Что такое система умный дом- Принципы работы и польза внедрения

В последнее время все чаще можно услышать словосочетание «умный дом». Однако мало кто знает, что это такое. Между тем, концепция умного дома существенно упрощает быт и позволяет дистанционно управлять всей бытовой техникой. Давайте поговорим об этом более подробно.

  1. Что такое «Умный дом»?
  2. Что включает в себя умный дом?
  3. Популярные комплекты умного дома
  4. Стартовый комплект FIBARO Starter Kit
  5. Набор Умный дом GAL SH-1000, «Стартовый набор»
  6. Умный дом Rubetek Evo набор «Дом»
  7. Комплект умного дома Xiaomi Smart Home 2 Full Kit
  8. «Умный дом» Ростелеком Расширенный комплект Безопасность
  9. Какими будут умные дома в будущем?
  10. Заключение

Содержание

Что такое «Умный дом»?

«Умный дом» — это буквальный перевод английского словосочетания «smart house». Под ним понимают способ автоматизации домашнего быта путем объединения всех электроприборов и бытовой техники в доме в одну единую экосистему. Как правило, такая экосистема имеет свой «мозг» — то есть фирменную программу, устройство или сервис, с которого осуществляется управление.

Технология smart house дает пользователю следующие возможности:

  • дистанционно из любой точки мира управлять электрикой и электроникой в своем жилище (например, находясь в отпуске или командировке в жаркую погоду сделать работу холодильника более интенсивной);
  • настроить бытовую технику таким образом, чтобы она включалась в строго определенное время (например, зажигать свет и запускать обогреватель к приходу хозяина с работы);
  • настроить бытовую технику так, чтобы она включалась при наступлении определенных обстоятельств (например, чтобы при повышении определенного порога температуры начинал работать кондиционер);
  • управлять бытовой электроникой с помощью голосовых команд;
  • с помощью голосовых команд выходить в Интернет, осуществлять серфинг по сети, проигрывать видео на домашнем телевизоре, а также выполнять другие действия, связанные с Интернетом.

Что включает в себя умный дом?

Smart house включает в себя три основных элемента. В состав входит следующее оборудование.

  • Контроллер (иногда его еще называют хабом). Это устройство, соединяющее все элементы умного дома в единое целое, оценивающее их работу и условия окружающей среды и в зависимости от такой оценки управляющее домом. Иными словами, это его «мозг».
  • Датчики. Это приборы, получающие информацию о состоянии окружающей среды и состоянии прочей бытовой техники и подающие ее на контроллер. Простейшим примером является термодатчик, включающий в зависимости от температуры в жилище обогреватель или кондиционер.
  • Актуаторы. Актуаторами называют устройства, непосредственно исполняющие команды, поступающие с контроллера. Простейшим примером актуатора может послужить электрическое реле, включающее свет в строго установленное время.
  • Бытовая техника. Вся бытовая электроника и электрика, имеющаяся в квартире, также является неотъемлемой частью smart house, потому что принцип умного дома направлен как раз на продуманную организацию ее работы и автоматизацию происходящих в ходе этого процессов.

Также умные дома могут включать в себя элементы безопасности, такие, как:

  • сигнализации;
  • датчики движения;
  • датчики открывания дверей;
  • датчики горения;
  • видеонаблюдение.

Популярные комплекты умного дома

Рассмотрим наиболее популярные системы смарт хаус, которые можно без особых проблем подключить в своем жилище, оптимальные для новичков.

Стартовый комплект FIBARO Starter Kit

Стартовый комплект FIBARO Starter Kit представляет собой базовый набор для создания умного дома. Он включает в себя следующие элементы:

  • контроллер Fibaro home center lite;
  • модуль беспроводного управления бытовой электроникой и электрикой, включающийся в розетку;
  • датчики температуры окружающего воздуха;
  • датчик протечки и влажности;
  • датчик возгорания и дыма;
  • датчик движения.

Все модули связаны с контроллером посредством радиосигнала определенной частоты. Бытовая техника подключается к нему с помощью встроенных протоколов беспроводной связи Wi-Fi или Bluetooth.

Следует отметить, что собственного интерфейса или каких-либо органов управления (за исключением кнопки включения подачи питания). Управление устройством осуществляется посредством смартфона с помощью установленной на него мобильной программы. Приложение поддерживается как операционной системой Андроид, так и «яблочной» осью. Скачать его можно в официальных магазинах программ Google и Apple. Скачивание совершенно бесплатно.

Хаб поддерживает стандарт сотовой связи GSM, поэтому его можно использовать для телефонных звонков и отправки СМС-сообщений.

Предусмотрена возможность удаленного управления домом из любой точки мира. Такое управление полностью безопасно, поскольку для передачи данных используются особые протоколы шифрования информации. Они исключают любые попытки перехвата сигнала и подключения к вашему хабу.

Стоимость базового набора от FIBARO в России составляет от 45 000 до 47 000 рублей. Если покупать только контроллер, он обойдется приблизительно в 30 000 рублей. Дополнительные аксессуары для FIBARO можно заказать с Aliexpress (в частности, там доступны некоторые датчики и органы управления). Там они стоят гораздо дешевле, чем в российских розничных сетях и даже дешевле, чем на официальном сайте представительства компании в нашей стране.

Собрать комплект от FIBARO можно и самостоятельно, без привлечения специалистов. Схема подключения оборудования достаточно проста и доступна даже человеку, не имеющему профессиональных знаний и навыков.

Набор Умный дом GAL SH-1000, «Стартовый набор»

Набор Умный дом GAL SH-1000, «Стартовый набор» — это простейший комплект smart house в бюджетном ценовом сегменте (она стоит от 3 000 до 5 500 рублей). Вполне понятно, что от системы, обладающей такой стоимостью, не стоит ждать заоблачных характеристик. По сути, GAL SH-1000 и не является умным домом, это скорее своеобразная автоматизированная система безопасности, сообщающая о проникновении посторонних лиц в ваше жилище или гараж, залитии потолка от соседей, а также о внезапном отключении подачи электроэнергии.

GAL SH-1000 включает в себя:

  • контроллер;
  • сетевой блок питания на 12 Вольт;
  • радиочастотный пульт дистанционного управления;
  • датчик открывания дверей;
  • датчик протечки.
  • дверной – на дверях;
  • протечки – около водопроводного оборудования (в общих случаях) или на потолке (при риске залития от соседей).

Возможно приобретение и установка ряда дополнительных датчиков (например, датчика движения).

Устройство поддерживает стандарт мобильной связи GSM, а также стандарт передачи данных 2G. Это позволяет осуществлять с его помощью звонки, а также выходить в интернет.

Управлять бытовой электроникой и домашней электрикой с помощью GAL SH-1000 нельзя. Главная задача набора – дистанционное предупреждение хозяина о неприятностях. Происходит оно путем рассылки push-уведомлений на сотовый телефон. Подключить можно до четырех разных номеров. Это очень удобно для семьи и нескольких человек, поскольку может сообщить о произошедших в квартире неприятностях каждому из них.

Управление осуществляется двумя способами.

  • С помощью идущего в комплекте поставки радиочастотного пульта дистанционного управления. Этот способ хорош тем, что не расходует заряд аккумулятора и ресурсы телефона. Однако он имеет один существенный недостаток – использовать его можно не далее, чем 250 – 300 метров от дома. На большем расстоянии до контроллера не доходит сигнал пульта.
  • С помощью мобильного приложения. Управлять системой можно и с помощью приложения для сотового телефона. Тут уже никаких ограничений по расстоянию нет – управление доступно из любой точки мира, где есть интернет. Для управления контроллером с помощью мобильного телефона на него предварительно нужно установить специальное приложение. Оно поддерживается как Android, так и iOS и доступно в официальных магазинах программ этих мобильных операционных систем (GooglePlay и AppStore соответственно).

Датчики подключаются к контроллеру также с помощью радиосигнала с частотой 433 Мгц. Однако возможно и проводное подключение. Оно более надежно, поскольку на него не оказывают негативного влияния различные радиопомехи. Со стороны контроллера провода подключаются самым обычным способом. А вот подключение к датчикам защищено от попадания на контакты влаги и пыли. Такая защита сделана неспроста: датчики залития находятся в непосредственной близости от воды, а датчик открывания дверей может быть размещен с уличной стороны дверного проема.

Всего поддерживается восемь зон обслуживания. Иными словами, датчики можно установить в восьми различных местах. При этом по беспроводной связи к контроллеру можно подключить не более шести. Оставшиеся два – только по проводам.

GAL SH-1000 подойдет тем, кто заботится о безопасности своего жилища, а также людям, которые хотят попробовать систему умного дома и понять, нужен он им или нет. Благодаря невысокой цене комплекта такое опробование по карману каждому.

Смонтировать систему не сложно, поэтому с ее установкой и подключением справится даже непрофессионал.

Умный дом Rubetek Evo набор «Дом»

Набор «Дом» от компании Rubetek Evo – это простенькая система умного дома. В целом она обладает теми же характеристиками, что и GAL SH-1000 и включает в себя:

  • датчик открывания окон и дверей;
  • датчик дыма.

Однако появились две дополнительные функции:

  • подача электрического тока на те или иные бытовые электроприборы в заранее заданное время;
  • автоматическое дистанционное включение света.

Правда, эти функции имеют некоторые ограничения: в первом случае можно подключить только один электроприбор, во втором – настроить выключение и включение света только в одной комнате.

Дистанционное управление с помощью смартфона или радиопульта не предусмотрено. Оно осуществляется с помощью домашнего компьютера по протоколу Wi-Fi. Разумеется, для этого к компьютеру обязательно должен быть подключен Wi-Fi роутер. После подключения к нему системы можно войти в ее меню и выставить все необходимые настройки. Кроме того, доступно подключение к локальной домашней сети с помощью стандартного кабеля LAN. Для этого к хабе имеется соответствующий разъем. Такое решение, исключающее дистанционное управление, не очень удобно, так как по сути крепко связывает систему с домашним ПК, делая возможной ее настройку только с него.

Система проста в сборке, поэтому ее монтаж в квартире или частном доме доступен каждому, кто имеет хотя бы минимальные познания в электронике.

Средняя стоимость набора Rubetek Evo в российских розничных сетях составляет 12 000 рублей.

Комплект умного дома Xiaomi Smart Home 2 Full Kit

Комплект Xiaomi Smart Home 2 Full Kit – система, созданная известной китайской корпорацией по производству мобильных телефонов. Он представляет собой полноценный дом, а не систему безопасности для квартиры, поскольку способен подключаться к большинству бытовой техники и управлять ей. Единственным условием такого подключение является наличие у электроники Bluetooth или Wi-Fi модуля. Кроме того, система с помощью так называемой «умной» розетки позволяет подавать электропитание на те или иные приборы в строго установленное время или при соблюдении определенных условий (например, включать свет после 19-00, а обогреватель – при падении температуры до +16 градусов Цельсия).

В комплект Xiaomi Smart Home 2 Full Kit входят:

  • контроллер;
  • датчики движения и открытия дверей;
  • датчик температуры;
  • модуль беспроводного подключения бытовой техники;
  • «умная» розетка».

Управлять Xiaomi Smart Home 2 Full Kit можно с помощью смартфона. Для этого на него потребуется установить специальное приложение, которое поддерживается как Андроид, так и iOS. Скачивание программы совершенно бесплатно. Ее можно установить в официальных магазинах мобильных операционных систем.

Главный минус заключается в том, что она питается не от бытовой электросети, а от встроенного аккумулятора на 150 мА/ч. Несмотря на то, что заряда батареи хватает почти на неделю, необходимость подзарядки все-таки является недостатком. С другой стороны, в сельской местности, где нередки отключения электроэнергии, наличие автономной системы питания будет скорее преимуществом, так не парализует функционирование умного дома.

Базовый комплект Xiaomi Smart Home 2 Full Kit стоит от 4 000 до 5 000 рублей. Однако его можно расширив, приобретя дополнительные датчики (например, влажности) или интерфейсы (например, термометр с жидкокристаллическим дисплеем). Цена аксессуаров колеблется в пределах от 1 000 до 3 000 рублей. Если подходить к оборудованию своего дома серьезно и приобретать большую часть датчиков, полная стоимость системы составит от 15 000 до 20 000 рублей.

Монтаж умного дома от Сяоми достаточно прост и не требует каких-то особых навыков, поэтому его вполне можно построить своими руками.

«Умный дом» Ростелеком Расширенный комплект Безопасность

«Умный дом» Ростелеком Расширенный комплект Безопасность – это система smart house от отечественной коммуникационной компании. Возможности управления электроприборами базовый комплект системы не имеет. Однако ее можно получить путем покупки дополнительных аксессуаров (например, умной розетки).

Изначально у Ростелекома в приоритете безопасность, поэтому в комплект «Умного дома» входят следующие датчики:

  • дыма;
  • движения;
  • открывания дверей;
  • протечки.

Возможно подключение системы видеонаблюдения. Также присутствует функция подачи электропитания на розетки или выключатели в строго определенное время или после выполнения определенных условий.

Управляется система с помощью смартфона или планшета. Для этого на девайсы необходимо установить специальное мобильное приложение. Оно поддерживается как на Android, так и на iOS.

Поддерживается протокол беспроводной связи Wi-Fi. С его помощью можно получать интернет (при условии подключения системы к сети), а также управлять комплексом.

Средняя стоимость умного дома от Ростелеком находится в пределах от 13 000 до 15 000 рублей.

Установить систему в квартире можно и самостоятельно.

Какими будут умные дома в будущем?

В целом тенденция умных домов уже оформилась, поэтому мы можем уверенно делать прогнозы о том, какими будут эти системы в дальнейшем. Скорее всего, умные дома уже через семь – десять лет:

  • получат полностью голосовое управление на наиболее распространенных языках;
  • будут управлять электропитанием во всем доме;
  • будут регулировать отопление и подачу воды;
  • включат в себя абсолютно всю имеющуюся в доме бытовую электронику;
  • будут выполнять большую часть охранных функций (в том числе видеонаблюдение);
  • заменят собой домашний персональный компьютер, слившись с ним в единое целое.

Заключение

Умный дом – уже наступившая реальность. Комплексы smart house позволяют управлять электропитанием и бытовой техникой в квартире, выполняют функции систем охраны. При этом приобрести их можно по относительно невысокой цене.

Что такое умный дом: принцип работы и устройство + создание проекта и советы по сборке

Многочисленные инженерные системы, объеденные общим названием «Умный дом», обеспечивают пользователям высокий уровень комфорта, безопасности. Но существует сотни разновидностей вариантов такого оборудования, причем решающих кардинально отличающиеся задачи.

Давайте вместе попробуем разобраться во всех тонкостях и понять, что такое умный дом, а затем перейдем к практическим шагам, позволяющим повысить комфортность проживания. Так как дорогостоящие комплектующие не оставляют места для ошибок.

Что представляет собой такая система?

Любой комплект электроники, изготовленной для умного дома, является высокотехнологичным оборудованием. Предназначенным для автоматизированного и, чаще всего, централизованного контроля, гибкого, точного управления деятельностью систем коммуникаций квартиры, дома.

Основные возможности умного дома

Интеллектуальные командные блоки умного дома способны создавать оптимальный микроклимат в квартире, доме.

Причем для решения этой задачи осуществляется управление всеми обогревательными приборами, кондиционерами, сплит-системами, фильтрами, озонаторами и другими подобными изделиями.

Суть процесса в следующем: центры управления, оснащенные процессорами, получают результаты замеров химического состава воздуха, ее температуры, влажности и дают сигналы нужным элементам конструкции.

Так, если помещения нужно охладить, то подается команда на включение кондиционера, а одновременно выключается все отопительное оборудование, если такое работало. То есть командные блоки систем также обеспечивают слаженность всем выполняемым процессам.

Подробнее о том, как работает система климат контроль и особенностях ее выбора читайте далее.

А вообще «Умный дом» в продвинутой комплектации способен одновременно управлять несколькими сотнями приборов, относящихся к системам:

  • освещения, причем, как внутреннего, так и внешнего;
  • аварийных источников питания, которыми могут быть, как аккумуляторы, так и генераторы;
  • контроля энергопотребления;
  • отопления, охлаждения воздуха;
  • обогрева отдельных элементов здания (ливневой канализации, ступенек);
  • водообеспечения;
  • канализации;
  • фильтрации;
  • определения аварийных ситуаций (утечек газа, воды, проблем в электросети);
  • мониторинга.

А также может осуществляться управление сигнализацией, камерами наблюдения и множеством другого оборудования, к которому относятся даже шторы, окна, телевизоры, ауди-, видеотехника, размещенная по всей квартире, дому.

Сами процессы бывают, как востребованными, так и редкими, разовыми, например, к первым можно причислить управление температурой, яркостью освещения и многие другие.

Читайте еще  Мхи, виды, строение, размножение, значение, интересные факты – Удивительные факты

Ко второй категории относится настройка индивидуальных потоков теплого или холодного воздуха. К примеру, способных обогревать ноги пользователям, просматривающих зимними вечерами телепередачи.

Особенность современных систем умного дома в том, что с их помощью позволено устанавливать отличные друг от друга режимы во всех помещениях квартиры, дома. Например, температура в детской может быть самой высокой, а в коридоре самой низкой, так как он в отоплении практически не нуждается.

Одновременно в ванной система может регулярно бороться с повышенной влажностью, на кухне же с загрязнением воздуха.

Максимально эффективными считаются комплексные системы, способные управлять всеми важными процессами.

Но признаками умного дома обладают и простейшие комплекты оборудования, выполняющие всего одну функцию. Например, к таким относится процессор управляющий включением/выключением установленного на даче обогревателя.

Установленный в электросеть диммер, регулирующий яркость ламп, а вместе с тем снижающий расход электроэнергии, также относится к интеллектуальному оборудованию.

Как работает и устроена система?

Попробуем разобраться в том, как работает востребованная сегодня система умного дома и какой она бывает. Основой любого комплекта интеллектуального оборудования является процессор, представляющий собой достаточно мощный и современный компьютер.

Эффективность ему обеспечивает программное обеспечение с десятками, а то и сотнями предустановленных режимов, которые относятся к наиболее востребованным.

В результате, во многих случаях, пользователям останется просто внести необходимые параметры, к примеру, температуры и т.д. и активизировать нужную программу.

Далее блок управления будет осуществлять контроль методом сравнения актуальных значений с запрограммированными. Вся необходимая информация поступает от внутренних органов управления входящего в состав системы оборудования, контролеров, датчиков, которые устанавливаются в каждом помещении.

Если полученные в режиме реального времени данные не соответствуют установленным, то блок управления подает соответствующие команды, позволяющие внести корректировки. Причем все они обеспечивают оборудованию слаженную работу.

То есть, чтобы увеличить температуру в нужном помещении сначала выключается кондиционер и только затем включается отопительное оборудование. Что позволяет экономить до 40% электроэнергии, а также исключается опасная критическая нагрузка на сеть.

Разновидности умного дома

Производители учитывают потребности различных категорий пользователей, в результате рынок насыщен отличающимися видами интеллектуального оборудования.

  • проводным;
  • беспроводным.

В первом случае командный блок, исполнительные датчики, сервомоторы, контроллеры и другие элементы конструкции соединяются между собой проводами.

Преимуществом такого способа является высокая корректность исполнения команд. Это значит, что практически отсутствует вероятность перегрузки передающей шины большим количеством сигналов. Кроме того, оптико-волоконные провода обеспечивают высокую скорость отзыва.

Важнейшим недостатком считается сложность монтажа, так как приходится прокладывать и прятать от глаз большое количество проводов.

Это же приводит к существенным дополнительным расходам на необходимые строительные материалы, поэтому оптимальным моментом установки проводных систем является выполнение ремонта в помещениях.

А также прокладка проводов является трудозатратной, поэтому на такую процедуру тратится довольно много времени.

Беспроводные разновидности оборудования отличаются тем, что связь между элементами конструкции осуществляется при помощи радиосигналов, для чего используются соответствующие коммуникации.

Важным преимуществом такого варианта оборудования является простота монтажа. Во время которого нет необходимости изменять конструкцию помещений, тратиться на строительные материалы, что делает установку легкой и быстрой процедурой.

Основным недостатком беспроводных систем является сам способ связи между компонентами. Так как радиосигналы существенно ограничивают их функциональность, кроме того, довольно часто придется выполнять замену батареек, что неудобно и является регулярной статьей расходов.

Еще одна классификация систем Умный дом по типу управления – это может быть централизованный или децентрализованный вариант.

Хотя централизация управления является одним из важнейших преимуществ любого комплекта такого оборудования и в большинстве случаев оно принадлежит именно к этой разновидности, но децентрализованные системы также имеют право на жизнь.

Причина в том, что этот способ дает возможность нивелировать последствия отказа любого отдельного компонента умного дома.

Также использование подсистем с различными блоками управления позволяет повысить надежность ключевых функций.

К примеру, если владелец помещения хочет его надежно защитить от несанкционированного проникновения, то использование двух децентрализованных систем более практичное решение, чем одной централизованной.

Основным недостатком использования нескольких систем умного дома одновременно является сложность в настройке, наладке.

Происходит это потому, что увеличивается количество компонентов – каждая децентрализованная система имеет отдельный процессор, что нередко вносит путаницу при их взаимодействии или управлении пользователем. А также эта особенность приводит к удорожанию комплекта оборудования.

В результате децентрализованные системы рекомендуется использовать только в отдельных случаях, когда преимущества явно преобладают над негативными моментами.

Важной особенностью является деление по видам протоколов, которые бывают:

  • открытыми;
  • закрытыми.

К первой категории относятся системы, управление которыми происходит с помощью языка, используемого различными производителями.

Закрытыми системами считаются те, что управляются на языке, созданном и используемом только одним производителем, что дает возможность включить в состав комплекта только компоненты разработанные и изготовленные им же.

Что снижает функциональность, универсальность, зато обеспечивает высокую степень совместимости устройств, приборов.

Схема интеллектуальной системы управления

Любой комплект оборудования для умного дома схож с конструктором, из которого можно создать все, что угодно.

Поэтому вряд ли пользователь, желающий собрать у себя дома какую-либо ее разновидность, найдет подходящую схему для своих бытовых условий. К примеру, стандартный вариант для 3-х комнатной квартиры или для дома определенной площади и этажности.

Нужную схему придется составлять самому или с помощью специалистов. Исключениями могут быть простейшие варианты умного дома или децентрализованные системы, которые также сложностью не отличаются.

Примером, может являться схема установки диммера в электросеть и работающего с ним в паре датчика движения, так как она стандартная, поэтому одинаковая во всех случаях.

Но даже в этом и подобных случаях рекомендуется обратиться к специалистам. Причина в том, что все системы работают от электроэнергии и какие-то грубые ошибки могут привести к пожарам, поражению током, поломкой дорогостоящих элементов конструкции.

Рекомендации по самостоятельной сборке

Поскольку стоимость интеллектуальных систем дорогостоящая, а их монтаж принесет дополнительные расходы, причем немалые (до 50% от стоимости комплекта оборудования), то их самостоятельная установка поможет существенно сэкономить.

А еще такая работа доставляет удовольствие, поэтому сборку умного дома своими собственными руками, начиная с создания проекта, можно рассматривать в качестве хобби.

Но следует понимать, что не каждый желающий пользователь способен осуществить собственноручный монтаж подобной системы – для этого нужно владеть целым набором знаний и навыков.

К которым относятся:

  1. Умение работать с электроприборами. Причем в этой сфере нужно обладать широкими познаниями, к примеру, такими элементарными, как навыки надежного соединения элементов конструкции, кабеля между собой. Понадобится и умение в сборке электрощитов, понимание принципов управления современными электроприборами, прочие подобные. Знание правил техники безопасности также относится к обязательным.
  2. Навыки программирования, причем для различных операционных систем. Они нужны, так как при каждом монтаже интеллектуальной системы придется создавать графический интерфейс, с помощью которого в дальнейшем производится управление.
  3. Знания принципов построения современных систем автоматики. То есть необходимо хотя-бы разбираться в типах контроллеров, их входах/выходах, понимать какие датчики и другое оборудование с ними позволено использовать и т.д.
  4. Понимание алгоритмов работы системы в целом и всех ее отдельных частей.

Если все перечисленные знания, навыки имеются, тогда необходимо перейти к подготовительным процедурам. Для начала важно определить задачи, которые должен решать комплект оборудования.

После чего следует разобраться возможно ли это воплотить в жизнь технически – выдержит ли электросеть, достаточными ли являются характеристики комплектующих. Кроме того, следует обследовать жилье с целью выявления мест для монтажа. А также нужно понимать хватит ли для покупки денег.

И после этого можно приступать к созданию рабочего проекта будущей системы.

Если обследование помещения с целью выявления оптимальных мест для установки отдельных частей комплекта для умного дома еще можно выполнить самому, не имея навыков и опыта в подобных вопросах, то за разработку проекта следует браться только со знанием дела.

Даже, если практических навыков и знаний предостаточно, то рекомендуется начать знакомство с интеллектуальными системами с простейших вариантов.

То есть следует приобрести комплект, в который входит контроллер, комплект датчиков и другое оборудование, позволяющее решать какую-либо одну важную задачу.

К примеру, контролировать появление утечки воды, осуществлять видеонаблюдение или регулировать яркость света. А затем досконально разобраться со всеми особенностями.

Описанный подход позволит получить практический опыт, найти квалифицированных специалистов, способных оказать эффективную помощь и, кроме того, избежать значительных финансовых потерь, даже, если интерес к умной системе пропадет или что-то пойдет не по плану.

Еще для первой самостоятельной попытки собрать интеллектуальную систему желательно приобрести оборудование, которым управляют контроллеры Beckhoff, Siemens, ОВЕН, другие подобные. Так как они являются свободно программируемыми, простыми в использовании и пригодны для решения различных задач.

Если совместно с каким-либо из перечисленных контроллеров использовать специальный комплект программного обеспечения, предназначенного для управления системой с компьютера, оснащенного Windows, планшета, смартфона с iOS, Android, то появится возможность легко изменять сценарии.

А также оперативно преобразовывать интерфейс, удалять ненужные и добавлять новые элементы конструкции.

Причем все перечисленное сможет выполнять самостоятельно каждый пользователь даже с базовыми навыками программирования. Примером управляющего ПО может являться Easy Home, способная работать со всеми востребованными операционными системами, перечисленными выше.

Выводы и полезное видео по теме

Первый ролик даст возможность разобраться с возможностями умного дома, как и чем комплектуют такие простейшие системы и каким образом это можно делать самостоятельно.

Следующий видеоматериал также посвящен монтажу интеллектуальных систем своими руками.

Современная интеллектуальная автоматика способна не просто повысить комфорт, но и повысить уровень жизни всех обитателей дома. Но для этого необходимо разобраться в принципе работы умного дома.

В противном случае владельца ждет не просто разочарование, но и существенные финансовые потери. Так как функциональные комплекты стоят немалых денег.

Остались вопросы по теме статьи? Или можете дополнить наш материал ценной информацией о принципах функционирования системы “Умный дом”? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, делитесь опытом в расположенном ниже блоке.

Принципы создания систем Умный дом

  • Что такое
  • Из чего состоит
  • Виды связи устройств
  • Объем услуг
  • Как это работает
  • Безопасность
  • Популярные комплекты
  • FIBARO Starter Kit
  • GAL SH-1000
  • Xiaomi Smart Home 2 Full Kit
  • Преимущества и недостатки
  • Минусы
  • Какими будут умные дома в будущем
  • Заключение
  • Видео по теме

Теперь все чаще встречаются на торговых площадках системы «умный дом». Кто-то хорошо знает что это и для чего они нужны. Но большинство людей только мельком о них слышали и смутно представляют их достоинства. А между тем эти технологии способны существенным образом изменить повседневную жизнь каждого владельца жилья. Наш обзор призван немного расширить понимание для обывателей этой концепции и рассказать, что такое умный дом.

Что такое

Smart house — так звучит это словосочетание на английском. Это своего рода домашний автоматический комплекс, в котором собраны практически все бытовые приборы, управляемые одной системой.

Эта система не зря называется «умной». У нее есть мозг — это своя личная программа, под руководством которой и работают все устройства, выполняя сервисные функции.

А возможности умного дома такой электронный «мозг» расширяет многократно и дает очень много:

  1. Удаленное управление и контроль над всей электрической системой и электронными приборами, которые находятся в доме.
  2. Программирование бытовой техники под свои предпочтения (к примеру, включение света и обогревательных приборов по таймеру).
  3. Настройка всех приборов на работу по определенному сценарию. Это означает — если происходит это, то сделать нужно это. Ну вот к примеру — взошло солнце и повысилась температура в комнате, значит необходимо чтобы заработал кондиционер. Сам! Автоматически!
  4. Управление теми же бытовыми устройствами с помощью голосовых команд.

И это только малая часть того что может дать технология «smart house».

Для обычного пользователя таких систем совсем нет необходимости изучать основы программирования. Достаточно определится, каким образом все домашние устройства будут связываться с головным устройством — Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee. А владельцу дома остается найти и установить специальное программное обеспечение на свой личный смартфон или планшет и пользоваться всеми удобствами.

Как мы уже говорили вначале, это не новая технология. О ней знают или слышали многие. Единственное что останавливает многих — а так ли нужны эти технологии умного дома? Давайте еще добавим преимуществ этих систем. Также появляется возможность управлять:

  • Освещением;
  • Видеонаблюдением;
  • Климатической техникой;
  • Бытовыми приборами;
  • Разумное энергосбережение;
  • Защиты от протечек, газа, пожара;
  • Глобальные охранные возможности;
  • Продлевается срок службы электрооборудования;
  • Предельно максимальный уровень комфорта, который выбирают сами пользователи;
  • Экономное расходование всех бытовых ресурсов;
  • Нет абонентской платы.

Из чего состоит

Глобально все системы умного дома состоят из нескольких элементов:

  1. Центральный контроллер или хаб. Именно он объединяет все элементы «smart house» в единый комплекс.
  2. Различного рода датчиков. Эти маленькие помощники собирают информацию со всего дома — температуру, работу бытовых приборов, охранных сигналов и отправляют ее на центральное управляющее устройство.
  3. Исполнительные устройства. Все команды, поступающие с хаба, выполняются именно этими актуаторами. Проще говоря, это различного типа реле под внешним управлением, способные в автоматическом режиме включать/выключать домашние бытовые приборы.
  4. Умная бытовая техника. Понятное дело, что обычный электрический чайник не может включиться по расписанию. Но существует целый класс бытовых приборов способные работать по командам хозяина. Сюда входят различного рода розетки, выключатели, кондиционеры, системы защиты от протечек и так далее.

Комфорт как мы видим, обеспечен, но не это главное достоинство умных систем. Основное преимущество — они дают гарантированную возможность снизить риски более масштабных потерь:

  • Домашний потоп;
  • Утечки газа;
  • Задымления;
  • Пожара;
  • Несанкционированных проникновений в жилище или попросту ограбления.

Виды связи устройств

Так как все домашние системы контроля в любом случае используют электричество, то существует два класса систем:

  1. Проводные.
  2. Беспроводные.

Изначально все охранные системы были проводного типа. Несмотря на всю сложность монтажных и пусконаладочных работ такие системы обладали одним несомненным преимуществом — надежность.

Конечно, ничто не мешает и в системах «умные дома» применять проводную схему, но более современный вариант — беспроводной.

Беспроводные системы бывают просто выгоднее в плане времени на развертывание и подключение всего комплекса. Помимо этого если для устройства проводного комплекса без услуг профессиональных специалистов различного рода никак не обойтись, то беспроводную систему вполне под силу развернуть в своем доме самостоятельно, как говорится, своими руками.

Кроме того ассортимент различных датчиков и автоматизированных исполнительных элементов беспроводного типа постоянно расширяется. Поэтому дополнить свой «smart house» новым прибором не вызовет значительных проблем.

Конечно, есть и определенные неудобства систем такого класса:

  • На качество радиосигнала могут влиять как электрические помехи, так и погодные условия;
  • Периодическая проверка и замена элементов питания.

Объем услуг

Основные преимущества «умного дома» вы теперь знаете, но какой объем услуг нужен в первую очередь?

Для владельцев квартир, скорее всего, актуальной будет система умный дом плюс стандартное оборудование. Тогда появляется возможность управлять:

  1. Электрическим освещением — включение/выключение или регулировка светового потока.
  2. Всеми электророзетками.
  3. Системами «теплый пол».
  4. Умными шторами.
  5. Датчиками утечки газа, воды, движения.
  6. Кондиционерами.
  7. Комплектом систем мультимедиа.

Система умный дом для загородного дома или дачи может быть дополнена:

  1. Установкой видеодомофона.
  2. Регулировка отопления.
  3. Системой автополива.
  4. Управлением входной группы ворот и рольставнями.
  5. Камерами видеонаблюдения.
  6. Электронными замками.

Как это работает

Все системы «smart house» по своим базовым функциям различаются. Зависит от того комплекта устройств, которые поставляются в магазинном наборе. Но в любом случае, возможности этих систем безграничны.

Обычно базовая комплектация включает в себя:

  • управление освещением;
  • датчики открытия дверей/окна;
  • умную розетку;
  • охранную сигнализацию.

Более продвинутые системы могут быть изначально комплектоваться:

  • домофоном;
  • управление климатом;
  • пожарными датчиками;
  • контролем утечек воды и газа.

Давайте разберем на примере, как работает подобная система.

Для любого элемента системы можно задать сценарий работы. То есть. Если (выбрать условие), то (необходимо что-то выполнить).

К примеру. Вы приходите домой с работы скажем в 20:00. Открываете дверь и включаете свет.

Система управления на весь умный дом может быть легко запрограммирована на выполнение включения света в прихожей автоматически по таймеру. Человек входит в дом, а свет в прихожей уже горит.

А если дом за день нагрелся. Опять на помощь придет автоматика и программа управления. Если привязать к системе термодатчик, то он сможет отправлять на контроллер температуру в помещении. И если порог температуры превышен, то система сама включит кондиционер.

  • возрастает уровень комфорта;
  • повышается безопасность;
  • экономится электроэнергия.

Все это возможно при наличии смартфона и специального приложения.

А представьте себе такие сценарии как:

  1. 1Включение чайника утром.
  2. Работа оконных жалюзи.
  3. Автоматическое открывание гаражных ворот.
  4. Автоматический полив огорода.

Даже робот-пылесос может начать работу без вашего участия и уберет к вашему приходу весь дом!

Как видим, монтаж такого комплекса вполне оправдан.

Безопасность

Функции безопасности умного дома оградить хозяина жилья от многих чрезвычайных ситуаций. Для этого комплект девайсов дополнен:

  1. Камерами видеонаблюдения.
  2. Системами автоматического открывания дверей и ворот.
  3. Охранной сигнализацией.
  4. Комплектом защиты от аварийных ситуаций. Если оставили включенными духовку, утюг, то такие приборы будут выключены автоматически. Датчики огня и дыма сообщат о внештатной обстановке и активируется пожарная сигнализация. Утечки газа воды система также узнает с помощью детекторов и может отправить аварийный сигнал хозяину жилья и продублирует тревогу на пульт соответствующих служб.

Система умный дом призвана гарантированно обеспечить, как личную безопасность, так и здоровье человека. Для этой цели:

  • Проводится постоянная проверка периметра на целостность окон и дверей;
  • Может имитировать присутствие в доме хозяев;
  • Постоянный контроль за входом в квартиру;
  • Мониторинг камерами видеонаблюдения окружающей здание территории;
  • Функция автоматического включения освещения как внутри здания, так и по его периметру снаружи в случае проникновения;
  • Управляет движением защитных жалюзи;
  • Отправляет тревожный вызов на пульт охраны;
  • Все камеры видеонаблюдения могут быть подключены к интернету;
  • Оборудование дома тревожными датчиками огня и дыма;
  • Комплект видеонаблюдения состояния ребёнка, если с ним осталась дежурная няня.
Читайте еще  Стапелия пестрая- уход и размножение в домашних условиях

Популярные комплекты

Система автоматического управления умный дом, по-большому счету, еще в состоянии развития. Эта одна из причин отсутствия ажиотажного спроса на существующие подобные девайсы, как во всем мире, так и в России. Но для того чтобы быть в курсе последних тенденций и определиться с выбором мы выберем несколько моделей и расскажем какие функции они могут выполнять.

FIBARO Starter Kit

Открывает наш рейтинг умных вещей польский набор FIBARO Starter Kit.

Базовый набор состоит из:

  • контроллера Fibaro home;
  • беспроводного модуля управления многочисленной бытовой электроникой;
  • датчиков: температуры воздуха, влажности, протечек, дыма, движения.

Такой стартовый набор в России обойдётся в пределах 45000–47000 рублей. Можно дешевле, если купить только контроллер по цене в 30000 рублей. Дополнительные элементы всегда можно докупить на торговой площадке Aliexpress и не потому что там они лучше. Нет — там они гораздо дешевле.

Монтаж всего комплект и подключение можно выполнить своими руками согласно прилагаемой схеме подключения.

GAL SH-1000

Продолжает наш рейтинг домашних систем — комплект smart house GAL SH-1000. Набор весьма бюджетный. При цене 3000–5500 рублей особых чудес ждать от него не стоит. Собственно, это еще не умный дом, а начальная стадия автоматизированной системы безопасности.

  • сообщит о попытке проникновения в жилище или гараж;
  • известит, если соседи сверху залили ваш потолок;
  • предупредит об отключении электричества.

Расширить возможности системы можно за счет приобретения дополнительных датчиков.

Но надо сказать, что удаленное управление GAL SH-1000 невозможно. Прибор заточен под предупреждение хозяина о внештатной ситуации по мобильной связи стандарта GSM и по каналу передачи данных 2G. На телефон владельца и еще трех зарегистрированных пользователей отправляется push-уведомление. Что конечно удобно, так как каждый владелец семьи после входящего уведомления, сможет узнать о возникшей проблеме и вовремя среагировать.

GAL SH-1000 подходит лучше тем людям, которые хотят для себя понять — умный дом в принципе и что это такое.

Xiaomi Smart Home 2 Full Kit

И замыкает наш своеобразный рейтинг бренд от компании по производству сотовых телефонов Xiaomi — система Smart Home 2 Full Kit.

Стартовый комплект состоит из:

  • центрального контроллера;
  • датчиков: движения, открытия дверей, температуры;
  • «умной розетки».

Базовый комплект невелик, но его всегда можно расширить. И надо учесть, что это полноценный Smart house, так как эта система способна подключиться к бытовой технике и контролировать её. Главное чтобы у домашней электроники был на борту модуль Bluetooth или Wi-Fi.

Умная розетка, входящая в стартовый комплект может управлять включением/выключением по расписанию вообще любой подключенной к ней техники.

Управляется китайская система удаленно при помощи смартфона. Надо найти и установить на телефон специальное ПО или для Андроид или iOS.

Программа распространяется абсолютно бесплатно. Если вы не сможете ее найти, это помогут сделать в официальном магазине мобильного оператора.

По цене базовый комплект Xiaomi Smart Home 2 Full Kit вполне доступен — от 4000 до 5000 рублей.

Возможности системы не имеют границ, за счет приобретения дополнительных датчиков.

Самостоятельный монтаж системы не вызовет никаких затруднений, поэтому комплекс всегда можно расширить и настроить своими руками.

Преимущества и недостатки

Теперь мы разберем плюсы и минусы умного дома. Собственно говоря, все (или почти все) плюсы подобных систем мы уже разобрали. Теперь осталось узнать, а есть ли недостатки «умного дома».

Минусы

Минусы, конечно, есть и их хватает:

  1. Цена. Те комплекты, про которые мы уже упомянули — это начальный набор, так сказать для затравки. Полноценная система у российских поставщиков находится в пределах $ 5–15 тыс. Это если у вас квартира или небольшой загородный дом. Полноценная система, изначально грамотно спроектированная и правильно установленная надежной фирмой, дойдет до нескольких миллионов рублей!
  2. Кто устанавливает и качество оборудования. В России не такой большой выбор фирм по установке масштабных систем. Если западные фирмы предлагают готовую систему, то наши собирают ее по частям. А заменить сломанный датчик тоже непросто. Не все элементы могут быть совместимыми друг с другом.
  3. Не забудем, это все-таки сложная система и компоненты для умного дома вполне могут сломаться. И если так случилось что «полетел» один компонент системы он с большей долей вероятности, может потянуть за собой и другие элементы.
  4. Целесообразность. Все-таки эти комплексы изначально рассчитаны на применение в загородных домах с автономным отоплением. И в этом случае такое вложение себя оправдывает. А у нас в квартирах централизованное теплоснабжение и тут никакой экономии не наблюдается.
  5. Бесперебойное электропитание. В нашей реальности периодическое отключение света — это привычное дело и обеспечить бесперебойное электропитание это тоже отдельная история. Особенно если это дачный вариант. Можно, но сложно.
  6. Будьте готовы к тому, что через несколько лет ваш комплект устареет и найти комплектующие будет не так просто как раньше.
  7. Безопасность. Несмотря на то, что это основное предназначение подобных систем, нередко пользователями замечены уязвимости в безопасности. Отчасти в этом виноваты и сами владельцы. У хозяев дома не хватает фантазии придумать надёжный пароль. Он получается кратким и простым, например — девичья фамилия жены, кличка собаки, год своего рождения — это стандартные пароли. Понятно, что злоумышленнику не составить труда подобрать пароль к охранной системе и войти в умный дом.

Несомненно, преимуществ у Smart house больше чем минусов. Эта технология находится в стадии активного развития и не везде эти комплекты пользуются спросом. В Америке такими комплексами обеспечено около 20% частных домов. В России такой статистики нет, но, скорее всего, цифра будет гораздо меньше.

Откровенно говоря, сделать выбор в пользу комплекса умный дом или жить по-старинке — выбор каждый делает сам. Эти системы находятся в стадии постоянного совершенствования, и производители непрерывно работают над выявлением и устранением недостатков, добавляя новые функции и опции.

Какими будут умные дома в будущем

Из многих источников мы видим, что развитие системы умный дом и автоматизация идет полным ходом и поэтому можно даже предсказать по какому пути будет идти развитие подобных комплексов:

  • Перейдут на голосовое управление умным домом с поддержкой большинства языков;
  • Экономное расходование электропитания в доме;
  • Автоматическая регулировка напора воды и системы отопления;
  • Автоматизация всей бытовой электроники;
  • Альтернатива домашнему персональному компьютеру.

Видео по теме

Что такое система умный дом и пример её реализации

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

Что такое система «Умный дом»?

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

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

Управление системой освещения, например:

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

Вариант функционального набора охранной системы:

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

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

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

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

Какие минусы имеет «Умный Дом»:

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

Как сделать дом «Умным»?

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

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

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

Кратко о платформе

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

Обозначение:

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

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

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

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.

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.

Что такое умный дом: разные системы — разные возможности

Умный дом — это бытовые приборы, освещение, климат-контроль, другое оборудование, которые работают автоматически и объединены в сеть для управления через одно устройство с удалённым доступом. Правда, такой функциональности не достичь покупкой некого чудо-девайса. Хотя бы потому, что умный дом это не готовый продукт, а скорее ваш индивидуальный проект из смарт-устройств и систем, покупаемых отдельно. В нём не обязательно подключать к Wi-Fi всё до последней розетки, но что бы называться умным, ваш дом должен решать, как минимум, две задачи:

  1. Подключить к беспроводной сети то, что требует присутствия человека и автоматизировать то, что управляется вручную.
  2. Обеспечить единый интерфейс для множества разных устройств и систем. Так, что бы настройка тёплого пола и смарт-чайника находилась в одном приложении на ПК или смартфоне.
Читайте еще  Полезные свойства базилика и противопоказания к применению мужчинам и женщинам

Для этого понадобится центр управления, датчики и «умные вещи». На рынке существует несколько систем «умного дома» и не все между собой совместимы по оборудованию и способам управления. Перед тем как определиться, какую купить, вам необходимо понять, что вы хотите от нее. В этом обзоре мы вам расскажем о самых популярных системах умного дома. Не все они доступны в России в официальной продаже. Но мы же понимаем, что всего лишь дело времени.

Системы умного дома — как устроены

Если вам не по душе пайка плат и написание программ, то покупайте готовый «хаб» — центр управления — который сразу объединит остальные устройства и датчики в домашнюю сеть. Через него остальные устройства взаимодействуют и с жильцами и между собой. Хаб это такой мозг умного дома, который одновременно принимает и рассылает ваши команды хоть смарт-чайникам, хоть термостатам с сигнализацией. Для людей, далёких от IT, с покупки готового хаба и стоит начать создание умного дома.

Это так ещё и потому, что разные хабы в 90% случаев работают только с тем, что с ними совместимо и сертифицировано компанией-разработчиком. По этому принципу совместимости создаётся «экосистема» из устройств, которые работают под определённым хабом.

Итог: прежде чем покупать отдельные девайсы узнайте, подружатся ли они с вашим центром управления. Эту задачу облегчат списки доступных устройств на сайтах разработчиков. Впрочем, актуальные для этого обзора списки мы вам и так предложим.

Сегодня в тренде у самых развитых систем встраивать хаб в умную колонку для голосового управления. Такая колонка создаёт домашнюю сеть через Wi-Fi, а для удалённого доступа использует смартфон. Через него умный дом управляется с доступной точки Wi-Fi или по GSM-сети в виде SMS-оповещений.

Если же в роли хаба используется ноутбук с программой умного дома, то и домашнюю сеть придётся создавать самостоятельно. Для этого подойдут блоки беспроводной локальной сети Z-Wave и ZigBee. С датчиками вы делаете такой же выбор – покупка совместимых (Plug&Play) или самостоятельная сборка на аппаратно-программной платформе Arduino или Raspberry Pi, например.

Наконец, «умные вещи»– это привычные бытовые приборы, но с управлением по Wi-Fi и автоматическими режимами – сюда относятся умные лампы, умные чайники и прочие смарт-холодильники. Для них важна совместимость с хабом, что бы работать «в единой команде» с остальными девайсами.

Умные вещи покупают и те, кто собирает умный дом своими руками. Хотя обязательно найдутся мастера, что оснащают старые электрочайники вайфаем и реле.

Виды систем умного дома

В сегменте крутых и дорогих – умные колонки Google Home и Amazon Echo с облачными помощниками и приложениями для смартфонов. Их конкурирующие экосистемы стремительно развиваются, привлекая разработчиков уровня Nest и Phillips. В 2016 году в Google добились 100% совместимости с линейкой бытовых приборов Samsung SmartThings и открыли доступ к Google Assistant для сторонних разработчиков. Это позволило расширять круг совместимого оборудования и приборов, а так же интернет-сервисов (например, вы можете вызвать такси, заказать пиццу, просто скомандовав это умному дому).

Амазоновская смарт-помощница Alexa вообще столь популярна, что её добавили в AppStore и теперь Siri конкурирует с ней на айфонах своей же компании.

8000 ₽ за Google Home и

4000 ₽ за термостат Honeywell, вы сможете сказать «Окей, Гугл, повысь температуру в комнате» что бы он прогрел вашу спальню прохладным утром. Это пример того, как используются голосовые сценарии в Google Home.

С Amazon Echo ценой

10 000 ₽ вы получите голосовую помощницу «Alexa», которая сообщит о доступных авиабилетах или обрадует историей о последних приключениях марсохода Кьюриосити. Правда, такая способность появится только после установки из магазина интересующих вас «skills». Это наборы обновляемых в реальном времени источников информации и гибких ответов по ним. Понимать контекстные вопросы о погоде – «нужен ли мне зонт завтра», способны оба помощника, равно как и заказывать такси или продукты.

Поддержка русского языка пока ещё в разработке для обоих девайсов. Впрочем, вы же знаете английский, right? Это ещё один из общих минусов – в этих системах часть приложений не имеет практического смысла в России без перевода и адаптации под российские условия, только если вы не хотите заказывать пиццу из Нью-Йорка в Южное Бутово.

Google Home

Официально в России пока не продаётся. Дизайн устройства цилиндрический, изящно сужается к вершине. Нижнюю часть с динамиком закрывает съёмный кожух из ткани, доступный в 7-цветовых исполнениях.

Высота корпуса 140 мм, диаметр 100 мм при весе 500 г. Устанавливается на любую твёрдую поверхность. Мощность динамика и микрофона предполагает комфортное управление умным домом в пределах одной комнаты, поэтому для размещения лучше выбрать гостиную, также доступно подключение дополнительной акустики. Запуск происходит по схеме Plug&Play, дополнительные настройки не требуются, приложение для смартфонов доступно после скачивания в Google Play.

Как топовое устройство в этом классе, минусы имеет только в сравнении с Amazon Echo. Поскольку система умного дома Гугл Хоум появилась позже, у нее пока нет таких возможностей персонализации, как библиотеки «Skills» у Амазона. Конечно, Гугл Ассистент найдёт информацию по любому запросу, но пока ответит более поверхностно, чем Алекса с установленным «skills». С другой стороны распознавание речи в Гугл Ассистент настроено тоньше, чем у Алексы – он понимает поисковые запросы без прямых указаний «найди X».

Умная колонка Google совместима с устройствами компаний:

  • Nest – термостаты и пожарная сигнализация.
  • Samsung SmartThings – вся умная бытовая техника этой линейки.
  • Philips Hue – смарт-лампы; регулируемое освещение.
  • Belkin WeMo – беспроводная домашняя сеть, удалённое подключение.
  • Honeywell – термостаты с продвинутым голосовым управлением.
  • IFTTT – популярная платформа автоматизации.

Amazon Echo

На российском рынке пока не представлен. Дизайн корпуса вписан в геометрический цилиндр, доступен в чёрном или белом варианте. Динамик спрятан жёстким защитным чехлом. Вес устройства 1 кг при высоте 235 мм и диаметре 80 мм, из-за оно чего проигрывает Google Home по удобности размещения. Зато к нему можно докупить компактные версии хаба Echo Dot размерами и формой сопоставимые с шайбой. Возможность размещения устройств Dot в разных комнатах решает проблемы с мощностью динамика или микрофона материнского хаба. Как и в Google Home, запуск и настройка устройства или приложения не требует никаких действий от пользователя кроме нажатия «включить» и «скачать».

Для умной колонки Amazon доступно то же, что и для Google Home, плюс оборудование ещё 7 компаний:

  1. Ecobee – термостаты.
  2. Wink – домашняя сеть.
  3. Insteon – сигнализации, датчики инженерных коммуникаций, освещение.
  4. Lifx – смарт лампы, инфракрасное освещение.
  5. Big Ass Fans – смарт-системы освещения и вентиляции больших задниц помещений.
  6. Control4 – видеонаблюдение, сигнализация, наружное освещение, экономия энергии.
  7. Crestron – домашние кинотеатры, изготовление смарт-систем по индивидуальным заказам.

Xiaomi Smart Home Suite

От самообучающихся голосовых помощников перейдём к простым и бюджетным системам умного дома из Китая. Домашняя автоматизация Xiaomi Smart Home Suite стоит

4000 ₽. Это набор из простых датчиков проникновения и «хаба». Здесь он умеет только объединять смарт-устройства и принимать команды с приложения на смартфоне — единственного устройства ввода для этой системы. Встроенный динамик предназначен для звуков оповещения, но не для музыки. Строго говоря, это не полноценный хаб, а просто «концентратор» управления устройств Сяоми. Впрочем, всё не так плохо – сборка у Сяоми вполне отвечает стандартам, в их экосистеме

50 девайсов, и не клонов друг друга, а с разбросом от холодильников до гироскутеров.

Это набор из 4 устройств:

  • концентратор,
  • герконовый датчик нажатия,
  • ИК датчик движений,
  • универсальная кнопка.

Центральное устройство похоже на гигантскую белую таблетку толщиной 40 мм. Вилка китайская, поэтому смело прибавляйте высоту переходника. Устанавливается там, где расположена подходящая розетка. Для домашней сети использует беспроводную сеть Zigbee. Поскольку у Сяоми среда ориентирована сама на себя, то и остальные устройства для этого дома Zigbee-совместимые. Когда дома никого, девайс выходит в интернет на облачный сервер Сяоми, через который вы управляете домом со смартфона. Приложение для дома Xiaomi Mi работает с Android и iOS, в нём доступна история срабатываний датчиков и выбор предусмотренных сценариев работы для устройств в сети.

Некоторые устройства для Xiaomi Smart Home:

  • Xiaomi Yeelight – освещение, смарт-лампы.
  • Philips Lamp – совместная линейка смарт-ламп Сяоми и Филипс.
  • Mi Air – воздухоочистители и увлажнители.
  • Mi Smart Fan – умный вентилятор.
  • Mi TV – телевизоры.
  • Mi SmartBox – смарт-приставки.
  • Mi PowerPlug – розетки.
  • Mi SmartHome Camera – видеозапись.

Остальные умные вещи и комплект оборудования автоматизации Сяоми совместимы между собой, всего в списке 45 наименований.

Какую систему умного дома выбрать: обзор лучших комплектов-интеллигентов

Многое из того, о чем писали фантасты, а люди могли только мечтать, теперь постепенно воплощается в жизнь. Например, еще несколько десятков лет тому назад было сложно представить, что в скором будущем появятся роботы-пылесосы. Теперь их считают вещами обыденными. Однако технологии не стоят на месте: сейчас одним из самых полезных изобретений стала система умного дома. Это комплекс бытовых приборов, объединенных в одну сеть и управляемых с помощью беспроводной связи — автоматически либо дистанционно. Такое решение довольно популярно. Оно обещает максимальный комфорт, может предотвратить непредвиденные аварийные ситуации, сэкономит энергоресурсы. Спрос родил предложение, но вместе с этим появилась новая проблема. Трудность в том, что немногие хозяева представляют, какую систему умного дома выбрать из большого количества вариантов.

Что такое «умный дом»?

Современное жилье буквально перенасыщено разнообразной техникой. Даже самый скромный набор включает электрочайник и кофеварку, холодильник, микроволновую печь, стиральную машину, телевизор, компьютер, планшет, а также смартфон. Нередко к этой «компании» присоединяется отопительное оборудование, системы климат-контроля. Умный дом (Smart House) — способ автоматизации всего бытового оборудования, возможность для техники функционировать почти без вмешательства человека.

Работа системы, ее преимущества

Такая система берет на себя:

  • постоянный контроль (регулярную проверку) работы водопровода, газопровода (защиту от протечек/утечек);
  • управление абсолютно всей бытовой техникой дома, начиная с электроламп, заканчивая воротами;
  • контроль микроклимата помещений (температуры, влажности), освещения;
  • функции защиты дома от проникновения злоумышленников;
  • слежение за работой пожарной сигнализации.

Система умный дом не требует знания программирования. Все устройства сети связываются с центром управления по Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee. Поиск и установка на смартфон (планшет) специального приложения для контроля и управления приборами — единственное, что требуется хозяевам дома.

Многие владельцы, услышав о такой новинке для ленивых хозяев, сначала размышляют не о том, какую систему умного дома выбрать, а о целесообразности такого приобретения. Однако плюсов у системы довольно много. Первый из них — возможность охватить сразу несколько основных направлений: видеонаблюдение, управление освещением, климатом, бытовой техникой, контроль энергосбережения, защита от протечек и охранная система. Другие преимущества:

  • согласованная работа оборудования;
  • продление службы электроприборов;
  • легкость работы с приложением;
  • отсутствие абонентской платы;
  • максимальный комфорт;
  • экономия ресурсов.

Главное достоинство умного дома — шанс избежать масштабных бедствий: потопа, задымления, пожара, ограбления.

Состав комплекта

Конфигурация систем бывает различной: одни из них позволяют контролировать только несколько устройств, другие гарантируют автоматическое управление всеми инженерными системами. Комплект любого «интеллектуального жилья» включает:

  1. Центральный управляющий контроллер — центр управления или хаб. Он отвечает за идеальное взаимодействие всех элементов. Однако Wi-Fi устройства могут подключаться без участия ЦУ — непосредственно к роутеру. Таким оборудованием легко управлять с телефона или планшета.
  2. Датчики, термостаты. Эти приборы контролируют параметры (влажности, температуры, задымления). Если какой-то из них изменится, то сигнал тут же получает центр управления, он же незамедлительно посылает сообщение о неполадках владельцу на смартфон.
  3. Исполнительное оборудование. В эту категорию входят все бытовые устройства — розетки, выключатели, кондиционеры, системы защиты от протечек и т. д. Они получают команды с удаленного доступа, а затем выполняют их.

В умных системах могут использоваться реле, обеспечивающие основную часть автоматизации. Это освещение, системы теплого пола, контроль бытовых приборов, управление воротами или полив сада.

Виды связи устройств

Здесь вариантов всего два — проводная или беспроводная.

Проводное подключение более надежно, так как обмен сигналами происходит без всяких задержек. Однако комплект проводного оборудования обойдется в большую сумму, а монтаж его довольно сложен. Такую систему умного дома лучше планировать и устанавливать на этапе строительства дома, в новостройке или во время ремонта, потому что придется делать скрытую проводку, а она подразумевает штробление стен.

Беспроводной вариант в этом случае выигрышнее, так как его простая установка не требует каких-то серьезных усилий, поэтому помощь профессионалов не требуется. Широкий ассортимент, перемещение старых устройств и простое присоединение новых приборов — еще два преимущество мобильных систем. Минусы этого варианта — влияние на качество радиосвязи (помехи, погодные условия), необходимость периодической замены элементов питания. Проверять работоспособность их приходится очень часто.

Что включают в систему умный дом?

Прежде чем размышлять о том, какую систему умного дома выбрать, необходимо решить, какие варианты реализации хозяевам нужны в обязательном порядке.

  1. Настройка освещения — первый пункт. Многие рекомендуют начинать именно с него. Возможности: включение/выключение с помощью датчиков передвижения, голосом или по хлопку в ладоши. Системы управления дают возможность регулировать любой источник света в доме или квартире.
  2. Умная розетка. Это второй популярный вариант. В этом случае владельцам дома можно будет не беспокоиться о забытых включенных утюгах: хозяину достаточно открыть приложение, найти соответствующую функцию, а затем обесточить ту розетку, к которой присоединен опасный прибор.

В последнюю очередь устанавливают и настраивают всю необходимую технику — системы климат-контроля, электрочайник, кофеварку, СВЧ-печь, мультиварку, стиральную машину, сантехнику, жалюзи или другие «умные» шторы.

Не менее важна работа охранных систем. При любом вторжении во владения хозяина система незамедлительно отправит на телефон послание, предупреждающее о возможной опасности. Такие же сообщения он получит в случае протечки воды, задымления помещения. С любой чрезвычайной ситуацией умный дом справится сам: он перекроет трубопровод или отключит электроэнергию, если хозяин отдаст приказ.

Управление системой

Чтобы иметь возможность управлять умным домом, необходимо скачать бесплатное мобильное приложение. После его установки надо будет выбрать вариант управления. Их два:

  1. «Создать новый дом». В этом случае хозяин сначала создает дом, затем по очереди подключает к нему все устройства.
  2. «По приглашению». При выборе этого варианта создавать ничего не надо, достаточно получить приглашение — по QR-коду или по ссылке. Такие приглашения настраиваются по времени доступа.

Самый простой способ управления — использование ползунков, где каждая клавиша будет соответствовать определенному прибору, или показывать последовательность действий, которые нужно выполнить. Второй вариант — управление с помощью интернета. Некоторые системы предоставляют возможность голосового управления. Их, правда, пока немного.

Какую систему умного дома выбрать?

Системы умный дом все-таки еще находятся на этапе развития, поэтому они не достигли пика популярности: ни в мире, ни у нас. По этой причине довольно трудно ориентироваться в том, каких производителей этого оборудования можно считать лучшими. На рынке знаменитых брендов довольно много. К ним относится продукция Ajax Systems, Amazon, Apple, Google, REDMOND, Rubetek, TP-Link, Xiaomi, Ростелекома и другая российская система — GAL.

Xiaomi

Этот китайский производитель известен в России благодаря смартфонам, которые ни на йоту не уступают качеством товарам знаменитых мировых брендов. Если говорить о системах умный дом, то Xiaomi привлекает покупателей доступными ценами, хорошим исполнением, разнообразием моделей. Все устройства подключаются к одной сети, она передает информацию на смартфон. Для контроля системы устанавливают приложение Mi Home. Датчики можно настроить по Bluetooth, Wi-Fi или ZigBee.

В линейке фирмы есть не только базовые наборы, но и широкий ассортимент самостоятельных устройств, которые станут дополнением к основному оборудованию. «Умный» комплект Xiaomi Smart Home включает розетку, датчики контроля открывания (окна, двери), движения, влажности и температуры. В качестве дополнения китайцы предлагают оснащение датчиками ночника, очистителя воздуха, пылесоса. Блок управления системы внешне выглядит как светильник, он и выполняет функцию этого прибора.

Rubetek

Эта фирма российская, однако производство также находится в Китае. Rubetek считается компанией с лучшим ассортиментом комплектов для создания системы умного дома. Компания создала несколько десятков приборов. Это датчики дыма, газа, протечек воды, движения, открытия окон, сенсоры для камер (внутренних и наружных). Также можно приобрести интеллектуальные розетки и оборудование для осветительных приборов и систем климат-контроля.

Системы Rubetek отличаются простотой монтажа и настройки, поэтому технология умный дом понятна и доступна для человека, только знакомящегося с ней. Все комплекты имеют устройства для определенных целей, для конкретных зон дома. Таких наборов компания предлагает более десятка. Плюс продукции — вполне приемлемая цена.

Ссылка на основную публикацию