассмотрим наиболее яркие примеры установки в жилом помещении системы умный дом.

Плюсы технологии

Думаю, что преимущества умного дома уже стали понятны и очевидны читателю, но для большей наглядности я вынесу их в отдельный абзац.

Минусы технологии

Неправильно будет не рассказать и о недостатках умного дома. Чтобы принять окончательное решение, необходимо изучить вопрос со всех сторон.

  1. Основной минус установки системы умный дом – стоимость оборудования. Недостаток весьма субъективен, поскольку система может состоять для каждого дома из своего количества инженерных решений. Но полностью укомплектованный и автоматизированный дом обойдется хозяину в миллионы рублей.
  2. Возможность сбоев системы не исключена, поскольку технология зависит от техники и ее обслуживания. Для снижения рисков выбирайте проверенных производителей, дающих полноценную гарантию на приборы.
  3. Еще один теоретический недостаток – утечка информации, заложенной в систему, и ее попадание в чужие руки (в том числе информация личного характера, здоровья и прочих сведений, которые могут быть использованы во вред). Используйте современные системы защиты, и помните, что в той или иной степени этому риску подвержен каждый пользователь сети Интернет.

Несмотря на недостатки, систему умного дома выбирают все большее количество потребителей. Это удобство и комфорт, который обеспечивается не за счет личного свободного времени – является новейшей технологией будущего.

Установка оборудования системы Умный дом

Высокие технологии постепенно входят в ежедневный быт. Один из примеров такого проникновения — «умный дом», интеллектуальная автоматизированная система управления жилищем. Такой комплекс снимает с владельца множество проблем и забот, увеличивая безопасность дома, его удобство, оптимизируя электроснабжение и облегчая управление коммуникациями. И если несколько лет назад подобные решения не отличалась простотой, то сегодня установка системы «умный дом» возможна своими руками.

Самостоятельная сборка и готовые решения

Первое, что необходимо для начала работ по созданию смарт-жилища — определиться, станет ли его будущий владелец подбирать, монтировать и настраивать оборудование самостоятельно, или воспользуется готовым набором «под ключ».

Готовый «умный дом»

Сегодня на рынке действуют различные технологические компании и подрядчики, предлагающие подбор, монтаж системы «умный дом» и настройку компонентов под желания заказчика. Преимущество такого подхода — клиенту не придется заботиться ни о чем, специалисты организации выполнят все работы, от выбора гаджетов до их установки, настройки и сопряжения.

Но есть и недостатки:

Вариант подойдет тем, кто желает не вникать в подробности и получить систему, которая «просто работает»

Самостоятельная сборка

Если собирать «умный дом» своими руками, можно выбрать качественные (и при этом недорогие) компоненты, установить их и настроить согласно собственной задумке. На рынке имеется множество доступного «умного» оборудования, позволяющего реализовать даже самую сложную программно-аппаратную архитектуру.

Из условных минусов данного подхода отметим то, что владельцу системы придется проделать большую и серьезную работу: подготовить схему «умного дома», определиться с выбором аппаратной части и протоколов взаимодействия, приобрести компоненты, смонтировать их и настроить. Для многих смарт-гаджетов придется прописывать сценарии автоматизации, и понадобится понять, как сделать ту или иную настройку.

Ситуация облегчается тем, что «умные дома» уже не редкость, их устройством занимается достаточно много людей, которые описывают на форумах и сайтах свой опыт, возникающие в ходе работ проблемы и способы их решения. И к этому опыту всегда можно обратиться.

Виды систем

Сделать умный дом можно по разным схемам, зависящим от типа оборудования и протокола связи. Программно-аппаратные комплексы для смарт-жилищ условно делятся на несколько видов.

Проводные

Особенности системыПлюсыНедостатки и возможные проблемы
Компоненты взаимодействуют напрямую по проводным соединениям.

Монтаж сложен и требует серьезных трудозатрат.

Беспроводные

Особенности системыПлюсыНедостатки и возможные проблемы
Устройства подключаются к управляющим блокам по беспроводным каналам.Не нужны провода, решение годится для практически любых конфигураций помещений без их переделки.Часть периферийных устройств нуждается в замене батареек (хотя современные «умные девайсы» способны работать от одной батарейки до нескольких лет).

Связь по радиоканалу несколько ограничивает возможности системы и ее масштаб в пространстве. Необходимо, чтобы все устройства находились в пределах зоны действия сети. Эта проблема частично решается применением mesh-сетей.

Централизованные решения

Особенности системыПлюсыНедостатки и возможные проблемы
Оснащены центральным блоком управления. Блок выполняет контроль и синхронизацию взаимодействия компонентов «умного дома» через общую шину и обеспечивает выполнение команд пользователя.Головное устройство объединяет и координирует элементы сети.Функционал зависит от аппаратных возможностей модуля управления и встроенного в него программного обеспечения.

Децентрализованные

Особенности системыПлюсыНедостатки и возможные проблемы
Устройства работают в одной сети, но без единого управляющего центра. Каждый элемент — самостоятельный сервер.Нет опасности потерять функциональность из-за неполадок с центральным блоком.Много управляющих элементов, что может усложнить и сделать более запутанным процесс конфигурации и отладки.

Сеть с открытыми протоколами

Особенности системыПлюсыНедостатки и возможные проблемы
Существуют различные производители, использующие в своем оборудовании определенные протоколы связи и форматы команд.Можно сопрягать оборудование разных вендоров без опасения столкнуться с проблемой несовместимости.В ряде случаев может понадобиться адаптация элементов схемы из-за нюансов имплементации протокола.

Оборудование с закрытым протоколом

Особенности системыПлюсыНедостатки и возможные проблемы
Разработчик реализует устройства на собственном протоколе и языке команд. Допускается использование только созданных данных вендором (или сертифицированных им) элементов.Все компоненты высоко совместимы (обычно подразумевается и обратная совместимость с более старыми версиями периферии).Оборудование стороннего производителя подключиться к системе не сможет. В определенных случаях эта проблема решается через открытие разработчиком API.

Основные элементы и датчики:

В ряде схем датчики и иные элементы служат шлюзами передачи беспроводного сигнала к соседним устройствам сети.

Где купить

Приобрести системы можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых комплектов есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Подготовка

Прежде, чем приступать к созданию «умного дома», необходимо:

Важно: для некоторых типов систем потребуется компьютер со специальной установленной программой, в которой будет отображена схема расположения элементов и их взаимодействия. Управление готовым «умным домом» и его настройка будет также осуществляться с компьютера или со смартфона/планшета — зависит от реализации.

Все это потребует глубокого понимания принципов работы устройств и их взаимодействия, поэтому до начала всех манипуляций следует получить исчерпывающую информацию. Или обратиться к специалистам за консультацией и помощью.

Схема «умного дома»

Чтобы успешно установить систему «умный дом», необходимо сперва проработать ее на схеме. Это важнейший элемент подготовительного этапа работ: на схеме определяется состав комплекса, места, где будут установлены его элементы, и механизмы взаимодействия. Схематическое описание наглядно представит конфигурацию сети.

Последняя состоит из трех условных групп:

Особенности установки

Желательно идти «от простого к сложному», сначала закладывая в схему простые устройства и функции и постепенно усложняя.

«Умные» комплексы во многом зависят от того помещения, где их ставят. Например, на даче или в частном доме практически всегда актуально подключение к системам электро- и водоснабжения, отопления, важное значение имеет вентиляция. Этим подсистемам нередко приходится работать в автономном режиме, для которого прописываются те или иные сценарии.

В городской квартире подключение к водо- электро- и отопительным сетям централизованно, и в большинстве случаев задача «умного дома» — просто вовремя включить или выключить данные элементы. Устанавливая смарт-инфраструктуру в городе, этим функционалом часто просто пренебрегают. Хотя автоматизированная вентиляция остается, если имеется, например, система кондиционирования.

Важно помнить, что чем больше охватываемое смарт-сетью помещение, тем больше для нее понадобится компонентов и передающих устройств, а чем больше исполнительных механизмов, тем выше автономность. Особенно актуально это для загородных проектов, в которых можно реализовать практически полностью автономную систему жизнеобеспечения.

Заключение

«Умный дом» уже давно перестал быть фантастикой, и его построение становится все доступнее. Рынок предлагает множество аппаратных решений и протоколов связи, от пользователя необходимо лишь выбрать оптимальную для своих задач схему и реализовать ее.

Когда создаешь самостоятельную реализацию, задача потребует некоторых специфических знаний и в целом более трудоемка, но усилия оправдываются созданием оптимального «умного жилища». Ключевой элемент проекта – правильно составленная схема. Она позволяет проработать все детали «на бумаге», представить будущий программно-аппаратный комплекс и все нюансы его настройки. Пренебрегать этапом проектирования не стоит, это может вылиться во множество доработок и даже полную переделку уже готового решения.

Видео по теме

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *