0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Создание комплексной системы умного дома

Как работает и из чего состоит система Умный дом — обзор видов и отзывы

Комплексная система умный дом – это полная автоматизация управления устройствами во всех помещениях дома квартиры или офиса. Она позволяет управлять как отдельными блоками, так и всем в целом. Это может быть нажатие кнопки на сенсорной панели по месту, а возможна и дистанционная передача команд с помощью смартфона или планшета.

Различные аудио-, свето- и видео- сценарии заранее прописываются в программе, благодаря которой работает контроллер, то есть мозг Умного дома. Это существенно экономит время хозяев жилища. Также исключается возможность возникновения аварийных ситуаций.

Система умный дом позволяет настроить различные режимы при нахождении хозяев дома, в отпуске, приеме гостей. Сюжет сценария заключается в создании комфортных условий для человека. Это может быть проигрывание любимой музыки, изменение температурного режима в помещении, включение фильма в заданное время.

Умный дом самостоятельно отключает электроприборы, переводит их в спящий режим при отсутствии людей. При необходимости система позволяет в любое время переводить автоматическое управление оборудованием в ручной режим.

История появления

Самая первая система заявила о себе в 1961 году. Она была очень примитивной, если сравнивать с современными технологиями. Люди во все эпохи своего существования старались облегчить свою жизнь, совершенствуя различные устройства. Так появилась идея дистанционного управления оборудованием.

Человек постоянно стремился к комфорту. Одними из первых «интеллектуальных» домов было жилье богачей в Америке. Они были оборудованы различной бытовой техникой и электроникой. Со временем стали реализовывать задумки по совмещенному управлению всеми устройствами из одного места. Начали появляться «интеллектуальные» здания, отображающие комплексные решения поставленных задач. Система Умный дом была построена с помощью структурированных кабельных связей.

Официальным годом появления Умного дома является 1978. Тогда же родился термин Смарт хоум (англ.). Американские системы работали на частоте 60 Гц и напряжении 110 В, поэтому они не прижились на территории России.

Фото: Система умный дом регулирует освещение

Одной из первых возможностей умной автоматизации была плавная регулировка освещения. Изначально идея воплощалась с помощью светорегуляторов (или диммеров). Они позволяли приглушать свет в комнате, уменьшая освещенность в ней. Такой режим удобен при просмотре фильмов и в качестве экономии потребления электроэнергии.

С развитием новых технологий на смену диммерам пришли программируемые контроллеры, взявшие на себя роль автоматического управления не только освещением, но и остальными системами, необходимыми для комфортного пребывания человека в здании.

Что умеет система Умный дом?

Установка системы Умный дом является очень популярной. Она контролирует работу всех устройств в помещениях коттеджа или офиса. Комплекс управления построен на базе датчиков, выполняющих мониторинг текущих параметров. Информация с датчиков поступает на управляющие элементы, которые согласно заданной программе дают команду исполнительным механизмам и устройствам. С помощью сети интернет возможен удаленный мониторинг всего оборудования, находящегося в здании, а также дистанционное управление им.

Умный дом может управлять следующим:

  • внутренним и наружным освещением, архитектурной подсветкой, рекламой;
  • вентиляцией, кондиционированием;
  • отоплением помещений (системой теплый пол, радиаторами);
  • всеми видами сигнализаций (охранной, пожарной, аварийной);
  • разрешением доступа в здание;
  • видеонаблюдением (местным и дистанционным);
  • распределением видео- и аудио сигналов (мультирум);
  • обогревом ступеней, лестниц, дорожек и ливневых стоков;
  • альтернативными источниками электроэнергии (дизель-генераторами, аккумуляторными батареями);
  • энергопотреблением (контроль распределения нагрузок по фазам, ограничение превышения максимальных нагрузок);
  • различными насосами (дренаж, канализация, полив территории);
  • въездными воротами;
  • рольставнями, шторами, жалюзи.

Какие бывают системы умный дом

Для реализации системы все используемое оборудование должно быть совместимо между собой. С этой целью был создан Альянс Электронной промышленности для разработки единого стандарта электроники. Такое решение позволило различным компаниям производить универсальное оборудование, используемое в Умном доме.

Классификация систем по основным критериям:

  • централизованные/ децентрализованные;
  • проводные/беспроводные;
  • с открытым/закрытым протоколом.

Готовые системы Умный дом помогают экономить время при управлении различными развлекательными и инженерными системами в помещениях.

Централизованое и децентрализованное управление домом — количество модулей и их работа

Централизованное управление представляет собой один логический модуль. В его роли выступает программируемый контроллер, имеющий большое количество выходов. Под конкретный объект для такого компьютера пишется индивидуальная программа. На базе этого софта выполняется управление всеми инженерными сетями и исполнительными устройствами.

Преимуществом централизованной системы является возможность управления всем зданием с одного места и в едином интерфейсе. С помощью центрального контроллера можно создать различные по сложности сценарии, привязывая их к определенным действиям, времени года или суток. Такой вариант позволяет подключать большое количество различного оборудования. На этом специализируются такие компании, как: AMX, Crestron, Z-Wave, Ectostroy, Bechoff.

При устройстве централизованной системы работоспособность всего оборудования будет зависеть от контроллера и программы, заложенной в нем. Если компьютер выйдет из строя, то прекратят свое функционирование и все завязанные на нем модули. Оптимально подключение этого комплекса через источник бесперебойного питания.

Если понадобится перепрограммирование Умного дома, а программиста не будет рядом, то алгоритм придется писать заново. Поэтому важным критерием выбора является подбор надежного и качественного контроллера.

Децентрализованную систему можно назвать еще распределенной. В этом случае каждый элемент системы (исполнительное устройство) является самостоятельным микроконтроллером, имеющим такой тип памяти, при котором информация сохраняется даже в случае потери сетевого питания. Этот фактор повышает надежность работы комплекса в целом. При неработоспособности какого-либо элемента вся система квартиры или дома продолжает функционировать дальше, за исключением «выпавшего» звена.

Децентрализованная система – надежная, с возможностью подключения дополнительных «умных» блоков для создания особых сценариев. В продаже имеется большой ассортимент панелей для управления приборами, различающихся по функциональности и дизайну. Ведущими производителями в этом направлении являются: ABB, Scheider Electric, HDL, Berker, Gira, Vimar.

К недостаткам комплекса можно отнести большое количество оборудования, которым комплектуют щит. Оно периодически может ломаться, что повлечет за собой материальные расходы на замену.

Использование проводников и беспроводные технологии

Проводная система Умный дом построена на принципе передачи всех сигналов от управляющих устройств к исполнительным блокам по информационной шине. Такой шиной могут служить специальные проводники или витая пара.

Достоинством проводной системы является ее надежность, благодаря использованию экранированных проводников. Это исключает помехи и наводки в сети. Также эта система передачи данных обладает высокой скорость отклика. При подаче той или иной команды не возникает задержек из-за помех или других факторов.

Так, при организации беспроводной системы, отклик команды может задерживаться. Человек повторным нажатием кнопки пытается добиться срабатывания устройства. Происходит забивание информационной шины дублирующими сигналами, что может привести к зависанию всего комплекса.

Для организации проводной системы Умный дом предлагается разнообразный выбор управляющих элементов, которыми являются интеллектуальные выключатели. Такие механизмы многофункциональны и имеют стильный дизайн. В таких системах проще внедрить какой-либо новый элемент мультимедиа или климат-контроля.

Проводная система является пожаробезопасной и имеет длительный срок эксплуатации без ревизии. К недостаткам можно отнести отсутствие мобильности расположения выключателей. Также точки вывода кабеля к панелям управления необходимо предусматривать заранее.

Важен качественный монтаж информационных сетей для надежной работы системы. Организация Умного дома возможна лишь в новом жилье или вначале ремонта. При проложенной классической электропроводке организовать систему технически будет невозможно.

Беспроводная система построена на принципе передачи радиосигнала от главного устройства (панели управления) к исполнительному органу. Такое решение позволяет сократить количество прокладываемых проводов в помещении и время на монтаж приборов. Беспроводное оборудование весьма кстати подойдет к установке в деревянном доме, где необходимо по минимуму нарушать целостность природных материалов. Основными производителями этого типа являются: Z-Wave, Berker, HDL, Zamel, Vitrum, Gira.

Преимуществом такого комплекса является возможность монтажа в зданиях с готовым ремонтом и обычной проводкой. Каждая беспроводная панель управления имеет связь с остальными панелями и может передавать им команды. Такая взаимосвязь оборудования позволяет создавать различные световые сценарии в разных помещениях.

Мобильные панели управления можно располагать в удобных для владельцев местах. Они изготавливаются двух типов: встроенного и накладного. Радиосистема не требует специального предварительного проекта. Поэтому такая система Умный дом легко реализовывается своими руками.

Работа всех «интеллектуальных» устройств зависит от качества радиосигнала. Недостатком беспроводного комплекса является то, что многие бытовые электропотребители вызывают помехи проходящих сигналов. Также при работе устройств от батареек потребуется регулярная их замена.

Беспроводной Умный дом ограничен функциональностью из-за нестабильности передаваемых сигналов. Поэтому безопасность такого комплекса ниже, так как есть возможность глушения сигналов хакерами.

Открытый/закрытый протокол системы автоматизации

Протокол – это кодовая система взаимосвязи всех устройств между собой, на базе которой и работает Умный дом. В Европе самым популярным считается протокол KNX. Преимуществом этого вида является взаимодействие с энергонезависимой памятью устройств, а также независимая работа каждого прибора.

Протокол KNX является открытым. Этот стандарт передачи данных очень популярен. Поэтому не возникает проблем с сервисным обслуживанием такой системы в случае необходимости. Продукция многих производителей работает на этом «языке». Она тестируется на совместимость друг с другом.

Достоинством открытого протокола является большой выбор устройств с разными дизайнами или подходящим набором функций. Ведущими производителями являются: KNX, Wago, Bechoff. Конкуренция между производителями все чаще вызывает выпуск обновленных и улучшенных моделей. Стоимость таких устройств, с протоколом открытого типа, выше закрытого.

Ввиду негибкости устройств со связью открытого типа и их зависимости от определенных стандартов, на рынке стали появляться новые продукты, работающие на закрытом собственном протоколе. Это повлекло снижение затрат на изготовление оборудования и упрощение процесса программирования. У многих производителей начала появляться собственная линейка продукции, которую другие фирмы не изготавливают. Оборудование, работающее на закрытом протоколе, изготавливают: ABB, HDL, Vimar, Bticino.

Среди достоинств технологий закрытого протокола являются нестандартные интересные решения по приемлемым ценам, мобильность на рынке. К минусам можно отнести фактор зависимости покупателя от одного производителя.

В чем польза системы умный дом? Стоит ли покупать?

Интеллектуальные комплексы становятся все более популярными и доступными по цене. Рынок предлагает большой выбор многофункциональных устройств для организации автоматизации в доме. Экономия ресурсов проявляется в их потреблении только в необходимые моменты, когда люди дома. В остальных случаях система переводит дом в энергосберегающий режим. Особенно это актуально для частного жилья и коттеджей с большой площадью.

Умный дом может позаботиться и о питомцах. По заданной программе включает подача корма, воды, происходит регулировка света в аквариуме или открываются дверцы для выхода животных из дома. За четвероногими друзьями можно наблюдать на планшете. В случае наличия животных в доме, целесообразно организовать проводную сеть, спрятав всю проводку за стены. Панели управления должны быть вмонтированными. Это защитит систему от порчи.

Читать еще:  Подкормка рассады томатов в домашних

В случае с детьми система Умный дом позволит контролировать их поведение в квартире или доме. Можно ограничивать включение телевизора и компьютера. Или предоставлять доступ в интернет при выполнении ими определенных условий.

Самым главным преимуществом «интеллектуального» дома является дистанционное наблюдение и контроль над жильем. Система защищает от вторжения воров. Также это хороший способ предотвращения аварийных ситуаций. В критической ситуации можно перекрыть воду, отключить электропитание или передать сигнал о пожаре. Все уведомления и предупреждения приходят в виде сообщений владельцу здания.

Система Умный дом цены определяет своей многофункциональностью. Для бюджетного варианта приобретаются основные логические модули, а со временем приобретаются дополнительные, что расширит возможности комплекса.

Умный дом (Smart House)

Что такое Умный дом?

Стремительное развитие современных технологий за последние годы охватило почти все сферы нашей жизни. Не стала исключением и индустрия строительства частного жилья, где все чаще мы можем услышать такое понятие как «умный дом».

И если раньше это казалось, чем-то из раздела фантастики или показателем «сказочного» богатства и шика, то сейчас такая система становится реально доступной.

Система «умный дом» (Smart House) — это целая сеть, множество приборов и приспособлений, которые взаимодействуют между собой и управляются дистанционно, либо при помощи тайминговых программ.

При эксплуатации и работе этой системы, в вашем доме обеспечивается безопасность и комфорт, а также, что немаловажно в настоящее время, контроль за использованием энергоресурсов и оптимизация их расходов.

Современная система «умный дом», которая с каждым годом становится все доступнее, а также совершенствуется, стала незаменимым помощником хозяину дома. Она позволяет забыть о мелких повседневных делах, оставляя больше времени для приятного общения с семьей.

Технологии и оборудование

«Умное» освещение. Не секрет, что для комфорта и уюта в доме, а также для создания определенного стиля интерьера, большую роль на себя берет именно освещение.

Вся электросеть «умного дома» интегрируется в единую систему управления, что дает огромные возможности эффективно использовать электричество, а также полную автоматизацию процесса.

Например: свет сам включается, как только вы переступили порог своего дома. А когда вы поднимаетесь по лестнице, ваш путь освещают множество мелких лампочек, загорающихся по мере вашего приближения. Таких вариантов может быть тысячи и они строго индивидуальны в каждом доме и каждой семье.

Отопление. Независимо от вида системы, которой вы обогреваете свое жилье (газовое или электрическое), теплый пол, ее также можно объединить в «умную».

Теперь вы сможете не только регулировать температуру в каждом помещении отдельно, но даже сможете делать это дистанционно, отправив соответствующую команду с компьютера или смартфона.

Это позволяет заметно экономить средства, так как при долгом вашем отсутствии возможно уменьшать температуру, и сделать ее комфортной к вашему возвращению домой.

В случае поломки системы или утечки газа, система автоматически блокирует работу и предупреждает вас об этом доступным способом.

Мультирум. В последние годы нас окружает все больше электроприборов разного предназначения и функционала, но все они созданы с единственной целью: облегчить наш быт и сделать его более комфортным. Неужели их можно сделать еще «умнее»?

Оказывается, что с данной системой открываются новые возможности у всех электроприборов в доме.

Горячий кофе и разогретый завтрак будут ожидать вас к моменту, когда прозвенит утренний будильник; как только вы зайдете в дом, включится любимая радиоволна, вы не пропустите телепередачу, которую ждете… И таких вариантов может быть множество.

Обеспечение безопасности в доме. Для любого дома существует несколько угроз, которые можно предотвратить надежной защитой.

Умный дом следит за безопасностью не только защищая дом от преступников, но также от стихийных бедствий и форс-мажорных обстоятельств внутри помещений: видеонаблюдение как снаружи, так и в самом помещении, датчики движения, противопожарная сигнализация, датчики дыма, воды, газа и т.д.

Причем при надобности, система сама примет меры по ликвидации опасности или вызовет соответствующие службы.

«Умный дом», по своей сути, является модульной системой, поэтому он создается индивидуально с каждым заказчиком и с любым набором функций, которые, впоследствии легко добавляются. Оптимальные решения подбираются под любые финансовые возможности заказчика, что является большим плюсом данной системы.

Система умный дом для квартиры и загородного дома

Системы Умного дома помогают жителям квартир и загородных домов чувствовать себя максимально комфортно, беря на себя решение самых различных задач по управлению жильем. Сегодня это, пожалуй, одна из самых популярных концепций современного мира технологий. Умный позволяет сделать любое жилище более интеллектуальным, подстраивающимся под нужды его обитателей. В этой статье мы рассмотрим основные идеи, лежащие в рамках концепции,сделаем обзор ключевых элементов системы и некоторых готовых решений.

Что такое умный дом

Российское понятие «умный дом» и западное «smart house» – неравнозначные определения. В России в этот термин включаются системы управления мультимедиа устройствами (мультирум). В европейских странах мультирум и «умный дом» разделяются в соответствии с рыночными условиями.

История развития концепции умного дома

Началом развития концепции умного дома можно считать середину XX века. Именно тогда началась компьютерная эпоха, лежащая в основе системы. Тогда не было миниатюрным компонентов, выполняющих задачи, все модули были громоздкими, подключались к розеткам и работали с помощью перфокарт. Но выполнять задуманное они могли.

В 60х годах прошлого столетия Джеймс Сазерленд смог запрограммировать компьютер на включение приборов по определенному расписанию, связаться с датчиками слежения и сигнализации.

В 1978 году шотландская фирма Pico Electronics создала стандарт передачи информации, который является универсальным для домашней автоматизации. Компанией была реализована шина, которой производители могли оснастить бытовые приборы для автоматического управления. Подключалось все через розетки, дополнительно в комплектации были модули связи, пульты дистанционного управления, программы.

После создания единого стандарта началась эпоха экспериментов. Терминология «Умный дом» официально появилась в 1984 году от Американской ассоциации жилищно-строительных компаний. Далее к развитию системы присоединилась ассоциация электронной промышленности, которая помогла реализовать новый стандарт – CEBus.

Массово люди познакомились с умным домом благодаря фильму от компании Disney, в котором был показан компьютизированный дом. С нулевых годов массово стали появляться фирмы-производители. Настоящий прорыв совершила компания Apple, выпустив первый iPhone. С того времени возможности карманных компьютеров побудили инженеров произвести новые изобретения. К 2012 году в Америке было установлено свыше 1,5 миллионов систем домашнего управления.

Реальные задачи в системах умного дома

Умный дом включает в себя управление следующими системами:

  • отопление, вентиляция;
  • освещение;
  • электричество;
  • вода;
  • газ;
  • видеонаблюдение;
  • охранная и пожарная безопасность;
  • работа аудио- и видеооборудования;
  • мониторинг и управление системой с помощью мобильного приложения;
  • открытие и закрытие штор, окон;
  • полив растений, кормление животных.

Перед системой «умный дом» ставятся реальные задачи, помогающие сделать жилье более комфортным, безопасным и экономичным. К таким задачам относятся:

  • Предотвращение аварийных ситуаций. Соответствующие датчики помогают отключать электроэнергию, перекрывать газ или воду при обнаружении утечек, возгорания и задымления. В случае аварийной ситуации система сама уведомит хозяина жилья и специальные службы о возникновении поломки и риске опасности.
  • Обеспечение безопасности. Современные сигнализационные системы сообщают хозяину и охранной службе о попытке несанкционированного входа в дом. С помощью систем видеонаблюдения владелец сможет следить за происходящим даже на удаленном расстоянии. Также есть функция удаленного закрытия дверей.
  • Создание комфортной атмосферы, экономия. Автоматизированное управление освещением позволит не только включать свет по необходимости, но и сэкономит средства и электрическую энергию. Автоматическое регулирование микроклимата в квартире или доме также сделает пребывание в жилище более комфортным.

К преимуществам умного дома можно отнести:

  • экономию средств;
  • безопасность;
  • простоту управления и возможность удаленного контроля;
  • комфорт.

Структура системы умного дома

Система умного дома состоит из трех основных элементов:

  • датчики, которые принимают и анализируют ситуацию;
  • центральный контроллер, который обрабатывает полученные данные, принимает решение и посылает сигнал на прибор;
  • устройства, выполняющие полученную задачу.

Все компоненты соединяются между собой с помощью проводной или беспроводной связи. Организация связи с помощью проводов является более устарелой, но подобная система меньше подвержена неполадкам и перебоям. Существуют изготовители, которые реализуют системы на основе кабельной связи. Беспроводная связь может быть менее стабильной, она осуществляется посредством Wi-Fi, Bluetooth и других стандартов. Для корректной бесперебойной работы предлагаются решения на основе проводных и беспроводных приборов одновременно.

Датчики, видеокамеры и другие элементы

Условно датчики, которые используются в умном доме, можно разделить на две группы – отслеживающие движение и реагирующие на параметры среды.

Сенсоры, которые отслеживают движение, используются в охранных целях и реализации интеллектуальной подсветки. К отслеживающим сенсорам относятся:

  • Датчик движения – реализуется на технологии отслеживания изменения инфракрасного или ультразвукового поля. Используется для создания интеллектуального света.
  • Датчик присутствия – похож на датчик движения, но является более чувствительным к изменению параметров. Реализованы ИК, емкостные и индуктивные сенсоры.
  • Индикатор присутствия – еще более чувствительный компонент. Не используется в охранных целях, подходит для управления светильниками и бытовыми приборами.
  • Извещатель разбитого стекла – прибор, который срабатывает на звук при разрушении стекол. Используется для охранных целей.
  • Фотоэлектрический датчик – устанавливается в дверях, определяет, вошел или вышел человек из помещения. Удобно использовать в воротах, в которые въезжает автомобиль.
  • Лазерные датчики перемещения. Более профессиональное оборудование, не ошибаются и реагируют даже на небольшой предмет. Действуют на большие расстояния. Используется в целях охраны в музеях.
  • Камеры, микрофоны – позволяют хозяину дома отслеживать ситуацию даже на расстоянии.

Сенсоры, реагирующие на параметры окружающей среды, работают совместно с инженерными системами. К ним относятся:

  • Внешний температурный датчик – получает данные о температуре воздуха вне помещения.
  • Внутренний температурный датчик – считывает значение температуры в помещении. Помогает определять и поддерживать оптимальный режим.
  • Датчик утечки газа – устройство, помогающее защититься от утечки. При аварийной ситуации подает пронзительный сигнал и, если на вводе газа имеется запорный кран с клапаном, перекрывает поступление топлива в дом.
  • Противопожарный сенсор – может реагировать на превышение уровня дыма, высокую температуру.
  • Сенсор протечки – если происходит утечка воды, он подает сигнал и перекрывается клапан водопровода.
  • Датчик давления воды – контролирует уровень давления в трубе. В зависимости от изменения решает, нужно ли перекрытие воды.
  • Датчик сырости – показывает, что в доме имеется проблема с отопительной системой, открыты окна.
  • Датчик дождя – используется для полива участка. Работает совместно с метеостанцией и решает, нужен ли автополив.
Читать еще:  Кронштейны на опору освещения

Сенсоры являются обязательным рецептором умного дома. Без них работа системы невозможна.

Система управления и связи

В комплексе умного дома могут присутствовать следующие составляющие:

  • Система связи. К ним же относится телефонная связь и локальная сеть. Осуществляет передачу информации и взаимодействие всех элементов в умном доме.
  • Система управления. Она отвечает за работу всех устройств в помещении. Представляет собой интерфейс, который отображает все нужные данные о состоянии модулей системы. С помощью контрольного интерфейса можно самостоятельно запрограммировать различные сценарии действия – например, реагировать на голосовую инструкцию или информацию с датчика, включаться и выключаться по расписанию.
  • Осветительная система. Отвечает за контроль уровня освещенности в комнате. Система освещения позволяет существенно экономить на электроэнергии благодаря рациональному использованию естественной подсветки. Дополнительно может включать в себя различные подсистемы – например, датчики движения, включающие свет при нахождении человека в помещении, автоматическое открытие и закрытие жалюзи.
  • Система электрического питания. Реализует бесперебойную подачу электричества, в том числе при помощи автоматического переключения на альтернативные источники питания.
  • Система контроля над микроклиматом (HVAC). Сюда включаются отопление, вентиляция, кондиционирование. Отвечает за нормализацию температурного режима, уровня влажности. Существуют подсистемы с автоматическим открытием и закрытием окон для поступления свежего воздуха в помещение, управления кондиционером через сеть.
  • Система водоснабжения. Регулирует подачу воды, фильтрацию и чистку канализации.
  • Система безопасности. К ним относятся система видеонаблюдения, охранная сигнализация, системы контроля доступа в помещение. Использовать только один тип сенсоров для защиты дома небезопасно, так как мошенники могут их обойти. Для лучшей защиты применяется комплекс из различных датчиков.
  • Мультирум. Объединяет все аудио- и видеоустройства. Контролирует автоматическое включение и выключение радио, телевизоров, музыкальных центров.

Все системы, задействованные в технологии «умный дом» взаимосвязаны, при этом являются самостоятельными для автономной работы.

Системы Умный дом для квартиры

Реализовать систему «Умный дом» можно и в обычной квартире. Важным плюсом является компактность размеров, позволяющая сэкономить на прокладке проводов и отказ от некоторого оборудования. В квартире не требуется система, отслеживающая обстановку на улице, не нужно обслуживать системы уличного умного освещения. Проще будет и охранная система – в обычной квартире достаточно поставить датчики лишь около входной двери и на окна (по необходимости).

Особенности и примеры

В умной квартире в каждой комнате требуется свой набор сенсоров, которые будут анализировать полученные данные и производить нужное действие.

При входе в прихожую пользователь в первую очередь включает свет. Если установить датчик движения, необходимость искать выключатель на стене пропадет. На входной двери для безопасности можно установить интеллектуальный замок. Как только он будет открываться, хозяину придет сигнал о несанкционированном доступе. Также открыть дверь можно при помощи нажатия кнопки на смартфоне. Для безопасности также в коридоре можно установить систему видеонаблюдения.

На кухне, как и в прихожей, требуется автоматизировать осветительную систему. Но более важной задачей будет контроль над электроприборами, газом и водой. Требуется поставить датчики, которые будут сигнализировать об утечке газа или затоплении, а также пожарные сенсоры. Для удаленного управления бытовыми приборами можно использовать умные розетки.

В спальне должен быть контроль подсветки. Для лучшего засыпания освещение должно быть неярким, приглушенным. Для подъема можно автоматизировать систему поднятия жалюзи в установленное время. Температурные датчики в комнате помогут сделать помещение более комфортным, поддерживать необходимый режим и периодически проветривать спальню.

Ванную комнату также рекомендуется оснастить умными розетками. Из дополнительных функций можно установить систему с умным краном, благодаря которой ванна будет наполняться водой по команде.

Гостиная – место, где традиционно собирается вся семья и гости. Здесь можно ставить различные развлекательные системы – управление аудио- и видеооборудованием, включать разноцветную подсветку.

Умный дом для загородного дома

Для реализации «умного дома» в коттедже или частном доме потребуется больше оборудования и, соответственно, больше вложений. Помимо самого здания требуется контролировать дворовую территорию.

Особенности и примеры

Автоматизация света в загородном коттедже – обязательный этап. Здесь устанавливаются датчики освещенности, сенсоры движения и перемещения. Освещение программируется в разной комнате по своему, в зависимости от предназначения.

Система контроля микроклимата на даче состоит из внешнего и внутреннего термометра, метеостанции, датчика влажности. Все эти компоненты анализируют полученную информацию и принимают решение по поддержке оптимального климата. Так, например, для крепкого сна система будет поддерживать температуру в 17-18 градусов в заранее запрограммированное время. В дневные часы показатель температуры будет поддерживаться на уровне 22 градусов.

Отопительная система для коттеджа является более сложной, чем для квартиры. В загородном доме требуется установить котел для отопления. Его можно запрограммировать на включение и выключение. Это удобно, если в доме люди живут не круглый год, а только приезжают на время. Можно заранее включить обогрев к приезду.

Канализационная система не даст замерзнуть даже в мильные морозы. Это поможет исключить множество проблем.

Охранная система. В доме охранными датчиками должны быть оборудованы все входные двери, окна, ворота, гаражи и сараи. Внутренние камеры запишут все действия, совершенные в отсутствии хозяина, а сенсоры среагируют на попытку взлома. Интеллектуальная система может сымитировать присутствие человека в доме – будет включаться/отключаться свет, телевизоры, музыка.

Автоматизация двора также нужна. Газон требует систематического полива, для этого можно поставить интеллектуальную систему. Она будет включаться либо по заранее установленному графику, либо в зависимости от температуры окружающей среды. Дополнительно можно поставить подогрев газона – он не даст накапливаться снегу на поверхности.

Автоматизация уличного освещения может реализоваться с помощью датчиков освещенности, движения. Свет может включаться по таймеру в виде оригинальной иллюминации – по периметру участка или подсвечивая определенные постройки.

Обогрев крыши не допустит скопления снега и образования сосулек. Дополнительно установленные ветряки могут преобразовывать ветряную энергию в электрическую, что поможет существенно сэкономить.

Заключение

Подводя итог нашему разговору, надо заметить, что концепция Умного дома – достаточно большая и сложная тема, чтобы осветить ее в рамках одной статьи. Уже сегодня можно без труда купить для своей квартиры устройства, называющимися системами умного дома. Но в большинстве своем они решают какие-то отдельные задачи, создавая определенный уровень комфорта в тех или иных ситуациях. Многие компоненты умного дома можно создать с помощью Arduino и совместимых с этой технологией платформ.

Между тем, “Умный дом”, безусловно, будет развиваться и дальше и в будущем нас ждет много интересных новинок и тем для материалов!

Что такое система умный дом и пример её реализации

Принято считать, что концепция «Умного дома» (от английского smart house) берет свое начало в середине прошлого века, но из-за высокой стоимости реализации подобные проекты не получили широкого распространения. Ситуация в корне изменилась с развитием электроники и в настоящее время такие системы хоть все еще не внедряются повсеместно, но уже и не воспринимаются как диковинка. Предлагаем рассмотреть, что представляет собой «Умный дом», его круг задач, а также возможность самостоятельной реализации такого проекта.

Что такое система «Умный дом»?

Под данным термином подразумевается программно-аппаратный комплекс, позволяющий автоматизировать и упростить управление различными системами, а также другим оборудованием дома или квартиры.

В качестве примера приведем функции, которые могут быть возложены на «Smart house» (далее SH):

Управление системой освещения, например:

  • включать свет по сигналу датчика движения;
  • имитация присутствия хозяев (периодически зажигается свет в разных комнатах);
  • изменение различных вариантов подсветки интерьера;
  • дистанционное управление светом при помощи планшета или смартфона и т.д.

Вариант функционального набора охранной системы:

  • получение SMS сообщений в случае включения, отключения и срабатывания системы;
  • отправка MMS сообщений с видеокамер при поступлении сигналов от датчиков движения;
  • возможность просмотра видеозаписи через Интернет и т.д.

  • поддержка температуры на заданном уровне, с возможностью его установки дистанционно (например, при помощи смартфона);
  • установка режима максимальной экономии при отсутствии хозяев и т.д.

Удаленное управление системами освещения, охраны, видеонаблюдения и климат-контроля

Это далеко не полный функциональный набор, он может быть расширен в зависимости от пожеланий и финансовых возможностей. Благодаря развитию беспроводных технологий масштабируемость системы не требует капитального ремонта.

Какие минусы имеет «Умный Дом»:

  • Любая электроника не застрахована от сбоев или зависаний. Нужно быть готовым к тому, что в любой момент понадобится перенастройка отдельных электронных систем и компонентов вручную;
  • Дороговизна. На рынке России и СНГ производители продают системы по минимальной цене от 2000 долларов до 5000, в зависимости от «начинки» и пожеланий заказчика.

Как сделать дом «Умным»?

В идеале реализация подобных решений должна вестись на этапе строительства, но такой вариант ввиду разных причин не популярен среди застройщиков. В результате остается два способа автоматизации:

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

В первом случае заказчик получает готовое решение, под ключ. Во втором, стоимость реализации можно существенно сократить, если не на порядок, то в несколько раз, особенно если использовать для этой цели платформу Ардуино (о ней мы расскажем немного ниже). Необходимо предупредить, для реализации проекта потребуются навыки программирования, но разработчики постарались максимально упростить эту задачу.

Кратко о платформе

Основа платформы это плата с микроконтроллером (далее МК) и электронным обвесом к нему. К контролеру выпускается множество различных датчиков и плат расширения с теми или иными функциями.

Обозначение:

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

Особенность платформы заключается в том, что процесс программирования МК максимально упрощен. Прошивка при помощи встроенной программы-загрузчика через имеющийся на плате порт USB. На случай случайного «затирания» этой программы предусмотрена возможность перепрошивки стандартными программаторами.

Для программирования используется бесплатная оболочка (Arduino IDE), совместимая с наиболее распространенными операционными системами (Windows, Linux, Mac OS). В эту оболочку входит текстовый редактор для написания программ, компилятор и библиотеки. В качестве базового языка программирования используется упрощенный вариант С++. Более полную информацию о программировании МК можно получить на сайте разработчика и тематических форумах. В этих же источниках можно узнать все о визуализации управления системой.

Читать еще:  Программа тренировок в домашних условиях

Оболочка для программирования Ардуино

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

Примеры плат расширения и датчиков

Приведем краткое описание шилдов, которые могут понадобиться при разработке собственного проекта SH.

Модуль для подключения к локальной сети или интернет по стандартному протоколу TCP/IP. В качестве основного элемента используется контроллер ENC28J60. Данное устройство позволяет организовать визуализированное управление системой с веб-сайта.

Подключение сетевого модуля к Ардуино

Модуль GPRS/GSM SIM900 позволяет осуществлять управление системой при помощи обмена данными через сеть любого мобильного оператора. Для подключения к сети используется стандартная SIM карта. Имеется возможность отправки SMS и ММС сообщений, в библиотеке модуля реализована поддержка других функций.

Подключение GPRS/GSM модуля

Реле электромеханического действия на 10 А 250 В, может использоваться для управления освещением или другой соответствующей нагрузкой. При подключении питания включается светодиод красного цвета, если реле срабатывает, то дополнительно загорается зеленый индикатор. Сигнал можно подавать от любого цифрового выхода МК.

Подключение реле модуля SRD-5VDC-SL-C

К сожалению, при максимальной нагрузке или близкой к ней у электромеханических реле, через несколько недель работы могут начать залипать контакты, поэтому для управления работой электрокотлов системы отопления они не подходят. Но не стоит расстраиваться, для платформы Ардуино можно найти модули на все случаи жизни, в данной ситуации решить проблему можно при помощи твердотельного реле, например SSR-25DA.

Подключение SSR реле к Ardunio

Обозначения:

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

Обратим внимание, что данный модуль реализован на симисторе, а для его стабильной работы требуется отвод тепла, поэтому рекомендуем вместе с модулем приобрести и штатный радиатор.

Датчики

Теперь рассмотрим несколько типов датчиков, которые также могут быть полезны для проекта, начнем с ИК устройства HC-SR501, фиксирующего движения.

Внешний вид датчика движений HC-SR501 и его распиновка

Обозначения:

  1. Питание от источника в диапазоне 5-12 В (можно подключить к +5 В на плате контроллера).
  2. Сигнал, исходящий от датчика (подключается к любому цифровому входу МК)
  3. GND соединяется с соответствующим контактом базовой платы.
  4. Время задержки (удержание логической единицы на выходе) – от 5 до 300 сек.
  5. Чувствительность датчика (можно установить от 3 до 7 метров).
  6. Переключатель в режим «Н» (при серии срабатываний устанавливается логическая единица).
  7. Установка режима «L» (при активации посылается одиночный импульс).

Не менее полезным будет цифровой температурный датчик DS18B20 (изготавливается в герметичном и обычном исполнении). Их особенность заключается в том, что устройства не требуют калибровки и каждое из них имеет собственный уникальный идентификатор. То есть, датчик передает данные температуры и свой уникальный номер. Благодаря этому на один шлейф можно установить несколько датчиков и программно обрабатывать поступающую информацию. Ограничение длины сигнальных проводов – 50 метров.

Пример подключения нескольких цифровых температурных датчиков

Завершая тему датчиков, приведем модуль для измерения влажности, он может быть использован в качестве сигнализатора протечки воды или для организации полива комнатных или тепличных растений.

Датчик FC-37

Обозначения:

  1. Цифровой выход, подключается к любому соответствующему разъему на базовой плате МК. Сигнализирует о влажности, соответствующей порогу срабатывания.
  2. Аналоговый выход, информирует о текущей влажности.
  3. GND
  4. Питание +5 В.
  5. Управление порогом чувствительности.

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

Закончив с обзором оборудования, перейдем к проектированию системы управления и автоматизации, начать необходимо с постановки задачи.

Определение начальных условий

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

  • Тамбур.
  • Прихожая.
  • Туалет, совмещенный с ванной комнатой.
  • Кухня.
  • Жилая комната.

Задача: автоматизировать управление освещением, бойлером и системой вентиляции.

Поставим задачи для каждой из зон.

Тамбур

В данном случае можно автоматически включать свет при приближении к входной двери. То есть, потребуется датчик движения. При этом необходимо учитывать уровень освещенности, соответственно, автоматика должна срабатывать только в темное время суток. Для этого понадобиться датчик GY302 или аналогичный (в обзоре мы не приводили его, но найти описание не составит проблем). Включение и выключение лампочки (через заданное в программе время) можно доверить твердотельному маломощному реле, например G3MB-202P, рассчитанному на ток нагрузки 2 А.

Прихожая

Управление освещением в данной зоне можно организовать по тому же принципу, что и в тамбуре. Можно добавить включение света при открытии входной двери. В качестве датчика подойдет типовой дверной геркон.

Туалет и ванная комната

Включение бойлера можно связать с наличием в квартире хозяев. Если никого нет, автоматика принудительно отключает нагреватель воды при помощи модуля SSR-25DA. Отслеживать температуру нагрева нет смысла, поскольку данные устройства самостоятельно отключаются при достижении заданного порога. Свет и вытяжка должны включаться автоматически при входе человека в эту зону, и отключаться через определенное время, если не обнаруживается движение.

Автоматизация кухни

Управление освещением данной зоны можно оставить ручным, но дублировать его автоматикой, отключающей свет, если движение не обнаруживается длительное время. При работе электро или газовой плиты должна включаться вытяжка и отключаться через некоторое время после приготовления пищи. Управлять работой вытяжки можно при помощи термодатчика, фиксирующего повышение температуры при включении плиты.

Жилая комната

В данном помещении управлять освещением лучше вручную, но можно реализовать возможность автоматического отключения света при достаточном уровне освещенности.

Приведенный пример довольно условный, поскольку алгоритм работы Умного дома каждый разрабатывает в зависимости от личных предпочтений.

Особенности терморегуляции

В заключение дадим несколько рекомендаций по управлению отоплением. Следует учитывать большую инерционность данной системы. Велика вероятность того, что управление посредством простого включения и отключения отопления, в соответствии с заданным температурным диапазоном, могут создать довольно дискомфортные условия. В данном случае следует использовать алгоритм PID-регуляции, в сети доступна библиотека с его реализацией для Ардуино.

Не вдаваясь в подробности можно описать работу данного алгоритма следующим образом:

  • Производится анализ между необходимой и текущей температурой в помещении, и по результату устанавливается определенная мощность отопительной системы.
  • Производится учет постоянных теплопотерь. Они могут зависеть от уличной температуры или других факторов. Поэтому при достижении заданной температуры, отопление не отключается полностью, а снижается до уровня необходимого для компенсации теплопотери.
  • Последний фактор, влияющий на работу алгоритма, учитывает инерционность системы отопления, что не допускает выход температуры за установленный диапазон.

Умный дом (Smart House)

Что такое Умный дом?

Стремительное развитие современных технологий за последние годы охватило почти все сферы нашей жизни. Не стала исключением и индустрия строительства частного жилья, где все чаще мы можем услышать такое понятие как «умный дом».

И если раньше это казалось, чем-то из раздела фантастики или показателем «сказочного» богатства и шика, то сейчас такая система становится реально доступной.

Система «умный дом» (Smart House) — это целая сеть, множество приборов и приспособлений, которые взаимодействуют между собой и управляются дистанционно, либо при помощи тайминговых программ.

При эксплуатации и работе этой системы, в вашем доме обеспечивается безопасность и комфорт, а также, что немаловажно в настоящее время, контроль за использованием энергоресурсов и оптимизация их расходов.

Современная система «умный дом», которая с каждым годом становится все доступнее, а также совершенствуется, стала незаменимым помощником хозяину дома. Она позволяет забыть о мелких повседневных делах, оставляя больше времени для приятного общения с семьей.

Технологии и оборудование

«Умное» освещение. Не секрет, что для комфорта и уюта в доме, а также для создания определенного стиля интерьера, большую роль на себя берет именно освещение.

Вся электросеть «умного дома» интегрируется в единую систему управления, что дает огромные возможности эффективно использовать электричество, а также полную автоматизацию процесса.

Например: свет сам включается, как только вы переступили порог своего дома. А когда вы поднимаетесь по лестнице, ваш путь освещают множество мелких лампочек, загорающихся по мере вашего приближения. Таких вариантов может быть тысячи и они строго индивидуальны в каждом доме и каждой семье.

Отопление. Независимо от вида системы, которой вы обогреваете свое жилье (газовое или электрическое), теплый пол, ее также можно объединить в «умную».

Теперь вы сможете не только регулировать температуру в каждом помещении отдельно, но даже сможете делать это дистанционно, отправив соответствующую команду с компьютера или смартфона.

Это позволяет заметно экономить средства, так как при долгом вашем отсутствии возможно уменьшать температуру, и сделать ее комфортной к вашему возвращению домой.

В случае поломки системы или утечки газа, система автоматически блокирует работу и предупреждает вас об этом доступным способом.

Мультирум. В последние годы нас окружает все больше электроприборов разного предназначения и функционала, но все они созданы с единственной целью: облегчить наш быт и сделать его более комфортным. Неужели их можно сделать еще «умнее»?

Оказывается, что с данной системой открываются новые возможности у всех электроприборов в доме.

Горячий кофе и разогретый завтрак будут ожидать вас к моменту, когда прозвенит утренний будильник; как только вы зайдете в дом, включится любимая радиоволна, вы не пропустите телепередачу, которую ждете… И таких вариантов может быть множество.

Обеспечение безопасности в доме. Для любого дома существует несколько угроз, которые можно предотвратить надежной защитой.

Умный дом следит за безопасностью не только защищая дом от преступников, но также от стихийных бедствий и форс-мажорных обстоятельств внутри помещений: видеонаблюдение как снаружи, так и в самом помещении, датчики движения, противопожарная сигнализация, датчики дыма, воды, газа и т.д.

Причем при надобности, система сама примет меры по ликвидации опасности или вызовет соответствующие службы.

«Умный дом», по своей сути, является модульной системой, поэтому он создается индивидуально с каждым заказчиком и с любым набором функций, которые, впоследствии легко добавляются. Оптимальные решения подбираются под любые финансовые возможности заказчика, что является большим плюсом данной системы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector