Система умный дом: описание, принцип работы, пример реализации

Содержание
  1. Что такое система «Умный дом»?
  2. На что обратить внимание, если вы решили сделать у себя умный дом
  3. Разновидности устройств «умного дома»
  4. Регистрирующая аппаратура
  5. Актуаторы
  6. Чтo тaкoe yмный дoм?
  7. Чтo в ceбя включaeт yмный дoм
  8. Чтo и cкoлькo cтoит
  9. Рекомендации по самостоятельной сборке «умного дома»
  10. Преимущества и недостатки системы «умного» дома
  11. Плюсы:
  12. Программируемые контроллеры
  13. История появления
  14. Как сделать дом «Умным»?
  15. Кратко о платформе
  16. Примеры плат расширения и датчиков
  17. Датчики
  18. Схема интеллектуальной системы управления
  19. Управление: централизованное или децентрализованное
  20. Определение начальных условий
  21. Тамбур
  22. Прихожая
  23. Туалет и ванная комната
  24. Автоматизация кухни
  25. Жилая комната
  26. Новейшая история. Диспетчеризация
  27. Учет и обработка данных
  28. Из чего состоит умный дом и как работает
  29. Управление умными приборами в разных комнатах
  30. Туалет и ванная комната
  31. Прихожая
  32. Жилая комната
  33. Автоматизация кухни

Что такое система «Умный дом»?

Этот термин относится к сложному программно-аппаратному обеспечению, которое позволяет автоматизировать и упростить управление различными системами, а также другим оборудованием в доме или квартире.

В качестве примера приведем функции, которые можно назначить «Умному дому» (далее Ш):

Управление освещением, например:

  • менять различные варианты освещения салона;
  • дистанционное управление светом с планшета или смартфона и т д
  • имитация присутствия хозяев (в разных комнатах периодически включается свет);
  • включить свет по сигналу датчика движения;

Функциональный набор системы безопасности:

  • возможность просмотра видео в Интернете и т д
  • отправка MMS-сообщений с видеокамер при получении сигналов от датчиков движения;
  • получать SMS-сообщения в случае активации, деактивации и активации системы;

Кондиционер:

  • установка режима максимальной экономии при отсутствии хозяев и тд
  • поддержание температуры на определенном уровне, с возможностью удаленной установки (например, через смартфон);

Дистанционное управление системами освещения, безопасности, видеонаблюдения и кондиционирования
Дистанционное управление системами освещения, безопасности, видеонаблюдения и кондиционирования

Это далеко не полный набор функций; его можно расширять по желанию и финансовым возможностям. Благодаря развитию беспроводных технологий масштабируемость системы не требует капитального ремонта.

В чем недостатки «Умного дома»:

  • Высокая цена. На рынках России и стран СНГ производители продают системы по минимальной цене от 2000 до 5000 долларов, в зависимости от «начинки» и пожеланий заказчика.
  • Любая электроника не застрахована от сбоев или зависаний. Необходимо быть готовым к тому, что в любой момент потребуется вручную перенастроить отдельные системы и электронные компоненты;

На что обратить внимание, если вы решили сделать у себя умный дом

1. Часто элементы системы умного дома принадлежат разным компаниям-производителям, которые не торопятся оптимизировать свои продукты, чтобы они были совместимы с устройствами других компаний.

Поэтому, если вы покупаете элементы системы у разных производителей, убедитесь, что они совместимы друг с другом. Каждый производитель использует в своем оборудовании протокол определенного типа. Протокол – это язык, на котором все устройства общаются друг с другом. Устройства разных производителей будут работать друг с другом и будут объединены в одну систему только в том случае, если у них будет общий стандарт и протокол. Так что конфликта между ними не будет, можно будет строить сценарии и координировать работу с внешними сервисами.

Самые популярные беспроводные протоколы: Z-Wave, ZigBee, BLE.

2. Заранее продумайте, кто будет пользоваться системой, удобно ли пользоваться гаджетами всем членам семьи. Чем вы хотите управлять, какие функции необходимы, какие сценарии устанавливать, какую рутину вы должны выполнять каждый день и хотите ли вы автоматизировать эти действия. Эти вопросы нужно задать себе, чтобы не покупать ненужную функцию, которой в конечном итоге будет неудобно пользоваться.

Антон рассказывает, чем еще хочет заняться в ближайшее время:

  • Купите еще одну умную кнопку в спальне и настройте ее на выключение всего света в квартире. Так что перед сном не ходите вокруг и не проверяйте, где он включен.
  • Собираюсь купить и поставить датчики протечек под ванной и на кухне под раковиной.
  • Купите еще один датчик температуры и влажности для кухни, где есть теплый пол, и свяжите температуру на кухне с включением теплого пола.
  • Купите в спальне побольше умных лампочек, установите умный свет и там.
  • Настройте включение кондиционера и увлажнителя с помощью умного пульта ДУ. Чтобы при понижении влажности включался увлажнитель, при изменении температуры включался кондиционер.

3. Подумайте, как вы хотите управлять системой: с панели управления, пульта дистанционного управления, смартфона или голосом. Составьте план: разместите на нем оборудование, расположение контроллера, датчиков, розеток, выключателей.

Если вы решили установить полную систему под ключ, рассмотрите отдельное изолированное помещение для оборудования и оборудования – серверную.

4. Могут произойти скачки напряжения или перебои в подаче электроэнергии. Чтобы этого не произошло, позаботьтесь о бесперебойном электроснабжении вашего дома. Также стоит упомянуть, что сами устройства тоже могут выйти из строя.

Разновидности устройств «умного дома»

Сегодня в системах умного дома есть свои наборы устройств, которые придают идее желаемую степень функциональности.

Регистрирующая аппаратура

Это те самые датчики, благодаря которым система собирает информацию о том, что происходит в квартире. Чем больше датчиков разных, тем более полная картина и больше возможностей влиять на различные параметры и устройства в комнатах.

С другой стороны, если человеку нужна конкретная функция, он может купить датчики только одного типа, не переплачивая за набор.

Датчик движения. Обычно это инфракрасный датчик, но есть и другие типы. Датчик движения определяет, кто находится в комнате.

Эта информация предназначена как для владельца, который может удаленно отслеживать, появился ли кто-то, так и для сценариев автоматической активации, в освещении и создании микроклимата в помещении.

Термометр. Это устройство предоставляет системе умного дома информацию о критических точках, установленных пользователем.

При понижении температуры автоматически включается система теплых полов, при повышении температуры включается кондиционер.

Датчик влажности воздуха. Для тех, кто плохо переносит сухой воздух, это устройство – настоящая находка.

Например, Xiaomi производит увлажнители, которые могут работать по команде через Wi-Fi. И этот сигнал может послать контроллер, который узнал его от датчика влажности.

Датчик уровня освещенности. Это устройство – одно из самых простых, но в то же время очень полезное в системе умного дома.

Встроенный фотоэлемент фиксирует количество света, попадающего в комнату, и реализует сценарии искусственного освещения: заливное, точечное, общее.

Датчик открытия двери. Устройство состоит из двух половинок: она висит на полотне (сама дверь), другая – на дверной коробке (или оконном проеме).

Эта схема находит свое место в «умном доме» из соображений безопасности. С его помощью вы можете установить сирену и оповестить свой смартфон, когда вы выходите из дома.

Датчик утечки воды. Досадная авария – разрыв шланга стиральной машины или сифона в смесителе – может обернуться дорогостоящим делом, если затопит соседскую квартиру дорогим ремонтом.

Датчик утечки не только включает сирену и отправляет предупреждение на смартфон, он также может выключить воду.

Видеокамера. Это одно из самых информативных устройств. В доме, где есть маленькие дети или домашние животные, он хранитель мира и порядка.

Фильм записывается на карту памяти или облачное хранилище через буфер. В случае возникновения сомнительных ситуаций хозяин всегда может посмотреть видеозапись.

Детектор дыма и утечки газа. Эти устройства способны предотвратить большую проблему. Настоящие пожарные извещатели уже присутствуют в квартире, однако, в отличие от своих «умных» собратьев, им не нужно оповещать хозяина push-сообщением или другим сигналом тревоги на смартфоне.

Что касается датчика утечки газа, то его обычно устанавливают в частных домах, оборудованных газовым котлом для отопления.

Актуаторы

Исполнительные устройства – это элементы, которые выполняют работу за человека, в основном удаленно. Если у вас «умный дом», вы можете включать и выключать свет, отопление, сплит-систему, не вставая с дивана, а также нагревать котел перед тем, как отправиться домой.

Реле. Общая группа устройств, используемых для замыкания цепи и подачи питания на определенные устройства, приборы и другие механизмы.

Реле обычно подключают к 220 В.

Читайте также:  Как выбрать увлажнитель воздуха для квартиры: параметры и советы по необходимым функциям, а также отзывы

Взятый. От обычных обычных розеток они отличаются тем, что питаются по сигналу от специального контроллера умного дома.

Эти устройства невероятно удобны в использовании для оборудования со стандартными розетками.

Переключатели. Эти устройства используют сценарии освещения и другие действия для системы умного дома.

Как и другие «умные» элементы, коммутаторы поддерживают связь по Wi-Fi, Zigbee и другим каналам.

Электромеханические пропеллеры. К этому классу относятся устройства, отвечающие за различные действия, связанные с перемещением в пространстве.

К ним относятся, например, срабатывание жалюзи или рольставни, запорная арматура для водопроводной воды и многие другие устройства.

Лампочки и лампы. Осветительные приборы, оборудованные каналами передачи информации, могут включаться по заданному графику.

Эта программа программируется в контроллере или основана на показаниях датчика света или движения.

Мнение эксперта Алексей Сергеевич Яковлев Электрик с 20-летним опытом и богатым опытом. Большинство силовых установок основано на использовании вращения вала электродвигателя. С помощью редукторов, шестерен, шатунов или кривошипов такое вращательное движение можно преобразовать практически в любое другое. Хотите умный дом? Да, хочу себе это чудо современных технологий80% Чувствую себя хорошо, умный дом мне не нужен20% Проголосовало: 5

Чтo тaкoe yмный дoм?

Умный дом или умный дом – это система автоматизации домашних устройств, которые выполняют свои действия и могут решать определенные задачи, не читая. 3 звучит немного неправильно, да. Взглянем, например, на умный дом.

В доме есть датчики, которые реагируют на повышение или понижение температуры. Если на улице и в доме холодно, датчики считывают это, информация отправляется в специальный центр управления, который дает команду на увеличение скорости. Как только температура в доме станет приемлемой, центр изменит свою команду. Этот уровень тепла поддерживается на одном, заданном владельцем, уровне.

В целях безопасности в доме установлена ​​камера, которая «видит» любого, кто заходит в дом в отсутствие хозяина, и фиксирует это изображение. При необходимости домофон включит свет на траве, чтобы посетителя лучше было видно. И даже владелец может просматривать изображения с камеры прямо в течение рабочего дня.

Когда Владислав вечером приходит домой, он уже ждет горячего кофе, а форточки или горячие напитки закрыты. Освещение не такое сильное, как утром, потому что ложиться рано. Следовательно, чтобы поставить утро в команде, необходимо настроить функцию службы: в доме будет автоматически включаться свет и радио в соответствии с регистрацией.

Чтобы умный дом заработал, необходимо придать ему какие-то параметры. Например, укажите точное время открытия и закрытия форточки, температуру отопления, водопроводную воду. Если все вышли из дома, а заводские датчики все еще активны, вам нужно отправить сигнал на пульт.

Более высокий уровень: когда умный дом способен принимать решения. Например, если отопление выключено, в доме можно активировать котел для обогрева помещения. Или, исходя из частых повторяющихся действий хозяина в доме, он может предложить другое решение. Например, если хозяин ночью смотрит телевизор в темноте, свет может отключаться автоматически при включении телевизора в темноте.

Каким должно быть ощущение воздуха в квартире

Чтo в ceбя включaeт yмный дoм

Если разделить умный дом на одну зону, можно выделить системы управления освещением, системы управления, системы вентиляции и отопления, системы безопасности и защиты.

В каждом месте должно быть три элемента:

  1. Ваша техника: кофеварки, колонки, холодильники, видеокамеры, домофоны и тд.
    Управлять кофе можно со смартфона или установить определенное время, в которое необходимо приготовить кофе.
  2. Датчики, получающие информацию из окружающей среды
    Датчик расхода воды. В сочетании с умной пробкой он сливает воду из устройства, а в сочетании с умным краном перерезает воду. Обязательно известить владельца кейса.
  3. Центральный контроллер, обрабатывающий информацию.
    Панель управления позволяет контролировать все, что подключено к устройству.

Конечно, по-прежнему зависим от Интернета. Чтобы вся техника работала бесперебойно, необходимо объединить их в одну систему с помощью проводов или без них. Эти системы могут работать автоматически, а также управляться с панели управления или голосом. Вы можете купить умную технику отдельно, но это не будет считаться полноценным умным домом.

Чтo и cкoлькo cтoит

Возможности большого дома широки, но оно того стоит. Необходимо купить несколько умных устройств, а также установить датчики, подключить и настроить все системы.

Умный свет. Вы можете настроить разные способы пробуждения, пока читаете перед сном. Цена – 6400 руб.

Имитация присутствия. В доме будет включать и выключать свет, возможно радио, воду. Цена – 9500 руб.

Умный контроллер. Управляется голосом, с панели управления, дистанционно автоматически отключается во время экстренного сеанса, работает на разных сценах. Цена – 24000 руб.

Датчик открытия. Он поддерживает любое совершенство и предлагает вам открыть дверь, окно, ящик. Цена – 870 руб.

Детектор дыма. Он также выпускает дым и издает сильный сигнал, а также отправляет уведомление на смартфон. Цена – 1490 руб.

Умная розетка. Включает и выключает устройство в заданное время, в соответствии с заданными условиями или через смартфон и измеряет потребление энергии. Цена – 1200 руб.

Панель дистанционного управления. Необходим для создания и реализации всех сценариев работы устройств и датчиков. Цена 1500 руб.

Рекомендации по самостоятельной сборке «умного дома»

Самостоятельный монтаж системы снизит затраты на оснащение дома автоматикой. Не все люди могут выполнять такую ​​необходимую работу:

  • иметь начальные знания программирования, уметь создавать графический интерфейс для управления;
  • знать основы устройства автоматических схем и уметь применять алгоритмы.
  • знать основы безопасности;
  • уметь пользоваться инструментами и работать с бытовой техникой;

Сначала определяется направление использования, находится техническая версия. Помещение сдается и разрабатывается проект расположения элементов. Для самостоятельной установки рекомендуются простые схемы интеллектуального реагирования.

Преимущества и недостатки системы «умного» дома

Плюсы:

  • часть «умного» дома может стать отличным средством дополнительной защиты, будь то система безопасности с датчиками открытия дверей и «умной» камерой, или специальные детекторы дыма или утечки газа.
  • возможность освободить руки, перенести некоторые рутинные действия на автоматические скрипты;

Программируемые контроллеры

Технический контролер контролирует процессы. Под программируемым модулем мы понимаем логический узел, функциональная программа которого определяется пользователем. Промышленные модели отличаются от отечественных производительностью и надежностью.

Программируемые реле используются для решения меньшего числа ожидаемых задач, они дешевле и проще в установке. Преимущества грамотного использования программируемых помощников в доме заключаются в том, что они организуют взаимодействие нескольких подсистем, несмотря на сложность настройки. Современный умный дом эффективно работает с централизованного управления.

Программируемые контроллеры работают только от проводной шины, потому что внезапное отключение устройства приведет к непредвиденным последствиям.

История появления

Концепция умного дома была изобретена в прошлом веке, в 1970-х годах. Эта концепция была впервые представлена ​​в США в Институте интеллектуальных зданий. Американцы создали технологию, которая предполагает передачу различных типов информации по одному проводу для управления электроприборами. Проект призван сделать жизнь жителей умного жилья комфортнее. Других целей разработчики не ставили перед собой. Умный дом того времени был встроен в здание еще на этапе его строительства и к моменту ввода дома в эксплуатацию буквально устарел. Несовершенная проводная система не поспевает за быстрым развитием телефонов, компьютеров и других систем.

Система умного дома была официально создана в 1978 году благодаря появлению кабельной технологии X10. Этот стандарт применим только для изменения режимов работы различного оборудования, работающего в американских сетях. Этот стандарт в основном использовался для управления осветительными приборами.

В начале 1990-х годов члены EIA Electronic Industries Alliance начали производство специальной шины для устройств под названием CEBus. Это позволило компаниям производить электронику, сигнал которой передается различными способами, включая витую пару, сетевые кабели, коаксиальный кабель или инфракрасные или радиоволны.

История умного дома

Самым популярным был протокол умного дома ЕИБ, затем ЕИБА.

После изменения технологии в 2003 году был разработан новый европейский протокол EN50090. Впоследствии был разработан международный стандарт качества ISO / IEC 14543. Такие компании, как Microsoft и Apple, предложили пользователям во всем мире возможность внедрять многофункциональные системы в повседневную жизнь, которыми можно дистанционно управлять со смартфонов или планшетов через Интернет, с клавиатуры или сенсорного экрана панели. Умный дом в настоящее время используется различными марками бытовой техники.

Читайте также:  ТОП-11 ТВ-боксов - Рейтинг лучших за 2021 год

Как сделать дом «Умным»?

В идеале реализация таких решений должна производиться на этапе строительства, но этот вариант в силу разных причин не пользуется популярностью у девелоперов. Следовательно, есть два способа автоматизировать:

  1. Обратитесь в специализированную компанию, где по заданию заказчика будет составлен проект с последующей его реализацией. Минимальная стоимость такого решения варьируется, как уже было сказано выше, в пределах 2000-5000 долларов, максимальная зависит от функционального набора и используемого оборудования.
  2. Самостоятельно разработать и внедрить систему «Умный дом».

В первом случае заказчик получает решение «под ключ». Во втором – стоимость внедрения может быть существенно снижена если не на порядок, то в несколько раз, особенно если использовать для этой цели платформу Arduino (об этом позже). Необходимо предупредить, что для реализации проекта потребуются навыки программирования, но разработчики постарались максимально упростить эту задачу.

Кратко о платформе

Основа платформы – плата с микроконтроллером (далее МК) и электронный комплект для нее. Контроллер поставляется с множеством различных датчиков и плат расширения с различными функциями.

Плинтус Ardunio UNO

Обозначение:

  1. Порт прошивки (стандартный USB).
  2. Кнопка аппаратного сброса.
  3. Сигнал опорного напряжения.
  4. GND.
  5. Контакты для цифровых сигналов.
  6. Сигнал TX.
  7. Сигнал PX.
  8. Порт для подключения внешнего программатора.
  9. Контакты для аналоговых сигналов.
  10. Подключение внешнего источника питания.
  11. GND.
  12. +5 В.
  13. +3,3 В.
  14. Сигнал сброса.
  15. Разъем питания.
  16. Микроконтроллер.

Особенность платформы в том, что процесс программирования МК максимально упрощен. Прошивка с помощью встроенного загрузчика через порт USB на плате. В случае случайной “перезаписи” этой программы возможна ее прошивка стандартными программаторами.

Для программирования используется бесплатная оболочка (Arduino IDE), совместимая с наиболее распространенными операционными системами (Windows, Linux, Mac OS). Эта оболочка включает текстовый редактор для написания программ, компилятор и библиотеки. В качестве базового языка программирования используется упрощенная версия C ++. Более полную информацию по программированию МК можно получить на сайте разработчика и тематических форумах. В тех же источниках вы можете узнать все о представлении управления системой.

Оболочка программирования Ardunio
Оболочка для программирования Arduino

Ориентировочная стоимость оригинального базового модуля составляет 30-50 долларов (в зависимости от модификации), китайских аналогов – 10-16 долларов.

Примеры плат расширения и датчиков

Вот краткое описание щитов, которые могут вам понадобиться при разработке проекта SH.

Модуль для подключения к локальной сети или Интернету по стандартному протоколу TCP / IP. Контроллер ENC28J60 используется как основной элемент. Это устройство позволяет организовать отображаемое управление системой с сайта.

Подключение сетевого модуля к Ardunio
Подключение сетевого модуля к Arduino

Модуль SIM900 GPRS / GSM позволяет управлять системой путем обмена данными через сеть любого оператора мобильной связи. Для подключения к сети используется стандартная SIM-карта. Вы можете отправлять SMS и MMS сообщения, библиотека модуля поддерживает другие функции.

Подключение модуля GPRS / GSM
Подключение модуля GPRS / GSM

Электромеханическое реле 10A 250V может использоваться для управления освещением или другой подходящей нагрузкой. При подключении питания загорается красный светодиод, при срабатывании реле загорается и зеленый индикатор. Сигнал может подаваться с любого цифрового выхода МК.

Релейное подключение модуля SRD-5VDC-SL-C
Релейное подключение модуля SRD-5VDC-SL-C

К сожалению, при максимальной или близкой к ней нагрузке электромеханических реле через несколько недель эксплуатации контакты могут начать слипаться, поэтому они не подходят для управления работой электрокотлов системы отопления. Но не расстраивайтесь, для платформы Arduino можно найти модули на все случаи жизни, в этой ситуации можно решить проблему с помощью твердотельного реле, например SSR-25DA.

Подключение реле SSR к Ardunio
Подключение реле SSR к Ardunio

  1. GND на плинтус.
  2. К цифровому выходу, например D
  3. Питание от сети 220В.
  4. Подключение нагрузки.

Обратите внимание, что этот модуль реализован на симисторе и для его стабильной работы требуется отвод тепла, поэтому рекомендуется приобретать стандартный радиатор с модулем.

Датчики

Теперь давайте рассмотрим различные типы датчиков, которые также могут быть полезны для проекта, начиная с ИК-устройства HC-SR501, которое обнаруживает движения.

Внешний вид датчика движения HC-SR501 и его распиновка
Внешний вид датчика движения HC-SR501 и его распиновка

  1. Питание от источника в диапазоне 5-12В (можно подключить к + 5В на плате контроллера).
  2. Сигнал с датчика (подключается к любому цифровому входу МК)
  3. GND подключается к соответствующему контакту базовой платы.
  4. Время задержки (поддержание выходного логического блока) – от 5 до 300 сек.
  5. Чувствительность датчика (настраивается от 3 до 7 метров).
  6. Переключитесь в режим «H» (логический диск настраивается с помощью ряда операций).
  7. Настройка режима «L» (при активации посылается только один импульс).

Не менее полезным будет цифровой датчик температуры DS18B20 (выполнен в герметичном и традиционном исполнении). Их особенность заключается в том, что устройства не требуют калибровки и каждое из них имеет свой уникальный идентификатор. То есть датчик передает данные о температуре и свой уникальный номер. Благодаря этому в шлейфе можно установить несколько датчиков и программно обрабатывать поступающую информацию. Ограничение длины сигнального кабеля – 50 метров.

Пример подключения нескольких цифровых датчиков температуры
Пример подключения нескольких цифровых датчиков температуры

Чтобы завершить тему датчиков, мы представляем модуль для измерения влажности, который можно использовать в качестве индикатора утечки воды или для организации полива комнатных или тепличных растений.

Датчик FC-37
Датчик FC-37

  1. Цифровой выход подключается к любому соответствующему разъему на базовой плате MK. Сигналы влажности, соответствующие порогу срабатывания.
  2. Аналоговый выход информирует о текущей влажности.
  3. GND
  4. Питание + 5В.
  5. Контроль порога чувствительности.

Мы привели только три типовых датчика, совместимых с платформой, на самом деле их намного больше. Ознакомиться с разнообразием этой продукции можно на сайтах производителей.

После обзора оборудования перейдем к проектированию системы управления и автоматизации, необходимо начать с постановки задачи.

Схема интеллектуальной системы управления

Любой комплект оборудования для умного дома похож на строительный набор, из которого можно создать все, что угодно.

Поэтому пользователь, желающий собрать дома один из своих сортов, вряд ли найдет выкройку, подходящую для его условий проживания. Например, стандартный вариант для 3-х комнатной квартиры или для дома определенной площади и этажности.

Схема умного дома
Каждое заведение имеет свои особенности, а его владельцы – свои предпочтения и бюджеты. В результате используются различные органы управления, исполнительные элементы

Необходимую схему придется составить самостоятельно или с помощью специалистов. Исключение могут составить простейшие варианты умного дома или децентрализованных систем, не отличающиеся сложностью.

Примером может служить схема установки диммера в электросети и работающего с ним датчика движения попарно, так как она стандартная, поэтому во всех случаях одинаковая.

Интеллектуальное управление системами
Тем, кто хочет самостоятельно собрать интеллектуальную систему, следует знать, что они должны обладать определенными навыками, знаниями и в различных областях. Например, на фото изображен графический интерфейс, который позволяет управлять, контролировать и получать необходимую информацию. И создается для каждого случая отдельно, методом программирования

Но даже в этом и подобных случаях рекомендуется обратиться к специалисту. Причина в том, что все системы работают на электричестве и некоторые грубые ошибки могут привести к возгоранию, поражению электрическим током, поломке дорогостоящих элементов конструкции.

Управление: централизованное или децентрализованное

Системы умного дома могут быть централизованными или децентрализованными. Первый вариант предполагает, что все исполнительные механизмы управляются общим модулем. Это выделенный центральный контроллер с несколькими выходами и загруженной в него одной программой. Такая конструкция позволяет создавать сложные схемы автоматизации, учитывающие огромное количество факторов: время года, погоду, распорядок дня хозяина и многое другое, вплоть до лунного цикла.

Децентрализованные системы представляют собой автономные устройства, каждое из которых оснащено микропроцессором с независимой платой. Этот вариант считается более надежным и безопасным, так как при выходе из строя одного устройства остальные продолжат работать, как ни в чем не бывало.

Умный дом: что это и как работает?

Определение начальных условий

В первую очередь необходимо определиться с постановкой задачи, то есть с функциональностью системы. Допустим, у нас есть однокомнатная квартира, которую условно можно разделить на следующие зоны:

  • Кухня.
  • Гостиная.
  • Туалет совмещен с ванной.
  • Барабан.
  • Ряд.
Читайте также:  Рейтинг лучших автоматических кофемашин для дома 2021 года

Задача: автоматизировать управление освещением, котлом и системой вентиляции.

Настраиваем активности для каждой из зон.

Тамбур

В этом случае вы можете автоматически включать свет при приближении к входной двери. То есть требуется датчик движения. В этом случае необходимо учитывать уровень освещения, соответственно автоматику следует активировать только в ночное время. Для этого понадобится датчик GY302 или аналогичный (в обзоре мы его не приводили, но описание найти не составит труда). Включение и выключение лампочки (по истечении указанного в программе времени) можно доверить твердотельному реле малой мощности, например, Г3МБ-202П, рассчитанному на ток нагрузки 2 А.

Прихожая

Управление освещением в этой зоне можно организовать по тому же принципу, что и тамбур. Можно добавить включение света при открытии входной двери. В качестве датчика подходит обычный дверной геркон.

Туалет и ванная комната

Вставка бойлера может быть связана с наличием в квартире хозяев. Если никого нет, автоматика принудительно отключает водонагреватель с помощью модуля SSR-25DA. Нет смысла контролировать температуру нагрева, так как эти устройства отключаются сами по себе при достижении заданного порога. Свет и вытяжка должны включаться автоматически, когда человек входит в эту зону, и выключаться через определенное время, если движения не обнаруживаются.

Автоматизация кухни

Управление освещением этой зоны можно оставить вручную, но может дублировать автоматика, которая отключает свет, если в течение длительного времени не обнаруживается движение. При использовании электрической или газовой плиты вытяжка должна включаться и выключаться через некоторое время после приготовления. Вытяжкой можно управлять с помощью датчика температуры, который определяет повышение температуры при включении печи.

Жилая комната

В этом помещении лучше управлять освещением вручную, но можно реализовать возможность автоматического выключения света при достаточном уровне освещения.

Приведенный пример весьма условен, так как каждый разрабатывает алгоритм Умного дома исходя из личных предпочтений.

Новейшая история. Диспетчеризация

Путаницу с понятием «умный дом» создало именно слово «диспетчеризация».

Возьмем недавний предмет, который мы разрабатывали. Это относительно небольшой жилой комплекс (по современным меркам, так как девелоперы начали строить сразу целые кварталы), жилой комплекс премиум-класса. В нем более ста вентиляционных установок, множество насосов, десятки наружных блоков систем кондиционирования, множество лифтов, бесчисленные счетчики, а также тепловые завесы, система обогрева крыш и платформ, дезинфицирующие средства, маслоотделители, зарядные станции, шкафы управления дизайнерским освещением и т д. – всего буквально тысячи устройств на миллиард рублей.

Одному специалисту по обслуживанию потребуется неделя, чтобы физически обойти все эти устройства и хотя бы посмотреть, работают они или нет, не говоря уже о ручной настройке или изменении параметров в каждом контроллере.

Поэтому был найден способ сэкономить время и трудозатраты – свести управление армией устройств в одну комнату – диспетчерскую, где установлено несколько обычных компьютеров.

На мониторе в наглядном виде можно увидеть, из каких базовых элементов состоит определенная система, в каком режиме они работают, а с помощью мыши и клавиатуры установить или изменить любые значения.

Диспетчеризация – это удаленный мониторинг и управление различными системами.

Это означает, что система диспетчеризации никоим образом не заменяет контроллеры или другие элементы автоматизации – все они остаются на своих местах. Более того, контроллер был и остается ключевым элементом, потому что диспетчерские компьютеры получают сигналы от контроллеров и управляют всеми устройствами исключительно через свои контроллеры.

Таким образом, диспетчеризация – это очень экономичная дополнительная опция для системы автоматизации.

Учет и обработка данных

В большинстве случаев эта функциональность реализуется с помощью контроллера управления с использованием соответствующего программного обеспечения.

Рекомендуемая литература: Как правильно и быстро установить систему умного дома.

Из чего состоит умный дом и как работает

Чтобы умный дом работал, необходимо настроить определенные параметры. Например, укажите время включения и выключения ночника, температуру нагрева. Команда отправляется на основной блок (контроллер), который после ее обработки передает ее соответствующему устройству.

Набор оборудования, входящего в умный дом, зависит от модели и назначения системы. Но есть несколько элементов, которые присутствуют в любой конфигурации.

Контроллер (хаб). Это ключевой элемент системы: центр управления, который соединяет все части системы вместе с возможностью удаленного доступа. Собирает и обрабатывает информацию со всех датчиков и оборудования, распределяет задачи по устройствам по расписанию. Через него осуществляется удаленный доступ к системе.

Антон совместил управление и полезную функцию ночника:

Я начал с покупки головного устройства, которое одновременно является ночником. Они отправили его на кухню. Включается после 23:59 и выключается в 06:59. Если вам нужно пойти на кухню ночью, ночник будет освещать дорожку, и никто случайно не наткнется на спящую кошку. Основной блок опрашивает и обменивается данными со всеми другими устройствами, используя этот протокол. Если Wi-Fi не работает, устройства по-прежнему обмениваются данными друг с другом, но не могут отправлять сигнал через Интернет.

Устройства управления. Вы можете управлять системой умного дома:

  • с компьютера или ноутбука с помощью специального программного обеспечения;
  • с помощью голосового помощника, например, через умную колонку Яндекс.Станции с Алисой, Google Home, Apple HomeKit.
  • с помощью пульта дистанционного управления;
  • через сенсорную настенную панель, которая обычно находится на центральном контроллере;
  • через приложение на смартфоне / планшете из любой точки мира;

Чаще всего задействуются одновременно несколько методов контроля.

Антон использует одновременно две колонки:

Изначально у меня была умная колонка Elari с Яндекс Алисой, она интегрирована с приложением для Xiaomi (Mi Home) и позволяет управлять светом через голос. Был умный пульт Xiaomi, но теперь он не подходит, так как голосовые команды работают только с пультом от Яндекс. Продал на авито умный пульт от Сяоми, а потом куплю пульт Яндекс.

Еще на днях купил умную колонку Яндекс.Станции с той же Алисой в подписке. Один динамик у меня на кухне, другой в гостиной.

Датчики, которые получают сигналы из окружающей среды и активируются при наступлении определенного события. Например, датчик утечки реагирует, когда под ним протекает вода. Датчики отслеживают события в доме, отправляют предупреждения и инициируют заранее разработанные сценарии.

Исполнительные устройства: исполнительные устройства, они получают команды от контроллера и исполняют их. Это умные розетки, выключатели или диммеры, сирены, камеры, электрические реле, которые включают и выключают свет в комнате по сигналу.

Обычная бытовая техника, умная техника, подключенная к исполнительным устройствам: кофеварки, чайники, холодильники, сантехника, видеокамеры, домофоны и т.д.

Системы умного дома могут быть подключены и питаться от кабеля. Эти системы имеют быстрое время отклика, более надежны и служат дольше. Или они могут быть беспроводными, работать через Wi-Fi. Такие системы проще и быстрее установить, но работают менее стабильно, чем проводные. Антон просто пользуется беспроводной связью:

Одним из основных моих требований было отсутствие кабелей в системе, так как мы уже закончили ремонт. Я приклеил все устройства на стандартный двусторонний скотч или воткнул в розетку.

Управление умными приборами в разных комнатах

Туалет и ванная комната

Стиральная машина с умным голосовым модулем поможет определить режим стирки того или иного предмета. Например, если хлопковая рубашка грязная, техник укажет количество моющего средства и необходимую температуру. Модуль Wi-Fi поможет начать стирку удаленно.

Прихожая

Экономию времени и электроэнергии в коридоре для включения света позволяет установка в светильниках умных ламп, оснащенных датчиками движения.

умный дом в квартире

Жилая комната

Обеспечить чистоту в жилых помещениях помогут роботы-пылесосы, которые самостоятельно удаляют пыль с ковров и других напольных покрытий по определенному графику. Микроклимат с комфортной температурой и влажностью воздуха создаст термостат и гигрометр, являющиеся индикаторами выполнения заданных программ работы различного климатического оборудования.

Автоматизация кухни

Чайник, кофеварка и мультиварка приготовят завтрак и кофе, как только вы проснетесь. Умные холодильники позволяют загружать рецепты любимых блюд и при необходимости приобретать ингредиенты в интернет-магазинах.

Оцените статью
Adblock
detector