Под термином «умный дом» на сегодняшний день подразумевается комплексное внедрение в быт высокотехнологичных устройств, позволяющих обеспечить высокий уровень комфорта жильцов. Отличительной чертой систем данного типа является максимальная автоматизация ряда процессов при минимальном участии человека. Кроме этого, одним из критериев «умного дома» является централизованное управление всеми задействованными в комплексе устройствами. Система «умный дом» имеет модульную конструкцию и состоит из функционально разграниченных блоков с полной или частичной их интеграцией в единую систему. Каждый модуль задействован в выполнении строго обозначенных задач, между тем, блоки могут взаимодействовать между собой.
Возможное модульное наполнение современной системы «умный дом»:
- Центральный управляющий контроллер
, объединяющий другие компоненты, и обеспечивающий их взаимодействие. Таким контроллером может выступать как промышленное решение в виде законченного устройства, так и обычный компьютер с соответствующим программным обеспечением.
- Климатическая система
. Состоит из блоков управления отоплением и вентиляцией, обеспечивает поддержание заданного микроклимата в помещении.
- Управление освещением и коммутацией
энергопотребителей.
- КТСО
(комплекс технических средств охраны). Включает в себя охранно-пожарную сигнализацию, систему видеонаблюдения и модули дистанционного уведомления владельца о тревожных ситуациях.
- Система учета, сбора и хранения данных . В задачи модуля входит сбор информации с приборов учета, фиксация различных событий и предоставление данных для анализа с целью оценки эффективности всего комплекса.
- Каналы связи . В качестве каналов передачи данных используются сети, работающие с протоколом TCP/IP в проводном или беспроводном исполнении. Для интеграции в сеть приборов, имеющих специализированные интерфейсы, используются соответствующие конвертеры.
Каждый из вышеописанных модулей может быть реализован при помощи различных технических средств и программного обеспечения. Наиболее распространенные и часто применяемые решения выглядят следующим образом:
Управление
В качестве управляющего контроллера системы «умный дом» наиболее оправдано применение одноплатного компьютера промышленного исполнения. Подобные компьютеры отличаются небольшим размером, малой потребляемой мощностью, отсутствием механических частей (вентиляторы, жесткие диски) и работают на программном обеспечении с открытым исходным кодом. Количество и тип имеющихся интерфейсов в большинстве случаев можно изменять и дополнять.
Логично, что самостоятельное программирование подобных устройств требует определенных навыков и знаний. Доступ к контроллеру осуществляется по сети, с использованием WEB интерфейса или клиентских приложений. Существуют и готовые решения, предназначенные для управления всем комплексом, и предоставляющие пользователю для настройки простой дружественный интерфейс.
Для управления «умным домом» удобно использовать универсальные пульты, поддерживающие выполнение макросов - упорядоченных наборов действий. Радиопульты в данном случае эффективнее ИК-пультов, так как позволяют осуществлять управление вне прямой видимости ИК-приемника. Более современным пультом управления может выступать смартфон с установленным на нем специализированным программным обеспечением.
Климат
Управление климатом реализуется при помощи оценки показаний датчиков температуры и влажности. На основании анализа этих данных производится автоматическая регулировка отопления, включение или выключение систем кондиционирования, вентиляции и увлажнения.
Освещение
Реализуется посредством установки датчиков освещенности, присутствия или же совмещенных. При необходимости управляющий контроллер позволяет управлять освещенностью по расписанию. При использовании диммерных устройств возможна не только дискретная, но и плавная регулировка яркости источников света.
Охрана и безопасность
Комплекс охранных средств может состоять из нескольких подсистем:
1. Охранно-пожарная сигнализация (ОПС). В качестве детектирующих устройств используются датчики присутствия, реагирующие на появление в контролируемой зоне ИК-излучения, присущего телу человека. Для обнаружения открытия двери устанавливаются магнитоконтактные датчики. Пожарная безопасность контролируется датчиками дыма, температуры и утечки газа. Многие современные системы охранно-пожарной сигнализации имеют модуль радиосвязи, позволяющий уведомлять владельца при помощи сетей GSM или 3G. Часто ОПС допускает подключение любых электроприборов через сухое реле, что позволяет по сигналу тревоги блокировать замок, включать освещение, сирену и т.д. Иногда в состав ОПС входит датчик влажности, позволяющий своевременно выявить факт протечки воды.
2. Система контроля доступа. Состоит из устройства идентификации, непосредственно идентификаторов (электронные ключи, радиометки, отпечаток пальца), устройства блокировки (замок, шлагбаум, автоматические ворота) и предназначена для разграничения доступа в помещение или на территорию.
3. Система видеонаблюдения. Представляет собой комплекс, состоящий из видеокамер и устройства обработки и хранения видеосигнала.
Учет и обработка данных
В большинстве случаев данный функционал реализуется при помощи управляющего контроллера с использованием соответствующего программного обеспечения.
Связь
Транспортным каналом, как правило, является локальная сеть, выполненная по проводной или беспроводной технологии. Для управление сетью используется маршрутизатор, позволяющий контролировать все сетевые устройства и обеспечивать защиту от несанкционированного доступа к каждому из них. Современные технологии высокоскоростной передачи данных позволяют одновременное использование сети для обмена информацией между компьютерами, передачи сигналов IP-телевидения, телефонии, работы компонентов «умного дома».
Помимо вышеописанного, в системах «умный дом» нередко используются устройства, не взаимодействующие со всем комплексом. Это могут быть приборы для автоматической уборки (роботы-пылесосы), системы автоматического полива растений, кормления домашних животных и многое другое. Несмотря на то, что подобные приборы автономны, их интеграция с системой вполне возможна при помощи простого включения или выключения электропитания управляющим контроллером.
Видео по теме
О том, как белорусская компания «Неро Электроникс» занялась производством компонентов для умного дома. За дело взялись серьезно и даже обратились в студию Лебедева, где помогли с дизайном белорусских устройств. Ключевое отличие системы, как утверждает производитель, в том, что ее можно смонтировать самостоятельно без специальных навыков. Достаточно быть в меру брутальным мужиком, который умеет держать в руках отвертку и цепляться ногами за стремянку. Мы решили испытать на себе, насколько просто или сложно нынче самостоятельно сделать из обычной квартиры умную.
Разобраться, что и зачем вам нужно, вроде бы просто. Достаточно прикинуть, сколько в доме нуждающихся в «поумнении» точек, после чего можно заказывать устройства. Обязательно понадобится сервер, который будет отвечать за настройку и управление умным домом из приложения. Дальше - ворох датчиков, пультов и реле. Как оказалось, к вопросу надо подходить ответственно. Мы, например, набрали девайсов с чересчур большим запасом. Прежде чем переходить к самому процессу обучения квартиры разным умным штукам, сначала посмотрим, для чего нужны эти устройства.
Умные девайсы для глупой квартиры
Уточним, что система поддерживает работу с датчиками сторонних производителей по протоколу z-wave plus с частотой 869 МГц. Своих сенсоров у белорусов нет, компания предлагает польские Fibaro. При желании можно подключить любые другие датчики с более гуманной ценой.
Сервер Oledo 7767 Host
Почти разумная «голова» нашего дома, которая объединяет исполнителей команд в сеть, обрабатывает их показатели и позволяет управлять системой через приложение по Wi-Fi или мобильному интернету. Есть поддержка GSM - можно установить симку, чтобы сервер присылал на телефон SMS о тех или иных событиях или получал команды через те же эсэмэски на запуск каких-то действий. Но сообщения могут приходить и прямо в приложение, так что можно спокойно обойтись без SMS.
Черная коробка оснащена процессором с частотой 500 МГц, оперативной памятью на 512 МБ и накопителем емкостью 4 ГБ. Есть аккумулятор, который, согласно спецификациям, позволяет устройству продержаться около 8 часов без подключения к электросети. На экранчик выводится текущее состояние сервера. Пригодится, чтобы узнать источник проблемы в случае отсутствия связи с системой.
Датчик открытия двери и окна
Точно такой же или аналогичный датчик мы видели и у , и у . Суть проста. В одном комплекте есть два цилиндра - один устанавливается, например, на дверное полотно, а второй - на дверной косяк. Датчики соприкоснулись - значит, дверь закрыта, разъединились - открыта.
Тот, что побольше, крепится на двустороннюю липкую ленту 3M, а «малыша» можно примагнитить к металлической поверхности дверной коробки.
Датчик протечки воды
С такой штукой мы тоже знакомы со времен обзора умного дома от «Белтелекома». Можно разместить датчик в месте потенциальной опасности (например, в ванной или на кухне). Протечка определяется при замыкании влагой трех металлических ножек. Дополнительно датчик умеет определять температуру в помещении.
Поставил и забыл
Датчик света, температуры и движения
А вот этот «глаз» уже намного интереснее. Именно на этой штуковине будут завязаны многие сценарии работы умного дома. Например, при снижении уровня освещенности относительно заданной величины может автоматически включиться светильник. Повысилась температура? Включаем кондиционер. Человек вышел из помещения? Выключаем все источники света. Все три параметра можно и нужно комбинировать.
Крепится «глаз» к пластиковой дуге. Ее можно повесить, например, где-нибудь в углу комнаты, после чего туда помещается датчик. А можно поставить на любой ровной поверхности - рамка будет держаться благодаря плоской «пятке».
Кнопка-пульт
Тоже видели раньше. Можно удаленно и без проводов включать или выключать свет или розетку. Нам устройство показалось мало полезным из-за наличия более интересных вариантов управления системой умного дома. Но оно может сгодиться, если нужен незаметный выключатель, например, в ванной. Крепится на двусторонний скотч.
Настенный пульт Oledo
Тот самый девайс, который мы предпочли кнопке-пульту. С помощью двухканального пульта можно включать-выключать свет или запускать и останавливать выполнение того или иного сценария. Несмотря на простое описание функциональности, на деле это очень приятная штука, которая заменяет привычные выключатели. Все потому, что Oledo не привязан к месту выхода проводки - он беспроводной и может располагаться где угодно. Хоть всю комнату забросайте такими пультами.
Есть мягкая световая индикация нажатия. Пульт примагничивается к плоскому настенному держателю, который, в свою очередь, крепится к стене двусторонним скотчем.
Переносной пульт Oledo
Такая же красивая штука, как настенный пульт, но более продвинутая. Здесь уже можно управлять пятью объектами. Например, группой светильников в зале, спальне, на кухне, в коридоре, ванной и туалете. Изначально на пульте есть наклейка с подсказками. Если ее снять, то останется красивый, минималистично оформленный, но не очень понятный девайс. Мы пару дней привыкали к расположению и назначению кнопок, пользуясь подсказками на пленке.
Устройство оборудовано акселерометром. Когда берешь пульт в руку, он автоматически подсвечивает последний активный канал. Девайс можно оставлять где угодно - прямо как пульт от телевизора. Но для того чтобы привнести в жизнь чуточку организованности, белорусский производитель предусмотрел квадратный магнитный держатель. Его, как вы уже поняли, можно прикрепить куда угодно с помощью скотча, а потом примагнитить пульт. Экспериментально было установлено, что Oledo «дружит» с любой металлической поверхностью, даже с холодильником.
Пульт в пленке
Пульт без пленки
Умное реле Intro
Вот и самый необходимый для умного дома девайс. Именно благодаря ему возможна автоматизация работы светильников и розеток. Суть в том, что устройство фактически встраивается в имеющуюся цепь, беря на себя контроль включения и выключения чего бы то ни было. На примере светильника все выглядит так: сетевые провода подключаются к Intro с одной стороны, а провода от люстры или бра - с другой. После этого управлять источником света, теплым полом и другими электроприборами можно будет как с помощью беспроводного пульта, так и посредством приложения.
Встраиваемый пульт Oledo
Этот девайс нужен для того, чтобы сохранить функциональность имеющихся выключателей. Дело в том, что после установки реле Intro светильник перестанет отзываться на стандартный выключатель - управлять им можно будет только через «лебедевские» пульты или смартфон. Встраиваемый пульт устанавливается в монтажную чашку выключателя и соединяется с ним.
На наш взгляд, так себе устройство. Все-таки если мы делаем умный дом, то в первую очередь рассчитываем на новые способы управления. А встраиваемый пульт Oledo фактически предлагает сохранить то, что у нас и так было. Впрочем, в «Неро Электроникс» отмечают, что большинство людей, наоборот, стремятся сохранить функциональность имеющихся выключателей. Это понятно, если речь идет о готовом дизайнерском ремонте, который предусматривал наличие конкретного вида выключателей.
Отметим, что все девайсы беспроводные и сообщаются друг с другом по радиоканалу. Это должно здорово облегчить монтаж по сравнению с привычными проводными системами. Что ж, переходим от теории к практике.
И почему я не электрик?
Настройка датчиков и установка сервера радуют своей легкостью. Вспоминая опыт с подключением умного дома от «Белтелекома», сначала настраиваемся на долгую и полную багов процедуру. Но нет - сервер «заводится» и находит сеть через WPS в течение минуты.
Точно так же дружно «прыгают» в установленное на смартфон приложение датчики, пульты, реле и прочее добро. Где-то надо считать QR-код с коробки устройства, где-то дополнительно нажать спрятанную в датчик кнопку.
А вот с инсталляцией у людей с неправильно растущими руками могут возникнуть проблемы. В «Неро Электроникс» считают, что на монтаж одной точки у рукастого мужика в среднем уйдет около 7 минут. Вынужден признаться в собственной «нерукастости» - в нашем случае времени потребовалось больше. Нет, тот же «глаз» с датчиками движения, температуры и освещенности взял и поставил или подвесил куда душа пожелает - здесь вопросов нет. Или сенсор открытия/закрытия - приклеил на скотч и хлопай в ладоши.
А вот реле… Да, есть простая видеоинструкция, но в жизни вам могут помешать самые неожиданные обстоятельства. Натяжные потолки, невысокий рост и маленькая стремянка, отсутствие отвертки нужного размера, все эти колеровки «фазы», «земли» и «нуля»... А уж если попадется мудреный светильник с кучей «лишних» проводов, тогда совсем беда.
Правда, со временем нужные «скиллы» прокачиваются, и работа упрощается. На то, чтобы автоматизировать первую точку в спальне, у меня ушло минут 30. Это с учетом нюансов в виде поиска подходящего инструментария и выяснения причин, почему не получилось с первого раза. Здесь-то мы и встретились с важным нюансом, о котором упоминали выше. Как только вы подключите умное реле Intro к светильнику, им станет невозможно управлять с помощью обычного выключателя.
Для того чтобы оставить функциональность выключателя, его надо отключить от сети электропитания и подключить к встраиваемому пульту Oledo. Сначала я так и сделал, но потом решил, что это лишнее. Вместо этого снова подключил выключатель к электросети и оставил его во включенном положении. Свет при этом не включился, но светильник начал реагировать на команды умного пульта и приложения. Заработала и автоматизация. Вот именно поэтому встраиваемый пульт в нашем случае оказался лишним.
ПО
Вроде бы что сложного - бери и автоматизируй все кругом, умней вместе с домом! Но для этого придется освоить приложение, а это не так просто, как кажется. Интерфейс программы с непривычки кажется запутанным, многие действия разбросаны по разным меню. Например, чтобы настроить работу реле по таймеру, надо заходить в отдельное меню, хотя, на наш взгляд, было бы логично продублировать эту же функциональность при программировании событий.
Не совсем очевидна разница между событиями и сценариями, правами администратора и суперадминистратора. Во всем этом вряд ли получится разобраться в теории - надо осваивать широкие, но запутанные возможности приложения непосредственно в процессе обучения своего дома. Также не помешает проконсультироваться у производителя.
Хотелки
Имеем стандартную двухкомнатную квартиру. Глупую, как пробка. Задача - превратить жилище из унылой пещеры в космический корабль, который не сможет улететь в космос, но хотя бы немножко упростит нашу повседневную жизнь.
Путем недолгих раздумий после изучения возможностей умного дома от «Неро Электроникс» было решено сделать следующее:
- В прихожей свет должен включаться автоматически, когда человек входит в квартиру, а также когда перемещается в сумерках. Без участия человека все добро должно и выключаться.
- Ванная. Все просто: зашел - свет включился, вышел - потух.
- В зале источников света побольше. Основной свет было решено не трогать автоматизацией, оставив возможность осветить комнату на полную катушку с помощью переносного пульта. Два торшера должны включаться в условиях низкой естественной освещенности и в присутствии человека.
- Балкон. Это помещение хоть и небольшое, но продвинутое. Здесь оборудован полноценный кабинет с компьютером, загогулистым светильником и теплым полом. Задача - включать обогрев при температуре ниже 19 градусов при условии нахождения здесь человека, то есть меня.
Уточним, что описываемый случай автоматизации квартиры - не самый идеальный по возможностям. Так, в тестовом варианте жилья не было кондиционера, перекрывающих воду электроклапанов, рулонных штор. Представьте, как шторы сами приподнимаются и опускаются в зависимости от заданного порогового значения освещенности. Тот же кондиционер может нагреть или охладить помещение к приходу хозяина. Если есть дети, то для них можно установить работу приставки, компьютера и телевизора по расписанию. Все это круто, но у нас задачи были более тривиальные.
Реальность
Воплощать мечты начинаем с прихожей. Устанавливаем на дверь и откос датчик открытия/закрытия. В приложении прописываем условие: если датчик фиксирует открытие двери (при этом освещенность ниже 100 люкс и есть движение), включается светильник. Работает! Для автоматического выключения света установили в настройках реле таймер - 5 минут. Этого более чем достаточно, чтобы снять верхнюю одежду. А можно и без таймера - настроив автоматическое выключение, когда движения в прихожей нет.
Свет в прихожей тоже включается при обнаружении движения, если освещенность ниже 100 люкс. Выключается, если движения нет.
С прихожей все автоматизировалось на ура. С ванной получилось сложнее. Ставим второй датчик открытия/закрытия. Зажечь свет на открытие - сделано! Но как его погасить, когда вы вышли? Потушить светильник при закрытии двери? Тогда вам нельзя будет закрывать дверь в ванную, когда вы туда заходите. Может поставить датчик движения? Здесь надо сделать техническое пояснение. Как только сенсор зафиксировал движение, следующий опрос обстановки он делает через 30 секунд. Если в этот момент вы расслаблено лежите в ванне, движение не будет обнаружено и свет погаснет.
А что если запрограммировать выключение света тоже на открытие двери? Возможно, система будет последовательно, по цепочке исполнять разные команды? То есть сначала, как только вы распахнете створку, чтобы зайти принять душ, светильник включится. А команда на выключение отработает во второй раз, когда вы будете уже выходить. Увы, но нет - при таком раскладе светильник последовательно включается и сразу выключается при первом же срабатывании датчика открытия.
В итоге нашли такой выход: при входе в ванную свет зажигается автоматически с помощью датчика открытия/закрытия. А вот выключаем уже сами через пульт Oledo.
Очень здорово вышло с обогревом балкона. Правда, за время тестирования температура там не падала ниже 19 градусов, поэтому ради эксперимента установили пороговое значение в 23 градуса. Заходишь на балкон, датчик фиксирует движение и температуру 22 градуса - сразу же включается теплый пол. Как только температура поднимается до 23 градусов - подогрев отключается.
Думали, что может возникнуть следующая проблема: вы сидите на балконе за компьютером, температура добралась до 23 градусов - теплый пол отключается, температура падает, но датчик не улавливает движение и вы начинаете потихоньку замерзать. Как показала практика, совсем уж неподвижно сидеть за компьютером не будешь. Пусть «глаз» обнаружит вас не сразу, но все равно найдет, а лишние несколько секунд или даже минут в данном случае не имеют никакого значения - система сработает и не оставит вас наедине с покрытыми инеем окнами.
Важно отметить, что датчик, как и во всех подобных системах, реагирует на домашних животных. Поэтому если ваш кот в отсутствие хозяина заглянет на открытый балкон, система включит для него обогрев. А вас в конце месяца может ждать неприятный счет за электроэнергию. Если имеем дело с четко нормированным рабочим днем, то в качестве выхода из ситуации можно задать расписание включения теплого пола. Например, событие не срабатывает в будние дни с 9 до 18 часов.
При автоматизации освещения зала снова пришлось идти на компромисс. Включение торшеров в зависимости от освещенности и при движении работает отлично. Про автоматическое же выключение снова пришлось забыть. Представьте, что вы смотрите телевизор. На диване. Лежа или сидя. Движений при этом реально мало. В общем, все сводится к тому, что система будет постоянно то включать, то выключать торшеры. Говорят, вопрос решается с помощью установки второго датчика движения на выходе из зала, но проверить это мы пока не смогли.
Автоматизируем светильник в спальне
Дополнительно ко всему задуманному сделали умной розетку, чтобы выключать удаленно телевизор (просто чтобы было). Все освещение в качестве отдельного сценария привязали к переносному пульту, который установили у входной двери. Нажали одну кнопку перед выходом - и все обесточено. Но даже если этого не сделали, статус умного дома можно отследить где угодно через интернет. Таким же образом можно управлять отдельными объектами.
Впечатления
Возможности умного дома намного больше тех, что мы описали. У нас сложилось впечатление, что система больше заинтересует владельцев больших квартир и просторных частных домов, напичканных разного рода домашней и климатической техникой. Добавить сюда пару камер для видеонаблюдения (белорусы камеры не производят, но должна подойти чуть ли не любая модель с Wi-Fi), электроприводы для роллет или рулонных штор и умные реле в каждую розетку или светильник - и вот перед нами уже готовая система.
Что касается небольшой городской квартиры, то первое время переобучение ее в умную кажется надуманной затеей. Но постепенно привыкаешь даже к мелким удобствам. Нам, например, очень понравилось пользоваться как настенным, так и переносным пультом.
В ходе тестирования умного дома от «Неро Электроникс» заметили несколько особенностей, которые важно учитывать. Так, наличие домашнего животного станет препятствием для создания простого алгоритма. Придется напрячь фантазию, задействовать сразу несколько датчиков, чтобы умный дом обхитрил котика, или тщательно искать такой угол установки, который бы не захватывал крадущегося по ламинату питомца.
Приложение NeroHome пока еще сыровато. Дело даже не в юзабилити, а в работоспособности. Как-то у нас смартфон перестал соединяться с сервером. Что бы мы ни делали, программа не хотела авторизовываться ни через мобильный интернет, ни через Wi-Fi. Еще через пару дней приложение написало, что оно не совместимо с системой и нуждается в обновлении. При этом никакого обновления в Google Play не было. Пришлось связываться с производителем, который поделился актуальным apk-файлом. Как отметили в компании, речь о единичном сбое в переходный тестовый период.
А еще приложение очень «прожорливое». С запущенным даже в фоновом режиме NeroHome смартфон может не дожить и до середины дня. Не удивительно, так как программа постоянно поддерживает связь с сервером и обновляет данные. Приходится все время проверять, не забыл ли выгрузить приложение из памяти телефона. Лучше сразу в настройках активировать функцию обрыва связи при работе в фоновом режиме.
Что касается стоимости, то арифметика следующая. В нашем случае на двухкомнатную квартиру ушел один сервер Oledo, один переносной и три настенных пульта, пять датчиков движения/температуры/освещенности, два датчика открытия двери и семь умных реле Intro. Не много, учитывая, что в одной системе может поддерживаться до тысячи устройств. Стоимость комплекта составила около 2700 рублей, причем ровно половина этой суммы приходится на польские датчики.
Системе умного дома от «Неро Электроникс» еще нужно развиваться. Видно, что над ней очень много работали, продумано огромное количество мелочей, с размахом подошли к дизайну. С другой стороны, многое еще предстоит сделать, в первую очередь на программном уровне.
Цена, на наш взгляд, может отпугнуть некоторых потенциальных покупателей. Поэтому желательно потратить время на то, чтобы тщательно продумать всю функциональность умного дома, все сценарии и события. Возможно, есть смысл поискать более бюджетные датчики. Глядишь, при оптимальном расположении их потребуется меньше, чем мы использовали.
Технология «Умный дом» знакома практически каждому пользователю цифровых устройств, поэтому нет особого смысла рассказывать об особенностях. Умный дом оборудование поставляется в двух вариантах – дорогостоящем комплексном пакетном и в виде комплектующих, во втором случае систему нужно собирать своими руками. Потребители, которые покупают готовый пакет, могут не разбираться в возможностях, а технически подкованные покупатели уже хорошо представляют себе желаемую функциональность.
«Умный дом» в каждый дом – насколько доступна технология?
На практике использование технологии «Умный дом» упирается в доступное оборудование и программные приложения, с помощью которых можно управлять установленной системой. В нашем обзоре пойдет речь о предложенных на рынке комплектующих, причем будет обсуждаться как ценовая, так и техническая доступность.
Читатели могут выбрать между недорогим оборудованием, обеспечивающим всю необходимую функциональность, и более дорогими системами, которые отличаются развернутыми функциями, высокой надежностью и безопасностью. Оба варианта доступны широкому кругу потребителей и не требуют колоссальных вложений.
Доступные решения – какие они
На сегодняшний день можно выбирать между следующими предложениями:
- специализированным оборудованием китайского производства и мобильными API приложениями, уровень надежности которых можно улучшить за счет также производимого в Китае недорогого оборудования российского производства и различных настольных систем;
- российскими комплектующими, которые позволяют собрать практически сколь угодно сложное решение Умный дом с требуемым уровнем надежности и защитой, сделанной своими руками с самостоятельно программируемыми функциями на базе ПК, расширяемую по модульному принципу;
Сначала разберемся, с чего начать и как выбрать комплектующие для вашего «Умного дома». Отметим, что функциональность системы можно расширять по мере необходимости в одном и другом варианте. Необходимый и оптимальный пакет оборудования позволяет управлять освещением и включением/выключением оборудования, обычно осуществляемым не только с пультов, но и программным приложением, установленным на базе ПК или на смартфоне пользователя.
Умная квартира или небольшой дом: как сделать свой быт более комфортным?
Доступные технологии и их особенности
Объективно техника уже стала частью нашей жизни. На сегодняшний день, говоря о технологии «Умный дом» речь идет о развитии технологии Интернет вещей (Internet of Thing, IoT). Это устройства, которые могут быть подключены к Интернет по проводному и беспроводному каналу, во втором случае по Wi-Fi (с радиусом в среднем до 50, в зависимости от передатчика) или Bluetooth (до 10 м).
Wi-Fi и Bluetooth – два стандарта ближней радиосвязи, которые отличаются небольшим радиусом действия и используются в системах домашней автоматизации. Bluetooth может применяться только если между управляющим модулем и устройством не более 10 м, а на практике – не более 3-5 м. Дальность беспроводной передачи Wi-Fi зависит от передатчика и конкретных условий установки, радиосигнал плохо пропускают бетонные перекрытия.
Несмотря на достаточно развитые возможности, производители не занимаются интенсивным внедрением и реализацией подобного оборудования. Основная проблема в том, что повсеместное использование технологии приведет к росту количества IoT-устройств, на которое просто не рассчитана существующая инфраструктура Интернет. В результате желающим установить «Умный дом» у себя в квартире недорого, придется разбираться в тонкостях самостоятельно, не рассчитывая на крупных производителей.
AliExpress – Китай всегда выручит: пакет «Умная квартира своими руками»
Если есть желание внедрить у себя новые решения бытовой автоматизации с низкими затратами, конечно, надо обратиться к производителям, реализующим свою продукцию на AliExpress. На данном портале практически не предлагаются пакеты «Умный дом своими руками и как сделать», но есть необходимое оборудование, которого вполне хватит для необходимого оснащения квартиры или дома.
Итак, минимальный пакет оборудования, который есть в Китае по очень доступной стоимости и приложения в сети – назовем его «Умная квартира своими руками» – включает:
- управление включением и выключением бытовых приборов и устройств;
- сенсорные системы;
- оборудование для управления освещением;
- устройства для мониторинга и охраны – сигнализации и видеокамеры;
- API-приложения для смартфонов, доступные бесплатно на Google Play;
- сетевые облачные приложения, упрощающие подключение и управление домашними приборами.
Оборудование «Умного дома» на AliExpress
Ассортиментный ряд оборудования представлен реле для подключения устройств, диммерами плавного регулирования нагрузки (для освещения и электроотопления) и пакетными системами, включающими управление «климат-контролем», освещением, сигнализацией и иногда видеокамерой. Полный список предложений можно получить, введя в строку поиска портала AliExpress «smart home», «умный дом», «интеллектуальный дом», а также названия двух китайских производителей Lilovo и Sonoff.
Sonoff выпускает Wi-Fi реле для дистанционного управления бытовыми приборами со смартфона. Устройство устанавливается на линию с одним или несколькими электроприборами, позволяет включать и выключать подачу электроэнергии со смартфона с помощью мобильного приложения.
Преимущество этого устройства в том, что оно всегда доступно Online, может подключаться через телефонную сеть (PTSN) и позволяет задавать индивидуальную программу работы с помощью 8 встроенных таймеров. Через реле можно управлять работой любого бытового прибора мощностью до 2.2 кВт с помощью мобильного приложения eWeLink, доступного на Google Play IOS и Android.
Продукция Sonoff доступна также в России. Цена в Китае составляет около 6 долларов (без пульта дистанционного управления), в России – 2000 рублей (с пультом). Реле предлагается в двух вариантах на 10 А и 16 А, во втором случае кроме всевозможных бытовых приборов к мобильному приложению может быть подключен котел.
Аналогично работают другие модели электрофурнитуры, позволяющие подключать сразу несколько приборов, например, Sonoff Sensor-AM2301. Причем управление реализуется с разными значениями таймеров.
Производителем выпускаются три модели Wi-Fi реле Sonoff:
- Sonoff World On – Wi-Fi реле с подключением к мобильному приложению (для бытовых приборов и камер);
- Sonoff World On TF – Wi-Fi реле с датчиками, например, для системы климат контроля (для котлов и кондиционеров);
- Sonoff World On RF – Wi-Fi реле с дистанционным управлением, например, для ворот и дверей с магнитными замками.
Sonoff выпускает также сенсорные выключатели-диммеры для приборов освещения с плавной регулировкой, которые одновременно можно подключить к Wi-Fi и мобильному приложению.
Чтобы устройства были доступны в Интернет их нужно подключить одним из доступных способов. Одним из удачных и недорогих вариантов можно считать роутер для домашней автоматизации Broadlink, поддерживающий 4 типа беспроводной связи WI-FI, IR, RF и 4G.
С его помощью можно подключить все домашние устройства через сим-карту к мобильному интернет. Лучше выбирать услуги оператора с новой инфраструктурой средств связи, в частности, один из пакетов МТС с помегабайтной тарификацией.
XIAOMI выпускает целый ряд реле, диммеров, датчиков для автоматизации дома. Прежде всего, стоит обратить внимание на Wi-Fi датчики влажности и температуры, дверные и оконные, «умные» розетки и недорогие IP-камеры. Оборудование этой фирмы отличает простота и ценовая доступность наряду с высоким качеством сборки.
Производитель выпускает пакетные решения для квартир и небольших домов – это Xiaomi Smart Home Suite. Данный пакет широко предложен в России и относится к категории оборудования «люкс». Ценовая категория этих датчиков немного выше, чем устройств от Sonoff.
Сенсорные выключатели Lilovo работают только с пультами дистанционного управления. Их ключевой особенностью является возможность плавной регулировки освещения, элегантный дизайн и разные цветовые решения. Выключатели этой фирмы могут использоваться для включения и выключения бытовых устройств без подключения к интернет.
Wi-Fi реле российских производителей
В Китае можно приобрести продукцию российских производителей, осуществляющих сборку электрофурнитуры на китайской базе. Российские Wi-Fi реле Smart Home DC доступны по меньшей стоимости, чем Sonoff, и считаются более надежными и безошибочно улавливающими сигнал. Потребительский недостаток реле Smart Home в отсутствии пластикового корпуса, но это самый простой, надежный и недорогой способ интеграции бытовых устройств.
API-приложения для смартфонов на Google Play
- eWeLink – приложение, которое позволяет подключить условно-бесконечное количество устройств «Умного дома», поддерживает продукцию Sonoff и ряда производителей. К недостаткам относится некоторый лаг запаздывания в российских сетях, к приложению желательно подключаться через интерфейс мобильного провайдера, а не проводные каналы PTSN (телефонной сети общего пользования).
- Smart Home от Alltek Technology Corp. – это еще одно универсальное мобильное приложение, к которому можно подключить приборы освещения, сигнализацию, отопление и ряд других домашних устройств. Некоторые пользователи о данном приложении отзываются лучше, чем о eWeLink.
На Google Play можно скачать еще целый ряд мобильных приложений для подключения приборов домашней автоматизации, отличающихся разным уровнем универсальности и стабильности.
Приборы домашней автоматизации можно подключить с помощью локальных приложений, работающих на базе ПК и в «облаке». Каждый из этих вариантов отличается рядом преимуществ. Приложения в «облаке» рассчитаны на бюджетное использование технологии «Умный дом» с широким набором функций, однако в таких системах остается открытым вопрос безопасности и несанкционированного доступа к домашним устройствам.
Стационарные пакетные предложения в защищенной облачной среде или для ПК рассчитаны на автоматизацию загородных домов, общественных зданий и учреждений. Такое приложение гарантирует высокий уровень безопасности и надежности.
Приложения «Умный дом»:
- Bitdefender – пакетное приложение для безопасного подключения приборов домашней автоматизации, которое позволяет без рисков использовать функции любого внешнего облака;
- Friendly-tech.com предлагает ряд продуктов для домашней автоматизации, включая управление IoT устройствами с консолью администратора и пользовательским интерфейсом через мобильные сервисы, в том числе, с использованием облака (IoT SaaS)
- IoT Home Guide доступен как в пакетном исполнении для довольно крупных систем домашней автоматизации, а также с API-приложений партнеров OpenHAB, Home Assistant и Eclipse SmartHome.
Облака «Умный дом»:
- Sharp Cloud Smarthome System – развитая облачная система для автоматизации домов, на ней может быть построена сколь угодно сложная система автоматизации как дома, так и целого квартала;
- Cloud Based IoT Platform GO+ – российская бесплатная платформа с малым количеством пользователей.
Российское оборудование компании «Разумный дом» отличается высокой надежностью и качеством сборки. Производитель предлагает различную электрофурнитуру, датчики, реле для построения сколь угодно сложных систем по технологии «Умный дом» с гарантированным уровнем безопасности. Устройства позволяют создавать системы домашней автоматизации с индивидуальными набором функций, доступен программный софт для мобильных устройств, ПК и планшетов.
Видеоинструкции по сборке и эксплуатации Умного дома
Заключение
Описанное нами оборудование позволит создать различные решения по автоматизации жилых помещений и приусадебных хозяйств, начиная от недорогих бюджетных решений для квартир, заканчивая полной автоматизацией больших загородных домов. Стоит отметить, что сейчас не развиваются веб-платформы по управлению устройствами домашней автоматизации из-за проблемы концепции.
Покупателям предлагают установить локальные системы на базе ПК или создать частные облака, управляемые готовыми приложениями. Пользователь может выбрать для себя и собрать сам наиболее подходящий вариант автоматизации квартиры или дома.
Сегодня существует множество элементов системы управления электричеством – разнообразные , датчики температуры, движения и звука. В единой связке с внутренней электропроводкой дома или квартиры, они способны автоматизировать процессы включения/выключения света, отопления, контролировать работу некоторых бытовых приборов с учетом временных режимов. Но при этом не будет централизованной системы управления, то есть, Вы не сможете управлять светом и другими потребителями с единого устройства.
Тем и хороша система умный дом, ведь с помощью нее можно управлять всеми потребителями, подключенными к проводке, при помощи одного устройства – мобильного (планшет, смартфон, пульт ДУ) и/или стационарного (компьютер/ноутбук, графический интерфейс системы). При этом все датчики и реле также присутствуют в системе и производят управление электропитанием в автоматическом режиме.
Кроме элементарных бытовых потребителей, интеллектуальный (умный) дом может производить контроль и управление за системами связи, пожаротушения, охранных сигнализаций, телефонных линий и многим другим, включая инженерные коммуникации.
Однако, для полного контроля бытовых приборов, например, регулирование режимов кондиционера или холодильника, в самих приборах должен быть специальный разъем, по средствам которого производится подключение к электронному логическому контроллеру системы управления. Далее рассмотрим те основы, которые дадут Вам понятие о системе умный дом, ее принципе работы и составных элементах.
Составляющие элементы системы умный дом
Прежде всего, стоит заметить, что на сегодня появилось множество модификаций и комплектаций, в которых система управления умный дом может быть выполнена. Множество производителей предоставляют комплекты системы со встроенными Wi-Fi и/или Bluetooth передатчиками (модулями связи), вшитыми в контроллер, по средствам которых можно управлять системой беспроводным способом через мобильное устройство в пределах квартиры/дома.
Разновидность архитектуры системы умный дом
Имеются модификации, в которых управление происходит через интерфейс Ethernet (проводным способом, через ); к ним дополнительно нужно подключать коммутаторы и Wi-Fi роутеры для беспроводного управления, если они не встроены в контроллер. Что касается ручных выключателей, то они также могут подключаться к центральному контроллеру беспроводным способом или через электропроводку. В общем, имеется разнообразное оборудование для системы умный дом, и система состоит из таких элементов:
- контроллер умного дома (главный и дискретные модуляторы ввода-вывода);
- модули расширения и связи (коммутаторы, роутеры, GPS/GPRS модули);
- элементы коммутации электрической цепи (реле, диммеры, блоки питания);
- измерительные приборы, датчики и сенсоры (движения, температуры, света и др.);
- элементы управления системой (пульты, сенсорные панели, КПК, планшеты);
- исполнительные механизмы (клапаны воды, вентиляции, газа, ролеты и т. д.).
При выборе оборудования также важно учесть, какой протокол (способ) передачи данных системы «Умный дом» используется. Например, распространенный протокол EIB\KNX, использует в качестве передачи данных компьютерные сети, радиоканалы, силовые электрические сети. Имеется и протокол X10, который для передачи данных использует бытовую сеть переменного тока 230 В: устройства обмениваются сигналом, поданным в момент перехода переменного тока через нулевое значение. Такие сигналы представляют собой радиочастотные импульсы в 120 кГц, длительностью 1 мс.
Что такое контроллер для системы умный дом.?
Контроллер умного дома – это аппарат, который руководит всеми потребителями, приборами, а также высылает отчет хозяину о состоянии этих потребителей. Руководствуется датчиками температуры, воздуха, света для контроля систем освещения, обогрева, кондиционирования. Может быть запрограммирован на совершение различных действий с течением времени, по временному графику. Кроме автономного режима, с контроллером можно связаться через специальный интерфейс (компьютерную сеть, мобильный оператор или радиосеть), и управлять вручную приборами.
Приборы, управляемые контроллером системы умный дом
Подбирать контроллер необходимо в зависимости от того, как Вы желаете построить архитектуру системы управления. Например, есть две разновидности системы управления: централизованная и децентрализованная. В основе централизованной системы управления лежит единственный высокопроизводительный центральный контроллер, который руководит всеми потребителями (приборами) и инженерными сетями в доме.
В случае децентрализованного управления, интеллектуальная система умный дом состоит из нескольких более простых контроллеров, каждый из которых несет функции по управлению определенной зоной – комнатой и всеми приборами в ней, отдельно группами освещения во всем доме, определенного назначения бытовыми приборами и т. д. (региональные контроллеры).
Центральный контроллер для системы умный дом современного образца представляет собой компьютер, заключенный в небольшой пластиковый корпус, имеющий собственную ОС (операционную систему), оперативную память и множество электронных компонентов коммутации (управления) сигналами: электронные реле, терристорные ключи и др.
Одна из комплектаций центрального домового контроллера системы умный дом (на борту модуль беспроводной передачи, USB, COM, Ethernet порты)
Также в зависимости от комплектации, может быть встроенный GSM модуль для удаленного управления через мобильный телефон, Wi-Fi передатчик для управления системой из любой точки дома и графический сенсорный или кнопочный интерфейс (ЖК экран). Кроме того, разъемы для подключения к компьютеру и/или сетевому оборудованию: Ethernet, USB.
Такой контроллер способен управлять интеллектуальной техникой, как холодильники, микроволновки, инженерные коммуникации и т. д. (если в самой технике предусмотрена такая функция), докладывая хозяину даже такие данные, как температура в холодильнике, входные-выходные звонки телефонной линии и многое другое.
Региональный контроллер , дискретный модулятор ввода-вывода – это маломощный логический электронный блок управления, на котором реализована технология умный дом (к сравнению, частота микропроцессора ЦК – около 500 мГц, РК – около 50 мГц), как правило, не имеющий операционной системы и настраиваемый системно. Его можно настроить на любые элементарные сценарии по времени или по сигналам тех или иных датчиков.
Программируемый контроллер системы умный дом с интерфейсом (разьемом для подключения к сети) Ethernet
Он руководит элементарными задачами и событиями. Например, датчик света, подключенный к нему, дает сигнал (при наступлении темноты); контроллер подает сигнал на исполнительное реле или группу для управления освещением. Также он уведомляет хозяина о каждом действии. Другими словами, дискретный модулятор ввода-вывода – это своего рода интеллектуальное программируемое электронное реле.
Состоит такой аппарат также из электронных компонентов коммутации сети и интеллектуальной части: микропроцессор с памятью. В нем (зависит от производителя и комплектации) может быть USB, интерфейс Ethernet и другие порты для управления, программирования и предоставления отчетов хозяину.
Что такое модули расширения и связи для системы умный дом.?
Модули расширения – это устройства, подключаемые к контроллеру и расширяющие его функциональность. Отчасти переходники, двоители-троители и измерительные приборы также являются модулями расширения. Такие устройства могут быть встроенными в контроллер, подключаемыми отдельно через специально предназначенный разъем или общий разъем Ethernet, USB и другие интерфейсы. По причине того, что компании производители систем умный дом используют различные системы шифрования передачи данных, при выборе модуля расширения важно обратить внимание на его совместимость, если контроллер приобретен другого производителя.
Справа — контроллеры системы умный дом со встроенными модулями беспроводной передачи данных
Модули расширения связи для системы умный дом представляют собой устройства передачи данных беспроводным или проводным способом. К первым относятся всем известные Wi-Fi роутеры, которые подключаются к контроллеру так же, как и к компьютеру, через Ethernet или USB (есть и специально «заточенные» фирменные модули со своей системой подключения). Реже используются отдельно подключаемые GSM/GPRS модули (так как обычно они встроенные), с помощью которых система умный дом может связываться с хозяином через СМС-оповещения на его номер телефона. Существуют модули беспроводной связи Bluetooth (радиосигнал) и ИК (передача по средствам инфракрасного луча).
Модули беспроводной связи GSM и Wi-Fi; коммутатор для проводной сети Ethernet
Для проводного способа расширения связи используются коммутаторы – устройства, которыми подключают несколько клиентов (компьютеров, контроллеров и других интеллектуальных устройств) в одну локальную сеть. Они необходимы при устройстве децентрализованной системы умного дома, когда имеется несколько региональных контроллеров, а также для создания общей сети с компьютерами и другими интеллектуальными устройствами, использующими соответствующие интерфейсы. При большом расстоянии передачи сигнала, для его усиления применяются специальные цифровые усилители – репитеры.
Модули расширения функциональности системы умный дом имеют самый разнообразный функционал, и, как правило, подключаются в общий или специальный разъем интерфейса. Они расширяют перечень функций контроллера, например, модуль голосовых сообщений дает возможность руководить системой по средствам звуковых (голосовых) команд. Также имеется возможность сделать так, чтобы система управления умный дом воспроизводила звуковые сообщения (приветствия, предупреждения, поздравления и др.) на динамики.
Модули расширения для управления сложными механизмами, шаговыми двигателями и т. д.
Также стоит отметить расширение функционала по средствам модулей-переходников, которыми можно добиться совместимости различных стандартов устройств. Специальные модули управления предназначены для контроля различных специфических приборов (двигателей, механизмов открытия/закрытия дверей, клапанов вентиляции; многое другое) и элементов коммутации электрической цепи. Так, контроллер умного дома не имеет власти над силовыми защитными автоматами (пробки, автоматические выключатели), а при подключении модуля управления автоматами и использования управляемых автоматов, функция их включения/выключения по средствам контроллера становится доступной. Для подключения к системе умного дома регуляторов освещения (диммеров – см. ниже) также необходимы специальные модули расширения.
Что такое элементы коммутации цепи системы умный дом.?
Под понятием коммутации электрической цепи стоит понимать замыкание/размыкание ее, а также регулирование напряжения и других параметров электрического тока. Регуляторы напряжения (освещения), преобразователи/трансформаторы, блоки питания, автоматические выключатели и реле – все это элементы коммутации, без которых монтаж системы умный дом (как и любой электропроводной системы), выполнен не может быть. Они могут иметь встроенную защиту от перегрузки сети и короткого замыкания и срабатывают, размыкая цепь, таким образом, выполняя защитную функцию.
Простая схема системы умный дом с контроллером, элементами коммутации (управления) электрической цепи и элементарные потребители (в данном случае — лампы освещения)
Автоматические выключатели предназначены для предохранения электропроводки от перегрузки или замыкания. Они подбираются по мощности, на которую рассчитана контролируемая ими линия электропроводки. Для системы умный дом существуют как обыкновенные ручные, так и управляемые автоматические выключатели.
На изображении — простые однополюсные автоматические выключатели
Первые имеют в своей конструкции механизм, который при нагревании вследствие перегрузки размыкает цепь, а также могут быть выключены вручную. Контролируемые же автоматы имеют специальный интерфейсный выход на модуль управления, через который главный контроллер и хозяин может ими управлять дистанционно, не заглядывая в щитовую вообще.
Реле и релейные блоки – это элементы управления силовыми цепями при помощи подаваемого сигнала от контроллера. Сигнал может выглядеть в виде тока небольшой мощности, как правило 24 В (опять-таки, единого стандарта нет, есть разные системы и производители) или другого сигнал.
На изображении — электромагнитные реле для контроля одной и несколькими линиями силовой цепи
В отличие от автоматических выключателей, реле не имеют защиты и механизм замыкания/размыкания цепи выглядит противоположно: при подачи управляющего напряжения на электромагнитную часть, последняя приводит в действие якорь и механическим влиянием замыкает контакты силовой цепи питания (220 В). Самое элементарное реле управления одной силовой линией фазы имеет три входа и один выход: ноль и фаза управления электромагнитом (24 В которые), вход фазы силовой (220 В) от защитного автоматического выключателя и выход ее на потребитель.
Регуляторы напряжения (освещения) применяются в основном для контролирования подаваемой мощности и напряжения тока для осветительных приборов. В основе таких регуляторов лежит элемент цепи – реостат, прибор для регулирования освещения. Для обыкновенной цепи питания представляет собой механизм с ползунком, заключенный в коробку с габаритами выключателя и имеет также функцию вкл/выкл.
Диммер, управляемый вручную (справа) и дистанционно (слева)
Нового образца система управления умный дом группами освещения вмещает в себе прибор, именуемый диммером (подключают его к контроллеру также через специальный модуль управления). Этот прибор рассчитан на управление одной или несколькими группами питания освещения и управляется при помощи контроллера в автоматическом режиме или дистанционно хозяином, что есть удобно. Еще преимущество диммера – через него контроллер может контролировать яркость освещения, руководствуясь данными про уровень освещенности, полученными из датчиков света.
Блоки питания, трансформаторы, преобразователи – это сложной архитектуры приборы, которые предназначены для изменения параметров электрического тока при необходимости на том или ином участке цепи или на всей цепи.
Блок питания с 220 В на 12 В
Применяют их в связи с тем, что некоторые потребители рассчитаны на другие характеристики тока, нежели переменного 220 В/50 Гц, подаваемые в быту в СНГ и Европе. К примеру, взять то же освещение: есть специальные люминесцентные, неоновые и другие высокодекоративного освещения, которые работают от 10/12/24 В постоянного тока. Для того чтобы добиться таких характеристик, на соответственный участок цепи монтируют блок питания 220-10В, 220-12В, 220-24В. Такие устройства могут работать в одном режиме, например 220-24В, или во всех трех, вышеперечисленных.
Что такое измерительные приборы, датчики и сенсоры в системе умный дом.?
Эти устройства – как органы обоняния и осязания для человека: они дают представление о происходящем в окружающей среде. Благодаря современным измерительным приборам, датчикам и сенсорам (коих разнообразие на сегодня очень велико), на контроллер системы умный дом поступают данные о температуре, влажности, степени освещенности и атмосферном давлении снаружи и внутри помещения.
На рисунке датчики с элементарными функциями
Имеются контрольно-измерительные приборы для контроля состояния инженерных коммуникаций: давления и учета расхода воды и утечки газа с электронным интерфейсом, позволяющим передавать эти данные интеллектуальной системе умного дома, которая будет строить отчеты и отправлять их хозяину.
Датчики и сенсоры аналоговые традиционного образца используют в качестве передачи данных низковольтный ток до 24 В, как правило, и электрическую проводку малого сечения в качестве среды передачи. К примеру, самый элементарный датчик света содержит фотоэлемент с входом и выходом, через который проходит фаза низковольтного тока. Этот фотоэлемент меняет сопротивление при попадании на него света, таким образом, выдавая различные параметры тока в разное время суток.
На рисунке — элементарные аналоговые датчики, реагирующие на бытовой и углекислый газы
Контроллер получает эти значения, обрабатывает их и, соответственно, посылает сигнал о включении/выключении групп осветительных приборов, а также регулировании уровня освещения (при наличии диммера). Примерно аналогичная система, только с разными рабочими элементами, имеется в датчиках контроля температуры (на основании их данных интеллектуальная система умный дом управляет обогревом), движения и шума (свет, сигнализация), утечки газа и воды (управление клапанами, перекрывающими газ и воду) и многое другое.
Датчики и сенсоры цифровые нового поколения имеют расширенный функционал и являются интеллектуальными устройствами. Например, современные многофункциональные датчики движения, способны не просто выводить данные на контроллер в двух параметрах: 1 («да», есть движение) или 0 («нет», нет движения).
На рисунке — цифровой датчик контроля влажности воздуха
Они способны измерять расстояние от датчика до движущейся цели, засекать задержки при передвижении объекта и многое другое. Все это обрабатывается встроенным в датчик микропроцессором и подается на контроллер в виде цифровых сигналов. Стоит отличать датчики от контрольно-измерительных приборов: датчики и сенсоры засекают события, а контрольно-измерительные приборы засекают физические величины измеряемого тела, объекта (скорость, вес, оббьем и т. д.).
Контрольно-измерительные приборы – это более сложные в отличие от простых аналоговых сенсоров аппараты, которые вмещают в себе новые технологии умный дом и контролируют широкий диапазон параметров, предоставляют их физические единицы измерения. Цифровые барометры, счетчики воды и газа, того же напряжения – все это контрольно-измерительные приборы.
Контрольно-измерительный прибор температуры и расхода горячей воды
В отличие от аналоговых приборов и датчиков, современные цифровые, имеют собственную систему вычисления на основе простого микропроцессора; они обрабатывают сигналы и в готовом виде подают данные на контроллер умного дома, тем самым частично разгружая его процессор. В качестве среды передачи данных цифровые контрольно-измерительные приборы и датчики используют специальный интерфейс.
Какие бывают элементы и способы управления системой умный дом.?
Управление системой интеллектуального (умного) дома может производиться тремя способами: беспроводным локальным, удаленным беспроводным, проводным локальным, удаленным проводным. Устройства управления идут в комплекте с системой – это графические панели управления с сенсорным или кнопочным вводом, пульты с приемниками, настроенными на определенную частоту. Не идущие в комплекте устройства, как мобильные компактные компьютеры (смартфоны, планшеты) настраиваются при помощи специального программного обеспечения для управления удаленным способом, через всемирные информационные сети.
Системой умный дом можно управлять пультом, панелью управления и мобильными устройствами
Беспроводной локальный способ управления с ограниченным радиусом производится с применением устройств управления через локальный (местный) радиосигнал, Wi-Fi или Bluetooth беспроводные радиосети. В принципе, таким способом можно управлять системой с любой точки дома и даже находясь на приусадебном участке неподалеку. Однако, в больших домах, возможно, понадобятся дополнительные радиоточки, усилители беспроводного сигнала. Управление осуществляется пультами, сенсорными панелями, мобильными устройствами (смартфонами, планшетами, ноутбуками), которые имеют встроенный или подключенный извне передатчик той или иной сети Wi-Fi, Bluetooth или фирменного радиочастотного сигнала.
На экране планшета — программное обеспечение для контроля показателей и приборов, подключенных к системе умный дом
Беспроводной удаленный способ управления доступен, если произведен монтаж системы умный дом к глобальным сетям или модулям расширения связи, обеспечивающим к ним доступ. К таковым сетям можно отнести GSM/GPRS (управление по средствам мобильной связи), мобильный интернет, специальный выделенный радиосигнал. Наличие выхода в GSM/GPRS сеть дает возможность системе отсылать СМС, ММС и звуковые сообщения на номер телефона владельца дома. Также теоретически возможно управление через голосовое меню. Средства для управления системами умного дома через глобальные сети – это, как правило, смартфоны, а также планшеты и ноутбуки со встроенными модулями-передатчиками для мобильного интернета.
Проводной локальный способ управления , в зависимости от применяемых протоколов передачи данных системы умный дом, может иметь среды передачи данных по витой паре (кабелю компьютерной сети), электрической проводке (протокол системы X10) или каким-либо другим кабелем. В каждом региональном и центральном контроллере система управления умный дом предусматривает выход для проводной связи с управляющими устройствами, а также обмена информацией с другими интеллектуальными устройствами, которые находятся у него в «подчинении». Если устройств несколько, то интерфейс расширяют при помощи коммутатора (см. выше «модули расширения связи»), создавая несколько ответвлений. Для проводного локального способа управления применяются идущие в комплекте и отдельно панели управления и выключатели (кнопочные и сенсорные), а также можно управлять через подключенный к кабелю компьютер или ноутбук.
Сенсорная панель управления системой умный дом, совмещенная с домофоном
Проводной удаленный способ управления системами умного дома – это сеть, по размерам больше локальной, то есть, управление домом происходит извне по проложенному кабелю, подключенному к внутренней сети управления. Как правило, такой способ управления применяется в управлении автоматизированными процессами корпусов зданий. В общем, для домашнего пользования этого (управления системами через региональные проводниковые сети) знать не нужно.
Что такое исполнительные механизмы системы умный дом.?
В отличии от реле, которые отчасти можно назвать исполнительными элементами (подача команды – реле замыкает/размыкает цепь), исполнительные механизмы, которыми руководит интеллектуальное оборудование для системы умный дом, являются сложными электромеханическими изделиями, приборами, рассчитанными на испытание высоких механических нагрузок.
На изображении можно наблюдать объекты, в которые могут быть встроенные исполнительные механизмы системы умный дом
Рабочий орган более сложных приборов (приводов открытия/ закрытия ворот, жалюзей и т. д.) – это двигатель, у менее сложных (клапанов, замков) – сердечник, приводящийся в движение электромагнитом. Управляются в большинстве от низковольтного тока до 24 В включительно, но есть и высокомощные приводы, рассчитанные на 220 В.
Электромеханические приводы открытия/закрытия ворот, калиток, дверей, окон, жалюзей и штор; встроенные в мебель электромеханические детали, делающие ее моторизированной. В комплекте они могут иметь интерфейс подключения и пульт ДУ.
Девушка управляет оконным механизмом системы умный дом при помощи беспроводного пульта
В продвинутых моделях приводов имеются элементарные системы автоматизированного управления: встроенные датчики и возможности настройки скоростей и крайних положений открытия/закрытия. Сегодня чаще всего встречаются автономные приводы для штор и жалюзей, которыми не управляет интеллектуальная система умный дом: управляемые с пульта инфракрасного передатчика, и не имеющие никакой связи с контроллером умного дома. Тем не менее, такие устройства тоже считаются отдельными элементами умного дома.
Клапаны низкого, среднего и высокого давления – это более простые механизмы для управления водопроводными сетями (в т. ч. и пожаротушения), газовыми трубами и вентиляцией. Клапаны применяются в системах контроля: газовые – в системах контроля за газом, водные – контроль водообеспечения, предотвращения затопления и пожаротушения.
На изображении — клапан воды, управляемый системой умный дом
Очень полезно для здоровья, и стоит отметить систему вентиляционных клапанов, которая срабатывает от датчиков углекислого газа (CO2). Система выветривает вредный для человека газ и создает благоприятный микроклимат. К подобным элементарным механизмам можно отнести электромагнитные замки и другие элементы контроля доступа в помещение, входящие в систему безопасности умного дома. Такие устройства в основном не имеют микропроцессоров, имеют только два положения: открыто и закрыто.
Доброго времени суток уважаемые форумчане!
На данный момент заморозил свою стройку дома из двух этажей и цоколя. Пока были холода пришла в голову мысль своими силами систему "умный дом" и заранее продумать куда что тянуть.
Прошу вашей помощи в понимании во сколько мне обойдется система с моими хотелками.И так в голове крутится идея следующего:
- автоматизация света (не везде. только общая ночная подсветка, внешнее освещение, и может пара комнат и коридор)
-автоматизация охранки (движение, открытие итд)
-автоматизация видеонаблюдения
-датчики газа, протечки, дыма
-домофон. ворота.
-клапан на воду, газ.
-отопление (либо клапана на трубы, либо напрямую к котлу, к стате котел пока однозначно будет ДЭО киловатт 40-50). котел интереснее - но я не знаю какие там протоколы с панелью управления.
-некоторые розетки и полное обесточивание некоторых помещений.
-управление вентиляцией (скорость, закрытие)
-датчики температуры внутри\снаружи
-все на проводах. никаких вайфаев.
-мультимедиа сервер в этой системе не очень нужен. будет стандартный.1. хороший сервер на х86, либо два - один под видеонаблюдение другой управляющий всем умным домом. это в наличии, хоть и не особо мощное.
2. Интерфейс управления с консолей на этажах\выключателей\ смартфона андройд-виндовс. при этом мы исключаем облако! только локальный вэб, возможно открытый в инет (или с помощью впн, если из далека управлять). консоли не обязательны, но мобилки желательны. но никаких облачных сервисов.
3. более мене удобный интерфейс управления.
4. витой парой по этажам все это растянуть и работать только по проводу. ни хочу абсолютно никаких беспроводных датчиков и элементов управления.
5. использовать планирую только LED освещение, хотя возможно некоторые лампы будут галоген.
6. хотелось бы диммирование в некоторых местах.
7. хотелось бы приложение на андройд\виндовсфон чтобы могло подключаться к локальному серверу не через облако а напрямую.
8. автоматическая кормилка\поилка кошака)В итоге получить хочу следующее:
1. с телефона полное управление всеми делами в доме, плюс закладку в которой я бы видел изображение с камер.
2. управление с телевизора (с миниПС), планшета (консоли), выключателей.Обладаю навыками программирования, но малыми. семейство виндовс - админ, линух - на пользовательском уровне.
Данный вопрос у меня возник потому что:
1. я не могу определиться с протоколом взаимодействия устройств умного дома и как следствие не знаю на чем реализовывать.
2. я не очень хочу привязываться к реечным приборам в силу большой цены и ограниченных возможностей.
3. я не хочу использовать без проводные решения.Я полностью уверен, что должны существовать системы устанавливаемые на ПК, имеющие приложения на андройд, с таким функционалом, который мне нужен. и должны быть средства автоматизации (датчики, реле, диммеры), которые не должны стоить тех огромных денег, которые хотят у нас дистрибьюторы.
Очень радует наличие дешевого китайского железа, но огорчает его качество.
Заранее благодарю за направление мыслей в нужную сторону.
