Контакты
Главная / Сайдинг

Как сделать умный дом самому. Создание комплексной системы умного дома. Какие минусы имеет «Умный Дом»

С овременный рынок насыщен разнообразными системами и комплексами, превращающими обычный дом в «умный», или «интеллектуальный». Послушать производителей, так их девайсы сделают гениальным даже скворечник.

Что собой вообще представляет умный дом и в чём этот ум выражается, и сложно ли научить своё жилище «уму-разуму» самостоятельно. В статье мы расскажем что такое умный дом и о том, как сделать умный дом на даче своими руками с минимальными затратами, то есть дёшево.

Что такое умный дом и как сделать умный дом на даче своими руками, с минимальными затратами

Так как мы делаем умный дом на даче, для примера его мы и будем рассматривать, рассказывая, что такое умный дом. Он иногда подолгу стоит без хозяев, либо в нём проживают постоянно и немного интеллекта ему не помешает.

В наше отсутствие, самостоятельно либо при нашем минимальном участии наш умный дом должен:

  • защищаться от злоумышленников,
  • ухаживать за придомовой территорией (хотя бы поливать клумбы, газоны и огород),
  • осуществлять климат-контроль,
  • в случае критической, форс-мажорной ситуации, как-то пытаться с ней справиться, одновременно информировать нас,
  • обеспечивать возможность управления и настройки всем вышеперечисленным, где бы мы не находились.

Большинство систем «умных домов» существующих на рынке позволяют всё это и ещё сверх того.

Само устройство существующих систем умного дома сходно с живым существом:

Специальные электронные датчики — это глаза и уши дома. Электрические импульсы от них по проводам-нервам передаются в контроллер - мозг системы. Контроллер в зависимости от сигнала выбирает подходящую программу действий и включает двигатели-мышцы соответствующих исполнительных механизмов.

Внешне всё просто, понятно и неплохо работает. Но есть и вопросы. Начнём с цены.

Современные системы «умный дом»

Цены на интеллектуальные системы на порядок снизились даже по сравнению с началом века, и продолжают снижаться. Но все равно «кусаются». На сегодня смета на систему «умного дома» в минимальной комплектации начинается где-то от 120 тыс. рос. руб. (2018 год).

С развитием технологий и различных электронных приспособлений появляется возможность полностью перевести управление системами, находящимися в квартирах и домах на автоматический автономный режим. Умный дом что это такое? Итак, для начала дадим определение, что это такое система умный дом. Это инновационная передовая система полной или частичной автоматизации различными инженерными системами жилого помещения направленная домашний уют без механического вмешательства человека. Комплексная система управления умный дом может вести контроль, а также в нужное время включать и отключать оборудование, входящее в него, а также информировать об этом хозяина.

Функции умного дома

Данный автоматический комплекс может управлять следующим оборудованием и выполнять следующие операции, иначе говоря, перечислим возможности системы:

  1. Постоянное наблюдение и контроль за безопасностью жилого помещения и придомовой территории. В эту возможность можно включить системы видеонаблюдения, а также ряд мер, связанных с несанкционированным проникновением. Охранная цепь, включающая сирену, может подавать сигнал параллельно и в службу охраны;
  2. Противопожарная безопасность;
  3. Контроль и поддержание заданной температуры внутри отдельной комнаты или всего помещения. Это достигается правильной работой в установленных режимах отопительного оборудования, кондиционеров, вентиляции;
  4. Контроль за электроснабжением и включение резервного источника в случае отключения основного. Сюда входят источники бесперебойного питания, стабилизаторы.
  5. Организация правильного и экономически выгодного водоснабжения. Это касается как холодной, так и горячей воды. Данная функция может также иметь датчики, реагирующие на порыв труб водоснабжения или их протекание;
  6. Управление, во время прихода, ухода или же в момент отсутствия хозяев освещением. Данная аппаратура делится на аварийное и рабочее освещение. Во время отсутствия хозяев может производить включение освещения дабы воспроизвести процесс присутствия в доме людей, и тем самым отпугнуть злоумышленников и воров от жилища;
  7. Постоянный круглосуточный мониторинг функционирования всех включенных систем;
  8. Перевод в автоматический режим бытовых приборов, телекоммуникаций, и различного мультимедийного оборудования;
  9. Полив в жаркую погоду газонов и огородов, кормление домашних животных и рыб.

Система умный дом направлена не только на контроль и коммутацию всего находящегося в доме оборудования, но и на их экономическое использовании, то есть на снижение затрат на энергоносители. Очень актуальна работа этой системы в случае проживания в помещении человека или людей с ограниченными физическими возможностями. Для интеллектуального контроля и управления применяется компьютерная техника и специально разработанные программы для этого.

Оборудование для умного дома

Рынок современных девайсов и систем, направленных на автоматизацию наполнен как качественной продукцией, так и подделками, поэтому если человек решил сам воплотить систему в жизнь то экономить на качестве не рекомендуется. Создать краткое описание, указать на плане помещений нужные узлы в принципе не проблема.

В перечень оборудования, которое может быть использовано при организации и настройке умного дома:

  • Выключатели освещения и питания розеток;
  • Всевозможные диммеры для регулировки яркостью освещения;
  • Оборудование для управления жалюзи и ставнями;
  • Датчики движения, света, температуры, огня, атмосферного давления, протечки воды, присутствия и т. д. Датчики для умного дома стоит выбирать только надёжные, так как это главный инструмент работы системы;
  • Конвертер телефонной линии;
  • Конвертер домофонной линии;
  • Микрофон с АРУ и с АЦП (служит как голосовое управление умным домом);
  • GSM модуль;
  • ИК приемник и передатчик;
  • ИК RF ретранслятор;
  • Измеритель напряжения;
  • Стабилизатор и бесперебойный источник питания;
  • Измеритель тока;
  • Прибор для управления и интерфейс сенсорный или кнопочный. На управляющем оборудовании устанавливается зачастую пароль;
  • Частотомер;
  • Краны шаровые с электроприводом.

Как работает умный дом

Для автоматической работы всех систем входящих в комплекс умный дом используются современные электронные датчики, контроллер, а также сопутствующее оборудование. Все они соединены в одну единую цепь управления, при помощи которой и происходят вышеперечисленные процессы. То есть в зависимости от выбранного оборудования применяются те или иные датчики. Технологии умного дома могут немного отличаться друг от друга, но главная их функция - это всё же автоматизация. Например, для того чтобы включались определённые светильники, которые выбирает сам владелец, они должны быть подключены через датчики солнечной активности, то есть реагирующие на освещённость внутри или снаружи помещения. Помимо этого, осветительная аппаратура может реагировать на присутствие человека и включаться или отключаться, когда он приходит и уходит без воздействия на выключатель освещения.

Примерно по такому принципу работает и отопительная система и кондиционеры. По всему дому расположены датчики, которые реагируют на температурные изменения, владельцу стоит только выставить оптимальную для него температуру во всём помещении или в каждой из комнат, и умный дом сам будет решать и делать нужный выбор, что нужно включить охлаждение, отопление или же просто вентиляцию. Такая же ситуация и с параметрами влажности.

Вся информация с датчиков, исполнительных механизмов, энерго- и водоснабжения, а также с охранного оборудования отправляется на центральный контроллер (процессор), являющийся мозгом всей системы.

Все системы можно разделить на:

  1. Информативные датчики и камеры;
  2. Центральный процессор;
  3. Исполнительные механизмы (всевозможные электрические вентиля и задвижки);
  4. Системы контроля и управления над всеми этими процессами.

Проектирование умного дома

Конечно же, монтаж и проект умного дома дело на простое и его лучше возложить на плечи профессионалов, так как потребуется монтаж и установка большого количества датчиков по всему периметру помещения и придомовой территории. Система умный дом для квартиры менее затратная, но конечно же, всё зависит от пожеланий клиента, и его финансовых возможностей.

Монтаж можно разделить на три этапа:

  1. Соединение и сопряжение в единую систему всех существующих в помещении аппаратов и оборудования. Это выполняется за счёт применения соединительных шнуров или же радиоволн, а также специального программного обеспечения;
  2. Производится установка и регулировка датчиков которые будут указывать на состояние того или иного оборудования, например, закрыты ли шторы, жалюзи или же входные ворота;
  3. Сопряжение всех этих систем с микроконтроллером, то есть с мозгом умного дома он будет отправлять сигнал хозяину о выполнении, получать удалённый сигнал на управление данным оборудованием, а также выполнять меры, направленные на экономию затрат. В некоторых случаях проектировщики рекомендуют устанавливать также запорные аварийные заслонки или задвижки на входные трубы водоснабжения и газоснабжения, а также на их коммуникационные отводы. При случившейся аварийной ситуации и в случае не подтверждения владельцем разрешающего сигнала на закрытие контроллер сам сможет перекрыть или отключить нужную подачу того или иного источника. Проблемная ситуация может быть и ложной, нельзя забывать об этом. В любом случае есть выбор, осуществлять управление по сети интернет или по радиосигналу, с помощью смартфона телефона или же специального пульта.

Для воплощения идеи умного дома существует несколько способов:

  • Покупка готового уже проекта, а также монтаж «под ключ», который предлагают многие компании;
  • Приобретение готового модульного комплекта и интегрирование в существующую систему дома;
  • Создавать всю систему самому то есть выполнить разработку, проектирование, комплектацию, а также монтаж системы «с нуля» собственными силами. Это в любом случае творческая работа.

Перед принятием решения рекомендуется оценить как свои возможности и силы по установке своими рукам, так и проконсультироваться о стоимости установки «под ключ» в конкретном регионе или стране. Установка системы умный дом проектирование, и монтаж, могут выполняться как в комплексе, так и поодиночке. Цены на данные услуги и продукцию сильно может разниться, поэтому долгий выбор неизбежен. Сравнение систем умный дом направлено на гарантию его работы, а также на вероятность возникновения ошибочного или же ложного срабатывания. Это основные критерии, которые следует учесть при выборе.

Видео монтаж и настройка умного дома

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.

Возможно ли оснастить дом или квартиру полноценной системой автоматизации или, хотя бы, сделать упрощенный Умный дом своими руками, не поручая эту работу профильным компаниям?

В интернете можно найти великое множество статей на эту тему: люди рассказывают о своём опыте монтажа как простейших связок из разряда «свет по датчикам движения в зависимости от времени суток», так и более сложных, с управлением через компьютер или с мобильного устройства (например, с iPad). Многие из таких решений действительно интересны и полезны в повседневной жизни.

Что нужно для того, чтобы построить Умный дом самому?

  1. Знание электрики. Понимание принципов управления различными электроприборами, опыт сборки электрощитов, обязательно знание техники безопасности при работе с электрическим током. Навыки надёжного соединения кабеля.
  2. Знание принципов построения систем автоматики: типы контроллеров, входы и выходы контроллеров, виды сигналов.
  3. Навыки программирования для настольной или мобильной операционной системы для создания интерфейса управления.
  4. Чёткое понимание алгоритмов работы.
  5. Хорошее знание используемого оборудования.

Зачастую Умный дом можно найти в виде достаточно простой, но ограниченной системы, например, контроль протечек воды , SMS информирование или управление светильниками с пульта. Такое оборудование существует в виде готовых «коробочных» решений, предназначенных для самостоятельной сборки.

Предлагаем вам ознакомиться с ассортиментом готовых решений - комплектов оборудования «Умный дом в коробке», которые позволят вам реализовать систему Умный дом самостоятельно.

Настоящая система Умный дом - это комплексное решение, связывающее все подсистемы в единую сеть, позволяющую контролировать весь дом с одной панели управления или планшетного компьютера.

Чтобы создать такую систему, которая будет надёжна, удобна и проста в освоении, позволит хозяевам чувствовать себя в полной безопасности, нужны годы работы в этой области: грамотный подбор оборудования, тщательная разработка программного обеспечения, опытные инженеры и проектировщики. Достойной альтернативой этому батальону специалистов станут готовые решения Умного дома .

К самым сложным работам относится сопряжение со сторонним оборудованием: кондиционером, вентиляцией, домашним кинотеатром и т.д.

В любом случае, мы всегда можем подготовить проект системы . Проект будет выполнен в полном соответствии с пожеланиями и всеми строительными нормами. Он будет включать в себя схемы монтажа кабеля, схему щитов и пояснительную записку с полной спецификацией оборудования.

Стоимость проекта невысока, но он даст возможность самостоятельно произвести все необходимые работы, связанные с монтажом кабеля и сборкой щитового оборудования без риска замкнуть «фазу на ноль».

В вопросе того, как сделать умный дом своими руками, вам также могут помочь готовые примеры проектов .

Поскольку наши системы построены на свободнопрограммируемом промышленном контроллере (Beckhoff , ОВЕН, Siemens), то, обладая знаниями в данной области, человек сможет самостоятельно произвести программирование, настройку и наладку в соответствии с собственными пожеланиями.

Предлагаемая нами сборка на базе промышленного контроллера и управляющего программного обеспечения Easy Home для Windows, Android или iOS оставляет достаточно большой простор для самостоятельного конфигурирования , так как позволяет легко менять интерфейс, добавлять новые элементы, изменять сценарии и ассоциации выключателей группам света, используя уже заложенные принципы.

Самостоятельно внедренная система Умный дом для квартиры или частного жилого здания, безусловно, подарит хозяину огромное количество знаний и опыта, но мы рекомендуем перед тем, как построить систему на жилом объекте, обсудить с нашим специалистом возможности будущего интеллектуального здания, пути их осуществления и возможные сложности реализации для того, чтобы быть полностью уверенными в своих силах.

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.