Система умный дом в квартире


Умная квартира, как сделать недорого: оборудование и системы

Умная квартира создается на основе систем «Умный дом». Сегодня мы предлагаем поговорить о том, как небольшую квартиру наделить всеми функциями системы Smart Home, а также о том, что для этого нужно, и какие затраты повлечет за собой.

Умная квартира: особенности

Уже немало было статей об умных домах, их истории появления, даже о том, как их воссоздать своими руками. Каждый желающий уже смог найти всю необходимую информацию, чтобы сделать свой дом более автоматизированным. Теперь же все чаще можно услышать об организации системы «Умный дом» в квартире. Ввиду понятных отличий домов и квартир есть некоторые нюансы в построении.

Что действительно становится плюсом при организации системы в квартире, так это более компактные размеры последней, что позволяет отказаться от некоторого оборудования и сэкономить на прокладке проводов. Во-первых, не придется обеспечивать обслуживание уличного освещения, устанавливать оборудование для контроля над калитками и воротами, сюда отнесем полив газонов и наблюдение за постройками на участке. Во-вторых, гораздо проще организовать систему безопасности, так как обслуживать она будет только входную дверь и окна. Для видеонаблюдения потребуется минимум камер, в то время как для загородного дома нужно на порядок больше.

Чуть иначе включается в систему «Умного дома» в квартире отопление с водоснабжением. Если в частном доме вы без проблем можете перекрыть стояк, то в квартире имеете доступ только к радиаторным отводам.

Также стоит заранее, до приобретения комплектов для создания умной квартиры, определиться с типом подключения датчиков, устройств и прочего оборудования. Если вы живете в съемной квартире, то необходимо согласовать прокладку проводов с хозяевами, а также уточнить насчет монтажа прочего оборудования. Не отчаивайтесь, если владельцы не дали согласие на прокладку проводов, многие современные системы имеют беспроводное подключение, правда, и стоят чуть дороже.

Умная квартира: минимальные функции

Итак, с отличиями «Умного дома» в квартире и загородном доме разобрались, теперь, пройдясь по комнатам, мы расскажем, какие системы могут быть организованы.

Прихожая

Начнем именно с этой комнаты, которая встречает нас после долгого рабочего дня. Первым делом, как правило, мы тянемся к включателю, чтобы включить свет. Так вот, если мы установим датчик движения, то необходимость постоянно отыскивать на стене кнопку попросту отпадет. Он будет срабатывать, как только вы переступили порог дома или вышли в прихожую из другой комнаты. Понятное дело, что для полноценной работы потребуется соответствующая лампочка, которая и будет принимать сигналы от датчика или пульта управления. С умным освещением вы не только забудете о нажатии включателя, но и будете экономить на расходах, так как свет будет активен только в моменты, когда кто-то присутствует в комнате.

Не лишним будет и поработать над входной дверью, установив умный или, как его еще часто называют, интеллектуальный замок. Конструкцией он схож с обычным механическим замком, подключается в общую сеть умного дома, может быть беспроводным. Информация об открытии будет поступать на пульт управления или смартфон пользователя, что позволит узнать о несанкционированном доступе. Кроме того, вы лишитесь «удовольствия» искать ключи от квартиры, чтобы отворить дверь, а потом еще пытаться найти скважину – достаточно нажать кнопку на смартфоне, подходя к двери, и она отворится. Кстати, многие опросы показывают, что около 50% респондентов, обустраивая умный дом или квартиру, в первую очередь установили интеллектуальный замок.

Наконец, если вы часто находитесь в командировках, не лишним будет установить в прихожей камеру видеонаблюдения. Выбирать следует модели из современных IP-камер, которые очень просто могут быть интегрированы в систему умного дома. Кроме того, они часто получают беспроводные интерфейсы, что позволяет в реальном времени получать картинку на любом устройства, в любом месте.

Кухня

Фото: умный чайник POLARIS PWK 1792CGL

Перемещаемся на кухню. Не лишним будет автоматизировать систему освещения, так же как и в прихожей. Однако куда важнее организовать на кухне контроль над различными электрическими приборами, системами газо- и водоснабжения. Очень желательно установить пожарный оповещатель, который сообщит о возгорании жильцам, а также соответствующим службам.

Итак, начнем с контроля приборов. Далеко не каждый из них сегодня может полноценно работать с системами «Умный дом», подчиняясь командам пользователя с пульта или смартфона. Однако в продаже масса умных розеток, которые поддерживают удаленное управление и прочие возможности. Стоят подобные розетки недорого, довольно просты в монтаже, многие из них поддерживают работу с SIM-картами, оповещая жильцов о нештатных ситуациях.

Настоятельно рекомендуем включать в систему умной квартиры датчики утечки газа, которые не только издают пронзительный сигнал, но и присылают на устройства пользователя тревожную информацию. Еще лучше, если вы дополните систему запорным краном с электрическим клапаном. Датчик, в случае утечки, подаст сигнал крану, тот в свою очередь перекроет подачу газа. Конечно, это дополнительные траты на покупку и установку, но эти затраты могут спасти ваше имущество и жизнь.

Ну и для максимальной безопасности, где, как ни на кухне установить пожарный оповещатель. С выбором модели проблем возникнуть не должно – их куча на рынке. Однако, если вы хотите, чтобы оповещатель не просто подавал сигнал, но и отсылал сообщения в службы пожаротушения и пользователям, то присмотритесь к более «продвинутым» решениям.

Спальня

Здесь, в первую очередь, нужно поработать над системой освещения. Чтобы вечером было лучше засыпать, умное освещение приглушит свет в соответствии с пожеланиями жильцов. И наоборот, чтобы легче было проснуться утром, можно предусмотреть систему автоматического поднятия жалюзи или раздвижения гардин в определенный момент.

Еще одним полезным улучшением спальни могут стать температурные датчики, посылая информацию на главный контроллер, который определит, когда включить или отключить отопительные приборы. Ко всему прочему, можно установит систему автоматического открытия окон, чтобы проветривание комнаты производилось в автоматическом режиме.

Ванная

В ванной, как, в принципе, и в других комнатах можно установить систему умного освещения, чтобы избавиться от лишних плат за электроэнергию. Учитывая, что ванные комнаты современного жителя не обходятся без электрической техники, не будет лишним установить умную розетку, если бытовые приборы не поддерживают удаленное управление. Так вы сможете, находясь в другой комнате, включить стиральную машину или же, наоборот, выключить.

Кроме того, для ванны можно приобрести умный кран, который будет наполнять ее водой, когда вы пошлете ему команду. Также можно настроить, чтобы ванна наполнялась в определенное время, например, к тому моменту, как вы приходите с работы.

Гостиная

Теперь к комнате, где обычно собирается вся семья. Здесь основной упор следует сделать на автоматизацию различных устройств, будь то музыкальные центры или телевизоры. И тут лучшим решением становится покупка так называемых хабов, которые позволяют управлять остальными устройствами. Регулярно компании отмечаются подобными разработками, но сегодня на слуху три проекта:

  • Xiaomi Smart Home Suite. Один из самых доступных хабов на сегодня. Представляет собой набор компонентов, в который входит сам контроллер, пару датчиков и кнопка управления. Возможности пока не самые впечатляющие, но с каждым новым обновлением их становится все больше. К тому же все чаще различные производители представляют современные устройства, которые могут быть интегрированы с Xiaomi Smart Home Suite.
  • Google Home. Более разрекламированный хаб, который представлен небольшой wifi-колонкой со встроенным Google Assistant. Проект у поискового гиганта действительно амбициозный, но работы еще много. Из интересных возможностей можно выделить поддержку голосового помощника, управление другими устройствами в квартире, включая смартфоны и телевизоры, а также различные сервисы.
  • Amazon Echo. По сути, аналог Google Home, только со своим фирменным голосовым помощником. Тоже довольно интересный проект, которому пока не хватает возможностей, чтобы действительно носить звание системы «Умный дом». К тому же и стоимость не очень располагает к покупке, учитывая более низкие запросы других производителей.

Мы перечислили готовые решения для автоматизации, однако сегодня полно вариантов для энтузиастов, готовых ни один вечер провести с паяльником. К примеру, можно воспользоваться базой ZegBee, для которой очень многие компании разрабатывают недорогое оборудование и датчики. Не менее интересна сейчас архитектура Arduino, но потребуется познать хотя бы азы программирования и научиться отличать платы друг от друга. Возможностей для создания «Умного дома» в квартире подобные базы дают неограниченные, оборудование для них стоит копейки, но требуется хотя бы минимальное представление о программировании и электронике. Поэтому, если вы не сильны в этих областях, лучше все же потратиться на готовое решение.

Итог

Автоматизация систем в доме становится все более популярным занятием. Благодаря невысокой цене оборудования, которое нужно, чтобы дом стал умным, очень многие пользователи проявляют всю свою находчивость в этом деле. Как видите, организовать систему «Умный дом» в квартире не сложнее, чем в доме, даже проще и дешевле. Совсем немного усилий и затрат и ваша квартира станет чуточку комфортнее и современнее.

smartbobr.ru

«Умный дом»: особенности, плюсы и минусы оборудования для квартиры

«Умный дом» – это комфорт и безопасность жилья. Он избавит вас от большинства бытовых забот, поможет в воспитании детей, уходе за престарелыми, и подарит чувство полной безопасности.

Система «умный дом» разработана для личного комфорта и безопасности.

Представляет собой единое управление следующими системами в доме:

  • водоснабжением;
  • системой кондиционирования;
  • охранной и пожарной сигнализацией;
  • электротехникой;
  • отоплением;
  • видеонаблюдением.

Проектируется «умный дом» так, чтобы все системы были взаимосвязаны, но с возможностью изменять настройки. Владелец может настроить систему с учетом собственных потребностей или ритма жизни.

У изобретения есть такие особенности:

  • широкий выбор опций;
  • экономия энергии, воды, газа;
  • возможность управлять удаленно через планшет или смартфон;

Искусственный интеллект управляет любой техникой и механическими устройствами (дверь, окна, ворота, жалюзи), контролирует температуру, влажность, регулирует потребление воды или электроэнергии. Удаленное управление позволяет включать/отключать воду, электроприборы. К примеру, система самостоятельно сможет набрать ванну или вскипятить чайник к вашему возвращению.

Специальные датчики на окнах и дверях при попытке вскрыть их мгновенно подадут сигнал тревоги, а также пришлют смс-оповещение. Кроме этого, в настройках можно добавить функцию вызова милиции или службы охраны. Дополнительные противоаварийные датчики оповестят о пожаре, утечке газа или затоплении. Также в настройках можно указать номер специальных служб, которые будут вызваны в автоматическом режиме.

При помощи мобильного приложения можно следить за состоянием дома, находясь на расстоянии.

Настройка цифровых устройств позволяет решить проблему контроля электроэнергии или развлечения. При перемещении по комнатам интеллектуальное управление будет выключать или включать свет, переключать телевизор на заданный канал. Все аудио- и видеоустройства интегрированы в единый узел, который распределяет информацию. К примеру, если вы начали смотреть программу в комнате, то, зайдя на кухню, вы продолжите просмотр с того же места.

«Умный дом» способен в автоматическом режиме регулировать свет в помещении с учетом не только времени суток, но и индивидуальных параметров. С этой системой можно забыть о выключателях и получать удовольствие от комфортного освещения в доме и экономии электроэнергии. Статистика показывает, что с системой «умного дома» расходы за электричество снижаются в среднем на 4%.

Регулировка систем кондиционирования в квартире немного сложнее, чем в доме. В квартирах редко встречается индивидуальное отопление, но специальные клапаны на радиаторах и контроллер позволят поддерживать оптимальную для вас температуру.

Теплый пол в квартире дает системе больше возможностей. Для обеспечения нужной температуры она переключается между батареями и теплым полом.

Кондиционер поможет контролировать температуру в жаркий период или при необходимости обогреет помещение до начала сезона отопления. Интеллектуальное управление самостоятельно отрегулирует работу оборудования, исключая одновременную работу кондиционера и отопления.

Оборудование для квартиры отличается от устройства частного дома. Основная задача – комфорт и безопасность. Но в квартире не нужна автоматизация придомового участка (освещение двора, видеонаблюдение, полив газона, открытие ворот для автомобиля). Также существуют нюансы с отоплением – в квартирах оно централизованное, и при возникновении проблем перекрыть стояк в многоэтажном доме не получится. Но это решается с помощью датчиков на отводе от радиатора, установкой кондиционера или теплого пола.

Система охраны в многоквартирных домах проще. Датчики устанавливаются на входные двери и окна. В частном доме контролируется еще территория и постройки.

Конечно, нельзя сказать, что подобные системы полностью совершенны. Рассмотрим плюсы и минусы «умного дома».

Комфорт проживания – это индивидуальная настройка системы под собственный ритм жизни или предпочтения. «Умный дом» может каждое утро в определенное время готовить любимый кофе, включать музыку или телевизор, при этом в выходные время можно сместить или сделать другие настройки. Даже если в доме несколько членов семьи, «умный дом» будет обеспечивать комфорт для каждого, освобождая от бытовых мелочей.

Стоит устанавливать «умный дом» молодым родителям или семьям, которые ухаживают за престарелыми родственниками. Система способна круглосуточно анализировать информацию. Специальные браслеты для пожилых постоянно контролируют состояние здоровья. Определенные настройки напомнят о необходимости принять лекарство.

Родителям «умный дом» также окажет незаменимую помощь. Школьника на кухне будет ждать горячий обед после школы, телевизор покажет только одобренные родителями телеканалы в определенные часы. Если ребенок выйдет из дома, на телефон родителей поступит оповещение.

«Умный дом» сможет позаботиться и о домашних питомцах – в определенное время в миске будет нужное количество корма.

Безопасность в «умном доме» обеспечивается многоуровневой системой контроля. Система проверяет всех, кто пытается войти. Если данные человека отсутствуют, включается сигнал тревоги и поступает оповещение хозяину о попытке проникновения. Владельцы интеллектуальной системы смогут разрешать или ограничивать доступ в свое жилье или некоторые комнаты. Например, можно запретить помощнице по хозяйству доступ в кабинет владельца.

В частных домах наблюдение ведется и за пределами дома, вся территория контролируется круглосуточно. Есть удобная функция «имитация присутствия». Если планируется длительный отпуск, то система будет открывать и закрывать шторы или жалюзи, включать свет в вечернее время.

Все коммуникации контролируются системой. Датчики просигнализируют о протечках в трубах, проблемах электропроводки, задымлении или угарном газе.

При возникновении аварийной ситуации «умный дом» быстро предотвращает ее дальнейшее развитие – перекрывает трубы, газ или воду и оповещает специальные службы и владельца.

Климат в помещении регулируется системой с учетом настроек. Для каждой комнаты можно выставить свои настройки. Система учитывает внешние показатели температуры, влажности, и сразу реагирует на изменения, обеспечивая те параметры, которые были заданы владельцем.

Экономия – главное достоинство системы. Эксперты заявляют, что расходы по эксплуатации сокращаются на 30% благодаря искусственному интеллекту.

Электроэнергия экономится несколькими способами:

  • установка датчиков движения;
  • использование «умных ламп» и детекторов освещенности;
  • полная автоматизация климат систем.

«Умный дом» позволяет сократить расходы по электроэнергии от 20 до 40%. Чем больше установлено интеллектуальных подсистем, тем выше экономия. Коммуникационные датчики снижают риск развития аварийных ситуаций до 70%.

Оборудование для «умного дома», монтаж, обслуживание в дальнейшем – удовольствие не из дешевых, и это главный минус системы.

Сложность установки – второй недостаток. Монтаж требует замены проводки, переоборудования водопровода, системы отопления, замены окон, дверей, установки жалюзи или штор с электроприводом. Также по всему дому протянутся провода для соединения множества датчиков. Если вместо проводов использовать радиоканалы для управления датчиками, стоимость системы увеличится в несколько раз. У многих возникает вопрос о безопасности проживания в таком доме. Специалисты уверяют, что все материалы экологически безопасны.

И последний минус – помещение для оборудования. Скачки напряжения, отключение электричества могут нарушить работу системы.

Для нормального функционирования нужно установить стабилизатор напряжения и генератор в отдельной комнате.

Чтобы дом или квартира функционировали в полном режиме, нужно разобраться, какие приборы для этого понадобятся.

Основные приборы:

  • контроллер;
  • системы расширения связи;
  • элементы коммутации электроцепи;
  • сенсоры, датчики, приборы измерения;
  • приборы управления;
  • исполнительные механизмы.

Контроллер – основной элемент системы. Главной функцией является управление всеми устройствами, и оповещение о состоянии дома и приборов. Прибор можно запрограммировать на автономную работу либо управлять через смартфон или компьютер. Контроллер собирает информацию с датчиков о температуре, уровне света, влажности и регулирует работу отопительной системы, освещения, кондиционера, вентиляции.

Системы расширения связи передают сообщения владельцу. Данные можно передавать проводным (интернет, USB) или беспроводным (Wi-Fi) способом. GSM/GPRS модули оповещают о состоянии дома через SMS.

Элементы коммутации электроцепи отвечают за замыкание/размыкание, регулировку напряжения. Сюда входят источник питания, трансформаторы, реле, преобразователи. Элементы предупреждают перегрузку сети и короткое замыкание.

Датчики и сенсоры подают сигнал на контроллер о температуре в доме и на улице, влажности, уровне света, атмосферном давлении. Приборы измерения учитывают больше параметров. К ним относятся водяные и газовые счетчики, барометры.

Приборы управления поставляются в комплекте. Это сенсорные панели или пульты с радиоприемником. Установив специальную программу на смартфон или планшет, можно управлять из любого места.

Исполнительные механизмы – это двигатели, клапаны, замки. В движение приводятся командой от контроллера. Эти механизмы открывают или закрывают двери, окна, ворота, шторы, вентиляционные клапаны.

Отдельно устанавливается погодозависимая автоматика отопления. Основной функцией комплекта является обеспечение работы отопительного котла по определенному алгоритму: снижается температура на улице – повышается внутри дома. В многоквартирном доме работа автоматики отличается принципом обогрева – при необходимости изменить температуру контроллер смешивает теплоносители.

Подключение системы «умный дом» требует специальной проводки, которая создает единую сеть и запускает работу всех приборов и датчиков.

Но единую сеть электроснабжения можно создать и без ремонта, используя интеллектуальные устройства для создания беспроводной системы.

Перед установкой системы «умный дом» нужно определиться с электропроводкой. Если квартира только после ремонта, то целесообразней установить беспроводную систему. Также необходимо решить, сколько будет кондиционеров, радиаторов, продумать, какие элементы управления необходимы, а также учесть параметры помещения.

По сути, «умный дом» представляет собой набор приборов, которые нужно грамотно собрать. Для самостоятельной сборки потребуются минимальные знания об электрике, принципах выстраивания автоматических цепей, опыт программирования ОС. Также нужно иметь представление, как работает алгоритм системы.

Помочь со всеми вопросами помогут готовые решения, которые предлагают компании.

О том, что умеет «умный дом», смотрите в следующем видео.

stroy-podskazka.ru

Как сделать умный дом своими руками: простые решения

Наверняка, уважаемые читатели, вас интересует вопрос – можно ли создать умный дом своими руками. Забежим в самый конец статьи и скажем сразу – можно, а если очень хочется, то и нужно. Ведь цена вопроса значительно снизилась. На рынке полно готовых систем, для которых вы можете докупать умные вещи, датчики. Планируя такой проект, вам надо будет решить на базе какой системы вы будете делать умный дом:

  1. Xiaomi Smart Home Suite
  2. Google Home
  3. Amazone Echo
  4. Ардуино
  5. Zigbee

Системы «Умный дом» появились еще в прошлом столетии, но именно в наши дни они стали обретать все большую популярность.

Главная задача подобных систем – сделать жилище человека более комфортным и автоматизированным. Такие дома включают в себя умные вещи, устройства и датчики, которые делают за жильца самые привычные действия – включают свет, отопление, регулирует температуру внутри помещения и так далее.

И, если до недавних пор о подобных системах оставалось только мечтать, посмотрев какой-нибудь фантастический фильм, в котором герои посредством голоса отдают команды своему дому, то теперь эту мечту можно воплотить в жизнь, приложив немного усилий и денежных сбережений.

С чего все начиналось?

Умные дома, здания или транспортные средства в книгах авторов-фантастов появились еще в начале XX века, но, естественно, в те времена о создании столь грандиозного проекта и мечтать никто не мог. Идеи о создании дома, который будет во всем помогать своим хозяев, пришли американским ученым в 50-е годы прошлого века, когда активно стала появляться различная электроника. Ничего сверхнеобычного для нас, современных пользователей, носящих в кармане мобильный телефон, который в сотни раз мощнее любой вычислительной машины того времени. Однако в 1950-е годы это был действительно прорыв. В одну систему объединялись все электрические устройства в доме, а управлять ими можно с одного пульта, да еще и назначать какие-никакие режимы работы. Позволить такое удовольствие мог не каждый – инновации стоят дорого.

Позже, в тех же Соединенных Штатах, начали появляться целые здания, которые получали централизованное управление, но даже и их сегодня сложно назвать умным домом – уж все в них выглядело простым. И все же потенциал у умного дома был огромный, поэтому проекты активно поддерживались многими инвесторами. В 1978 году две американские компании разработали технологию, которая позволяла управлять различными устройствами посредством проводов. Однако основной «бум» интереса к подобным системам случился ближе к 90-м годам, когда десятки компаний стали работать над различными устройствами и пультами управления. Появлялись новые технологии передачи сигнала, способы взаимодействия между устройствами, да и интерес простых пользователей только рос.

Отметились и отечественные инженеры, разработав систему умного дома «СФИНКС», которая могла управляться посредством радиосигнала, да и довольно сильно походила на современные концепции. Особенностью «СФИНКС» стал центральный процессор, который дополняли пульты с поддержкой голосового управления и псевдосенсорными кнопками. Неплохо для 1987 года, правда?

Ну а сегодня похожими проектами регулярно отмечаются и компании-гиганты, и небольшие фирмы. Огромное число производителей разрабатывает оборудование для умного дома, чтобы любой желающий мог собрать систему своими руками. Высокая конкуренция в этом направлении рынка приводит к тому, что устройства для умного дома становятся дешевле, что позволяет даже среднестатистическому жителю осуществить мечту об жилище, с которым можно пообщаться.

Что входит в состав умного дома?

Итак, закончим с историей. Умный дом это, если очень коротко, система, включающая в себя набор устройств, управление которыми осуществляется с единого пульта. Какое бы умное название не носила система, представлена она довольно просто.

В состав умного дома входят, если не вдаваться в подробности:

  • устройства, которыми нужно управлять (датчики освещения, системы безопасности, отопления, электропитания, умные розетки, умные чайники – в общем, все то, что нас окружает дома);
  • устройства, умные вещи, которые управляют (пульты управления, системы связи).

Естественно, все это разбивается на подкатегории, причем довольно обширные, постоянно расширяющиеся ввиду технического прогресса, но при построении умного дома своими руками далеко не обо всем обязательно знать. Поэтому пройдемся по основному.

Начнем с устройств, которыми мы управляем. Сюда мы относим различные системы, которые присущи любому жилищу: освещение, отопление, электропитание, кондиционирование, безопасность. Чтобы автоматизировать все эти системы используются специальные датчики и прочие устройства, которые входят в готовые комплекты оборудования для умного дома или приобретаются отдельно, если система создается своими руками.

Что же можно включить в систему умного дома?

Очень часто автоматизируется освещение, для чего используются «умные» лампочки или розетки. Это не только удобно, так как позволяет удаленно включать/отключать свет или вовсе настроить работу в соответствии с каким-либо режимом, но и поможет сберечь семейный бюджет. Как правило, пользователи, которые создают своими руками умный дом, настраивают систему освещения таким образом, чтобы свет включался только в период времени, когда жилец находится в помещении. А если еще докупить датчик движения, то свет будет включаться только, когда человек присутствует в комнате.

Автоматизации часто подвергаются и системы отопления, что очень удобно для дач и загородных домов. Обычно для точности работы используются температурные датчики, которые, замерив температуру в помещении, передают информацию на центральные пульт управления, которой либо самостоятельно, либо согласно установке пользователя решает, нужно ли включать отопление. Не так часто, но в состав умного дома включают и системы кондиционирования и вентиляции. Управлению подвергаются как кондиционеры, так и окна, которые автоматически открываются, когда система решает, что пришла пора проветрить комнату.

В единую систему умного дома включаются и бытовые приборы. Так, при помощи одного пульта управления вы сможете переключить телеканал, и в то же время отключить электрический чайник. Довольно таки удобно, еще не встав с кровати, заставить удаленно кофеварку приготовить чашечку американо. Многие не на последнее место отодвигают безопасность жилища. Умный дом позволяет в единую систему объединить систему видеонаблюдения и пожарные оповещатели. Всю информацию касательно этих систем вы сможете получить в любом месте, если, конечно, пульт поддерживает дистанционную связь.

И это далеко не все системы, которые сегодня могут быть включены в умный дом, и возможности с каждым днем только расширяются. Умный дом действительно может избавить жильца от многих действий, которые отнимают драгоценное время.

Устройства и умные вещи

Теперь к устройствам, которые отвечают за управление системами. Здесь можно сделать две подкатегории:

  • управление устройствами по отдельности;
  • объединение их в одну систему.

В первом случае подразумевается использование в доме, к примеру, только умного освещение, управление которым будет производиться через пульт или смартфон, предназначенный специально для лампочек. Во втором же случае речь идет об умном доме, в состав которого входит сразу несколько систем или устройств. Чтобы ими было проще управлять, необходимы специальные пульты, к которым каждая система и подключаются.

Подобные пульты представляют собой устройства, часто с экраном, чтобы пользователь мог видеть состояние каждой системы и настраивать ее работу. Они устанавливаются в удобном месте дома, нередко дополняются небольшими пультами, к которым получает доступ каждый жилец.

Подключение систем к основному пульту, как правило, осуществляется посредством проводов, а вот для управления уже могут быть использованы беспроводные пульты, которые поддерживают радиосвязь, Bluetooth, Wi–Fi или что-то другое. Многие современные модели поддерживают управление через интернет, что позволяет, используя специальное приложение на ПК или смартфоне, например, отключить отопление дома, находясь в другом городе за тысячи километров.

Готовые решения и сборка своими руками

Умный дом сегодня интересен не только обычным людям, желающим сделать свое жилище более комфортным, но и энтузиастам, которым нравится сам процесс проектирования и создания столь современной системы. Немало существует ресурсов, на которых мастера-самоучки обсуждают, как лучше реализовать умное освещение или разработать защиту от протечек труб. Но ведь далеко не каждому интересно корпеть над созданием умного дома своими руками, правда? Вот как раз для нас, среднестатистических пользователей, умнейшие разработчики крупных компаний предлагают готовые решения (хабы), которых в наши дни немало.

Xiaomi Smart Home Suite

Китайская компания Xiaomi сегодня известна своими недорогими смартфонами, которые завоевывают бюджетный рынок благодаря высокому качеству и впечатляющим характеристикам. Однако фирма занимается не только изготовлением смартфонов – из-под ее крыла регулярно появляется масса необычных и инновационных устройств. К примеру, относительно недавно она представила собственное решение для домашней автоматизации – Smart Home Suite.

Сегодня этой системе далековато до того понятия, что мы подразумеваем под умным домом – все еще мало устройств могут быть интегрированы в нее. Несмотря на это, можно надеяться на то, что в ближайшее время список поддерживаемых устройств будет пополняться.

Сейчас в комплект поставки Smart Home Suite входит сам хаб, контроллер, датчики движения и открытия двери, а также универсальная кнопка. Smart Home Suite может управлять немалым числом устройств от Xiaomi и других производителей.

В качестве центрального устройства-хаба имеем довольно крупную “таблетку”, которая подключается к сети электропитания. Есть поддержка управления со смартфона посредством специального приложения. Хаб может подключаться к сети интернет, что позволяет контролировать состояние устройств на расстоянии. Купив Smart Home Suite, вы сможете управлять телевизорами Mi TV, колонками, смарт-лампами, увлажнителями воздуха и другими приборами.

Читайте обзор: “Умный дом вместе с Xiaomi Smart Home Suit – что умеет, а что нет?”

Smart Home Suite, который избавит от создания умного дома своими руками, обойдется примерно в 4000 рублей, что недорого, учитывая комплект поставки и возможности. И все же это устройство от Xiaomi далеко от понятия «умный дом», которое подразумевает более гибкие возможности. Smart Home Suite – это легкий способ автоматизировать работу электрических устройств в доме.

Google Home

А этот умный гаджет уже разработан поисковым гигантом, который пока в РФ особой популярности не обрел, но все впереди. Google Home – это своего рода Google Assistant (тот самый, что «ОК Google»), который получил свой собственный «дом» в виде компактной Bluetooth-колонки. В целом, это аналог Smart Home Suite от Xiaomi, только дороже и с большим потенциалом. Умеет практически то же самое, но выделяется, конечно же, возможностью голосового поиска.

Теперь вам не придется заставлять свой смартфон и Google Assistant находить самую разную информацию, начиная от дня рождения автора «Отцы и дети», заканчивая вопросом, сколько весит слон – просто, сидя на диване, скажите «ОК Google».

Google Home может управлять различными устройствами пользователя, чтобы тот, таким образом, сделал своими руками свой собственный умный дом с более сообразительным телевизором и системой видеонаблюдения. Совместимых устройств уже сегодня немало (Android-смартфоны, ТВ-приставки, некоторая бытовая техника), а со временем их будет становиться только больше.

Кроме того, Google Home, чтобы действительно походить на умный дом, поддерживает некоторые интересные сервисы. Так, вы сможете попросить у ассистента, чтобы он заказал вам на дом еды или забронировал билет на ближайший рейс, или предоставил прогноз погоды. Также Google Home адаптируется под желания и интересы владельца, запрашивая при первой настройке информацию о предпочтениях и хобби.

Google Home, несмотря на потенциал, сегодня огромными возможностями похвастаться не может. Однако своего пользователя, да и не одного, она уже нашла. Обойдется умная колонка примерно в 130 долларов.

Amazon Echo

Еще одна свежая разработка американской компании, которая является полным аналогом Google Home. Только вместо Google Assistant у Amazon Echo в качестве голосового помощника выступает «Alexa». На российском рынке, как обычно, девайс пока не распространен, но со временем ситуация должна исправляться. Amazon Echo может воспроизводить вашу любимую музыку, его можно интегрировать в систему умного дома, чтобы впоследствии управлять различными приборами. Amazon Echo очень прост в настройке и управлении, для чего используется специальное приложение на смартфоне.

Сейчас смарт-динамик выглядит довольно интересно, но, как и предшественники, ограничен в возможностях. Amazon Echo неплохо разбирает команды пользователя, благодаря сотрудничеству с другими компаниями может работать со многими устройствами и системами умного дома. Правда, стоит Amazon Echo дороже ближайших конкурентов – 12500 рублей.

Умный дом на базе ZigBee

Переходим к решениям для создания умного дома своими руками. ZigBee, по сути, набор сетевых протоколов, которые при создании умного дома помогают отказаться от проводного подключения оборудования в пользу беспроводного. Немало различных компаний сегодня работает с системами ZigBee, предоставляя как комплекты оборудования, так и отдельные устройства для умных домов. У ZigBee достаточно много достоинств, начиная со стоимости.

Оборудование для создания умного дома своими руками обойдется гораздо дешевле, нежели готовые системы от известных компаний. ZigBee позволяет проявить свои таланты, разработав самостоятельно схему умного дома, какую только вашей душе угодно. Помимо этого, система отличается низким потреблением электроэнергии, чего не скажешь про многие другие. Энергоэффективная работа компонентов возможна как раз благодаря протоколу связи, который, пусть и медленный, но не требует много энергии.

Оборудование для систем ZigBee, как уже было отмечено, разрабатывают самые разные компании, поэтому проблем с поиском контроллеров и датчиков нет никаких. Однако стоит учитывать, что компоненты оборудования от разных компаний могут быть несовместимы, посему предпочтение лучше отдавать устройствам от одного производителя. Оборудование для построение своими руками умного дома на базе ZigBee можно за относительно небольшие деньги приобрести во всемилюбимых китайских интернет-магазинах.

Умный дом своими руками на базе Arduino

Arduino, как и ZigBee, не является полноценной системой «Умный дом». Это средство, которое этот самый умный дом помогает построить. Ардуино – это комплекс программных и аппаратных средств, который предназначен для построения простых автоматизированных систем и даже роботехники непрофессионалами. В число возможных проектов на Arduino входят и умные дома. Аппаратные средства – набор плат, датчиков и устройств, то есть «железо». Программные средства – обеспечение связи аппаратных средств и управления ими.

Arduino имеет полностью открытую архитектуру, что позволяет с ней работать всем желающим, поэтому рынок сегодня завален оборудованием для построения умного дома своими руками. При этом покупка отдельных компонентов обойдется в разы дешевле, нежели приобретение готового решения. Опять же, с Arduino вам открыты огромные возможности по созданию умного дома.

Для системы сегодня можно найти массу устройств и датчиков по очень низкой цене, но будьте готовы к тому, что придется побеспокоиться о подключении всех этих устройств в единую сеть, да и с программным кодом познакомиться нужно будет. В общем, любители сделать что-нибудь умное своими руками, повозиться с платами и средами программирования останутся довольны.

smartbobr.ru

Система умный дом: описание, принцип работы, пример 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.

Система климат-контроля:

  • 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.

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.

www.asutpp.ru


Смотрите также