Говорят, что каждый дом похож на своего хозяина: в квартире пожилой дамы каждое кресло дышит уютом, представительский особняк успешного бизнесмена демонстрирует респектабельность и уверенность в себе, а арт-студия молодого художника полностью отражает его творческий полёт мысли.

При этом у каждого хорошего хозяина руки не работают отдельно от головы: глаза видят, уши слышат, мозг принимает решения и отдаёт команды телу. Именно так достигается наилучший результат работы: объединение всех систем организма в одно целое приводит к оптимальному функционированию.

Так же и в Умном доме - все системы в нём работают слаженно, согласованно и взаимосвязано . В таком доме не перегорит проводка, оттого что на неё попала вода из разлившейся ванны. Не лопнут трубы из-за постоянных перепадов температуры. Не промёрзнут комнаты из-за внезапных перебоев с электричеством.

Согласовать подобным образом системы жизнеобеспечения, установить контроль над домом, осуществлять наблюдение за ним по сети интернет или через удалённое видеонаблюдение, запрограммировать взаимодействие различных систем дома и их поведение в зависимости от времени суток, погоды или, скажем, настроения хозяина, в наши дни совершенно не составляет труда.

Интеллектуальная система «Умный дом» - это высокотехнологичная система, позволяющая объединить все коммуникации в одну и поставить её под управление искусственного интеллекта, программируемого и настраиваемого под все потребности и пожелания хозяина.

Отопление , освещение , водопровод, сигнализация в квартире - всё это можно подчинить централизованному контролю с помощью установки системы «Умный дом».

Хотите, чтобы по вечерам в гостиной зажигался верхний свет, а днём горела только настольная лампа в кабинете? Предпочитаете зимой греть ноги в кресле на кухне, а по осени не желаете мёрзнуть в спальне? Хотите иметь возможность включить через интернет обогреватель на даче, чтобы помещение прогрелось к Вашему приезду?

Или, скажем, хотите, чтобы Вас оповещали с помощью SMS о внезапных отключениях электричества или сработавшей сигнализации? В наше время для этого не требуется нанимать целый дорогостоящий штат прислуги и охраны - всё это сделает «Умный дом».

При этом не стоит думать, что такая система не доступна для человека, который не располагает загородной виллой, а просто хочет иметь уверенность в безопасности своей квартиры, когда она остаётся без присмотра хозяина: базовый функционал системы «Умный дом» по стоимости сопоставима с монтажом обычного домофона.

Кроме того, уже установленную систему можно развивать в дальнейшем, добавляя новые коммуникации или расширяя взаимодействия уже подключенных. Начните с недорогого готового решения Умного дома , а затем дополняйте его теми компонентами, которые покажутся вам наиболее полезными.

Что включает такая система?

Умный дом - единая система управления в доме, офисе, квартире или здании, включающая в себя датчики, управляющие элементы и исполнительные устройства. Управляющие элементы принимают сигналы с датчиков и контролируют работу исполнительных устройств, действуя согласно заданным алгоритмам и объединяя следующие системы:

  • Отопление дома (посредством радиаторов или теплых полов),
  • Охранная и пожарная сигнализация ,
  • Контроль аварийных ситуаций : утечки воды, газа, аварии в электросети,
  • Видеонаблюдение (локальное и удаленное),
  • Управление внутренним и уличным освещением ,
  • Распределение видео и аудиопотоков и по помещениям (мультирум),
  • Управление обогревом ливневой канализации, ступеней лестниц и дорожек,
  • Контроль над энергопотреблением, ограничение пиковых нагрузок и распределение нагрузок по фазам питающей сети,
  • : аккумуляторными ИБП и дизель-генераторами,
  • Управления канализационных насосных станций и системам автополива зеленых территорий,
  • Управление воротами и шлагбаумами,

Привет всем, кто читает этот материал! В нем я расскажу о модной в настоящее время вещи — системе «Умный дом». Надо сказать, что первые такие системы появились еще в восьмидесятых годах в США. Но были они тогда доступны только очень богатым людям, типа Билла Гейтса. Время идет и технологии не стоят на месте. Развитие электронной промышленности привело к резкому удешевлению оборудования необходимого для организации таких систем. В наши дни любой домовладелец со средним достатком может себе позволить сделать такую систему у себя дома. Эта статья призвана дать вам наиболее общие понятия о том, что такое «умный дом» и как он работает.

Что такое система «Умный дом»?

Система «Умный дом» — система автоматизации управления инженерными сетями дома. Она может управлять отоплением, вентиляцией, включением света, а также выполнять функции сигнализации о несанкционированном проникновении в дом или утечке воды на пол. Все эти функции реализуются при помощи специальных датчиков, подключенных к хабу (устройству управления). Хаб обрабатывает сигналы от датчиков и отправляет команды устройствам исполнителям. Исполнители называются актуаторами.

Актуаторами называются следующие устройства:

  • Трехходовой клапан с сервоприводом.
  • Управляемые розетки и выключатели.
  • Сирены.
  • Светильники.
  • Программируемые термостаты.
  • Управляемые дверные замки.
  • Видео наблюдение.

И это далеко не полный список таких устройств.


Датчики и актуаторы соединяются с хабом при помощи проводных или беспроводных интерфейсов. Для примера приведу некоторые из них в виде списка:

  • EIB — european installiation bus. Старый проводной стандарт, разработанный европейскими компаниями в девяностых годах. На данный момент не применяется.
  • EHS — european home systems. Еще один старый проводной интерфейс. Явился дальнейшим развитием EIB.
  • Z-Wave — беспроводной протокол, разработанный специально для организации систем «Умный дом» и схожих систем. Системы на основе Z-Wave обладают большей помехоустойчивостью, по сравнению с WiFi или Bluetooth. Рабочая частота для России 869 МГц, США 908,42 МГц, Европа 868,42 МГц. Еще одним преимуществом данного протокола является низкое энергопотребление работающих на нем модулей. Есть шифрование данных.
  • ZigBee — беспроводной протокол связи, схожий по свойствам с предыдущим. Также рассчитан на низкое энергопотребление и низкую скорость передачи данных. Для России частотный диапазон 2400 — 2485 МГц. Данный протокол поддерживает шифрование.
  • WiFi — беспроводной протокол данных, рассчитанный на быструю передачу больших объемов данных. Отличается высоким энергопотреблением, по сравнению с двумя предыдущими. Его главным плюсом является возможность соединять устройства с компьютерами и смартфонами без «посредников».

Продолжать список можно и дальше, но для первого знакомства будет вполне достаточно. Главное, что надо уяснить — это полный отказ от проводных соединений в современных системах «Умный дом». Это позволяет легко расширять возможности такой системы — добавлять и менять устройства в системе. Беспроводные технологии позволяют управлять вашим домом с приложения на смартфоне или планшете в любой точке мира, где есть интернет


Теперь давайте поговорим о системах управления более подробно.

Умный дом для управления климатом и отоплением.

Как вам известно, система отопления включает в себя котел (один или несколько), трубопроводы и приборы отопления. Система «Умный дом» может управлять отоплением через регулирование работы котла. Подключается оборудование к входу на его плате управления. Кроме комнатных термостатов, «умный дом» может управлять сервоприводами на радиаторах или конвекторах, включать и отключать циркуляционные насосы и так далее. Смотрите следующее краткое видео:

Такие же возможности есть для управления кондиционерами — система может включать и отключать их, автоматически поддерживая комфортную для вас температуру. Возможным является программирование недельного и суточного графика температур во всем доме и в каждом отдельном помещении. В общем, возможности здесь самые широкие. Все упирается только в вашу фантазию и бюджет.

Умный дом и безопасность.



«Умный дом» помогает обезопасить ваше жилище по нескольким направлениям:

  • Датчики утечки воды и газа — система отреагирует на утечку воды или газа и перекроет их подачу при помощи управляемых кранов.
  • Датчики проникновения — различные датчики регистрирующие незаконное проникновение в ваше жилище. Чаще всего это датчики изменения объема помещения или датчики движения.
  • Система видео наблюдения — включает в себя не только камеры, но и программное обеспечение, которое обрабатывает полученное видео.
  • «Умные» замки — управляемые запорные устройства, которые усложнят перемещения воров по дому в случае их проникновения. Также есть возможность дистанционного управления гаражными воротами.

Список не претендует на полноту, есть еще множество различных опций и решений для безопасности вашего жилища. Идем дальше.

Управление освещением и электропитанием с помощью «умного дома».

«Умный дом» дает широкие возможности по организации освещенности в доме. Например:

  • Автоматически открывать или закрывать шторы (жалюзи).
  • Включать и отключать свет по датчикам движения или голосовой команде.
  • Делать диммирование (изменение яркости) света по вашему желанию.

Что касается электропитания, то для управления им придуманы всяческие «умные» розетки и «умные» выключатели, которые снабжены беспроводным или проводным соединением с хабом. Они, например, позволят вам дистанционно выключить забытый утюг или телевизор с вашего смартфона или планшета, не возвращаясь при этом домой.

Готовые комплекты оборудования для создания «умного дома».

Дороговизна и недоступность систем управления инфраструктурой дома долгое время делало их предметом роскоши для миллионеров, которые уже не знают на что им потратить свои деньги. Но комфортом желают пользоваться и люди с гораздо меньшим уровнем достатка. Для них производителями электроники были разработаны готовые комплекты оборудования, не требующие сложного квалифицированного монтажа и настройки. Чаще всего такой комплект «умного дома» выглядит следующим образом:


Если вам интересно, то можете посмотреть обзор оборудования одного популярного на данный момент производителя:

Резюме статьи.

Система умный дом упрощает управление и отслеживание работы всех жизненно важных процессов, происходящих в вашем частном доме или квартире. Наиболее широкие возможности предоставляет профессионально сделанная система, сделанная на заказ под ваш объект. Но цена вопроса тут может достигать сотен тысяч рублей. Для большинства жителей РФ и СНГ это слишком дороге удовольствие, но всегда можно воспользоваться готовым комплектом. Стоить это будет от 10 тысяч рублей и более. На этом пока все, жду ваших отз

Обозначить кратко, что такое умный дом, можно в паре предложений. Во-первых, рассматриваемая система с использованием инновационных технологий позволяет автоматизировать работу светового, телевизионного и прочего оборудования по заданным параметрам.

Во-вторых, комплекс выполняет противопожарную и охранную функцию на протяжении всего дня. Кроме того, система может регулировать и контролировать положение раздвижных ворот, жалюзи и прочих приспособлений. Сегодня подобный комплект доступен в элитных домах, а также любому желающему, который имеет необходимые финансовые средства. Такая конструкция дает человеку получить максимум комфорта при минимальных затратах своего труда и времени на бытовые проблемы.

Что такое умный дом?

Кратко такое понятие включает в себя внедрение новейших технологий в бытовое оснащение. О подобной системе многие слышали и видели в интернете или по телевидению. Это оборудование особо актуально для владельцев загородных коттеджей, которые хотят максимально упростить и автоматизировать управление коммуникациями и элементами жилища.

Множество деталей из общего комплекса уже многие годы используется в торговых центрах и офисах. К таким элементам относятся: регулировка вентиляции и кондиционирования, видеокамеры, информационные порталы, датчики движения и многое другое. Если эти компоненты соединить в одно целое, получится охарактеризовать кратко, что такое умный дом.

Основа интеллектуального здания включает в себя интегрированный подход, позволяющий при помощи взаимодействия различных систем между собой организовать централизованный контроль с одного пульта управления.

История создания

Что такое умный дом? Кратко историю создания рассмотрим далее. С такой системой познакомились изначально жители США. Еще в 70-х годах прошлого столетия учеными Вашингтонского интеллектуального университета была реализована целая программа по использованию жилой площади при помощи самых современных технологий и имеющихся актуальных систем жизнеобеспечения.

На отечественном рынке подобное изобретение появилось только через четверть века. Особого энтузиазма новшество среди населения не нашло, учитывая высокую стоимость самой системы и сложности с ее эксплуатацией. Поскольку на то время энергоресурсы стоили копейки, дом с интеллектом не нашел широкого применения на постсоветском пространстве. Лишь в начале 2000-х началось внедрение подобной системы, поскольку активно стала развиваться компьютерная сфера, а также отрасль аудио- и телерынков.

Особенности

Состоятельным соотечественникам подобные схемы пришлись по вкусу. Символом хорошей жизни стала возможность управлениями всеми функциями в бытовом оснащении, не вставая с дивана. Такие конструкции стали статусным атрибутом успешного владельца частного дома. Потенциальных заказчиков проект во многом привлекал тем, что весь функционал реализовывался посредством нажатия нескольких кнопок на пульте дистанционного управления.

Кратко о плюсах умного дома можно сказать, что он при возможности выхода в интернет регулирует практически все процессы в отсутствие хозяев жилища. Сюда входит не только безопасность здания, но и все процессы, которые происходят в нем. Такое решение позволяет практически полностью контролировать ситуацию на удаленном расстоянии.

Развитие

Далее рассмотрим в общем, что такое система "умный дом". Краткое содержание сводится к тому, что она дает возможность переложить большую часть домашних забот на искусственный интеллект. Специалисты отмечают стабильный рост спроса на подобного рода технологии. Сейчас все задания можно запрограммировать в определенной последовательности и требуемом режиме, после чего управление осуществляется посредством нажатия одной-двух кнопок.

Многие элитные новостройки, особенно в столице, оснащаются системой "умный дом" на стадии проектирования. В городских квартирах подобная технология больше востребована в развлекательном плане (мультирум, управление освещением). А вот для загородных домов и коттеджей опция "умный дом" (что это такое - кратко изложено в предыдущих абзацах) является способом оптимизировать системы жизнеобеспечения. Современные жилые строения представляют собой сложное инженерное сооружение, в котором имеются различные интеллектуальные технологии.

В загородных домах используются разветвленные электрические сети, узлы кондиционирования, вентиляции, теплоизоляции. Кроме того, устанавливаются автоматические системы открытия жалюзи и ворот, управление температурой и объемом воды в бассейне. Такая многофункциональность - это и есть главный аргумент в пользу умного дома, позволяющего свести всю инженерную часть жилища в единый управляемый комплекс.

Умный дом: краткое описание

Загородные коттеджи обычно оборудуются специальной охранной системой, включающей в себя разнообразные датчики и контроллеры. Как правило, в такой умный дом входит блок управления климатом, освещением, поливом и пожаротушением. В принципе, возможности рассматриваемой технологии довольно широки, поэтому опционал можно подобрать индивидуально, в зависимости от требований и пожеланий владельца.

Минусы умного дома (кратко об особенностях которого мы уже упоминали) заключаются, прежде всего, в его высокой стоимости. Далеко не каждый желающий может позволить себе такую роскошь. Средняя цена стандартного комплекта на отечественном рынке составляет порядка 2,5-3 млн рублей. Тем не менее технология пользуется спросом среди богатых людей. Специалисты предполагают, что стоимость интеллектуального управления жилищем будет постепенно снижаться, как это произошло в Европе и Америке.

Как свидетельствует зарубежная статистика, невзирая на высокую стоимость рассматриваемого проекта, окупается он относительно быстро. Стоит учесть, что тесно связан умный дом с информатикой. Кратко стоит упомянуть о главном преимуществе системы. Умный дом позволяет уменьшить эксплуатационные расходы на все виды коммунальных услуг. Как показывают многолетние наблюдения, сэкономить можно до 30 % на электроэнергии, 40 % - на воде, до 50 % - на обогреве.

Стоит отметить, что более 25 % загородных домов за пределами МКАД уже полностью или частично оснащены интеллектуальным управлением. При этом цифра продолжает уверенно расти.

Глобализация

Что такое умный дом 7 класса? Кратко - это система, предполагающая интеллектуализацию не отдельных строений, а целых поселков. Коттеджи в таком поселении объединяются управлением в едином Такое решение позволяет своевременно отреагировать на различные нештатные и аварийные ситуации. Вся информация со счетчиков и прочих систем, в случае критического значения, передается на общий командный пункт.

Например, владелец коттеджа находится в отъезде, при этом случается возгорание. Информация об аварии поступает на мобильный телефон хозяина и на диспетчерский узел. Для устранения проблемы предусмотрено контролирующее устройство, позволяющее определить источник возникновения сбоя.

Кроме того, единое интеллектуальное управление домами позволит гарантировать бесперебойное оснащение коттеджей электричеством, перераспределяя нагрузку между всеми зданиями поселка в равной мере. Это значительно упрощает контроль состояния каждого строения, подключенного к общему пульту.

Что в будущем?

Большинство специалистов предполагают, что за подобными поселками видится будущее всей элитной недвижимости за городом. Умные дома, как и целые поселения, несомненно, найдут своего потребителя. Эксперты прогнозируют, что вскоре здания, не имеющие хотя бы частичного интеллектуального оснащения, будет сложнее продать.

Многие специалисты отмечают, что массовое внедрение "умных" поселков на отечественных просторах - это пока нереализованная мечта, об осуществлении которой говорить еще рано. Такие поселения можно пересчитать по пальцам. А если принять во внимание, что зарубежные аналоги предусматривают систему контроля доступа, противопожарную сигнализацию, контроль освещения, систему данных об имеющихся автомобилях, регулировку дренажной и питьевой системы, то по-настоящему "умных поселков" нет даже в элитных районах Подмосковья.

Итог

Эксперты в перспективе предсказывают непременное развитие интеллектуальных домов и поселков. Они связывают это с возможностью умного дома регулировать климат, подстраиваться под другие внешние и внутренние факторы. Такие технологии относятся к оптимальному существованию в эру техногенного развития.

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

Что такое система «Умный дом»?

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

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

Управление системой освещения, например:

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

Вариант функционального набора охранной системы:

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

Система климат-контроля:

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

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. Контакты для цифровых сигналов.
  5. Сигнал ТХ.
  6. Сигнал РХ.
  7. Порт для подключения внешнего программатора.
  8. Контакты для аналоговых сигналов.
  9. Подключение внешнего питания.
  10. +5 В.
  11. +3,3 В.
  12. Сигнал сброса.
  13. Разъем для источника питания.
  14. 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.


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.


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.


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.


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.


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. Питание +5 В.
  4. 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.