В связи со стремительным ростом популярности интеллектуальной системы управления домашним оборудованием «умный дом», рынок предлагает множество ее комбинаций и вариантов, причем как цельных дорогостоящих, так и отдельных схем для монтажа системы «умный дом» своими руками.
Почём сегодня «умные дома»?
Цена на умные дома имеет достаточно большое колебание. Это зависит не от «аппетитов» компаний, а от технологий, функций и оборудования, использующихся в установке системы. Для 1-2-хкомнатных квартир полная комплектация популярными функциями интеллектуального комплекса с установкой и подключением может обойтись от 4 тысяч до 15 тысяч у.е. Сравним, в коттедже цена на «умные дома» стартует от 6.5 тыс. у.е.
Автоматизированная система управления - удовольствие не из дешевых и к тому же цена ее зависит от присутствия в комплекте разнообразных функций. Некоторые из них идут в комплекте по умолчанию и существенно добавляют стоимость в целом, хотя, например, могут вовсе не использоваться хозяевами.
К слову! К популярным функциям относятся: управление освещением, климат-контроль, охрана и безопасность.
Вот почему вопрос, можно ли установить систему умный дом своими руками, является актуальным для тех, кто хочет сэкономить средства на монтаже и подборе оборудования.
На самом деле технологии и оборудование для установки не так сложны, как кажется. И если денежный вопрос стоит для вас не на последнем месте, то можно выбрать только необходимый минимум функций, а также самостоятельно сделать монтаж системы «Умный дом».
Плюсы самостоятельного монтажа
Цена на монтаж составляет где-то 30% всей стоимости комплекса. Поэтому самостоятельное сооружение автоматизированного оборудования - это способ существенно сэкономить в цене. К тому же, в таком случае вы можете самостоятельно подобрать элементы одного надежного производителя, по желанию добавлять или менять функции всего комплекса.
Знатоки рассказывают, если человеку нужно охватить все функции, то лучше брать готовый вариант комплекса, который обойдется потребителю в 400 тысяч рублей плюс дополнительные расходы на установку. «А если хотите сэкономить и готовы всё сделать руками, то можно самому поковыряться и собрать неплохую систему за 40+ тысяч рублей», - делится своими подсчетами пользователь форума Олег.
Самостоятельно оборудовать дом интеллектуальной автоматикой можно в двух вариациях: покупка готовой бюджетного варианта с готовыми схемами монтажа, либо создание и разработка проекта с нуля.
Готовые системы «умный дом» предусматривают простой монтаж своими руками, без сложного программирования. Они имеют чаще всего беспроводной канал связи, поэтому их установка возможна без пыли и грязи.
Самостоятельное создание
- Монтаж системы умный дом начинается с составления проекта. Вы должны определиться, что хотите видеть в идеале по функциональности. Чаще всего это управление светом, дверями, отоплением, сигнализацией. Кроме того, важно понимать, как вы будете всем этим управлять.
Спокойно сядьте и обдумайте, что вам важно иметь в системе автоматизации дома. Полноценное техническое задание лучше записать на бумаге. Сюда должно войти желаемое количество точек света и выключателей, а также их тип, примерный уровень нагрузок, количество устройств, регулирующихся автоматикой (отопление, теплый пол), число датчиков.
Такое задание даст возможность точно определить, сколько и каких интерфейсов будут сопрягаться с другими устройствами автоматики.
- Далее идет покупка оборудования. В соответствии с проектом, вам потребуется купить разнообразные контроллеры, серверы, провода и так далее.
От того, какую модель коммуникации будет поддерживать ваша автоматизированная система, идет закупка протоколов обмена информацией. Это может быть коммуникация по электропроводке, по отдельным проводам или по радиосигналу вай-фай. Помните, если ремонт уже сделан, то лучше выбрать беспроводной канал связи, чтобы не долбить стены заново, прокладывая метры кабелей. Также от вида коммуникации зависит тип контроллера.
- Выбор сервера управления. Тут можно установить сенсорную панель ПК с серверным программным обеспечением либо специальную панель. Последняя стоит больше, но считается более эффективной.
Важно понимать, что контроль всех функций умного дома может быть осуществлен не только тогда, когда вы будете дома, но и дистанционно. Например, по мобильному телефону или через интернет. Находясь в любой точке планеты, вы можете просто отправить смс сообщение интеллектуальной системе с приказом «включить» нужный датчик, чтобы действие было выполнено.
- Прокладка кабелей.
- Пусконаладочные работы. На завершающем этапе отделочных работ вы должны установить серверное, щитовое и прочее оборудование, подключить кабельную продукцию.
- Программирование, настройка и тестирование на совместимость всех установленных систем. Это один из самых ответственных этапов работы. Необходимо выполнить базовое программирование отдельных элементов, провести конфигурацию верхнего уровня автоматизации и протестировать программное обеспечение.
Во сколько обойдется оборудование?
Что касается оборудования и цен на него, то тут вы можете сами решать, какую технику использовать. Обычные бытовые приборы отличается по цене от «умной техники» раза в 2, но по словам специалистов, например тот же кондиционер в системе умный дом будет играть ключевую роль и экономить на нем лучше не стоит.
Где найти схемы?
Схемы в готовых бюджетных вариантах интеллектуальной автоматики для дома предлагают сами производители. При самостоятельном монтаже по собственному проекту можно ориентироваться на схемы, выложенные в сети на различных форумах, посвященных системе умный дом. Схема в этом случае будет проверенной на личном опыте человеком, рекомендующим свой вариант прокладки и сопряжения автоматизированных коммуникаций.
Когда окупится система?
Умный дом в полноценной комплектации, установленный специалистами стоит недешево, но окупится за 5-8 лет благодаря возможности экономии на электроэнергии, газе, воде, тепле и т.д. . А если же вы сами смонтируете эту интеллектуальную систему, вы сможете не только уменьшить расходы на покупку дорогостоящей автоматики, но и периодически дополнять умный комплекс новым оборудованием в зависимости от своих нужд. Ну а если пока не хватает денег на умный дом, то можно купить квартиру в новостройке в Краснодаре в ЖК Шоколад и ЖК Матрешки .
Видео о настройке системы умный дом.
Отметим сразу, что описанные ниже системы позволяют любому мало-мальски образованному человеку создать свой автоматизированный дом начального уровня, затратив на это минимум средств и сил. И все описанные устройства отличаются прежде всего простотой инсталляции и использования, а не своими выдающимися характеристиками. Все они легко могут быть заменены на аналогичные, все зависит от ваших предпочтений, доступности устройств в продаже, ну и от нескольких технических факторов. Кроме того, мы не уточняем здесь, где можно купить упомянутые в статье устройства, этим вам придется заняться уже самим, если на это возникнет нужда.
"Умная" система домашнего наблюдения
Первое, что приходит на ум, когда задумываешься об автоматизации дома, это обеспечение безопасности своего дома и семьи. Тем более, если вы видите свой дом как напичканное "умной" (и не очень) электроникой пространство. Поэтому очень важно знать, что происходит внутри вашего дома и в его ближайшем окружении, в том числе и тогда, когда вы сами находитесь где-то вне дома.
Существует множество компаний, которые предлагают "умные" камеры, которые смогут следить за вашим домом в ваше отсутствие, включая фирму iSmartAlarm, которая совсем недавно на выставке CEDIA 2014 представила свою новую камеру ICamera. Она имеет разрешение 1280x720, а также обладает и функцией ночного видения. Кроме того, она, естественно, содержит датчики движения и звука. Интересным фактом является то, что камера может использоваться и самостоятельно, без необходимости включения в единую систему "умного дома". Основным преимуществом камеры по сравнению с конкурентами является функция хранения. ICamera имеет порт USB, позволяющий подключить локальное хранилище информации, например, мощный терабайтный диск. Стоит такая камера 149 долларов, что соответствует середине ценового диапазона для подобных устройств.
Или, как вариант, вы можете использовать "умную" HD-камеру компании Withings , которая уже скоро должна появиться в продаже. Эта камера не только хорошо выглядит и обладает всеми необходимыми датчиками контроля окружающей среды, но и позволяет вам видеть, что происходит у вас дома из любого места. Система обладает функцией живой записи, и вы сможет видеть, что происходит в доме через мобильное приложение, вы также сможете увеличивать изображение для того, чтобы рассмотреть подробности. Камера обладает функцией отправки автоматического оповещения, если в доме происходит что-то, отличающееся от обычного порядка. Цена камеры - 200 евро.
Вот еще несколько вариантов:
"Умный" контроль окружения
Для обеспечения безопасности в доме одних камер наблюдения недостаточно - при всем желании они не могут покрыть все пространство и проследить за всеми событиями. Поэтому для контроля и обеспечения безопасности необходимо использовать датчики разного рода, благо выбор их сейчас очень широк.
Вот, например, система безопасности Notion, которая использует маленький многофункциональный датчик, который отличается исключительной работоспособностью. С его помощью вы можете знать, сколько еще топлива осталось в баллоне с пропаном, когда ваш ребенок вернулся из школы, нет ли у вас утечки воды, какова температура в холодильнике, не трогал ли кто ваш сейф и тому подобное. В состав системы входят хаб, который управляет всеми датчиками и подключается к Интернет через WiFi, многофункциональные сенсоры, способные обнаруживать 8 различных действий и мобильное приложение на базе iOS и Android.
В состав системы входят датчики освещения, температуры, приближения, акселерометр и гироскоп для контроля открытия дверей и окон, зонд утечки воды и пьезоэлектрический преобразователь. Каждый сенсор может обнаруживать несколько разных событий, поэтому система будет более точно реагировать на ситуации и обеспечивать таким образом защиту от ошибочного срабатывания. Датчики работают до двух лет без замены батареи.
Цена устройства пока неизвестна, поскольку проект находится на этапе получения финансирования для производства.
Альтернативные системы контроля окружения:
"Умное" освещение
Казалось, простая вещь - освещение. Но вспомните, сколько раз вам приходится вставать, чтобы включить ту или иную лампу, сколько раз вы задумывались о том, что хорошо бы иметь возможность чуть притушить освещение здесь и добавить его там. На рынке есть несколько систем (плюс несколько появится в ближайшем будущем), которые позволяют управлять светом при помощи смартфона, но одной из первых и заслужено пользующихся доверием покупателей является Philips Hue. С тех пор, как эта система появилась на рынке, она сильно разрослась и изменилась, но оригинальная система позволяет управлять с помощью мобильного приложения 50 лампочками, объединенными в беспроводную сеть.
В состав системы входят мост, объединяющий лампы в единую сеть, и приложение для смартфона (или планшета), позволяющее делать множество вещей, таких как настройка определенных режимов, в рамках которых отдельные лампочки меняют тон и силу освещения. Система имеет ряд предустановленных режимов: Концентрация, Энергичность, Чтение и Релаксация. Все они отличаются различными настройками управляемых LED-ламп Philips Hue.
Система Philips Hue позволяет даже менять цвет освещения или включать особый режим на случай вашего длительного отсутствия, чтобы создавалось впечатление, что дома кто-то есть.
И все эти настройки вы можете выбрать прямо с вашего любимого дивана.
Стоит такая система, прямо скажем, недешево. Начальный набор из базового контроллера и трех лам стоит примерно 300 долларов, каждая дополнительная лампа - около 80 долларов.
Вот похожая система, отличающаяся тем, что она позволяет управлять освещением с помощью голоса. Речь о патроне для лампочек, получившем название Vocca, который выступает в качестве посредника между обычной лампочкой и не менее обычным патроном. Умный гаджет имеет функцию распознавания речи: услышав кодовую фразу, он включает или отключает освещение. Голосовое управление - не новинка, но в Vocca оно реализовано максимально простым и удобным способом: устройство не нуждается в дополнительном оборудовании и не требует какой-либо настройки. Существует также модификация Vocca Pro, позволяющая изменить кодовую фразу, а также управлять освещением со смартфона. Для связи в этом случае используется Bluetooth.
Вот также несколько альтернативных вариантов:
"Умное" отопление
Так же, как и в случае "умного" освещения, здесь существует множество возможных вариантов решения, некоторый из которых могут делать больше, чем остальные. И вы должны сами решить, чего вы хотите от своей нагревательной системы, кроме того, чтобы контролировать ее с помощью смартфона или планшета. Также вы должны учесть, какого типа нагревательная система или бойлеры у вас используются, чтобы подобрать решение, которое будет с ними работать. Что не так очевидно, как кажется. Например, популярный в США термостат NEST только недавно стал продаваться в Европе и до сих он не подходил для использования с привычными для России системами отопления.
Одной из очень удобных систем является Honeywell Evohome, который подключается к нагревательному котлу и к комнатным радиаторам, что позволяет ему контролировать 12 индивидуальных зон с одной центральной консоли или с помощью мобильного приложения.
Каждая зона может иметь несколько радиаторов, и вы может устанавливать свои параметры для каждого из них. Система Honeywell Evohome поставляется с несколькими заранее заданными установками, которые позволят вам, например, снизить температуру дома, когда вас целый день нет дома.
Стоимость начального комплекта Evohome, который позволяет подключить к нему ваш котел и нагреватель воды, составит более 400 долларов, а каждый сенсор для батареи обойдется вам еще в примерно 80 долларов каждый. Прямо скажем, дорогое удовольствие, особенно если сравнивать с конкурентными решениями, но оно того стоит. Установку системы лучше все-таки также доверить специалистам, это займет меньше времени и в конечном итоге позволит вам сэкономить массу нервов.
Как более простой вариант можно рассмотреть термостат ZEN, на производство которого сейчас идет сбор на сайте Indiegogo. У этого устройства даже нет дисплея: вся информация выводится посредством группы светодиодов, а управляется термостат путем нажатий на края лицевой панели. Тем не менее, выглядит ZEN стильно и базовые функции - управление отоплением, охлаждением и вентиляцией - исполняет очень хорошо. К термостату можно подключиться с помощью приложения для iOS или Android. Оно позволяет не только регулировать температуру и режим работы, но и составлять расписание. Разумеется, все это можно делать удаленно, через интернет. Термостат поддерживает пока лишь протокол ZigBee, для подключения к сети Wi-Fi необходимо использовать специальный хаб.
Ориентировочная стоимость термостата составляет $150.
Из возможных вариантов нам наиболее предпочтительными кажутся следующие устройства:
"Умное" электропитание
Если вы относитесь к людям, которые периодически начинают беспокоиться о том, а выключили ли вы утюг перед уходом из дома, или начинают думать, почему так выросли расходы на электричество и что с этим можно сделать, то системы, которые дистанционно контролируют подключенные к сети устройства, помогут вам справиться с этими волнениями. Сейчас такие системы начали появляться на рынке все в большем количестве и основная их функция заключается в возможности издалека отключить электрические розетки и, тем самым, выключить неиспользуемое оборудование.
"Умная" розетка D-Link Smart Plug - это простое, удобное в применении устройство. Надо просто вставить его в стандартную розетку, нажать на кнопку WPS на своем маршрутизаторе и кнопку на Smart Plug. И ваше "умная" розетка уже в сети. Управление осуществляется с помощью приложения mydlink Home, которое существует в версиях для iOS и Android и поставляется бесплатно. Приложение позволяет не только включать и выключать устройство, но и запланировать его включение/выключение в определенное время, что очень удобно при отъезде на длительное время. Рекомендованная розничная цена D-Link Smart Plug - $39.99.
Альтернативные варианты:
"Умное" домашнее оборудование
Начать строить "умный дом" с систем безопасности, освещения и отопления - это очень правильный шаг, но если ваш бюджет на этом не истощится, то можно несколько расширить ваши возможности, рассмотрев использование "умных" домашних устройств. Сегодня можно приобрести много различного рода устройств, которые управляются с помощью смартфона, и одними из лидеров здесь являются корейские компании Samsung и LG. Но мы вам представим не только этих производителей.
Сегодня в Минске можно найти немало предложений от компаний, которые занимаются автоматизацией жилых и офисных помещений «под ключ». Но до широкого внедрения новой технологии в жизнь еще далеко, ведь большинство таких решений имеют высокую цену. Минский программист Александр Богданович самостоятельно спроектировал и установил в своем доме «умную автоматизацию» с помощью белорусского производителя «Ноотехника». Своим опытом он поделился с читателями КВ .
- Александр, расскажите, сколько времени у вас ушло на проектирование и монтаж «умного дома»?
Я не очень люблю название «умный дом». На мой взгляд, это больше маркетинговый ход, который не особо отражает саму суть системы, а суть заключается в умной автоматизации.
Началось все с того, что после долгих скитаний по съемным квартирам, мы с женой решили строить собственный дом. Уже на момент покупки участка я начал задумываться над системами умной автоматизации. Хотелось чего-то необычного, к тому же это была прекрасная возможность применить свои знания, ведь по образованию я инженер-программист.
Я понимал, что еще на этапе постройки надо закладывать возможность для того, чтобы в будущем можно было что-то «прикрутить», автоматизировать там, где это будет разумно.
Примерно за три года до начала стройки я начал все проектировать на бумаге. Много вещей испытывал, грубо говоря, на колене, собирал, писал код. Работает – хорошо. Откладывал это, как проработанный момент, и двигался дальше.
Три года шла стройка, и примерно полтора года назад мы переехали в свой дом, в котором на тот момент были готовы только две комнаты. И вот, когда дошло до практической реализации, некоторые из задумок «отвалились» сами собой за ненадобностью.
- Какие основные элементы включает ваша система?
На сегодня моя система "умной" автоматизации включает в себя четыре основных элемента.
Во-первых – это дистанционное управления светом с помощью решений компании «Ноотехника» Noolite. Это очень важный для меня момент. Для тех, кто живет в квартире, он может быть не понятен, ведь площади совсем другие.
Возможность беспроводного управления светом (системы Noolite управляют освещением по радиоканалу) меня сразу заинтриговала, плюс, подкупил ценник. Я с самого начала хотел, чтобы помимо комфорта моя умная автоматизация была и достаточно бюджетной.
Выключатель, который, по сути, представляет собой пульт-радиопередатчик, работает от батарейки. Его можно поставить где угодно, можно даже приклеить к мебели, главное – чтобы поверхность, на которую он устанавливается, была неметаллическая. Одним светильником может управлять сразу несколько выключателей.
Теперь у нас дома абсолютно нет привычных механических выключателей. Иногда передатчик Noolite просто лежит где-то в комнате, и только через полгода, когда мы решим, что вот в этом месте он действительно нужен, приклеиваем. Одно время у меня такой выключатель даже лежал в машине, чтобы можно было включать свет еще на подъезде к дому.
Управление освещением происходит не по электрической сети, поэтому нет необходимости прокладывать проводку под каждый выключатель. Исполнительный блок, который используется для включения/выключения света, у меня аккуратно вмонтирован в стену, можно также прятать его под подвесной потолок.
Есть также возможность управлять системой освещения Noolite через USB-адаптер, как в принципе и любой нагрузкой. А управляя нагрузкой, можно управлять практически любым электрическим прибором, вплоть до того, что с помощью решений «Ноотехники» можно включать или выключать телевизор.
Еще одним плюсом стало то, что ребята из «Ноотехники» находятся в Минске, это белорусский производитель. Так что за время проектирования своей системы я много с ними общался, и в общем-то остался всем доволен. Летом у «Ноотехники» должны выйти блоки с обратной связью, которые я опять же планирую применить у себя.
Дальше мне надо было знать показания температуры по комнатам. Я начал искать решения. Беспроводное? На тот момент, чтобы его реализовать, нужны были большие деньги. Один такой датчик стоил около 30 долларов, а ведь он нужен в доме не один. В итоге я нашел двунаправленную шину 1-Wire, которую и заказал в Англии . При магистрали до 200 м она работает даже без каких-то дополнительных питаний.
Сразу от компьютера провода выходят через USB-адаптер. Дальше, купил в Китае температурные датчики DS18B20 по доллару за штуку, микросхему DS2408 для управления 8 каналами за 8 долларов.
Еще один важный элемент моей системы – автоматизированный полив газонов. Когда я полил летом из шланга 5-6 соток, я понял, что автополив необходим. Пока он, конечно, в полусобранном состоянии, но уже протестирован – все работает. Управляется он через 8-канальную микросхему и плату ключей, которая открывает соленоидный клапан.
Видеонаблюдение. За год я протестировал несколько систем видеонаблюдения. Выбрал Xeoma: выиграл у них ключ на 8 камер по акции, снова получилось сэкономить.
- Как происходит управление системой?
Система состоит из обычного системного блока, сервера с Ubuntu. Все это работает и общается через USB-адаптер по 1-Wire топологии. Из языков программирования я использовал Python плюс MongoDB и микрофреймворк Flask.
Несколько раз я все переписывал, делал систему проще, удобнее . Сейчас управлять ей можно через Web-интерфейс, который используется в основном для добавления сценариев, и Windows Phone-приложение – непосредственно для управления. Набросал его за пару дней, и теперь у меня на телефон выводится вся нужная информация .
Любой сценарий можно запустить в ручном режиме или автоматически. Вскоре собираюсь подключить к системе интернет, и управлять ей можно будет уже извне.
- Что будет, если в доме отключится электричество?
Если электричество отключается, то отключается все. А чтобы «переподнять» после этого работу умной автоматизации стоит система Monit, которая следит за всеми процессами, как родитель за детьми. Если вдруг что-то «падает», подвисает, она просто перезапускает сервис. Конечно, «упасть» может и сама Monit, такое не исключено. Но почти за два года тестовой работы проблем не было. Когда свет снова включается, сервер сам автоматически «поднимается». За минуту-две все уже снова работает.
- Насколько реально для человека, который не имеет инженерного образования, собрать подобную систему?
Когда мы покупаем коробочку и к ней датчики, ставим приложение, и все работает – это одно. В моем же случае система do it yourself, и в ней все упирается в ПО. 1-Wire протокол предполагает написание специального софта, посредством которого и происходит общение с устройствами системы, а его написать сможет уже не каждый. Скорее всего, есть какие-то фреймворки на базе 1-Wire. Но это будут обобщенные решения, которые надо «допиливать» под себя.
- Каким важным требованиям в вашем доме отвечает «умная автоматизация»?
Критерия у меня два: моя система должна быть достаточно удобной и в то же время бюджетной. Основные элементы - переключатели Noolite , температурные датчики - я могу без проблем купить самостоятельно. Кроме того, гибкости системы я смог добиться потому, что проектировал, паял, устанавливал и писал код я сам. Мне нужна была автоматизация, которая будет удобной не только для меня, но и для моей семьи, гостей. В итоге я могу легко добавлять новые элементы, изменять систему по своему желанию, чего не получишь при покупке готовых дорогих решений.
Беседовала Надежда Абрамчук
В последнее время словосочетание «умный дом » встречается все чаще, но далеко не все понимают, что прячется за этими словами. Охарактеризовать такую систему довольно сложно, поскольку различные фирмы предоставляют комплекты, нацеленные на разные области. Но в общем и целом умный дом предполагает повышенный комфорт, высокую безопасность и практичность. Несмотря на высокую стоимость установки и обслуживания систем, вовсе не нужно быть очень богатым человеком, чтобы оснастить свою квартиру или дом всем необходимым.
Проектирование умного дома
Прежде всего вам нужно определиться с необходимыми функциями. Компании по установке подобных систем предлагают цельные комплекты, которые обычно оснащены не только всем необходимым, но и массой дополнительных (и зачастую совершенно бесполезных) вещей. В самостоятельной сборке системы есть определенный плюс - вы можете установить исключительно те функции, которые вам нужны. Чаще всего людей интересует управление светом и отоплением, блокировка дверей и сигнализация, пожарная безопасность. Второй очень важный момент - способ управления этими функциями. Если раньше доступ к ним был возможен исключительно через панель управления, то теперь появилась возможность дистанционной настройки и регулировки.
Исходя из требований, нужно рассчитать количество необходимых материалов. Сюда входит не только сам сервер, но и контроллеры, провода, wi-fi. Закупка всех этих важных элементов, безусловно, потребует вложений. Но сумма, которую вы потратите, окажется намного меньше стоимости готового варианта.
Умный дом: сервер или компьютер
Этот вопрос обязательно встанет перед вами в процессе планирования. Дело в том, что сервер непременно потребует больших вложений, чем обычный персональный компьютер с соответствующей программой. Но и функционал у него больше. К тому же ПК хотя бы иногда нужно перезагружать, что будет вызывать сбой в системе. Постоянно работающий компьютер быстрее выходит из строя, серверу же это не грозит.
Что бы вы ни выбрали, следует позаботиться и о специальном программном обеспечении для создания умного дома. Вы можете компоновать несколько систем или же пользоваться только одной - это зависит исключительно от потребностей и готовности разбираться с постоянно появляющимися новыми программами.
Системы безопасности
Очень часто создание такой системы начинается с желания владельца квартиры или дома контролировать происходящее вокруг. В нужных местах устанавливаются видеокамеры, сигнал от которых передается прямо на компьютер. Таким образом вся информация может храниться на жестком диске и перезаписываться, например, через десять дней. Если у вас есть такое желание, то можно подключить удаленный доступ. Так, находясь на работе, вы точно будете знать, что происходит рядом с вашим домом.
Ещё одна очень удобная вещь - управление замком. Вы можете настроить его так, чтобы он открывался или закрывался с панели управления или же смартфона. Это функция очень удобна, но имеет и свои «подводные камни». Внимательно изучите замок, он должен иметь возможность механического доступа. Иначе в случае отключения электроэнергии вы не сможете попасть в дом или выйти из него.
Умный дом своими руками: комфорт
Сколько раз вы сталкивались с тем, что выключатель располагается в неудобном месте. Как же не хочется вставать с кровати, чтобы потушить свет. Эту проблему система умный дом решает очень просто. На всех выключателях в комнатах устанавливаются специальные приборы, позволяющие удаленно управлять светом. Если же вы хотите менять уровень освещенности, то не обойтись без диммеров. Плавно регулировать работу светильников также можно с пульта или смартфона.
Профессионалы рекомендуют позаботиться об уровне влажности в вашем доме. Эта функция не всем кажется нужной, однако, правильно подобранный уровень влажности обеспечит вам не только здоровый крепкий сон, но и меньшее количество пыли. К тому же в комнатах, окна которых выходят на солнечную сторону, а также во всем доме во время работы системы отопления воздух значительно суше рекомендуемого минимума.
А выгодно ли?
Трата немаленьких сумм на возможность удаленно наблюдать за домом и переключать свет может показаться неоправданной. Но дело не только в удобстве. Система «умный дом» позволяет вам даже контролировать все розетки. Забыли отключить утюг или электрическую плиту? Не проблема. Вы можете сделать это удаленно.
К тому же через панель управления можно настроить специальное расписание для некоторых приборов. Например, включать кофеварку в семь утра. Разумеется, положить все необходимые ингредиенты придется самостоятельно с вечера. Также вы можете составить расписание и для кондиционера.
Такие моменты позволяют экономить электричество. Пусть сумма вначале и покажется вам небольшой, но постепенно она будет накапливаться.
Особого внимания заслуживает регулировка системы отопления. Разумеется, для её установки потребуются специальные термодатчики в каждой комнате. Но зато вы сможете задавать точную температуру для спальни, ванной или гостиной. К тому же вам не придется впустую расходовать тепло. Умный дом может отключить обогрев сразу же после вашего выхода из дома, а включить - за один-два часа до возвращения.
Простые удобства
Если же вы понимаете, что создавать такую систему у вас нет желания, необходимости или возможностей, то обратите внимание на отдельные элементы. Так, например, управляемый замок синхронизируется напрямую с вашим смартфоном. Подобрав нужное приложение, вы сможете не только открывать дверь одним нажатием пальца, но и высылать друзьям специальные приглашения. Они спокойно откроют дверь в указанный период с помощью сообщения, не отвлекая вас от готовки.
Существуют и специальные «умные» лампы, также способные получать сообщения от вашего смартфона. Они не только долговечны, но и просты в управлении, однако, стоимость довольно высока.
Сегодня существует множество элементов системы управления электричеством – разнообразные , датчики температуры, движения и звука. В единой связке с внутренней электропроводкой дома или квартиры, они способны автоматизировать процессы включения/выключения света, отопления, контролировать работу некоторых бытовых приборов с учетом временных режимов. Но при этом не будет централизованной системы управления, то есть, Вы не сможете управлять светом и другими потребителями с единого устройства.
Тем и хороша система умный дом, ведь с помощью нее можно управлять всеми потребителями, подключенными к проводке, при помощи одного устройства – мобильного (планшет, смартфон, пульт ДУ) и/или стационарного (компьютер/ноутбук, графический интерфейс системы). При этом все датчики и реле также присутствуют в системе и производят управление электропитанием в автоматическом режиме.
Кроме элементарных бытовых потребителей, интеллектуальный (умный) дом может производить контроль и управление за системами связи, пожаротушения, охранных сигнализаций, телефонных линий и многим другим, включая инженерные коммуникации.
Однако, для полного контроля бытовых приборов, например, регулирование режимов кондиционера или холодильника, в самих приборах должен быть специальный разъем, по средствам которого производится подключение к электронному логическому контроллеру системы управления. Далее рассмотрим те основы, которые дадут Вам понятие о системе умный дом, ее принципе работы и составных элементах.
Составляющие элементы системы умный дом
Прежде всего, стоит заметить, что на сегодня появилось множество модификаций и комплектаций, в которых система управления умный дом может быть выполнена. Множество производителей предоставляют комплекты системы со встроенными Wi-Fi и/или Bluetooth передатчиками (модулями связи), вшитыми в контроллер, по средствам которых можно управлять системой беспроводным способом через мобильное устройство в пределах квартиры/дома.
Разновидность архитектуры системы умный дом
Имеются модификации, в которых управление происходит через интерфейс Ethernet (проводным способом, через ); к ним дополнительно нужно подключать коммутаторы и Wi-Fi роутеры для беспроводного управления, если они не встроены в контроллер. Что касается ручных выключателей, то они также могут подключаться к центральному контроллеру беспроводным способом или через электропроводку. В общем, имеется разнообразное оборудование для системы умный дом, и система состоит из таких элементов:
- контроллер умного дома (главный и дискретные модуляторы ввода-вывода);
- модули расширения и связи (коммутаторы, роутеры, GPS/GPRS модули);
- элементы коммутации электрической цепи (реле, диммеры, блоки питания);
- измерительные приборы, датчики и сенсоры (движения, температуры, света и др.);
- элементы управления системой (пульты, сенсорные панели, КПК, планшеты);
- исполнительные механизмы (клапаны воды, вентиляции, газа, ролеты и т. д.).
При выборе оборудования также важно учесть, какой протокол (способ) передачи данных системы «Умный дом» используется. Например, распространенный протокол EIB\KNX, использует в качестве передачи данных компьютерные сети, радиоканалы, силовые электрические сети. Имеется и протокол X10, который для передачи данных использует бытовую сеть переменного тока 230 В: устройства обмениваются сигналом, поданным в момент перехода переменного тока через нулевое значение. Такие сигналы представляют собой радиочастотные импульсы в 120 кГц, длительностью 1 мс.
Что такое контроллер для системы умный дом.?
Контроллер умного дома – это аппарат, который руководит всеми потребителями, приборами, а также высылает отчет хозяину о состоянии этих потребителей. Руководствуется датчиками температуры, воздуха, света для контроля систем освещения, обогрева, кондиционирования. Может быть запрограммирован на совершение различных действий с течением времени, по временному графику. Кроме автономного режима, с контроллером можно связаться через специальный интерфейс (компьютерную сеть, мобильный оператор или радиосеть), и управлять вручную приборами.
Приборы, управляемые контроллером системы умный дом
Подбирать контроллер необходимо в зависимости от того, как Вы желаете построить архитектуру системы управления. Например, есть две разновидности системы управления: централизованная и децентрализованная. В основе централизованной системы управления лежит единственный высокопроизводительный центральный контроллер, который руководит всеми потребителями (приборами) и инженерными сетями в доме.
В случае децентрализованного управления, интеллектуальная система умный дом состоит из нескольких более простых контроллеров, каждый из которых несет функции по управлению определенной зоной – комнатой и всеми приборами в ней, отдельно группами освещения во всем доме, определенного назначения бытовыми приборами и т. д. (региональные контроллеры).
Центральный контроллер для системы умный дом современного образца представляет собой компьютер, заключенный в небольшой пластиковый корпус, имеющий собственную ОС (операционную систему), оперативную память и множество электронных компонентов коммутации (управления) сигналами: электронные реле, терристорные ключи и др.
Одна из комплектаций центрального домового контроллера системы умный дом (на борту модуль беспроводной передачи, USB, COM, Ethernet порты)
Также в зависимости от комплектации, может быть встроенный GSM модуль для удаленного управления через мобильный телефон, Wi-Fi передатчик для управления системой из любой точки дома и графический сенсорный или кнопочный интерфейс (ЖК экран). Кроме того, разъемы для подключения к компьютеру и/или сетевому оборудованию: Ethernet, USB.
Такой контроллер способен управлять интеллектуальной техникой, как холодильники, микроволновки, инженерные коммуникации и т. д. (если в самой технике предусмотрена такая функция), докладывая хозяину даже такие данные, как температура в холодильнике, входные-выходные звонки телефонной линии и многое другое.
Региональный контроллер , дискретный модулятор ввода-вывода – это маломощный логический электронный блок управления, на котором реализована технология умный дом (к сравнению, частота микропроцессора ЦК – около 500 мГц, РК – около 50 мГц), как правило, не имеющий операционной системы и настраиваемый системно. Его можно настроить на любые элементарные сценарии по времени или по сигналам тех или иных датчиков.
Программируемый контроллер системы умный дом с интерфейсом (разьемом для подключения к сети) Ethernet
Он руководит элементарными задачами и событиями. Например, датчик света, подключенный к нему, дает сигнал (при наступлении темноты); контроллер подает сигнал на исполнительное реле или группу для управления освещением. Также он уведомляет хозяина о каждом действии. Другими словами, дискретный модулятор ввода-вывода – это своего рода интеллектуальное программируемое электронное реле.
Состоит такой аппарат также из электронных компонентов коммутации сети и интеллектуальной части: микропроцессор с памятью. В нем (зависит от производителя и комплектации) может быть USB, интерфейс Ethernet и другие порты для управления, программирования и предоставления отчетов хозяину.
Что такое модули расширения и связи для системы умный дом.?
Модули расширения – это устройства, подключаемые к контроллеру и расширяющие его функциональность. Отчасти переходники, двоители-троители и измерительные приборы также являются модулями расширения. Такие устройства могут быть встроенными в контроллер, подключаемыми отдельно через специально предназначенный разъем или общий разъем Ethernet, USB и другие интерфейсы. По причине того, что компании производители систем умный дом используют различные системы шифрования передачи данных, при выборе модуля расширения важно обратить внимание на его совместимость, если контроллер приобретен другого производителя.
Справа — контроллеры системы умный дом со встроенными модулями беспроводной передачи данных
Модули расширения связи для системы умный дом представляют собой устройства передачи данных беспроводным или проводным способом. К первым относятся всем известные Wi-Fi роутеры, которые подключаются к контроллеру так же, как и к компьютеру, через Ethernet или USB (есть и специально «заточенные» фирменные модули со своей системой подключения). Реже используются отдельно подключаемые GSM/GPRS модули (так как обычно они встроенные), с помощью которых система умный дом может связываться с хозяином через СМС-оповещения на его номер телефона. Существуют модули беспроводной связи Bluetooth (радиосигнал) и ИК (передача по средствам инфракрасного луча).
Модули беспроводной связи GSM и Wi-Fi; коммутатор для проводной сети Ethernet
Для проводного способа расширения связи используются коммутаторы – устройства, которыми подключают несколько клиентов (компьютеров, контроллеров и других интеллектуальных устройств) в одну локальную сеть. Они необходимы при устройстве децентрализованной системы умного дома, когда имеется несколько региональных контроллеров, а также для создания общей сети с компьютерами и другими интеллектуальными устройствами, использующими соответствующие интерфейсы. При большом расстоянии передачи сигнала, для его усиления применяются специальные цифровые усилители – репитеры.
Модули расширения функциональности системы умный дом имеют самый разнообразный функционал, и, как правило, подключаются в общий или специальный разъем интерфейса. Они расширяют перечень функций контроллера, например, модуль голосовых сообщений дает возможность руководить системой по средствам звуковых (голосовых) команд. Также имеется возможность сделать так, чтобы система управления умный дом воспроизводила звуковые сообщения (приветствия, предупреждения, поздравления и др.) на динамики.
Модули расширения для управления сложными механизмами, шаговыми двигателями и т. д.
Также стоит отметить расширение функционала по средствам модулей-переходников, которыми можно добиться совместимости различных стандартов устройств. Специальные модули управления предназначены для контроля различных специфических приборов (двигателей, механизмов открытия/закрытия дверей, клапанов вентиляции; многое другое) и элементов коммутации электрической цепи. Так, контроллер умного дома не имеет власти над силовыми защитными автоматами (пробки, автоматические выключатели), а при подключении модуля управления автоматами и использования управляемых автоматов, функция их включения/выключения по средствам контроллера становится доступной. Для подключения к системе умного дома регуляторов освещения (диммеров – см. ниже) также необходимы специальные модули расширения.
Что такое элементы коммутации цепи системы умный дом.?
Под понятием коммутации электрической цепи стоит понимать замыкание/размыкание ее, а также регулирование напряжения и других параметров электрического тока. Регуляторы напряжения (освещения), преобразователи/трансформаторы, блоки питания, автоматические выключатели и реле – все это элементы коммутации, без которых монтаж системы умный дом (как и любой электропроводной системы), выполнен не может быть. Они могут иметь встроенную защиту от перегрузки сети и короткого замыкания и срабатывают, размыкая цепь, таким образом, выполняя защитную функцию.
Простая схема системы умный дом с контроллером, элементами коммутации (управления) электрической цепи и элементарные потребители (в данном случае — лампы освещения)
Автоматические выключатели предназначены для предохранения электропроводки от перегрузки или замыкания. Они подбираются по мощности, на которую рассчитана контролируемая ими линия электропроводки. Для системы умный дом существуют как обыкновенные ручные, так и управляемые автоматические выключатели.
На изображении — простые однополюсные автоматические выключатели
Первые имеют в своей конструкции механизм, который при нагревании вследствие перегрузки размыкает цепь, а также могут быть выключены вручную. Контролируемые же автоматы имеют специальный интерфейсный выход на модуль управления, через который главный контроллер и хозяин может ими управлять дистанционно, не заглядывая в щитовую вообще.
Реле и релейные блоки – это элементы управления силовыми цепями при помощи подаваемого сигнала от контроллера. Сигнал может выглядеть в виде тока небольшой мощности, как правило 24 В (опять-таки, единого стандарта нет, есть разные системы и производители) или другого сигнал.
На изображении — электромагнитные реле для контроля одной и несколькими линиями силовой цепи
В отличие от автоматических выключателей, реле не имеют защиты и механизм замыкания/размыкания цепи выглядит противоположно: при подачи управляющего напряжения на электромагнитную часть, последняя приводит в действие якорь и механическим влиянием замыкает контакты силовой цепи питания (220 В). Самое элементарное реле управления одной силовой линией фазы имеет три входа и один выход: ноль и фаза управления электромагнитом (24 В которые), вход фазы силовой (220 В) от защитного автоматического выключателя и выход ее на потребитель.
Регуляторы напряжения (освещения) применяются в основном для контролирования подаваемой мощности и напряжения тока для осветительных приборов. В основе таких регуляторов лежит элемент цепи – реостат, прибор для регулирования освещения. Для обыкновенной цепи питания представляет собой механизм с ползунком, заключенный в коробку с габаритами выключателя и имеет также функцию вкл/выкл.
Диммер, управляемый вручную (справа) и дистанционно (слева)
Нового образца система управления умный дом группами освещения вмещает в себе прибор, именуемый диммером (подключают его к контроллеру также через специальный модуль управления). Этот прибор рассчитан на управление одной или несколькими группами питания освещения и управляется при помощи контроллера в автоматическом режиме или дистанционно хозяином, что есть удобно. Еще преимущество диммера – через него контроллер может контролировать яркость освещения, руководствуясь данными про уровень освещенности, полученными из датчиков света.
Блоки питания, трансформаторы, преобразователи – это сложной архитектуры приборы, которые предназначены для изменения параметров электрического тока при необходимости на том или ином участке цепи или на всей цепи.
Блок питания с 220 В на 12 В
Применяют их в связи с тем, что некоторые потребители рассчитаны на другие характеристики тока, нежели переменного 220 В/50 Гц, подаваемые в быту в СНГ и Европе. К примеру, взять то же освещение: есть специальные люминесцентные, неоновые и другие высокодекоративного освещения, которые работают от 10/12/24 В постоянного тока. Для того чтобы добиться таких характеристик, на соответственный участок цепи монтируют блок питания 220-10В, 220-12В, 220-24В. Такие устройства могут работать в одном режиме, например 220-24В, или во всех трех, вышеперечисленных.
Что такое измерительные приборы, датчики и сенсоры в системе умный дом.?
Эти устройства – как органы обоняния и осязания для человека: они дают представление о происходящем в окружающей среде. Благодаря современным измерительным приборам, датчикам и сенсорам (коих разнообразие на сегодня очень велико), на контроллер системы умный дом поступают данные о температуре, влажности, степени освещенности и атмосферном давлении снаружи и внутри помещения.
На рисунке датчики с элементарными функциями
Имеются контрольно-измерительные приборы для контроля состояния инженерных коммуникаций: давления и учета расхода воды и утечки газа с электронным интерфейсом, позволяющим передавать эти данные интеллектуальной системе умного дома, которая будет строить отчеты и отправлять их хозяину.
Датчики и сенсоры аналоговые традиционного образца используют в качестве передачи данных низковольтный ток до 24 В, как правило, и электрическую проводку малого сечения в качестве среды передачи. К примеру, самый элементарный датчик света содержит фотоэлемент с входом и выходом, через который проходит фаза низковольтного тока. Этот фотоэлемент меняет сопротивление при попадании на него света, таким образом, выдавая различные параметры тока в разное время суток.
На рисунке — элементарные аналоговые датчики, реагирующие на бытовой и углекислый газы
Контроллер получает эти значения, обрабатывает их и, соответственно, посылает сигнал о включении/выключении групп осветительных приборов, а также регулировании уровня освещения (при наличии диммера). Примерно аналогичная система, только с разными рабочими элементами, имеется в датчиках контроля температуры (на основании их данных интеллектуальная система умный дом управляет обогревом), движения и шума (свет, сигнализация), утечки газа и воды (управление клапанами, перекрывающими газ и воду) и многое другое.
Датчики и сенсоры цифровые нового поколения имеют расширенный функционал и являются интеллектуальными устройствами. Например, современные многофункциональные датчики движения, способны не просто выводить данные на контроллер в двух параметрах: 1 («да», есть движение) или 0 («нет», нет движения).
На рисунке — цифровой датчик контроля влажности воздуха
Они способны измерять расстояние от датчика до движущейся цели, засекать задержки при передвижении объекта и многое другое. Все это обрабатывается встроенным в датчик микропроцессором и подается на контроллер в виде цифровых сигналов. Стоит отличать датчики от контрольно-измерительных приборов: датчики и сенсоры засекают события, а контрольно-измерительные приборы засекают физические величины измеряемого тела, объекта (скорость, вес, оббьем и т. д.).
Контрольно-измерительные приборы – это более сложные в отличие от простых аналоговых сенсоров аппараты, которые вмещают в себе новые технологии умный дом и контролируют широкий диапазон параметров, предоставляют их физические единицы измерения. Цифровые барометры, счетчики воды и газа, того же напряжения – все это контрольно-измерительные приборы.
Контрольно-измерительный прибор температуры и расхода горячей воды
В отличие от аналоговых приборов и датчиков, современные цифровые, имеют собственную систему вычисления на основе простого микропроцессора; они обрабатывают сигналы и в готовом виде подают данные на контроллер умного дома, тем самым частично разгружая его процессор. В качестве среды передачи данных цифровые контрольно-измерительные приборы и датчики используют специальный интерфейс.
Какие бывают элементы и способы управления системой умный дом.?
Управление системой интеллектуального (умного) дома может производиться тремя способами: беспроводным локальным, удаленным беспроводным, проводным локальным, удаленным проводным. Устройства управления идут в комплекте с системой – это графические панели управления с сенсорным или кнопочным вводом, пульты с приемниками, настроенными на определенную частоту. Не идущие в комплекте устройства, как мобильные компактные компьютеры (смартфоны, планшеты) настраиваются при помощи специального программного обеспечения для управления удаленным способом, через всемирные информационные сети.
Системой умный дом можно управлять пультом, панелью управления и мобильными устройствами
Беспроводной локальный способ управления с ограниченным радиусом производится с применением устройств управления через локальный (местный) радиосигнал, Wi-Fi или Bluetooth беспроводные радиосети. В принципе, таким способом можно управлять системой с любой точки дома и даже находясь на приусадебном участке неподалеку. Однако, в больших домах, возможно, понадобятся дополнительные радиоточки, усилители беспроводного сигнала. Управление осуществляется пультами, сенсорными панелями, мобильными устройствами (смартфонами, планшетами, ноутбуками), которые имеют встроенный или подключенный извне передатчик той или иной сети Wi-Fi, Bluetooth или фирменного радиочастотного сигнала.
На экране планшета — программное обеспечение для контроля показателей и приборов, подключенных к системе умный дом
Беспроводной удаленный способ управления доступен, если произведен монтаж системы умный дом к глобальным сетям или модулям расширения связи, обеспечивающим к ним доступ. К таковым сетям можно отнести GSM/GPRS (управление по средствам мобильной связи), мобильный интернет, специальный выделенный радиосигнал. Наличие выхода в GSM/GPRS сеть дает возможность системе отсылать СМС, ММС и звуковые сообщения на номер телефона владельца дома. Также теоретически возможно управление через голосовое меню. Средства для управления системами умного дома через глобальные сети – это, как правило, смартфоны, а также планшеты и ноутбуки со встроенными модулями-передатчиками для мобильного интернета.
Проводной локальный способ управления , в зависимости от применяемых протоколов передачи данных системы умный дом, может иметь среды передачи данных по витой паре (кабелю компьютерной сети), электрической проводке (протокол системы X10) или каким-либо другим кабелем. В каждом региональном и центральном контроллере система управления умный дом предусматривает выход для проводной связи с управляющими устройствами, а также обмена информацией с другими интеллектуальными устройствами, которые находятся у него в «подчинении». Если устройств несколько, то интерфейс расширяют при помощи коммутатора (см. выше «модули расширения связи»), создавая несколько ответвлений. Для проводного локального способа управления применяются идущие в комплекте и отдельно панели управления и выключатели (кнопочные и сенсорные), а также можно управлять через подключенный к кабелю компьютер или ноутбук.
Сенсорная панель управления системой умный дом, совмещенная с домофоном
Проводной удаленный способ управления системами умного дома – это сеть, по размерам больше локальной, то есть, управление домом происходит извне по проложенному кабелю, подключенному к внутренней сети управления. Как правило, такой способ управления применяется в управлении автоматизированными процессами корпусов зданий. В общем, для домашнего пользования этого (управления системами через региональные проводниковые сети) знать не нужно.
Что такое исполнительные механизмы системы умный дом.?
В отличии от реле, которые отчасти можно назвать исполнительными элементами (подача команды – реле замыкает/размыкает цепь), исполнительные механизмы, которыми руководит интеллектуальное оборудование для системы умный дом, являются сложными электромеханическими изделиями, приборами, рассчитанными на испытание высоких механических нагрузок.
На изображении можно наблюдать объекты, в которые могут быть встроенные исполнительные механизмы системы умный дом
Рабочий орган более сложных приборов (приводов открытия/ закрытия ворот, жалюзей и т. д.) – это двигатель, у менее сложных (клапанов, замков) – сердечник, приводящийся в движение электромагнитом. Управляются в большинстве от низковольтного тока до 24 В включительно, но есть и высокомощные приводы, рассчитанные на 220 В.
Электромеханические приводы открытия/закрытия ворот, калиток, дверей, окон, жалюзей и штор; встроенные в мебель электромеханические детали, делающие ее моторизированной. В комплекте они могут иметь интерфейс подключения и пульт ДУ.
Девушка управляет оконным механизмом системы умный дом при помощи беспроводного пульта
В продвинутых моделях приводов имеются элементарные системы автоматизированного управления: встроенные датчики и возможности настройки скоростей и крайних положений открытия/закрытия. Сегодня чаще всего встречаются автономные приводы для штор и жалюзей, которыми не управляет интеллектуальная система умный дом: управляемые с пульта инфракрасного передатчика, и не имеющие никакой связи с контроллером умного дома. Тем не менее, такие устройства тоже считаются отдельными элементами умного дома.
Клапаны низкого, среднего и высокого давления – это более простые механизмы для управления водопроводными сетями (в т. ч. и пожаротушения), газовыми трубами и вентиляцией. Клапаны применяются в системах контроля: газовые – в системах контроля за газом, водные – контроль водообеспечения, предотвращения затопления и пожаротушения.
На изображении — клапан воды, управляемый системой умный дом
Очень полезно для здоровья, и стоит отметить систему вентиляционных клапанов, которая срабатывает от датчиков углекислого газа (CO2). Система выветривает вредный для человека газ и создает благоприятный микроклимат. К подобным элементарным механизмам можно отнести электромагнитные замки и другие элементы контроля доступа в помещение, входящие в систему безопасности умного дома. Такие устройства в основном не имеют микропроцессоров, имеют только два положения: открыто и закрыто.
