Система «умный дом» – это новейшая технология, позволяющая сделать ваш дом, квартиру или офис более комфортными, приспособленными под ваши требования и представления об удобстве.

При всей технологичности система «умный дом» доступна и понятна в управлении на интуитивном уровне.

Она позволит сэкономить ваши средства, сбережет время и нервы, а также позволит вам настроить и контролировать все бытовые процессы, происходящие в доме, квартире или офисе даже на расстоянии.

Вы сможете настроить по времени суток или управлять ситуативно:

  • отоплением;
  • кондиционированием;
  • вентиляцией;
  • внутренним и наружным освещением;
  • подогревом воды в бассейне;
  • поливом газонов и другими функциями.

Что такое «умный дом»?

Система «умный дом» состоит из элемента управления, центрального контроллера и управляемого оборудования. Эта система может быть как проводной, так и беспроводной.

Элемент управления – это то устройство, при помощи которого вы даете команду системе. Это может быть ваш голос или хлопок в ладоши, пульт управления или Тouch-панели, клавиатуры, iPad или iPhone.

За пределами помещения можно подавать команды управления с помощью интернета, мобильного телефона, SMS и даже голосовое меню.

Центральный контроллер руководит всей системой и каждым элементом. Это мозг, который помнит и выполняет все ваши установки и команды. Он подключен к компьютеру и своевременно выполняет все записанные установки или управляется дистанционно.

К управляемому оборудованию «умного дома» относятся все бытовые приборы и домашняя техника, начиная от лампочки и заканчивая сложными системами охраны и контроля состава воздуха.

Системы климат-контроля

Уютное помещение – это прежде всего комфортная температура воздуха. Вы задаете необходимую температуру в каждом помещении в разное время суток.

Например, вы просыпаетесь в 7 часов утра и будете находиться в ванной комнате и кухне до 8 часов утра. Программируете систему «умный дом» на поддержание температуры в 22 градуса в этих помещениях за 15 минут до вашего пробуждения и на все указанное время.

В остальное время, если помещение не используется, «умный дом» установит работу системы отопления на минимальные параметры в режиме «эконом».

Таким образом, настраивается температура в каждом помещении.

При необходимости можно дистанционно изменить настройки. Такой подход позволяет значительно экономить на отоплении.

Здесь необходимо отметить, что теплый пол, в отличие от радиаторов, позволяет быстрее создать комфортную температуру в помещении, ведь тепло распространяется снизу вверх и воздух снизу прогреется быстрее.

Но, для тех, кто предпочитает дерево на полу, лучше предусмотреть радиаторную систему отопления.

Ручное управление работой кондиционеров в жаркое время – это настоящее искусство. С системой «умный дом» вы создаете свой микроклимат в каждом помещении .

Вам больше не надо заботиться о разных пультах, кнопках и датчиках, теперь работа климатического оборудования будет осуществляться автоматически по вашим настройкам в дневном и ночном режимах или в режиме «эконом», когда вас нет дома.

Охранные системы

Охранная и охранно-пожарная сигнализация предоставит возможность локально или удаленно контролировать все, что происходит в каждом помещении дома , квартиры или офиса и вокруг дома.

Функция контроля доступа с помощью магнитных карт обеспечит доступ членам вашей семьи, уборщице, няне, садовнику, охране только в те помещения и структуры, в которые вы позволите.

При несанкционированном входе встроенная сигнализация оповестит вас, охранную фирму или полицию, будет вести видеозапись происходящего, а при необходимости заблокирует двери, опустит роллеты или выпустит собаку, чтобы задержать грабителя.

Умный дом может даже имитировать ваше присутствие, включая и выключая свет, музыку, закрывая и открывая шторы, что может отпугнуть грабителей.

Система «умный дом» снабжена двойной независимой защитой от утечек газа, воды и дымообразования. Это позволит обеспечить вашу безопасность, в частности оповестить вас и заблокировать возникшие утечки.

Система дает возможность просматривать изображение с домофона и видеокамер на экране телевизора или монитора, на iPad или iPhone и даже дистанционно. Это позволяет всегда контролировать все происходящее в доме и прилегающей территории.

Системы мультимедиа

С помощью системы «Мультирум» вы можете в удобное для вас время просматривать телепередачи, любимое видео, фотографии и слушать музыку в любом помещении вашего дома.

Сигналы из «Мультирум» транслируются во все подключенные комнаты, а также баню, сауну, сад, бассейн и т. п. Вы переходите из комнаты в комнату, а звук и видео следуют за вами.

Просматривая любимую передачу, вы можете на том же экране вывести изображение из домофона или любой видеокамеры вашего дома. Управлять системой можно из любого места в доме.

Системы управления электроприборами

Система управления светом позволяет выбирать режимы освещения (яркость и цвет) для каждого помещения. Режимы освещения «умный дом» подстраивает под время суток, время года. Режим «просмотр фильма» устанавливает приглушенный свет.

Датчики движения позволяют в ночное время включать освещение по ходу передвижения и плавно менять яркость света.

Освещением вне дома управляется подсветка фасада зданий, дорожек сада соответственно условиям.

Система управления светом обеспечивает бесперебойное электропитание, подключая при пропадании промышленной сети резервные источники (электрический генератор или источник бесперебойного питания на основе аккумуляторов).

Кроме этого, автоматически сглаживаются скачки напряжения в электросети, стабилизируется напряжение - при перегрузке на одной из фаз часть электроприборов переключается на менее загруженную фазу, что обеспечивает бесперебойную работу всех систем и оборудования, сохраняет приборы от перегорания.

При необходимости вы можете дистанционно управлять освещением и работой любого оборудования , а также запрограммировать любую комбинацию работы светильников, роллет, систем вентиляции и кондиционирования.

Система позволяет установить обогрев крыши, ливневых труб и стоков и управлять им, а также обогревом ступенек лестницы, подъездных и пешеходных дорожек. Это повышает их сроки службы, позволяет избежать травмирования и улучшает внешний вид дома и участка.

Многофункциональная система управления механизмами позволит вам дистанционно управлять: въездными и гаражными воротами, дверьми, ролетами, жалюзи, шторами и прочими механизмами вашего дома (квартиры, офиса), но и запомнит ваши привычки и создаст имитацию вашего присутствия, когда вы в отпуске.

Стоимость «умного дома»

Цена системы зависит от выполняемых функций и производителя.

Порядок цен:

Подведем итоги

Система «умный дом» является модульной и состоит из базовых компонентов с возможностью расширения в зависимости от выполнения требуемых функций.

Вы можете начать создавать свой дом будущего уже сейчас : поставьте базовую систему в соответствии с требованиями, и по мере возможностей и желаний наращивайте дополнительное оборудование.

Видеосюжет о системе "Умный дом"

Устройств. Под «умным домом» следует понимать систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс.

Важной особенностью и свойством «Умного дома» отличающим его от других способов организации жизненного пространства является то, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством, когда человек одной командой задает желаемую обстановку, а уже автоматика в соответствии с внешними и внутренними условиями задает и отслеживает режимы работы всех инженерных систем и электроприборов .

В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и сигнализации, воротами и прочим. В доме, оборудованном системой «Умный дом», достаточно одним нажатием на настенной клавише (или пульте ДУ, сенсорной панели и т. д.) выбрать один из сценариев. Дом сам настроит работу всех систем в соответствии с пожеланием человека, временем суток, его положением в доме, погодой, внешней освещённостью и т. д. для обеспечения комфортного состояния внутри дома.

Терминология

«Умный дом» часто именуется как англ. Smart House (МФА : sma:t haus ). Используются также англоязычные термины англ. intelligent building , англ. smart home .

История

Понятие «умный дом» было сформулировано Институтом интеллектуального здания в Вашингтоне в 1970-х годах : «Здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства…»

Умный дом в России и Европе

Основное различие в системах видится скорее в их конкретном предназначении и в подходе реализации.

В Европе:

  • Предназначение: прежде всего энергосбережение и только потом комфорт
  • Подход: максимальная унификация
  • Установка: в Европе проекты автоматизации частных домов и квартир готовит сам разработчик и производитель систем, установкой занимаются обычные, но квалифицированные монтажники, работающие строго по схеме.

В России:

  • Предназначение: комфорт и имидж (для высокобюджетных проектов); простейшая охранно-пожарная сигнализация, иногда с функцией GSM-оповещения (для минимальных бюджетов).
  • Подход: строго индивидуальный.
  • Установка: установкой занимаются специалисты. Как правило, они работают со многими производителями систем автоматизации, это позволяет подбирать систему оптимально для решения поставленных задач. Эти же специалисты занимаются проектированием, монтажом, продажей и запуском построенного умного дома.

В настоящее время ситуация изменилась, появились российские разработки высокотехнологичных систем и интеллектуальных приборов, по цене и надёжности ориентированные на использование именно в России.

Технологии

Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления зданием:

  • Систему отопления, вентиляции и кондиционирования
  • Охранно-пожарную сигнализацию, систему контроля доступа в помещения, контроль протечек воды, утечек газа
  • Систему видеонаблюдения
  • Сети связи (в том числе телефон и локальная сеть здания)
  • Систему освещения
  • Систему электропитания здания (АВР , промышленные ИБП , дизель-генераторы)
  • Механизацию здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и т. п.)
  • Управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум
  • Телеметрия - удалённое слежение за системами
  • IP-мониторинг объекта - удалённое управление системами по сети
  • GSM-мониторинг - удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон (в некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчеты по результатам выполнения действий).
  • Удалённое управление электроприборами, приводами механизмов и всеми системами автоматизации.

Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть объединены в домашнюю Universal Plug’n’Play - сеть с возможностью выхода в сети общего пользования.

На сегодняшний день технологии позволяют строить домашнюю автоматизацию покомпонентно - выбирать только те функции умного дома, которые действительно нужны. Модульная структура позволяет создавать системы невысокой стоимости.

  • LanDrive - наиболее доступная на сегодняшний день платформа для построения шинных распределённых систем управления внутренним и уличным освещением, силовыми нагрузками, электроприборами, а также такими системами, как отопление, кондиционирование, вентиляция, охранная сигнализация, контроль доступа и протечек воды. Также возможно управление аудио- и видеотехникой, домашними кинотеатрами, жалюзи, рольставнями, шторами, воротами, насосами, двигателями. В основном ориентирована на применение в составе «умного дома», но в последнее время всё чаще применяется в системах учёта и сбережения энергоресурсов, контроля доступа, охранно-пожарных системах.
  • EIB /KNX (European Installation Bus - «Европейская инсталляционная шина»).
  • Helvar - для систем управления освещением использует протокол DALI и DSI.
  • X10 - протокол управления электроприборами. Сигнал передается по электрическим проводам либо в радиодиапазоне. Недостатки - низкая скорость передачи информации и помехозащищенность, проблема ложного срабатывания, отсутствие обратной связи приёмника с передатчиком, возможны конфликты устройств X10 разных производителей и несанкционированный доступ к устройствам X10 по электросети.
  • Z-Wave - запатентованный беспроводный протокол связи, разработанный для домашней автоматизации, в частности для контроля и управления на жилых и коммерческих объектах. Технология использует маломощные и миниатюрные радиочастотные модули, которые встраиваются в бытовую электронику и различные устройства, такие как освещение, отопление, контроль доступа, развлекательные системы и бытовую технику.
  • ONE-NET - открытый протокол беспроводной сети передачи данных, разработанный для целей автоматизации зданий и управления распределёнными объектами.
  • 1-Wire - технология, которая позволяет связать многие датчики и приборы в одну сеть, управление в которой на себя берёт персональный компьютер . Для передачи данных в такой сети используется всего один провод. Отличается дешевизной и простотой установки.

Важно отметить, что все инженерные подсистемы «умного дома» должны иметь возможность работать в автономном режиме. В случае, если какая-то из подсистем вышла из строя, то и вся система не сможет исправить проблему, поскольку «умный дом» является надстройкой над остальными инженерными системами.

См. также

Примечания


Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Умный дом" в других словарях:

    Учреждение культуры Дом учёных Комплекс зданий: дворец графа Толстого и здание картинной галереи графа Толстого … Википедия

    Разумный, благоразумный, понятливый, рассудительный, смышленый, толковый, мудрый, мыслящий, здравомыслящий. Он малый с головой. Гриб. Какая голова (башка)! Ума палата. Министр! Будьте мудры, как змии, и просты, как голуби. Матф. 10, 16. Будь ты … Словарь синонимов

    The House on Maple Street Жанр: рассказ

    - (англ. House of Haleth), или Халадины (англ. The Haladin) в легендариуме Дж. Р. Р. Толкина семья людей, управлявшая Вторым из трёх домов эдайн. Эти люди были потомками Халдада, но и дом, и народ был назван в честь дочери Халдада,… … Википедия

    Резиденция герцогов Эсте в Ферраре. Эсте (итал. d Este) одна из древнейших княжеских фамилий Италии, ветвь дома Вельфов, на протяжении более чем 500 лет правившая Феррарой и Моденой. Отразила в себе характерные особенности итальянской цивилизации … Википедия

" использовались еще в прошлом веке. Как и некоторые другие технические новшества в домашний обиход они перешли из военной компетенции, где активно применялись в секретных бункерах и военных базах.

Умный дом - автоматизированный координатор работы всех технических устройств, которыми оснащено ваше жилище.

Долгое время жилье с технически совершенными системами управления оставалось невероятно дорогой прихотью избранных. И лишь в последнее десятилетие на деле реализуются и становятся доступными концепции, которые раньше нам были знакомы лишь по фантастическим кинофильмам.

Какие технические устройства обычно используются в современной квартире?

  • Системы освещения;
  • Системы кондиционирования, очищения и увлажнения воздуха;
  • Аудио-видеотехника;
  • Охранная аппаратура и другие функции.

Возможности умного дома, подобно функциям дирижёра, обеспечивают слаженную работу всех составляющих элементов и позволяет хозяевам удобно управлять "оркестром".

"Мозги" умного дома

Они действительно технически совершенные - микропроцессорные контроллеры обеспечивают обработку информации и управление конкретными элементами. Бесперебойное электроснабжение обеспечивают блоки питания и UPS, информация передается посредством ИК-трансиверов, релейные модели включают и отключают бытовые приборы, диммирующие модули регулируют плавность регулировки освещения.

  • Общее управление всеми функциями умного дома происходит с помощью панелей дистанционного управления.

Такие панели существуют в виде стационарных и переносных моделей. Переносные видеопанели наиболее удобны в использовании ввиду своей мобильности и возможности визуального управления нужными процессами. Функцию панели управления могут выполнять также компьютер, интернет-планшет, смартфон и подобные устройства.

  • Вы можете управлять техническим оснащением своей квартиры и осуществлять общий контроль из любой точки планеты, используя Интернет.

С помощью микропроцессорного контроллера хозяева квартиры могут запрограммировать выполнение нужных им задач (сценариев).

Сценарии могут быть простыми - включение кондиционера при достижении определенной температуры воздуха или сложными - включение телевизора при одновременном закрывании штор и регулировании локального освещения.

Подсистемы умного дома

Умный дом подразделяют на отдельные подсистемы, основные из которых освещение, домашний кинотеатр, multiroom, климат-контроль, безопасность.

Рассмотрим каждую более подробно.

Система освещения

Управляет отдельными светильниками и их группами, задает нужный режим работы, регулирует степень освещенности. С помощью пульта можно отключить неиспользуемые в данный момент источники освещения и, наоборот, включить в нужных местах. Дистанционно вы можете создать иллюзию нахождения хозяев в доме, задав сценарий включения света в некоторых комнатах.

Возможности системы:

  • управление всеми источниками света в доме с единого пульта управления;
  • создание сценариев управления в зависимости от времени, даты, определенного события;
  • регулировка включения и выключения светильников;
  • регулировка процентов яркости;
  • экономия ресурса светильников;
  • автоматическое включение светильников при входе и выключение при выходе из комнаты.

Климат-контроль

Система управляет устройствами, предназначенными для кондиционирования, обогрева, очищения, увлажнения, вентиляции воздуха. Обеспечивается слаженная работа всех приборов в заданном режиме. Предусматривается дистанционное управление климатом в квартире, например, возможность установления комфортной температуры к приходу хозяев.

Возможности системы:

  • управление приборами отопления и кондиционирования с помощью единого пульта управления;
  • управление приборами отопления и кондиционирования в зависимости от сезона, времени, даты, определенного события;
  • наличие датчиков температуры и влажности, в зависимости от показаний которых срабатывают те или иные механизмы, регулирующие климат.


Домашний кинотеатр и multiroom

Система управляет устройствами для воспроизведения видео- и аудиосигналов (телевизоры, Blu-rey плееры), а также сопутствующей техникой: жалюзи, шторами, освещением в просмотровой комнате, создавая особый комфорт при просмотре фильмов.

Система мультирум отвечает за состояние всей аудио- и видеотехники во всей квартире. С ее помощью вы сможете смотреть телепередачи и кино, слушать музыку и радиоканалы в любом месте дома, оснащенном необходимым комплектом техники.

Возможности системы:

  • управление всей AV-техникой в доме с помощью единого пульта управления;
  • управление системой "домашний кинотеатр" нажатием одной кнопки;
  • плавное регулирование включения и выключения освещения;
  • включение и выключение AV-техники в зависимости от даты, времени, определенного события, срабатывания датчиков, нажатия звонка.

Система безопасности

Многофункциональная система, которая оперативно реагирует на все "тревожные сигналы" в доме, обеспечивает удаленный контроль за происходящими в доме событиями, включает сигнализацию, контролирует пожарную безопасность, а также безопасность в сфере коммунальных домовых систем.

Возможности системы:

  • охранная и пожарная сигнализация, которая может включаться автоматически после ухода хозяев из дома;
  • управление с пульта либо сотового телефона;
  • оповещение на удаленный компьютер или мобильный телефон о внештатных ситуациях;
  • охрана нескольких зон;
  • контроль доступа в помещение, в том числе, дистанционный;
  • система сигнализации, предотвращающая протечки воды и затопление;
  • система сигнализации, предотвращающая утечки электричества и газа.

Подготовка к установке умного дома

Установка сложной системы умный дом - непростая задача. Необходимо приступать к ее решению как можно раньше, желательно - на этапе проектирования будущего жилища. Продумывание будущей системы необходимо производить в сотрудничестве хозяев с архитектором, дизайнером и проектировщиком системы умный дом. Очень важно заранее продумать необходимые функции, подлежащие автоматизации.

  • какие схемы освещения вы предполагаете использовать?
  • сколько светильников вы собираетесь использовать в разных зонах, какие типы светильников?
  • какие сценарии предполагается использовать (ночное освещение, прекращение работы кондиционеров при открытии окна и т.п.)
  • какие комнаты будут включены в системы климат-контроля или мультирум?
  • где будут расположены датчики, контролирующие задымление, протечки?
  • где будут размещены видеокамеры слежения, домофон?
  • каким образом вам будет удобнее осуществлять управление: с мобильного или стационарного пульта?

Оборудование системы умный дом

Основные производители:

  • AMX, Crestron (США)
  • ABB, Gira (Германия)
  • Legrand, Schneider Electric (Франция)

Оборудование может использоваться как проводное (надежное, безопасное, дорогое, устанавливаемое заранее) и беспроводное (менее надежное, возможность искажения и перехвата сигнала, установка после окончания ремонта).

При приобретении оборудования необходимо обратить внимание на производителя и качество, что во многом зависит от сборки. Люксовые комплектации значительно дороже, но отличаются специализированным программированием, индивидуальным дизайном, удобным и функциональным пультом управления.

Совместная работа с установщиком системы умный дом не закончится после его монтажа. В дальнейшем, вполне возможно, вам захочется его модернизировать с учетом новинок.

Поскольку установка системы умный дом производится на начальной стадии капитального ремонта , очень важно, чтобы все работы были выполнены аккуратно, качественно и в срок. Именно такую высококлассную работу вам гарантируют в строительной компании "ТопДом" .

Материалы по теме статьи

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.

Система "Умный дом" уже достаточно широко представлена и известна общественности. Само ее определение было впервые упомянуто в 70-е годы ушедшего столетия, в США. Перед учеными, занятыми в разработке технологии, стояла непростая задача в обучении системы с наибольшей точностью определять те или иные случающиеся ситуации и реагировать на них оптимальным образом.

Статистика говорит, что подавляющая часть владельцев оборудования умного дома лишь на треть пользуется комплексом его возможностей. Результатом вполне может стать разочарование в системе и последующий отказ от нее, хотя на деле, проблема скрыта лишь в неумении пользоваться всеми ее способностями. Чтобы не разочароваться в этой системе, стоит осуществлять подбор оборудования разумно, отказываясь от слишком узконаправленных приборов, не приобретать лишних аппаратов.

Что включает в себя

Итак, полноценная система объединяет в себе следующие узлы устройств:

  • Устройства, отвечающие за защиту от пожаров, а также охранная сигнализация.
  • Аппараты, контролирующие газо- и водоснабжение.
  • Устройства, отвечающие за охлаждение и вентиляцию воздуха.
  • Оборудование, контролирующее подачу электрической энергии и отопление.
  • Устройства, которые контролируют бытовую технику, установленную в жилище.

Весьма серьезное значение имеет факт, когда вы планируете провести установку оборудования умного дома. Начальные строительные этапы гораздо больше подходят для такого рода монтажа, в то время как в готовый интерьер вписать его довольно тяжело. Конечно, не нужно считать, что после установки системы "Умный дом" жилище станет опутанным проводами. Однако, если подходить к монтажным работам неумело, такой вариант очень даже вероятен.

Первым шагом, который позволит вам приблизиться к созданию идеальной системы, можно назвать усовершенствование осветительной системы. Согласитесь, именно выключателями мы привыкли пользоваться в нашем жилище наиболее часто. А теперь вообразите ситуацию, что вы не можете включить свет в комнате, так как довольно серьезно заболели. Управление освещение в этой ситуации может значительно помочь. К примеру, осветительные приборы могу управляться по командам, подаваемым с дистанционного пульта, подобно телевизионному.

Кроме того, имеется возможность программирования управления освещения по таймеру. Данная возможность очень полезна, если вы уезжаете в отпуск. Даже в ваше отсутствие свет будет включаться в строго определенное время, создавая полное впечатление того, что вы вернулись с работы или прогулки.

Как известно, каждое бытовое устройство сейчас оснащается отдельным пультом. Даже при минимальном наборе техники набирается уже довольно внушительная коллекция, управляться с которой довольно неудобно. Чтобы решить это неудобство, стоит приобрести пульт универсальный, который можно настроить на все виды техники. Согласитесь, осуществлять управление одним пультом гораздо удобнее: нет необходимости искать необходимое устройство, постоянно менять батарейки.

Теперь коснемся кондиционирования, а также проблем, возникающих с вентиляцией и отоплением. Именно пара этих систем способна определить, комфортно ли вам находиться в жилище. Оборудование старого типа, к сожалению, не могло должным образом поддерживать даже желаемый температурный уровень, не говоря уже о влажности и иных показателях. Современная система "Умный дом", напротив, спроектирована так, что способна автоматически контролировать все показатели, корректировать их в зависимости от внесенной программы или изменения внешних факторов.

Вспомним, что вопросы освещения актуальны не только для вашего жилища, но и для прилегающей к нему территории. Согласитесь, что весьма неразумно постоянно освещать ее, ведь находитесь вы на ней нечасто. Помогут сэкономить могут датчики движения, которые будут включать свет только в случае, если кто-то передвигается по территории.

Обязательно позаботьтесь и об оборудовании, которое автоматически поливало газон, а также клумбы, расположенные на вашем дворе. В соответствии с типом растительности, вам следует установить то, насколько интенсивным будет полив, а также какова будет его частота. Интересно, что система "Умный дом" предполагает и специальные датчики, следящие за влажностью почвы и отключающие автоматический полив на время дождей.

Наконец, побеседуем об устройствах охраны. Нынешнее охранное оборудование способно не только осуществлять слежение за территорией или отправлять сигналы тревоги на пульты охраны, но и довольно активно участвовать в процессе задержания преступника. К примеру, оборудование способно заблокировать двери, чтобы не дать бандиту покинуть помещение. Совершенными стали и системы, защищающие от пожара. В случае возгорания оборудование умного дома отключает подачу электрической энергии и газа, чтобы облегчить процесс тушения. Кроме того, приостанавливается и работа вентиляционной системы, чтобы огонь не подпитывался кислородом.

К сожалению, с учетом нестабильных электросетей в нашей стране, система "Умный дом" не всегда функционирует должным образом. Чтобы получить уверенность в ее работе, необходимо установить стабилизаторы напряжения. Актуален их монтаж не только для коттеджей за городской чертой, но и для обычных квартир.