Иметь дом за городом – мечта каждого. Поэтому каждая семья, имея финансовые возможности, старается приобрести или построить жилье, которое бы соответствовало современным стандартам проживания. В последнее время огромной популярностью пользуются проекты «умный дом». Они не только позволяют грамотно распланировать пространство, но и гарантируют владельцам максимальный комфорт и удобство.
«Умный дом» представляет собой жилье будущего, в котором работа и контроль всех систем осуществляется автоматизировано, обеспечивая помещение высоким уровнем безопасности и всеми необходимыми условиями для проживания.
В таких домах полностью исключены трудозатраты на управление, так как установка температурного режима, освещения и прочего выполняется не вручную.
Помимо этого, здание оборудуется специальными мониторами с датчиками, которые могут заранее определить потенциальные угрозы как для собственных систем, так и самих жильцов.
При перебоях в электропитании, неисправностях в работе отопления, задымлении и несанкционированном проникновении установка мгновенно оповещает хозяев и самостоятельно устраняет проблемы.
Главным преимуществом умного дома считается то, что его гибкие системы управления позволяют существенно экономить затраты энергоресурсов, так как при отсутствии жильцов все приборы включаются на экономичный режим.
Благодаря заложенным программам такая установка исправно выполнит все поручения хозяев, часто предсказывая их самостоятельно. Поэтому можно сказать, что после монтажа подобного новшества в жилье появляется «нештатный дворецкий».
Единственный минус установки – высокая цена, но она себя со временем оправдывает.
Чтобы сделать загородный дом максимально комфортным, многие владельцы устанавливают систему «умный дом», которая помогает не только экономить ресурсы энергии, но и драгоценное время, выполняя автоматизированное управление всеми коммуникациями и развлекательными центрами. В зависимости от того, какие функции и возможности имеются в установке, ее подразделяют на несколько видов.
Состоит из выключателей, датчиков и устройства контроля климатом. Все оборудование управляется при помощи проводной панели, на которую поступают сигналы. Она располагается в главном щите и к ней подводятся кабели. К достоинствам проводной установки относят высокую надежность, а также большую скорость клика.
После нажатия кнопки происходит запуск программы без задержки, что избавляет жильцов от долгого ожидания, сценарии при правильном монтаже не «подвисают». Кроме этого, управляющие элементы характеризуются красивым дизайном. Они, как правило, оснащены «умными» выключателями и разнообразными системами интеграции.
Благодаря проводному «умному дому» намного проще настраивать температурный режим в комнатах, а также управлять видео- и аудиорумом.
Он служит долгий срок, так как в устройствах отсутствуют батарейки, требующие постоянной замены. Выключатели в данном случае используются пожаробезопасные и слаботочные.
Чтобы система работала надежно, перед ее монтажом необходимо заранее подобрать место расположения панели и туда вывести кабели.
Если загородный дом построен из дерева, то хозяевам нужно предварительно согласовать проект и подготовить место под электропроводку.
Проводное устройство также рекомендуется устанавливать в процессе ремонта жилья, когда еще проводка не сделана по классической схеме. В готовом здании это сделать будет проблематично.
Для монтажа обычно используют большой щит размером в ширину до 60 см и в высоту до 150 см.
Установочные работы лучше всего осуществлять при помощи опытных специалистов, так как оборудование стоит дорого и малейшая ошибка может повлечь целый ряд неприятностей.
В отличие от предыдущего варианта, в этой системе исполнительный сигнал передается к работающим устройствам не по проводке, а по выделенному радиоканалу. Это позволяет значительно сэкономить на электропроводке и инсталляции.
Такие установки можно размещать в домах с законченным ремонтом и обычной схемой проводки. Благодаря тому, что каждый выключатель «беспроводной», появляется возможность выставлять разные световые эффекты, предварительно программируя функциональные клавиши.
Монтаж этих систем не требует подготовки проекта, поэтому идеально подходит для деревянных построек, да и цена его вполне доступная.
Беспроводной «умный дом», работающий от радиоканала, напрямую зависит от качества связи, поэтому различные помехи от телефонов и электроприборов могут негативно сказаться на его функциональности.
Помимо этого, качество радиосвязи также зависит от строительного материала стен, и если проводка слишком разбросана по стенам, то уровень сигнала будет минимальным.
В том случае, когда система управляется на батарейках, то их следует регулярно менять, иначе в самый неподходящий момент что-то может не сработать.
Некоторые беспроводные системы состоят из радиоаппаратуры, которая питается от переменного электричества, поэтому для них нужно прокладывать нулевой провод. Чтобы избежать проблем с монтажом такой установки, рекомендуется сразу закладывать дополнительно нулевой провод под выключатель.
Его ставят в коробку. Минусом устройства считается и то, что в нем трудно наладить стабильную функциональность, так как в доме придется управлять не только обогревом полов и освещением. Кроме этого, безопасность установки низкая и «хакеры», прилагая сигнал внешней связи, могут быстро ее вывести из строя.
Ее принцип работы основан на режимах программирования, которые поступают из единого логического модуля. Как правило, устройство представлено контроллером, имеющим много выходов. В контроллер предварительно загружают уникальную программу, отвечающую за управление коммуникационными системами и исполнительными устройствами.
Благодаря таким технологиям удается применять огромный выбор сложных сценариев и любого оборудования. К преимуществам устройства можно отнести возможность контроля в одном окне, создание сложных задач, учитывая состояние владельцев дома, время суток и лунный цикл.
Помимо этого, к системе возможно подключить любой вид оборудования.
Что же касается недостатков, то они тоже имеются.
В первую очередь, такой централизованный «умный дом» полностью зависит от человеческого фактора, потому что он работает по программе, написанной программистом, и если с ним будет утерян контакт, то понадобится полностью перепрограммировать всю систему. Во-вторых, при монтаже следует устанавливать качественный контроллер, иначе при выходе из строя он может остановить всю систему. В третьих – это высокая стоимость.
Работа «умного дома» в данном случае построена на использовании микропроцессора с энергонезависимой платой. Поэтому данные системы считаются самыми надежными и при неисправности даже одного оборудования вся система будет полноценно продолжать свое функционирование.
Установка проста в обслуживании, и если имеется необходимость в создании нового сценария, то для этого просто применяют дополнительный логический блок.
На сегодняшний день в продаже можно встретить много децентрализованных систем, отличающихся между собой функционалом и дизайном.
В отличие от предыдущих вариантов, при монтаже установки в щит закладывают много устройств, поэтому рекомендуется отдавать предпочтение хорошо проверенным производителям, иначе в дальнейшем можно столкнуться с их выходом из строя.
До того как установить в своем загородном жилье систему «умный дом», необходимо создать правильный проект и приобрести все необходимые устройства.
В зависимости от личных предпочтений комплект оборудования может быть различным, при этом минимальный набор должен состоять из:
- сенсорной системы;
- регулировки, с помощью которой техника и освещение будет включаться и выключаться;
- мониторов, где будет происходить видеонаблюдение;
- сигнализации;
- контроллера;
- программы-приложения для смартфонов, содержащей необходимые гаджеты;
- облачных сетевых каналов, упрощающих подключение и управление приборами.
Установка «умного дома» вполне доступна своими руками, но так как монтаж и технология требуют правильного исполнения, то лучше всего обратиться за помощью к специалистам. Подрядная организация начнет с определения особенностей объекта, потом предложит самый подходящий проект. После проектирования составится смета, в которую будут включены устройства управления и схема системы.
Если же хозяин дома уверен в своих способностях и сможет сделать монтаж самостоятельно, то ему необходимо выполнить следующие этапы.
- До начала ремонтных работ в жилье следует проложить сеть кабелей и установить серверный шкаф, стойки под него и все закрыть монтажными коробками. В техническом помещении нужно разместить оборудование для электрического снабжения, выключатель, и подключить автоматику к модулям.
- После того как ремонт помещений завершен, можно установить акустические колонки и систему управления, подсоединяя сенсорные панели. Далее следует осуществить тестовую настройку системы.
- Завершающим этапом станет окончательная настройка техники и проведение испытательных работ, после чего установка вводится в эксплуатацию. При правильном выполнении проектирования и монтажа система «умный дом» начнет эффективно функционировать и наполнит интерьер жилья гармонией и комфортом. Чтобы ее надежно спрятать от посторонних глаз, еще на стадии отделки комнаты понадобится умело скрыть вспомогательное оборудование и проводку.
Из вышеописанного можно сделать вывод, что установка «умного дома» трудоемкая, так как большая часть времени отводится на создание проекта и монтаж оборудования. При этом скорость работы зависит от количества установок, материала стен и площади жилья. Обычно весь процесс занимает до двух недель, включая сценарное программирование.
Обычно в современных городских квартирах и домах за городом используются системы очищения, кондиционирования воздуха, освещения, а также устанавливается охранная сигнализация и видеоаудиотехника.
Поэтому оборудуя свое жилье под «умный дом», у его владельцев появляется уникальная возможность удобно управлять всем этим «оркестром».
Чтобы автоматизация происходила быстро и без сбоев, такую установку подразделяют на подсистемы: безопасность, климат-контроль, освещение, мультирум и домашний кинотеатр. Каждая из них характеризуется своим видом управления.
Группы или отдельные светильники могут работать в разном режиме, для этого им задается свой уровень освещенности.
Контроль осуществляется при помощи пультов, дистанционно имеется возможность задавать иллюзионные сценарии нахождения хозяев в квартире.
Управление всеми источниками освещения выполняется единым пультом, при этом можно дополнительно задавать дату, время или определенное событие. Аналогично настраивается и яркость приборов, автоматическое выключение ламп при выходе из помещения.
Данная система контролирует приборы, обеспечивающие обогрев, кондиционирование, очищение и вентиляцию воздуха. Благодаря выставленным настройкам техника работает слаженно в заданном режиме.
Кроме этого, в некоторых проектах предусмотрено и дистанционное управление климатом, благодаря чему комфортная температура устанавливается до прихода владельцев дома. Вся техника контролируется с единого пульта, где можно управлять отоплением в зависимости от даты, времени и сезона.
В помещениях также дополнительно размещаются датчики влажности и температуры, которые срабатывают в определенное время и регулируют климат.
Система «Умный дом» своими руками
Пару недель назад в нашем чате появилось вот такое сообщение:
А еще чуть позже — вот такое:
Автор сообщений — Женя, программист, руководитель отдела обучения и электронщик.
В 5 лет он заметил, что если вырвать из магнитофона моторчик, подключить к нему лампочку и начать его крутить, то лампочка будет гореть.
В шесть — что если у моторчика поменять полярность подключения, он будет крутиться в другую сторону. В 18 поступил на Измерительные инновационные технологии в Политех. А в 24 пришел работать в «Сибирикс».
Читайте также: Ремонт душевой кабины: как починить популярные поломки душ-кабины своими руками
Это к тому, что цель всей затеи — не Умный дом и метеостанция как таковые. Цель — почесать руки (потому что чешутся) и не дать им окислиться (потому что из золотого сплава).
Так что все, кто недоумевает, зачем тратить время, когда можно просто купить такие девайсы — идите лесом-DNCом.
А тем, кому интересна тема DIY-электроники (или DIY-электронщиков, что тоже не зазорно), можно скроллить дальше.
Мне кажется, что у любого человека должно быть какое-то хобби, помимо работы. Что-то делать своими руками. Это хорошая эмоциональная разгрузка (главное, чтобы не превращалось в рутину — на работе, пусть даже такой разнообразной и интересной, как программирование — рутина практически неизбежна, а в хобби — вполне себе да). Самое интересное — симбиоз, когда твоё хобби становится полезным и востребованным для дела.
— Владимир Завертайлов, руководитель Студии «Сибирикс»
Arduino
Первую версию Умного дома Женя сделал два с половиной года назад на arduino.
Arduino — небольшая плата с микроконтроллером, памятью и контактами, к которым можно подключать лампочки, моторы, датчики и вообще все, что работает от электричества.
Пишешь программу на C++, загружаешь ее в память микроконтроллера arduino — и она управляет всеми подключенными устройствами.
Так создаются классные гаджеты — система полива дачного участка, например, или робот, который приносит вам тапочки.
Первая тема, которую Женя сделал на arduino — это игрушка. Два сенсора, два участника. Каждый держит руку над своим сенсором. Когда игрушка пикнет, нужно резко убрать руку. Игрушка измеряет время реакции до 100-х секунд и говорит, кто тут чемпион. Рубились с женой. Удобно — кто проиграл, тот моет посуду).
Когда с arduino все стало понятно, Женя решил, конечно, делать Умный дом (электронщик же).
Подключил к arduino охранную систему (датчик движения и датчик открытия двери) и термометр (датчик температуры и влажности DHT11) и остался недоволен.
Связь между всеми устройствами была по радиоканалу на 433 МГц и оказалась нестабильной. Женя боролся с радиосигналами месяца 2, а потом решил не бороться, а переделать сервер умного дома на Raspberry Pi.
Raspberry Pi
Raspberry Pi — это уже полноценный компьютер. Да, одноплатный. Да, размером с кредитную карту. Да, сильно уступает по мощностям современным большим компьютерам. Но на нем может быть запущена операционная система Linux.
Это значит, можно перейти с С++ на более высокие языки — java script, php. А это уже родные для Жени языки.
Но главное — Raspberry Pi позволяет уйти от 433 радиосигнала и перейти ко всем известному и горячо любимому wi-fi, который работает стабильно.
Дизайн
Обычно ты или электронщик, или дизайнер. Женя, как мы помним, определился с этим еще в 5 лет, поэтому с дизайном были траблы. Но недолго. Потому что скоро он подошел к гендиректору «Сибирикс» и попросил помочь. Через месяц у него уже был отрисован интерфейс Умного дома нашим дизайнером.
Система
Систему Женя написал за 4 месяца. Работал примерно по 2,5 часа в день. Полтора часа до работы (специально вставал пораньше, потому что вечером — сын, домашние дела, игра в «Цивилизацию» с женой) и час во время обеда на работе.
Идея была, чтобы система неограниченно масштабировалась. Это сейчас он парень простой и ему в умном доме нужен только базовый функционал (метеостанция, охранная система, видеонаблюдение).
Но если завтра ему надоест нажимать на кнопочки и выключатели и он захочет, чтобы освещение само следовало за ним, плита включалась по хлопку, а автоматические жалюзи на окнах закрывались при солнце, у него должна быть возможность прикрутить весь этот функционал.
Поэтому система организована таким образом: создаешь папку в Умном доме с модулем, описываешь его работу и она легко интегрируется в систему. Сейчас там 9 модулей. Есть модули физические (те, которые имеют физическое устройство), а есть логические (те, которые нужны для работы системы).
Функционал
Метеостанция
Для метеостанции Женя взял 4 главных параметра, которые позволяют понять, умрешь ты или нет (температура, влажность, атмосферное давление, концентрация углекислого газа в воздухе).
Создание метеостанции проспонсировал гендиректор студии на том условии, что Женя сделает еще одну такую в студию (уже сделал).
У нас она по wi-fi подключается не к Умному дому, а к заббиксу, системе мониторинга серверов, которая мониторит разные параметры, от температуры жестких дисков до нагрузки на сеть, и выводит это все в виде красивых графиков. Теперь там есть еще и график температуры в офисе.
Датчик CO2 мы планировали подключить к нашему Zabbix, вывести на плазму и мониторить атмосферу. Первые же эксперименты показали, что приточку горе-винтеляционщики нам смонтировали так себе. Воспользовавшись электронным эндоскопом, мы выяснили, что приток шел через маленькую щелку в сайдинге здания (оно относительно новое). Ругаясь матерными словами, мы подогнали вышку и перемонтировали все по-человечески. Теперь утром датчик показывает CO2 в районе 500, к обеду поднимается до 800, что, в общем-то, нормально.
— Владимир Завертайлов, руководитель Студии «Сибирикс»
Видеонаблюдение
Когда на Женин дом установили камеры видеонаблюдения, которые можно отслеживать через приложение для телефона, оказалось, что они сделаны на очень популярном сервисе — макроскоп, и у них есть api-доступ. Женя подключил камеры видеонаблюдения в свой Умный дом. Забавно, что в Умном доме они работает лучше, чем в приложении. Приложение тупит дико. А в Умном доме камеры открываются влет.
Охрана
Тот, кто последним уходит из дома, нажимает на кнопочку, и система встает на охрану. Когда кто-то приходит, датчик движения это понимает система начинает пикать, типа деактивируйте охрану или я сейчас заору. Чтобы деактивировать охрану, нужно приложить свой электронный ключ, система распознает его и успокоится.
Здесь содержатся реакции системы на какое-либо событие. Реакции задаются с компа.
Корпус
Корпус — это та вещь, которая разрабатывалась 5 часов, а печаталась 28 часов. Печаталась на стареньком домашнем 3d-принтере. Для справки — если печать длится порядка 4 часов, это уже считается долго. А тут — 28. На нижнюю часть корпуса ушло 16 часов. На верхнюю — 6.
Это вечеринка на целый день — запускаешь 3d-принтер и он печатает, прерывать нельзя. Если свет, допустим, отключится на 98% печати, значит, ты 15 часов пластика просто выкидываешь. Такого, к счастью, не случилось. Случилось другое: из-за недочета в проектировании (слишком тонкие стенки в фигурном отверстии под динамик) крышку пришлось перепечатать.
То есть, суммарно печать заняла примерно 28 часов. Ушла почти вся катушка пластика.
Голос
Speech-to-text
Система умеет говорить и понимает, что ты ей говоришь. Нажимаешь кнопочку, говоришь фразу, и она конвертирует ее в текст. Преобразование голоса в текст — дико сложная задача. Гугл умеет это делать, но за деньги. А первое правило DIY-проекта — никаких абонентских плат.
Как оказалось, в последних версиях хрома есть встроенный инструмент «Распознавание голоса». Единственный нюанс в том, что соединение должно быть либо https, либо localhost.
Умный дом — как раз такая система: клиент и сервер находятся на одной машине, так что удалось подключиться по localhost.
Реакция на команды
Второй сервис называется dialogflow. Фишка в том, что ты задаешь шаблон фразы, например: «Какая погода завтра?» и указываешь, что слово «завтра» — это переменная типа date.
И теперь уже ты можешь задать любой вопрос: «Какая погода 20 сентября?», «Какая погода послезавтра?», «Какая погода через 3 дня?» и система понимает, что это тип данных — date, конвертирует его в программную дату и реагирует на нее. Вся эта тема — на нейросетях, и она обучаема.
Если ты сказал «Какая будет погодка сегодня?» и система не поняла, она говорит «Я не поняла», и ты заходишь на сервер и прям руками обучаешь ее, что вот эта фраза означает «Какая погода?», и она запоминает.
Обучение нейросети происходит по доступу: при регистрации на сервисе выдаются ключи доступа к api, доступ к личному кабинету агента, можно этого агента обучать и можно дать право кому-то на его использование.
В dialogflow есть еще одна классная тема — микродиалоги. Задаешь вопрос, например, «Как твои дела?» и задаешь паттерны ответов на него: «Пока не родила», «Все в шоколаде, даже дисплей», «У нас делишки, а дела у прокурора», «Ой, всё» — и система каждый раз будет рандомно выбирать из этих вариантов ответ на этот вопрос.
Получается, сервис передает в Умный дом сам триггер, который должен быть выполнен и возможную фразу для ответа, Дом ловит эту фразу и дальше задача наоборот: tts, то есть text to speech.
Text-to-speech
Составляющие элементы системы умный дом, их назначение и принцип работы
Сегодня существует множество элементов системы управления электричеством – разнообразные виды реле для бытовых электросетей, 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 современные домашние локальные компьютерные сети); 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 EIBKNX, использует в качестве передачи данных компьютерные сети, радиоканалы, силовые электрические сети.
Читайте также: Энергосберегающие системы отопления: как можно сэкономить?
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
«Умный Дом» инструкция для чайников, с чего начать?
«Умный дом» — широко известная за рубежом современная система автоматизации, призванная сделать жизнь человека максимально комфортной. Она может кардинальным образом изменить управление домом — от контроля температуры в комнатах и уровня их освещения до управления безопасностью дома и всей семьи.
Установка «Умного Дома» значительно повышает эффективность и долговечность работы инженерных систем, снижает потребление энергоресурсов, создает простое в управлении комфортное пространство. Чудо техники, одним словом!
«Умный Дом»: что нужно знать новичку
Комплекс «Умный дом» представляет собой своеобразный паззл, который требует правильной сборки. Чтобы решить задачу самостоятельно, необходимо иметь некоторые знания и навыки (о чем мы уже говорили ранее):
- Знакомство с электрикой, как минимум с ее базовыми понятиями. Опыт монтажа электроприборов, знание техники безопасности, навыки выполнения соединений кабеля.
- Знание основных принципов выстраивания автоматических систем.
- Навыки программирования операционной системы, необходимые для создания управляющего интерфейса.
Помимо этого нужно четко понимать все алгоритмы, по которым функционирует будущая система, и хорошо разбираться в установленном оборудовании.
Технологии и оборудование, использующиеся для Smart home
Система обладает конструкцией модульного типа, включающей разграниченные по функциональности блоки. Они частично или полностью интегрированы в общую сеть. Каждый из этих модулей-блоков выполняет собственную задачу, но они способны взаимодействовать и между собой. Любой базовый комплект «Умного Дома», как правило, включает следующие элементы:
- Центральный управляющий контроллер. Объединяет все элементы системы и обеспечивает их взаимодействие. В качестве управляющего элемента применяется одноплатный компьютер в промышленном исполнении, но можно использовать обыкновенный системник с определенным ПО.
- Климатическая система. Обеспечивает комфортный микроклимат, состоит из модулей управления кондиционированием и отоплением. Ее управление реализуется с помощью анализа данных, поступивших от детекторов температуры и уровня влажности.
- Система управления светом и коммутацией потребителей энергии. Для ее реализации монтируются датчики присутствия и степени освещенности или их комбинированные модели. Использование диммеров позволяет проводить плавные регулировки.
- Система безопасности и охраны. Разделяется на три подсистемы. Охранно-пожарная сигнализация оборудуется датчиками присутствия, магнитоконтактными детекторами, анализаторами утечки газа, дыма и температуры.
Подсистема контроля доступа включает различные идентификаторы и устройства блокировки. Подсистема видеонаблюдения является комплексом из видеокамер и оборудования для обработки и сохранения полученного видеосигнала.
Для нормального функционирования системы необходимо обеспечить связь между всеми ее элементами. Для этого прокладывается локальная сеть, которая может быть выполнена в рамках беспроводной или проводной технологии. Управляет этой сетью маршрутизатор. Он осуществляет контроль над каждым сетевым прибором и защищает его от постороннего доступа.
Что и где купить для сборки «Умного дома»?
Самый простой способ получить все необходимое для сборки — купить отдельные модули или системы, готовые к установке. Такой вариант легко инсталлируется, его можно установить и настроить без помощи специалистов.
Недостаток «коробочных» решений — отсутствие возможности вносить изменения в систему. Чтобы получить «Умный дом», собранный по собственному проекту, придется приобрести отдельные устройства и собирать их в единый комплекс.
Значительный минус такого решения в том, что объединить понравившиеся гаджеты от разных брендов в общую систему невозможно. Приходится выбирать: или покупать все приборы от одной компании-производителя, или приобретать гаджеты разных фирм и управлять каждым отдельно.
Первый вариант недостаточно хорош тем, что нет идеального разработчика «Умного Дома», поставляющего лучшее оборудование. Второй значительно осложняет систему управления.
Пошаговая инструкция создания УД
Работы по воплощению проекта «Умный дом» в жизнь разделены на несколько этапов. Рассмотрим их в общих чертах, поскольку нюансы будут зависеть от конкретного проекта.
Прокладка кабеля и монтаж оборудования
Самый трудоемкий и сложный из всех этапов. Его лучше всего проводить в ходе строительства здания или капитального ремонта.
В отличие от обычной электропроводки для системы УД прокладывается так называемый интеллектуальный кабель, что предполагает наличие двух линий. Первая слаботочная информационная, вторая — силовая на 220В.
Каждая из них должна быть подключена к электрическому щиту, где располагаются модули системы автоматизации.
Геометрия подключения информационной шины к оборудованию будет зависеть от ее вида и типа устанавливаемой системы. Под слаботочный кабель прокладывается отдельный, в некоторых случаях экранированный канал. Важный момент: при прокладке интеллектуального кабеля между оборудованием и управляющим элементом обязательно устанавливают промежуточные логические контроллеры.
Если длина проводной линии слишком велика, можно сократить ее, установив беспроводные устройства управления на системы, не связанные с безопасностью. Если не хочется проводить ремонтные работы, аналогично обустраивают весь «Умный Дом». В этом случае прокладка кабеля не понадобится. Все оборудование устанавливается в строгом соответствии с требованиями инструкции от производителя.
Настройка оборудования
На этом этапе проводится подключение всех ранее установленных устройств и объединение их в общую сеть. Каждый из приборов поочередно запускается и тестируется. После проверки всех устройств они запускаются в комплексе. Важно качественно протестировать работу устройств и исправить все проявившиеся неполадки.
Читайте также: Устройство вентиляции в бане: схемы и рекомендации по организации
Программирование системы «Умный дом»
Самый сложный из этапов. Проще всего его осуществить владельцам «коробочных» решений, которым потребуется только установить и запустить готовую программу. В остальных случаях придется заняться разработкой собственного ПО.
Для облегчения работы можно воспользоваться готовыми модулями, взятыми из интернета. С их помощью достаточно легко собирается софт нужной конфигурации. Если понадобится создание сайта, проще всего использовать готовый шаблон на эффективном движке.
По окончании работ можно запускать систему и проверять ее функции.
Итоги и выводы
Здесь следует напомнить, что система «Умный дом» не лишена недостатков. Они не так заметны на фоне множества достоинств, но существуют. Первый – высокая стоимость оборудования, его профессионального монтажа и обслуживания. Срок окупаемости проекта может оказаться очень большим. Особенно если дорогостоящее оборудование по каким-либо причинам выйдет из строя, а это случается.
В большинстве своем доступные УД — это проводные технологии, реализация которых целесообразна только на этапе строительства или капитального ремонта. Причем объемную систему управления комплексом лучше всего размещать в отдельном шумоизолированном помещении.
Поэтому прежде, чем установить «Умный дом», стоит определиться, не перевешивают ли его недостатки возможные преимущества. И начинать работу только тогда, когда этих достоинств больше.
Умный дом — принцип работы
Автоматизация домашних инженерных сетей обеспечивает их четкое взаимодействие для создания зоны максимальной безопасности и комфорта проживания. Все коммуникации объединены в одну сеть, элементы работают согласованно, взаимосвязано, под постоянным контролем, программируются под потребности и пожелания человека.
Содержание:
- Как работает
- Современные системы
- Принципы построения
- Что входит
Как работает система Умный дом
Основное оборудование — управляющие, исполнительные устройства, датчики/сенсоры/кнопки/выключатели, прочие компоненты. Управляющие элементы принимают сигналы с датчиков, контролируют работу исполнительных устройств. Обмен данными происходит через проводные шины или без кабеля, по радиоканалу.
Проводные технологии характеризуются быстрым откликом на команды, высокой надежностью элементов, возможностью подключения дополнительного оборудования для реализации различных сценариев.
Единственно, придется продумать, где удобней расположить кнопки, заранее построить схему, определить точки вывода кабеля к панелям управления.
Программист станет вашим надежным помощником, поскольку из-за сложного программирования сделать это самостоятельно будет затруднительно.
Достоинства беспроводной технологии — малое количество проводов, не нужно предварительное проектирование, сокращается время на монтажные работы.
Минусы — на качество радиосвязи влияют многие бытовые приборы, из-за нестабильности передаваемых сигналов функциональность достаточно ограничена, для радиопередатчика, запитанного от сети переменного тока, нужно проложить дополнительный нулевой провод.
Еще один важный недостаток — глушение хакерами радиосигнала, перевод датчиков на повышенное энергопотребление быстро выводят из строя всю систему.
Управление системой может осуществляться централизованно, путем программирования одного логического модуля, или децентрализовано, когда каждое устройство обладает энергонезависимой памятью, сохраняющейся даже при отключении энергопитания.
Компоненты в умном доме общаются по протоколу. Открытый протокол означает, что оборудование разных производителей совместимо со всеми устройствами, работающими на этом же языке. Соответственно, закрытый протокол — зависимость от одного производителя. Но в этом есть и свои плюсы — упрощается процесс программирования, снижается стоимость оборудования.
ABB-free@home — сочетание лучших характеристик
Этот уникальный продукт создан мировым технологическим лидером в области электросетей, электрооборудования, робототехники, автоматизации зданий — международным концерном ABB.
Фирменное оборудование рассчитано на автоматизацию небольших загородных домов, дач, квартир, офисов, подключается посредством коммуникационной шины KNX централизованно и децентрализовано, без сложной схемы проекта, монтажа, программирования, имеет собственный протокол, свое мобильное приложение.
Преимущества современной системы автоматизации free@home:
- все коммуникации внутри и снаружи жилого дома объединяются в единую сеть;
- простая инсталляция в любое архитектурное сооружение — шинный кабель монтируется в готовые кабель-каналы;
- легкая настройка — интуитивно понятный интерфейс, автоматическое воспроизведение заданных сценариев, их произвольное изменение по желанию пользователя без привлечения установщика;
- удобный принцип управление с помощью выключателей, панели, планшета, смартфона, ПК;
- модульность схемы построения позволяет легко интегрировать дополнительное оборудование для создания различных сценариев и расширения возможностей интеллектуального жилища.
Принципы построения системы Умного дома
Какие системы входят в Умный дом ABB-free@home
Все элементы устройства имеют уровень защиты IP20, могут работать в диапазоне температур -5-+45 градусов.
Оборудование, которое входит в Smart Home, управляет:
Вы можете одной кнопкой выключить объединенные в сеть устройства, когда выходите из дома или ложитесь спать. Функции активируются с помощью выключателя, панели, установленной на стене в квартире или бесплатного мобильного приложения на смартфоне из любой точки мира. Удаленный мониторинг и управление инженерией здания через интернет позволят всегда держать все под контролем.
ООО «К-Электро» является официальным дилером компании ABB. У нас в продаже только фирменное современное оборудование и совместимые между собой компоненты, такие как — Philips HUE, SONOS и другие.
При покупке комплекта для реализации проекта Умный дом для квартиры, офиса или частного дома наши специалисты сделают бесплатное проектирование.
Мы выполняем монтаж, технический надзор, настройку установленной системы и ее дальнейшее обслуживание.
Для дополнительной информации по ABB-free@home, ценам и услугам звоните нам ☎ +7 (495) 221-81-66.
Умный дом своими руками – оборудование, особенности установки и другие тонкости
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;
