Привычное мнение - умный дом это слишком сложная технология, слишком дорогое оборудование, система с множеством ненужных функций.

Более логичный подход - посмотреть на домашнюю автоматизацию с позиции энергосбережения, безопасности, личного комфорта.

Что такое система "умный дом"?

Так называют интегрированное в одно целое управление системами жилья:

  • отоплением,
  • освещением и электропитанием,
  • водоснабжением,
  • вентиляцией, кондиционированием,
  • видеонаблюдением,
  • охранно-пожарной сигнализацией,
  • работой аудио- и видеооборудования,
  • удаленные мониторинг, информирование и управление с помощью мобильных устройств.

Но система "умный дом" в квартире - не только взаимосвязь и контроль всех приборов и коммуникаций. Это механизм, способный самостоятельно распознавать конкретные ситуации и отвечать на них по предварительно заданному алгоритму. Возможности умного дома широки, главное, грамотно ими воспользоваться.

Функционал умного дома в городской квартире

Задачи автоматизации в частном доме распространяются на характерные для данного типа жилья моменты: управление уличным освещением, безопасностью периметра, въездными и гаражными воротами, поливом газона.

В квартирах список функций ограничивают наиболее востребованными:

  • Климат-контроль.

Работа кондиционеров, вентиляции, радиаторов, теплых полов настраивается так, что в каждой из комнат можно задать собственный температурный режим и поддерживать его по умолчанию. Включение/выключение оборудования автоматизированы по расписанию, уровню влажности, данным датчиков присутствия. Сюда же входит управление водонагревателями.

  • Регулирование освещения.

Всеми источниками (центральными, локальными, скрытой подсветкой) и дополнительными средствами (регулирующими насыщенность диммерами) умный дом в квартире управляет с одного устройства дистанционно. С помощью прописанных сценариев ("утро", "вечер", "рабочий кабинет", "кинотеатр") светильники объединяются в независимые рабочие группы.

  • Удаленное закрытие дверей.

По опросам владельцев, которые установили систему умный дом у себя в квартире, возможность удаленно контролировать состояние дверных замков на входной двери - одно из главных преимуществ технологии. Возвращаться или мучительно вспоминать целый день, закрыл ли ты квартиру перед уходом, не придется.

  • Мультирум, телекоммуникации.

Аудио- и видеосигналы распределяются по квартире, слушать или смотреть треки можно в любой зоне. Из любой комнаты можно отдавать команды проигрывателю (включать/выключать, настраивать громкость, выбирать композиции). То же происходит с телевизионным сигналом (спутниковым, эфирным) и цифровыми потоками (интернетом). Поступивший с домофона звонок и изображение можно воспроизвести на любом устройстве внутри квартиры.

  • Домашний кинотеатр.

Представляет собой комплекс связанных между собой проигрывателей, ресиверов, акустических систем и проекторов с автоматическим управлением.

Дополнительные опции

Если выше речь шла о функциях, которые выбирают большинство владельцев квартир с "умным домом", то сейчас коснемся характеристик более индивидуальных. Их наличие связано с личными предпочтениями пользователей.

  • Датчики движения.

Свет в помещении включается, реагируя на установленные датчики присутствия. При этом целевым объектом является именно человек, передвижение собаки или кота программа игнорирует и экономит электроэнергию.

  • Голосовое управление.

Умный дом в квартире позволяет включать стереосистему, кофемашину, электрочайник, освещение, запускать стиральную машину или закрывать шторы с помощью голосовых команд.

  • Режим "Отпуск".

Жилье переходит в состояние ожидания, уменьшая расход электроэнергии на поддержание системы. Возможна имитация присутствия хозяев: по заданной программе в разных комнатах включаются и выключаются светильники.

  • Управление шторами, жалюзи, окнами.

Для кого-то проще и быстрее самостоятельно подойти к окну и задернуть портьеру, чем искать планшет, чтобы отдать дистанционную команду. Зато эта функция выручает в индивидуальном режиме для просмотра фильмов, когда нажатием одной кнопки запускается целый комплекс операций: сдвигаются шторы или жалюзи, приглушается освещение, разворачивается экран, включается проектор. Без автоматики умного дома в квартире потребовалась бы совершить массу телодвижений.

  • Кормление домашних животных, полив растений.

Можно прописать сценарии (алгоритм действий), при которых по времени или степени влажности грунта срабатывает орошение цветов, по суточному графику - подача корма в аквариум или в кормушку кошки. Когда хозяева подолгу отсутствуют, это очень удобно.

  • Режим "Кто пришел".

Через ID-код ключа или идентификатор смартфона система распознает, кто из домочадцев заходит в квартиру, и активизирует индивидуальный сценарий: включает кофеварку, накопительный водонагреватель в ванной комнате, телевизор на заданном канале и т.п.

Преимущества умного дома в квартире

  • Энергосбережение.

Система программируется на минимальное потребление ресурсов за счет оптимизации их использования. Инженерные коммуникации служат дольше, а экономия средств для владельцев составит от 30 до 40%.

  • Безопасность.

Системные датчики и сенсоры контролируют состояние внутридомового оборудования и срабатывают на предотвращение и устранение коротких замыканий, утечек газа, воды, возгорания.

  • Простое управление.

Способы коммуникации с системой "умный дом" в квартире - пульты ДУ, планшеты, сенсорные экраны, смартфоны, традиционные клавишные переключатели. Выбирают наиболее удобный.

  • Комфорт.

Механические действия заменяются автоматикой: температура, влажность, освещение поддерживаются на заданном уровне, электроника управляется дистанционно, индивидуальные сценарии операций пишутся под конкретного человека. Для людей с ограниченными возможностями система "умный дом" - ценный помощник.

Умная экономия

По сравнению с неавтоматизированным жильем средняя сумма в коммунальной квитанции за умную квартиру ниже на треть.

Ежедневная экономия складывается из рациональной настройки энергопотребляющих устройств: водонагревателей, освещения, кондиционеров. Они переходят на уменьшенную мощность или совсем отключаются, когда перестают использоваться, например, в ночное время или когда хозяева на работе.

Умный дом в квартире включает теплые полы или радиаторы с помощью программы климат-контроля только в двух случаях: когда уровень температуры в конкретной комнате опустится ниже заданной или когда датчики движения показывают, что в помещении находится человек. В итоге система обогрева не работает впустую и не перерасходует энергию на отопление комнаты, где и так жарко.

Подобным образом можно настроить освещение.

Светильники включаются при сигнале от датчиков движения и выключаются, если человек выходит из комнаты или квартиры. Приборы на автомате переходят в режим сниженного энергопотребления, когда в помещении никого нет.

Умный дом в квартире позволяет настроить приоритетный выбор нагрузок, программно отключать неприоритетные нагрузки, если превышен лимит энергопотребления.

Управляющее приложение ведет детальную статистику по потреблению энергии единичными устройствами и квартиры целиком. Можно сравнить данные с предыдущим месяцем, подкорректировать работу приборов, чтобы уменьшить расходы.

Программируемая защита

Умный дом, реализованный в квартире, совмещается со штатными противопожарной и охранной системами, оснащается собственными датчиками протечек газа и воды, задымления, видеокамерами, домофоном.

  • Отслеживание протечек подразумевает автоматическое отключение сломавшейся сантехники, подача воды на аварийный участок полностью перекрывается. Технология не позволит затопить собственное жилье и этаж ниже. Плюс в течение нескольких секунд отключаются все электрические приборы.
  • К домофону всегда имеется онлайн-доступ; при поступившем вызове изображение с внешней камеры выводится на телевизионный экран, останавливая на паузе просмотр фильма. Видеокамеры также интегрируются с режимом "Мультирум".
  • Умный дом в квартире - это возможность дистанционно управлять входными замками, контролировать открытие дверей, регистрировать приход/уход в специальном журнале, устанавливать электромагнитные, биометрические запоры.
  • Режим имитации присутствия хозяев реализуется сценарием освещения: контроллер по очереди включает светильники в комнатах.

У владельца всегда есть онлайн-доступ к данным о состоянии помещений, отдельных устройств. В случае аварии он получает оповещения. В комплексе с удаленным управлением эти технологии повышают для жилья степень безопасности.

Доступное управление

От реализации системы "умный дом" в квартире многих отталкивает мысль: это слишком сложно в эксплуатации. Задача грамотных интеграторов - по максимуму упростить управление. Основная часть операций реализуется по принципу "одной кнопки", одного нажатия на командном устройстве.

  • Настенный сенсорный экран - обычно главный элемент управления.
  • Клавишные панели устанавливают вместо традиционных термостатов, выключателей.
  • Универсальный пульт заменяет собой несколько пультов от медиасистем.
  • Обратную связь и удаленный контроль обеспечивает мобильное приложение с индивидуальным интерфейсом.

Возможность управлять системой одной кнопкой возникает за счет двух принципов, на которых строится конфигурация умного дома в квартире:

  • объединение оборудования в группы: климат-контроль, освещение, мультимедиа;
  • гибкая настройка сценариев, активирующих устройства как по отдельности, так и группами, инициирующих операции с помощью одной команды.

Прописанные в системе автоматические режимы задают базовые настройки, устройства работают по умолчанию, т.е. без необходимости постоянной ручной регулировки.

Персональный комфорт

По опросам потребителей это один из главных поводов интегрировать в квартиру систему "умный дом". Уровень освещения, температуру, влажность можно настроить под личные предпочтения в любом отдельно взятом помещении, плюс связать их характеристики с уличной температурой и временем суток.

Включение режима домашнего кинотеатра позволит спокойно отправиться на кухню за кофе, за это время автоматика сама активирует технику, приглушит освещение, закроет шторы. Лежа вечером в постели, можно через мобильное приложение проверить, заперта ли входная дверь и погашен ли везде свет.

Вопросы, которые нужно обсудить с установщиком "умного дома"

Чтобы реализовать проект технически грамотно и учесть все пожелания владельцев, важно обратить внимание на следующие моменты.

  • На какой стадии находится ремонт квартиры .

Если он только начался или планируется, значит, остается техническая возможность проложить электрический кабель, главный элемент в домашней автоматизации. Когда же электрика уже проложена, стены и потолок отделаны, а пол залит, тогда умный дом в квартире будет работать не на проводной системе, а с помощью радиошин.

  • Изучение дизайн-проекта.

Технология умного дома строится на управлении электрикой, и для ее разработки нужно знать число помещений в квартире, место размещения радиаторов, кондиционеров, групп светильников и пр. Все эти характеристики содержит дизайн-проект. Основываясь на описании и параметрах конкретного объекта, интегратор предложит работоспособную конфигурацию.

  • Какие функции понадобятся.

Здесь нужно подумать, какие привычные действия можно было бы упростить: какие пульты можно объединить, какими операциями хотелось бы командовать дистанционно, где можно установить один выключатель вместо трех, в каких случаях отопительные приборы должны включаться автоматически. Важно представить желаемый результат, а техническое решение задачи возьмет на себя интегратор.

  • Какие командные панели использовать.

Речь не только о типе управляющего устройства (планшет, смартфон, сенсорный экран), но и о внешнем виде. Система "умный дом" в городской квартире может работать по открытому или закрытому протоколу.

Конфигурации с открытым протоколом имеют разнообразный дизайн управляющих панелей: цветные сенсоры из стекла, ультрасовременные термостаты, кнопки с кристаллами Сваровски, экраны для классических апартаментов. Закрытый протокол предложит ограниченный набор оформления.

Умный дом в городской квартире - современное технологичное решение: повышение уровня безопасности, комфорта, энергосбережения.

Если вы решили автоматизировать системы домашнего жизнеобеспечения, команда специалистов "ТопДом" разработает и реализует дизайн-проект с учетом поставленных задач, технических возможностей и выделенного бюджета.

Написал он его в ответ на многочисленные просьбы рассказать о своем видении того, как должен выглядеть "умный дом".

Идеальная автоматизация дома

Люди часто спрашивают меня, о моем видении Home Assistant (буквально, домашний помощник, далее НА). Прежде чем описать куда хотим дойти с НА, я должен сначала поговорить о том, как домашняя автоматизация должна выглядеть в моем идеальном мире. Это будет целью этого поста. Я не собираюсь фокусироваться на протоколах, сетях или конкретных контроллерах умного дома. Это все детали реализации. Вместо этого, этот пост будет сфокусирован на том, что действительно важно: взаимодействии между человеком и его домом.

Вы не должны адаптироваться под технологии

Когда люди начинают пользоваться домашней автоматизацией, они всегда начинают с управления: возможность контролировать устройства новыми способами, с использованием телефона или компьютера. Они верят, что будущее наступило, и их приложение на телефоне станет пультом управления их жизни. Они сфокусированы только на том что получают, но не на том что теряют. Вы устанавливаете несколько "умных" лампочек и, внезапно, лишаетесь возможности пользоваться выключателями в стене. Когда вы приходите домой ночью, вы вынуждены доставать свой телефон, открывать приложение, дожидаетесь пока оно соединится с домашней сетью и, наконец, получаете возможность включить свет.

Да, вы можете решить эту проблему настроив обнаружение вашего присутствия, но что если в вашем телефоне сел аккумулятор? Вам придется все равно воспользоваться выключателем.

Если вы вдруг обнаруживаете, что использование ваших новых умных устройств стало обременительным, то вы испытаете чувство, что технологии домашней автоматизации не оправдали ваших надежд. Ваш свет должен работать как с выключателем (или кнопкой) при входе в комнату, так и с использованием метода определения присутствия. Честно говоря, врядли существуют более или менее адекватные решения для управления освещением с вашего телефона, кроме как в демонстрационных целях.

Вы не единственный пользователь умного дома

Люди склонны забывать, что они не одни живут в доме. Как разработчик решений в своем доме, вы восторгаетесь возможностями, которые вы получаете, но вы игнорируете недостатки. Шансы того, что другие люди в вашем доме увлечены другими вещами и хотят заниматься своими делами - очень велики.

Это означает, что все что вы автоматизируете, должно работать безупречно. Если вам удается достичь 90% успеха задуманного, у вас остается 10% вероятность провала. Например вы настроили плавное затухание света в гостиной, когда вы начинаете смотреть фильм или сериал. Но в действительности это работает, только если все члены семьи садятся смотреть кино.

Ограничивайте влияние псевдо-полезностей и негативного влияния

Когда вы создаете новый сценарий, вы всегда должны сначала подумать о том, какие последствия будут если он не сработает? Все умные системы состоят из разных устройств, созданных разными производителями, которые общаются между собой на разных протоколах: иногда все идет не так. И вы должны сделать все от вас зависящее, чтобы минимизировать негативное влияние если все пойдет не так как задумывалось. В идеале, устройства должны стать "глупыми" и начать работать так, как они работали до автоматизации. Например лампы Philips Hue работают как обычные лампочки, если пользоваться простым выключателем в стене и не подключать их к системе управления. Если все становится хуже при неполадках в системе, те люди, с которыми вы живете - восстанут. Например неполадки с термостатом Nest, который из-за логической ошибки в своей прошивке, вдруг перестал отапливать дом. Ужас.

Идеальное приложение - отсутствие приложения

Умный дом должен сочетаться с вашим ритмом жизни, а не заменять его. Для большинства устройств, не существует более быстрого управления, чем то, которым вы уже ими управляете. В большинстве случаев, лучшее приложение - это его отсутствие. Единственный интерфейс, который может быть более удобным или доступным для вас и ваших гостей любого возраста - это голосовой интерфейс. Производители уже реализовали его, и наиболее крупные из них, сфокусировались именно на нем. Возьмем к примеру Apple: единственный способ контролировать голосом ваши устройства в HomeKit - это Siri. Amazon пошел дальше, и создал Amazon Echo, который постоянно слушает все что происходит через подключенные микрофоны. Я ожидаю, что еще больше компаний присоединятся к этой тенденции в 2016м.

Голосовой интерфейс тоже не идеален. Скорость с которой вы можете подавать команды - низкая, потому что вам нужно ждать реакции. Также существует проблема с пониманием команд, распознаванием акцентов и зависимости от облачных сервисов для обработки вашего голоса. Я считаю, что все проблемы кроме первой, в конечном итоге будут решены.

Однако это не означает что для приложений нет места в вашей жизни, оно определенно есть. Они прекрасно подходят для проверки состояния вашего дома, когда вас в нем нет или для развлечений, когда вы удаленно зажигаете свет, когда к вам в гости приходят дети.

Ваша система должна работать внутри дома, а не в облаке.

Облачные сервисы - настоящая магия. Где-то в мире, есть компьютеры, которые собирают все данные, которые генерирует ваш дом, проверяют их на правильность и отправляют команды назад когда это необходимо. Облачные сервисы будут обновляться со временем, чтобы стать лучше и удобнее. Но пока это не так. Есть множество причин, по которым ваш дом может потерять соединение с облачными сервисами. Интернет может перестать работать, или обновление установилось с ошибкой, или серверы в облаке сломались.

Когда это произойдет, ваш дом должен быть в состоянии функционировать нормально. Не стоит использовать облачные сервисы для создания домашней автоматизации, а вот для расширения их функциональности - вполне. Таким образом вы избежите проблем, которые могут случиться, когда например упал Amazon AWS и Amazon Echo перестал работать.

Это было написано 2.5 года назад, но на сегодня, рынок технологий не сильно продвинулся в формировании основной идеологии построения систем домашней автоматизации. Да они стали умнее, да голосовое управление стало лучше, но основ того, как должен выглядеть умный дом - до сих пор особо не сформировано.

Почему все маркетинговые модели построены на том, что моргает или светится? Потому что это Вау-фактор . Но суть автоматизации совершенно в другом. Она должна решать проблемные вопросы вашей жизни. То есть если то, что может быть автоматизировано становится проще нежели делать это вручную - тогда это дельная цель.

Давайте разберем на примерах. Вот берем умные розетки. Фактически, они нужны для того, чтобы включать нечто, что в основном выключено, и только тогда, когда это действительно необходимо. То есть мы должны сначала разобраться в этой ситуации и понять, когда и что нам необходимо, и насколько действительно нам нужно автоматизировать сей процесс. Причем на это выдумывание ситуаций, иногда уходит значительно больше средств и ресурсов, чем если бы мы просто подошли к этому устройству и включили его.

Или возьмем например умные лампочки. Особенно с RGB цветом. В принципе умные лампочки были придуманы для того, чтобы либо зонировать освещение если это необходимо, но в основном они требуются тогда, когда нет возможности управлять проводными лампочками так, как нам хочется, ввиду невозможности переделать старую электропроводку под новые требования. К тому же есть немало случаев, когда на этапе ремонта, делаются всякие ниши с подсветкой вазочек, которые планируются размещаться в них, и по факту эта подсветка включается пару раз, а потом не используется вообще. Ну или цветные лампочки, или диодные ленты, которые устанавливаются иногда с переделкой потолка, а потом используется как демонстрация "прикольной фишки" но никакой полезной нагрузки не несет. Большинство людей же не заморачиваеться о том, как влияет цвет освещения на эмоциональный фон или биоритмы. Многие даже не знают что освещение на это в принципе влияет. И что по идее, освещение можно использовать в целях релаксации или наоборот чтобы взбодриться. Но нет, вау-фактор - рулит.

А ведь основной целью умных процессов в доме, является решение действительно серьезных проблем. Ну например организация вентиляции помещений в которых мы живем. Ведь всем известно, что новые технологии позволяют сделать квартиру или дом практически изолированными от внешней среды. Новые окна, средства тепло и влагоизоляции позволяют сделать квартиру практически непроницаемой. Но при этом, например в зимний период, люди не задумываются что воздух необходимо увлажнять, и что необходимая комфортная влажность в квартире, должна быть в пределах 30-45% в зимнее время и 30-60% в летнее время. А что насчет уровня углекислого газа? Мы ведь часто даже не задумываемся о том, каким воздухом дышим. А есть например нормы и правила. Вот к примеру ГОСТ 30494-2011 гласит, что допустимые значения содержания углекислого газа измеряемого в единицах СО 2 * см /м (международное обозначение - ppm), должно находиться в пределах 600-1000ppm. Причем это допустимые значения. Хотя многие современные физиологи, утверждают что 1000 это уже не допустимое. Допустимым считаются значения 600-800ppm.

И вот это действительно важные аспекты вашей жизни. И для того чтобы в современном городе, с современными условиями жизни, достичь таких параметров, нужно использовать не одно устройство, а комплекс устройств вентиляции, кондиционирования, осушения и увлажнения. И достичь оптимальных параметров в ручном режиме практически невозможно.

И вот именно для этого и существуют домашние автоматизации. Которые действительно улучшают качество нашей жизни.

Или, например, существует множество споров относительно систем предотвращения протечек. Сейчас на рынке огромное количество датчиков протечки. Ну и какой от них толк, если стояк в квартире не перекрыть, а вам до дома ехать час? Конечно это хорошо, что вы об этом узнаете и возможно приедете домой раньше, чем соседи которых вы затапливаете перекроют своими силами стояк до вашего приезда (что врядли конечно, но возможно). И да, существует много автономных технических решений, которые умеют закрывать краны. Но многие почему-то хотят этим процессом управлять. То есть при создании системы защиты от протечек, они используют некий центральный контроллер умного дома. И не хотят использовать например автономные решения, которые на рынке есть, но не интегрируются пока в системы умного дома. Вопрос Зачем? Ведь основная задача - предотвратить затопление. Возможность закрыть или открыть кран по желанию - приятный бонус, но основная задача - закрыть кран и предотвратить потоп. Даже если вырубилось электричество, или завис контроллер умного дома, или в датчике села батарейка. Кран должен закрыться и все.

Поэтому мое личное мнение состоит в очень простых тезисах:

  1. Слишком сложные автоматизации - вредят качеству вашей жизни, особенно если вы живете не одни
  2. Надо упрощать сложное, и не стоит усложнять простое.
  3. Автоматизации должны улучшать качество жизни, но не создавать проблем если они вдруг перестали работать.

Идеальная система автоматизации - должна быть интуитивно понятной. И не требовать курса обучения для того чтобы включить свет в ванной, и махать рукой или нажимать кнопку, чтобы обновить значение таймера, который автоматически выключает свет.... ну вы поняли....

Основная причина того что системы домашней автоматизации всё ещё не стали так популярны это акцент на освещении, который обычно делают при их продвижении. Ведь мигать светом (как светодиодами на Ардуине) не вставая с дивана это баловство, которое не имеет никакого практического значения и отталкивает людей от серьёзных мыслях о внедрении и использовании систем домашней автоматизации у себя в домах и квартирах. Мигать светом (на что обычно заточено 90% функционала) никому не нужно а вот например управлять отоплением индивидуально в каждой комнате это удобно и экономит энергию=деньги. Заоблачные цены на сами (копеечные по себестоимости) компоненты готовых продающихся систем домашней автоматизации вместе с ценами на интеграцию их только подливают масла в огонь. Спешу заверить что самым дорогим компонентом у нас будет 20 долларовая Arduino Megа. Если рассматривать вопрос в целом то мне видится только следующий список задач которые имеет практический смысл централизованно автоматизировать:
> управление климатом температурой (отопление/кондиционирование) и влажностью (увлажнитель/осушитель),
> управление естественным освещением (жалюзи, ставни, навесы)
> и управление поливом газонов, цветников и лужаек вокруг дома (если таковые имеются и их таки надо поливать).
Из децентрализованных систем удобно иметь локальную (без центрального управления 1-2 датчика управляющие напрямую включением подсветки) срабатывающую от датчиков движения(присутствия) маломощную светодиодную подсветку лестниц (иногда пола) и частей столов на кухне которые затенены от обычного потолочного освещения навесными шкафами и полками. Эта же подсветка в комбинации с перечисленными выше незаменима ночью когда надо, не разбудив никого и в первую очередь себя, пробраться на кухню (и отрезать там что-то от чего-то и съесть ни с кем не делясь) или в другое заведение не спотыкнувшись об предусмотрительно разбросанные детские игрушки. Также имеет смысл включать датчиками движения основное освещение ТОЛЬКО в технических помещениях: шкафы, кладовки, гараж, прачечные и тп. Датчики движения и централизованные системы не практично использовать для основного освещения в жилых помещениях. Внешняя и декоративное праздничная подсветка дома удобнее всего включается от копеечных готовых блоков с датчиками освещения и/или таймерами. Настоящие охранные системы подключённые к службам реагирования (не просто разбросанные по дому датчики и веб камеры) обычно не имеет смысла смешивать с системами умного дома из многих соображений.

Таким образом начнём с самого актуального. Идеальным объектом является отопление которым можно управлять например: электрическое(батареи на колёсиках в розетку и настенные батареи) и централизованное или не очень отоплением частного дома. В моём примере мы рассмотрим работу с системой Термо Помпы (Heat Pump в северной Америке) с мазутным отоплением по средствам прямого подключения к имеющемуся Блоку Управления (термостату) и дополнительно устройствами. В первой версии системы я использовал устройтва и разетки протокола Х10. Но к сожалению они плохо зарекомендовали себя, изза медленного интерфейса и очень громких счелков при переключении, котрые будили всех домашних. В последствии я перевйл систему на радио разетки, что оказалось гораздо проще и тише чем x10. Эти разетки имеются в огромном асортименте радиочастот и напряжения. Всё это, применимо для огромного множества других систем. Всё началось с того что мой приятель вместе с соседом ненавязчиво капали мне на голову про огромную роль чуда чудного - Arduino в современном обществе и что я как человек умеющий и любящий держать паяльник просто обязан заразиться этой Ардуино манией как можно скорее. Я всячески отмахивался и говорил что область практического (не робото-игрушки) применения её дома очень сомнительна и делать на основе мощного микроконтроллера последовательно загорающиеся светодиодные линейки для подсветки ступенек лестницы (вместо одного сдвигового регистра и генератора) это просто из пушки по воробьям а остальное баловство. Но всё-таки зерно Arduino им удалось заложить в мою голову и как все зёрна с приходом весны и на подступах лета росток начал пробиваться. Я не люблю хобби проекты ради самих проектов. Какая-то практическая сторона должна присутствовать а тем более что ресурсо ($ и время) ёмкие проекты для семейного человека должны ещё иметь высокийWAF (Wife acceptance factor) или как говорит мой Папа его легко легализовать.

И как всегда лень явилась двигателем прогресса. Сидели мы чуть позже полудня на веранде, солнце приятно припекало а в тоже время в спальне на верхнем этаже спал сынишка и судя по китайскому термометру за 2 доллара (до которого надо было ещё дойти и посмотреть не разбудив сына) температура была за 26. Значит надо теперь идти в гостиную и включать центральный кондиционер, а потом надо его ещё и выключать чтобы он не включался каждый раз когда температура немного подымится. Особенно это неприятно делать летом ночью, замёрзнув под лёгким одеялом надо вскакивать и опять же не перебудив всех домочадцев бежать в гостиную к пульту и вырубать это достижение прошлого века. Тут то я и смекнул что пора прекратить такое безобразие и звонить другу со словами "Где там твоя хвалёная Ардунья, Давай её сюда щас мы посмотрим на что она способна!". Сразу скажу что совсем не выбирал именно её и не думал что она окажется такая никчёмная(например в работе со строками) и даже от злости и бессилия бороться с ней дальше чуть не переехал посреди проекта на STM32. В конечном итоге всё-таки остался с ней, но обо всём по порядку.

Чтобы проще было понять почему всё сделано так и как Вам намазать на хлеб мой опыт и наработки, начнём с описания того что есть/было у меня под рукой:
1) Частный дом в Канаде (хотелось бы сказать что он мой, но конечно же он принадлежит банку и как бы это абсурдно не звучало но иметь его полностью выплаченным при текущих ставках даже не выгодно) 1959 года постройки как тут их называют Split Level те дом двух этажный но половина его сдвинута вертикально относительно другой половины на пол этажа.
2) Arduino Uno (в последствии изза малого числа Вх/Вых для X10 и радио потребовалась Mega)
3) дорогой и родной Ethernet Shild. Что-то запустить и найти адекватную библиотеку для ENC28J60 мне так и не удалось
4) Желание, время и немного денег.
Как здесь принято, спальни находятся на верхнем этаже и для меня получается это на пол этажа выше гостиной где и находится прикрученный к стене зловещий пульт управления системой отопления охлаждения. Тут такие систем называются HVAC (heating, ventilation, and air conditioning) на самом же деле это обычный огромный (десятки тысяч BTU или они их тут в тоннах чего то меряют) сплит кондиционер внешний теплообменник и компрессор которого находятся на улице а внутри теплообменник встроен в систему центрального вентилирования, которая полтора кило ватным вентилятором забирает воздух с уровня пола гостиной прогоняет через два теплообменника (один до кондиционера другой от мазутной или газовой горелки) и по системе коробов гонит в каждую комнату. Удобство и собственно само название тепловой насос вызвано тем что этот аппарат может гонять фреон в обе стороны и соответственно не только охлаждать но и нагревать воздух в доме. Надо заметить что нагревать он его может более менее эффективно только если на улице достаточно тепло больше 0 или -5 (зависит от модели и конструкции). Если же холодно то тепловой насос работать не будет и для этого как раз то и нужен бак с мазутом или газ.

Я начал свой проект и амбиции с малого, так давайте и мы разберём как же сделан этот HVAC и как им управлять. На поверку оказывается не так страшен чёрт. Одним из удобств является жидкая стандартизация всего домашнего и не очень в Америке это позволяет скрещать ежей с ужами по открытому, простому (иногда слишком) и общеизвестному (как правило древнему, кондовому) протоколу/стандарту. В нашем случае саму систему (вентилятор горелки теплообменники можно купить одного производителя кондиционер второго, увлажнитель у третьего а Блок Управления всем этим у четвёртого. Честно говоря не знаю также ли называются/управляются подобные устройства в Европе, но думаю что всё либо слизано либо очень похоже. Насколько я понял такие системы уже есть в России и возят их откуда попало/дешевле, так что у вас есть большие шансы столкнуться именно с такой системой. Давайте посмотрим на схему типичного подключения системы до того как мы начнём врезаться в систему.

Как мы видим почти всё понятно с первого взгляда. Единственное что надо пояснить что БУ питается и сам тепло насос управляется переменными 24 вольтами. которые подаются с входного трансформатора R и С. Линия С это общая и всегда соединена. Соответственно при подаче R(замыкании) на Y, O, W или G включается соотв. блок. От этого и будем отталкиваться. Значит если они включают то чем хуже мы? Сделаем так что наша новая система будет дополнять уже имеющуюся. Те управление можно осуществлять со старого пульта и контроллера как и раньше, но только когда надо, Arduino может отключить старую систему от управления и взять борозды в свои руки и потом отдать их обратно.Ставим релюшки.


Причем ставим их так чтобы без питания и вообще отключенные они сохраняли прежнюю конструкцию. R-0 отключает стандартный модуль управления и передаёт управление нашему Ардуину. R-1-4 подают нужное напряжение на соответствующую линию. Это управляющее напряжение R подаётся на каждое реле зелёным проводом. Управлять конечно хорошо, но система серьёзная и если мы случайно или не очень что-то не так включим или в неправильной комбинации. Например теплообменник будет греться а вентилятор не будет гонять воздух и отводить тепло с него, он может перегреться и привести к возникновению пожара, а нам это совсем не зачем. Во избежание подобных ситуаций давайте сделаем тройную защиту. И так первым бастионом будут сенсоры напряжения на каждой линии S1-4 (те их должно быть 4ре).


Они представляют из себя диод два резистора(делитель) и маленький электролит. Это может быть навесная сборка как на фотографии. В результате мы можем в Ардуине знать есть ли на самом деле на каждой из линий управления напряжение или нет. Соответственное если текущее состояние линий управления (Y, O, W, G) не соответствует тому что должно быть мы выводим код ошибки и отключаем систему. Следующим бастионом является наш дополнительный датчик температуры в камере теплообменника (plenum sensor). Если там слишком горячо или холодно (близко к 0С) то мы опять же выводим код и отключаем систему. Очевидно что запитывать реле напрямую от выходов ардуины нельзя поэтому надо либо громоздить по транзистору на каждое реле или купить готовый модуль с несколькими реле и транзисторами на одной плате. 99% компонентов я покупаю на ибее. Например на ибее полно таких 8 канальных модулей (8 Channel Electronic Relay Module) примерно по 9$. или же можно купить 4+2 (так как на самом деле нам надо всего 5 и одно запасное)

В качестве датчиков температуры и влажности я использовал китайские цифровые DHT22 которые неплохо зарекомендовали себя. Им надо всего три провода +5, GNd и Data. Провода могут быть достаточно длинными без потери точности и сигнала. Один датчик выкидывается на улицу в тень и под навес от прямого попадания влаги. Один датчик в доме.
В уже построенном много лет назад доме обычно самая большая проблема это провести новые провода, поэтому я старался по максимуму использовать текущую проводку. Для DHT22 есть несколько библиотек. У меня были проблемы со всеми кроме этой . Я поставил внутренний DHT22 рядом с настенным пультом управления. Если В вашем доме как и в моём когда-то стояла система управления HVAC то у вас должно быть аж 6 жильный кабель идущий от БУ к месту где висит сам пульт с индикатором и кнопками. Современные пульты (как мой) требуют всего 2х проводов. Таким образом у нас в распоряжении получается 4 уже проложенных провода. В них мы запускаем +5V, GND, Data для внутреннего DHT22 и на последний Serial(UART) Tx с Ардуины для вывода информации на дисплей.

В качестве дисплея я использовал маленький (2.5 см) OLED экранчик с серийным интерфейсом .
ДА он немного дороговат, но есть несколько уникальных отличия от подобных доступных: Наличие Serial(UART) интерфейса, что позволяет использовать всего один провод для его подключения, наличие пяти цифровых выводов на контроллере экрана (куда мы подключим RGB светодиод для дополнительного отображения состояния системы) и наконец компактность в сочетании с контрастом и отличной читаемости как при ярком свете так и ночью и он не освещает весь коридор ночью как любой ЖК с постоянной включённой подсветкой.

Далее встала проблема как поместить в каждую комнату, без дополнительных проводов, питания и радио модулей датчики температуры. В качестве датчика я выбрал цифровой DS18B20, (имея хорошую точность +- 0.5C) которому надо всего два провода (земля и сигнал). Их можно на эти 2 провода вешать много параллельно (каждый имеет свой уникальный MAC адрес). Но даже протянуть два провода во всем комнатам это адский труд. У тут меня осенило. Ведь по всем комнатам проложен телефонный кабель и он 4х жильный и в лучшем случае используется 2 жилы для телефона (как правило красный и зелёный) а остальные (жёлтый и черный) проходят по всем нужным мне местам и остаются свободными. Таким образом не разрезая провода а лишь оголив нужные два я подпаял к ним в каждой комнате по DS18B20.
Общая длинна проводов получилась достаточно большая и если сигнальный провод подпирать (на +5В) рекомендуемыми 4.7 кОм, то в моём случае датчики практически не читались и я сократил подпирающее сопротивление вдвое до 2.3 кОм и всё прекрасно заработало.

Потом я заморочился датчиком давление и остановился на недешёвом BMP085 зато он имеет I2C интерфейс, что опять же экономит ножки и количество проводов. Так как он ещё может читать температуру eго я поставил в подвале, куда было ближе и проще всего тянуть новые провода (аж 4). Я старался по максимуму использовать стандартные телефонные кабели и разъемы(RJ11) чтобы конструкция была разбираемой и ремонтно - замено пригодной.
При подключении этого барометра на туже I2C шину что и RTC (модуль энергонезависимых часов) возникли не очень понятные проблемы. Они мешали друг другу и пока я не поставил небольшую задержку перед чтением барометра работало всё не стабильно. Так как коротко временное отключение электричества не такая уж редкость да и модуль RTC стоит копейки я добавил его для энергонезависимого времени. в основном нужного при использовании х10. Используя его возникло желание автоматически синхронизовать его с NTP через интернет (раз уж он у нас есть), но у меня что-то не получилось скрестить webduino сервер и NTP. В итоге NTP время (Unix epoch) посылается на Arduino (и обновляется RTC) каждый раз при изменении каких либо настроек или режимов в web интерфейсе. Что имеет свои недостатки так как оно берётся JavaScript из времени на текущем компьютере или мобильном устройстве и не всегда точное и в правильной временной зоне.

Команды моим радио розеткамс Ардуины в эфир я посылаю с помощью копеечного (2$) передатчика модуля. Их прудом пруди на ибее (поиск «RF transmitter 315 Mhz..») и в любом магазине. Единственное надо правильно выбрать радио частоту соответветствующую вашим разеткам. К сожалению мои разетки не корректно поддерживались стандартной библиотекой RCswitch. в описании библиотеки есть список поддерживаемых чипов , но не стоит расстраиваться если ваш не в списке, у меня заработало после анализа эфира в ручную и без библиотеки. Про подобнве разетки, работы с библиотекой много написано. В частности cдесь: http://habrahabr.ru/post/213425 http://habrahabr.ru/post/212215 Я использовал 110В розетки
. Несмотря на то что управление радио требует нестандарного решения, оно является самым простым и бюджетным решением стоящей задачи. A именно включать и выключать электрические батареи или любой другой прибор (не обязательно резистивный) по времени или в ручную и иногда включать- выключать наружный свет. Insteon, Zwave и другие имеют много подчас не нужных дополнительных функций но на порядок дороже и имеют проблемы с открытостью интерфейса для того чтобы Ардуино могла посылать устройствам простые команды. Единственная проблема с розетками x10, Insteon и другими это то что они очень громко щёлкают во время переключения. Особенно это раздражает тихой ночью. Ещё один нюанс: x10 был заточен и популярен в северной америке и соответственно под 110 Вольт. Тут каждый выбирает для себя сам. Либо платить много за:
Z-Wave - розеток готовых нет, есть странной формы модули реле которые также но по тише щёлкают и их куда-то, как-то в стены надо прятать, потом замурованные, непонятно как их обслуживать – менять/чинить. Зато появились USB модули для посылки команд. Но для этого ещё нужен микрокомпьютер (возможно роутер подойдёт) с правильной OS драйверами и тд;
Insteon - розетки есть, но также противно щёлкают как x10 и насколько я понял открытого модуля для посылки команд нет и система опять-же заточена под 110В;
Вам решать заморачиваться с интеграцией и посылкой команд в эту сеть или платить меньше в 5-10 раз за каждое радио устройство и при необходимости подтачивать код под него. Как и любая другая вещь всё для 110В стоит дешевле. Конечно есть ещё экстремальные пути, как например описанная несколькими авторами тут, идея опутать всю квартиру (дом) парой (а на поверку пучком) молоточных проводов и собирая каждое управляющее и управляемое устройство с нуля в ручную использовать 1-Wire протокол. Некоторые пошли ещё дальше и разрабатывают свои протоколы…

Также я как кайтер прикрутил анемометр (датчик скорости ветра). Для её измерения я использовал имевшийся под руками чашечный датчик с герконом замыкающим 1 кОм между двумя контактами при вращении чашечек. В программе используется прерывание и замеряется количество раз +5В подаётся(переход из 0 в 1) на цифровой вход (подпряжённый 5 кОм ами на теже +5В). Данное значение умножается на подходящий для вашего датчика коэффициент и из количества замыканий за одну секунду получается скорость ветра в узлах. Также за каждый час меряется максимальное и минимальное значения скорости (порывы) и отображается максимальное за час. В веб отдаются текущее и максимальное. Каждый датчик надо калибровать индивидуально и подбирать правильный коэффициент. Для управления гаражной дверью я использовал запасной радио пульт от неё и с помощью дополнительного реле (шестого) эмулировал нажатие кнопки на пульте (вскрыв пульт и подпаявшить в контактам кнопки).

Протокол общения стандартного БУ термопомпы с её пультом (обычно 2 провода) как правило закрытый и наша ардуина не может знать какой режим и настройки выставлены в стандартном блоке управления, но с помощью наших сенсоров мы можем знать в каком режиме сейчас HVAC и хотя у них тоже есть датчик температуры в теплообменнике дополнительная защита с помощью Ардуины не помешает. Меня часто спрашивают: А не страшно ли мне доверять Ардуине управление такой ответственной системой с своём то доме? Мой код открытый и прозрачный. Я понимаю что происходит и всегда могу отловить и исправить неточность (если такие остались после полугода пользования системой). И самое главное я могу добавлять любые функции которые мне потребуются. В той-же коробочке скорее всего менее мощный контроллер и конечно нечего уже поменять и добавить нельзя. Без ардуины добавление опять же ограниченных функций как доступ из интернета к стандартному БУ стоит новой коробочки сотен долларов. Всё началось не с того что я хотел сэкономить а мне нужны были удобные для меня функции которые не за какие деньги не купить у производителей оборудования. Но конечно если взять в расчёт цену человеко часов затраченных мной, да и даже вами если вы просто решите сделать подобное на базе моих и других наработок, на этот проект то конечно дешевле купить готовое но попрощаться с гибкостью и нужными функциями. Это примерно как поставить FreeBSD и кропотливо долго и по каждому поводу копаться в барахолке знаний интернета и в ручную из командной строки подкручивать её под себя в сравнении Mac OS, красивой готовой но ограниченной на базе той же BSD. Основная из них это включение обогрева/охлаждения до нужной температуры не навечно или по расписанию а всего лишь на час-2-4. Звучит просто и удобно но никак не присутствует в стандартных БУ.

Если вы хотите управлять только термонасосом без RF, RTC, барометра и прочих заморочек памяти и ног хватит и у Uno(я так и сделал в первой фазе своего проекта). В полной же версии без Mega не обойтись. Давайте посмотрим на получаемые функции и интерфейс.

Сам интерфейс сделан в рамках всего одной html странички с использованием технологии Ajax для обмена данными с Arduino web server (webduino) и основана на библиотеках JQuery Mobile. Поэтому для работы нужны несколько файлов картинок и сами библиотеки, которые могут быть заменены ссылками.

В верхнем левом углу, мы видим луну, это значит что по настройкам дня и ночи (в первой строке синего блока) сейчас ночной режим. Если дневной режим там будет солнышко. Дальше мы видим наш домик. В домике куча температур в каждой комнате и в центре температура с десятыми, это температура в гостиной на основном уровне. Зелёным внизу домика мы видим относительную влажность внутри дома. Справа от неё снежинка, это индикатор того что сейчас работает кондиционер. На этом месте отображается разными иконками остальные режимы работы (отопление термопомпой или AUX или же х10). Если иконка приглушена (полупрозрачная) значит система в этом режиме но не активна. Т.е. например в режиме кондиционирования до температуры 21 градус, но так как сейчас 20 градусов кондиционер не активен. Если одновременно работают два режима, например отопление х10 и отопление термопомпой, то будут последовательно мигать две иконки. Слева и справа у домика мы видим лучики, при нажатии на которые они становятся яркими и при последующем нажатии опять приглушаются. Это включение внешнего освещения у дома. У меня есть внешний свет на заднем дворе и впереди дома. Управление передаётся по х10 и номера соответствующих устройств прописаны в html(JS) коде, Ардуина лишь посылает команды на переданные ей из HTML номера устройств. Справа домика мы видим автоматическую гаражную дверь. которая открывается и закрывается при нажатии на неё. Сверху справа от домика мы видим текущую (усреднённую за 1-2 минуты) или максимальную за час скорость ветра в узлах. Значение скорости ветра подсвечивается разными цветами от голубого до красного в зависимость от скорости и в соответствии с международно принятыми цветами шкалы Бофорта. Справа сверху мы видим температуру на улице и ниже текущее атмосферное давление. Розовым фоном для значения давления служит график его относительного изменения за последние 24 часа (x-время, у- относительное значение давления). Под давлением зелёным относительная влажность на улице.

Теперь рассмотрим группу белых селектов и кнопку SET. Левым селектом выбирается нужная температура/режим. Правым на какое время включать этот режим. Если режим активный то надписи немного поменяется, как в этом примере
Если активен режим отопления то дополнительно кнопка подкрасится красным а если охлаждения голубым. Чтобы выключить надо оставить температуру и выбранный режим слева и оставшиеся минуты справа и тогда кнопка SET поменяется на OFF и её нажатие выключит режим. Режим охлаждения или отопления выбирается автоматически в зависимости от температуры на улице. Если на улице меньше чем значение константы heat_temp описанной в html(JS) файле, то будет предлагаться только отопление иначе только охлаждение.

Теперь давайте рассмотрим синий х10 блок. Нажатие на первую строку открывает общие настройки: ON - Все Розетки Всегда Включены (например летом), OFF все розетки всегда выключены (например если вы в отпуске), Split - в силу вступают индивидуальные настройки групп и комнат. Далее вы можете выбрать с какого часа начинается день и с какого ночь. Для сохранения настроек не забывайте нажать кнопку Apply внизу. далее каждая строка отражает группу комнат которая может состоять из одной и более комнат. Я сделал группировку по этажам в своём доме. На некоторых этажах только одна комната а на некоторых больше. У каждой группы мы можем установить режим ON - все розетки этой группы всегда включены, OFF все розетки этой группы всегда выключены (например вам надо включить пылесос и если одновременно будет работать батарея то выбьет предохранитель), Split(доступно только для групп с более чем одной комнатой)- в силу вступают индивидуальные настройки комнат внутри группы, Day - поддерживать указанную температуру только днём (ночью всегда выключено), Day&Night - поддерживать указанную температуру для дня и другую температуру ночью. У каждой комнаты доступно всё вышеперечисленное за исключение Split. Для вступления изменений в силу не забывайте нажать Apply внизу.

Самой последней строчкой является установки режима Override. Этот режим был сделан для принудительного включения розеток в выбранной комнате или светильника на некоторое время. Например вам надо нагреть максимально комнату на некоторый период для того чтобы ребёнку делать там массаж и через час продолжить поддерживать обычную температуру в ней. Или включать свет на улице на пол часа. Слева вы выбираете комнату справа на сколько включать режим и нажимаете кнопку Overrride. Если вам надо досрочно отключить режим справа выбирайте OFF и жмите Override. Вся информация обновляется каждые upd_interval (константа из html файла) секунд. По умолчания = 60 секунд. Когда информация обновляется вся верхняя часть странички с домиком моргает.

Ещё хотелось бы рассказать о концепции объединения розеток (pool). Допустим у вас одна большая комната обогреть которую в в -5 за бортом одна батарея не в состоянии или нагреваться она будет ооочень долго. Вы можете поставить вторую RF розетку с тем же кодом/адресом и вторую батарею воткнуть в неё и они обе всегда будут включаться. Что при относительно теплой температуре приведёт к частому щёлканью и включению и выключению этих двух и более батарей. Есть и другой вариант вы объединяете эти батареи в pool в коде ардуины x10pools={0,0,0,0,0,12,0,0,13,0,0,0,0,0,0,0,0}. Ноль значит отсутствия пула у данного адреса розетки число значит адрес дочерней розетки пула. Дочерняя включается если на улице холоднее чем poolt (константа из html файла) или разрыв между нужной температурой в комнате и текущей больше чем delta_temp * poolf (константы из html файла). Хотелось бы сказать больше о delta_temp (константа из html файла) это Делта температуры. Она нужна для того чтобы режимы часто не включались не выключались так как показания датчиков могут немного скакать +-. Обогрев включается если текущая температура меньше чем (нужная - delta_temp) и выключается если больше (нужная + delta_temp). По умолчанию это 0.5 Град С.

Теперь рассмотрим вопрос безопасности. Конечно нельзя оставлять доступным для всех управление вашим домом. Так как наша система состоит из клиента(JS Ajax html страничка) и сервера (Arduino) вы можете организовать различные уровни безопасности. Например вы можете положить HTML страничку на свой компьютер, телефон планшет и тд. (не выставляя её на публичный хостинг) и тогда только вы(с устройств обладающих этим файлом) сможете открывать эту панель управления своими домашними системами. Arduino web server весит на внутреннем IP и поэтому если вы его не зафорвардите на роутере во внешний мир, то к самой ардуине можно будет достучаться только из вашей внутренней сети. Доступ к самой HTML страничке можно запаролить на Web сервере где вы её захотели выложить. Также модно поднять HTTPS сервер в отношении её. Самым простым и по моему мнению достаточно надёжным является публичный хостинг странички, но сама страничка при запуске никуда не подсоединяется если ей параметром не передать адрес сервера Arduino (предварительно настроенным Dinamic DNS и Port Foewarding). Выглядит это так в браузере вводится такая ссылка http://myhosting.com/index.html?http://myhome.slyip.net:8081/hvac. Если злоумышленник и случайно наткнётся на вашу клиентскую страничку то ничего он с ней сделать не сможет не зная адреса Arduino сервера. Это самый простой и удобный компромиссный вариант, которым я сейчас пользуюсь. Да мне тоже вся эта конструкция с убогим (медленный не поддерживающий HTTPS и тд) Arduino Web Shield сервером в дополнение к которому ещё надо где-то отдельно хостить клиентскую страничку с иконки НЕ нравится. И как только я получу из китая знаменитый TP-LINK TL-WR703N
роутер который в мгновения ока превращается в wifi bridged web сервер с Serial(UART) интерфейсом к Arduine, я сразу же прикручу его к ардуине (или её к нему) и выкину это шилд и изернет провод. Таким образом получится даже больше того что я хотел так безуспешно добиться от STM32 контроллера а именно чтобы всё было в одном устройстве (не отдельно захощенная страничка клиента и отдельно исполнительный сервер) и нормальным веб сервером на котором можно реализовать достойную степень удобства скорости и безопасности.






B на последок

В фильмах часто демонстрируется жилое помещение, которое как будто живет своей жизнью. Лампочки загораются по мановению руки, открываются шторы, после определенного слова играет музыка. Все это оборудования является интеллектуальной домашней системой, и мы предлагаем рассмотреть, как сделать умный дом своими руками, что для этого нужно, а также какова схема такой системы.

Умный дом – что это

Умный дом – это домашняя автоматика, которая является жилым расширением автоматизации зданий. Главная автоматизация может включать централизованное управление освещением, ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), бытовую технику, открывать замки ворот, дверей, GSM и других систем, чтобы обеспечить улучшенное удобство, комфорт, энергоэффективность и безопасность. Нужно отметить, что для некоторых категорий населения (пожилых людей, инвалидов) это мероприятие может стать необходимым.

Фото – Умный дом идеи распределения
Фото – Простой умный дом

С новейшим внедрением в нашу жизнь SMART технологий, многие уже не представляют свою жизнь без автоматических установок, программного оборудования, нам необходим беспроводной интернет, бытовые приборы.

Домашняя автоматика относится к использованию компьютерных и информационных технологий для управления бытовой техникой и их функциями. Она может варьироваться от простого дистанционного управления освещением до сложных сетей на базе компьютера/микро-контроллера с разной степенью интеллекта и автоматизации. Домашняя автоматика преимущественно должна быть максимально простой.


 Фото – Умный дверной замок

Достоинства использования «умного дома» в квартире на базе PIC или WAVE:

  1. Экономичный расход времени на ежедневную настройку разнообразных механизмов, прием звонков, рассылку почты;
  2. Использование газообразных или жидких топливных материалов, а позже использование электричества, позволило увеличить автоматизацию в системах отопления, уменьшая рабочую силу, необходимую, для ручной дозаправки обогревателя и печи.
  3. Развитие термостатов позволило настроить более автоматизированное управление отопление, а позже охлаждение;
  4. Так часто осуществляется охрана промышленных объектов, жилых помещений;
  5. По мере увеличения числа управляемых устройств в доме поднимается их взаимосвязь. Например, печь может отправлять уведомления, когда он нуждается в чистке, или холодильник, когда он нуждается в обслуживании.
  6. В простых установках, smart может включать свет, когда человек входит в комнату. Также в зависимости от времени суток, телевизор может настраиваться на нужные каналы, выставлять температуру воздуха, освещение.

Умный дом может предоставить интерфейс-доступ к бытовой технике или автоматизации, чтобы обеспечить контроль и мониторинг на Вашем смартфоне, через сервер, мини Smart для iPhone, iPod touch, а также при помощи переносного компьютера (необходим специальный soft: AVR Studio).


 Фото – Контроль дома через планшет

Видео: система Schneider Electric умного дома

Элементы умного дома

Элементы домашней автоматизации включают в себя датчики (например, температуры, дневного света или обнаружения движения), контроллеры и приводы, таких как моторизованные клапаны, выключатели, двигатели и другие.


 Фото – Схема управления дома

Это отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, ОВК может контролировать температуру и влажность, к примеру, термостат интернет-контроля позволяет домовладельцу удаленно управлять системами отопления и кондиционирования воздуха здания, система может автоматически открывать и закрывать окна, включать радиаторы и котлы, теплый пол.

Освещение

Эти механизмы управления освещением могут быть использованы для управления бытового света, техники. Также сюда можно отнести систему естественного освещения, работу жалюзи или штор.

Фото – Схема умного дома

Аудио-визуальная

  • Эффект присутствия дистанционного управления (Это самая современная технология, которая применяется для увеличения безопасности). Заключается в зажигании света, музыкальном сопровождении.
  • Имитация присутствия
  • Регулирование температуры
  • Регулировка яркости (электросветильники, уличное освещение)
  • Безопасность (сигнализация, жалюзи).

Как сделать умный дом

Интеллектуальную систему можно сделать своими руками, самый бюджетный вариант – это настройка контроля освещения в доме или включения компьютера.


 Фото – Вариант управления умным домом

Чтобы сделать лампу, которая будет «сама» загораться, к ней понадобится подключить специальное оборудование. Есть несколько вариантов решения это задачи:

  1. Установить акустическое реле (1 или x10-wire);
  2. Присоединить диммер;
  3. Подключить датчик движения.

Проще всего работать с датчиком. Его продажа осуществляется в любом интернет-магазине, можно купить канальный прибор, можно разработать свой собственный по своим параметрам. Единственное замечание, нельзя устанавливать с таким прибором лампу накаливания, она может не выдержать нагрузки и взорваться, лучше работать со светодиодной.


 Фото – Концепция умного дома

Еще один «умный» бесшумный вариант – это диммер. Здесь Вам понадобится прикоснуться к лампе, в зависимости от количества прикосновений, говорящий прибор будет менять яркость. Это очень удобно использовать на лампе в спальне, детской.

Чтобы настроить контроль и регулирование температуры, нам понадобится многоканальная система. Центральная схема контроля температуры и влажности состоит из:

  • Датчиков (ds1820), которые измеряют физическое состояние жидкости, воздуха.
  • Контроллеров (rfm12), которые могут быть простыми физическими компонентами и сложными устройствами специального назначения или встроенных компьютеров.
  • Приводов люнекса, которые реагируют на сигналы контроллеров.

Самый современный способ – это купить все составляющие умного дома, провода, термостаты. После установить приборы в каждой комнате, по терморегулятору на радиатор и один на котел. Также понадобится управляемый блок, или «мозг» всей системы. Его рекомендуется смонтировать на входной трубе отопления.


 Фото – Система умного дома

Наиболее просто осуществляется монтаж системы видеонаблюдения и сигнализации. Принципиальные положения установки систем безопасности:

  1. Нужно подключить датчики на окнах, дверных проемах, там электрика будет самой продуктивной;
  2. Сложнее всего подбирается плата, от неё зависит контроллер умного дома, работа посредственных деталей, уровень сигналов;
  3. Многие специалисты считают, что монтировать индикаторы нужно на уровне пола. Где-то см 20 от плинтуса, это повышает эффективность;
  4. Желательно установить постоянный мониторинг, установить цифровую систему контакта со службой охраны. Часто ответственными хозяевами устанавливается специальная программа к себе на персональный компьютер, которая позволяет контролировать работу системы из любой точки, где есть интернет (так советует поступить Елена Тесля и её книга: «Умный дом: как сделать своими руками», также там есть и другие решения). Можно подключить sms-оповещения.

Умный дом – это очень удобный способ сделать свою жизнь проще, часто целая система покупается полностью (Arduino, KNX, Linux).

Стоимость каждой системы индивидуальна. Самые популярные марки следующие: beckhoff, gira, lpt, redeye, Smart Switch IOT screen, teleco. Мы рекомендуем, перед тем, как построить такое жилье, посоветоваться со специалистами, они помогут вычислить уровень нагрузки, рассчитать потребляемую мощность.


 Фото – Управление светом через телефон

Чтобы почерпнуть идеи, можно пролистать В.Н.Гололобов «Умный дом» своими руками, DJVU или PDF, бесплатно посмотреть у нас фото и видео- инструкции, прочитать советы известных мастеров.

Автоматизация все шире внедряется в повседневную жизнь современных людей. И если раньше вершиной прогресса можно было считать автоматизированное производство, то теперь даже быт, квартиру или частный дом, можно достаточно просто кардинально улучшить, привнеся туда концепцию «умный дом». Ведь сегодня системы «умный дом» призваны не только оптимизировать расходы на электроэнергию, но в первую очередь — сделать жизнь человека более комфортной. О возможностях современных систем «умный дом» и пойдет речь в нашей статье.

Объединить в одну систему домашний кинотеатр, управление освещением, водоснабжение, систему видеонаблюдения, контроль климата, электроснабжение и контроль доступа, газоснабжение и мультирум, - вот задача, которую решает сегодня система «умный дом». Давайте пройдемся последовательно по каждому из пунктов, рассмотрим, что же вообще могут современные системы автоматизации применительно к нашему быту.

Климат-контроль

Микроклимат общественных и жилых помещений сильно влияет на нашу работоспособность, да и на здоровье в целом. Условия воздушной среды в помещениях меняются в зависимости от режимов работы климатической техники. Отопительное и вентиляционное оборудование, осветительная техника, другие приборы, - все это в совокупности оказывает определенный суммарный эффект на человеческий организм, на самочувствие, на здоровье в конце концов. А техника становится все сложнее.

Автоматизированные системы позволяют не только оперативно контролировать и осуществлять управление всей этой техникой, но в конечном итоге заботятся о нашем здоровье. При помощи датчиков отслеживается текущее состояние воздуха в помещении, а посредством панелей управления происходит корректировка режимов работы кондиционеров и приточной вентиляции, и отопления. То есть климат настраивается автоматически под требования человека, которые задаются предварительными настройками.

Так климат-контроль позволяет следующее. Управление качеством воздуха в зависимости от погоды за окном и от времени суток. Своевременное проветривание помещений путем управления отоплением и открыванием окон.

Управление работой теплого пола. Поддержание оптимальных температуры и влажности индивидуально в каждом помещении. Например помещение для хранения продуктов требует своего особого климата, который отличается от климата в гостиной или на кухне и т. д.

Управление температурой, влажностью, интенсивностью притока свежего воздуха, системой очистки воздуха и озонированием. В каждой комнате условия должны быть своими, наиболее подходящими для каждого члена семьи, с учетом места в доме, где эта комната расположена: какая-то севернее, какая-то южнее, - и управление в каждом случае будет индивидуальным.

В детской недопустимы сквозняки, в спальне должно быть потеплее, в ванной комнате пол должен быть вовремя подогрет, и не нужно держать его теплым все время. То есть управление получается оптимальным, чтобы эффект энергосбережения также имел бы место.

Настройка варьируется в соответствии с образом жизни семьи или коллектива. В выходные дни подача тепла в рабочие помещения снижается или отключается.

Автономная система отопления загородного дома — наоборот включается на выходные. Котел дистанционно включается или переводится в экономичный режим и т. д. Все рационализируется для сочетания экономичности и комфорта жизнедеятельности. Это особенно касается водоснабжения, электроснабжения и теплоснабжения.

Развлечения

Уже давно никого не удивишь домашним кинотеатром. Но управлять из разных мест звуком и видео, а также стереосистемами, расположенными по всей квартире — эти функции как раз реализуются при помощи системы «умный дом».

Домашний кинотеатр подключается к автоматизированной системе, и весь комплекс мультимедийного оборудования вместе со вспомогательными устройствами гармонично интегрируется в квартиру. Источников звука и видео может быть несколько, и они могут быть многоканальными: акустические системы, ресиверы, плазменные панели, проекторы, - все управляется напрямую или дистанционно из любого места помещения.

Вы можете смотреть фильмы и передачи, слушать музыку во всех комнатах или только в нескольких, запрограммировать сценарий и активировать его одной кнопкой с сенсорной панели или с пульта. Программу сценария можно вписать в индивидуальные условия: жалюзи закрываются, свет гаснет или становится менее интенсивным, включается плазменная панель, выдвигается проектор, запускается плеер.

Программы сценариев можно редактировать, настраивать по времени для автоматического запуска, устанавливать сопутствующие настройки для просмотра кино, например включить кондиционер возле места где установлен домашний кинотеатр, если стоит жаркая погода.

Функция «мультирум» - это как раз та функция, которая позволяет слышать звук или смотреть видео в нескольких независимых зонах квартиры. Появляется возможность регулировать громкость из любой комнаты, в каждой из которых установлены кнопочные или сенсорные, настенные или настольные панели управления, а также имеются пульты дистанционного управления.

Что может быть более выразительным признаком интеллектуальности системы «умный дом», чем умное управление освещением? Освещение в «умном доме» является поистине разумным и поэтому экономичным. Ресурсы электроэнергии в квартире, в доме или в офисе используются максимально экономно, без ненужной расточительности.

Достоинство автоматизированной системы управления освещением в том, что она, опираясь на данные с датчиков внешнего и наружного освещения, а также на данные таймеров, позволяет включать и выключать свет нужной яркости и только там, где это действительно необходимо. К тому же открывают широкий простор для творчества. Кроме того доступна опция имитации присутствия хозяев.

Современная система «умный дом» является комплексом технологий комфорта, безопасности и экономичности. Стабильность обеспечивается интеграцией на случай отключения централизованного электроснабжения, чтобы электроника оставалась работоспособной всегда.

Аккумуляторные батареи и инверторы, зарядные устройства и жидкотопливные генераторы устанавливаются в систему и программно интегрируются. В момент отключения электроэнергии система автоматически перейдет на резервный источник, в крайнем случае от аккумуляторов останутся запитаны системы безопасности и наиболее важное оборудование.

Автоматизированная система обеспечения безопасности

Система «умный дом» включает в себя, как часть, охранно-пожарную сигнализацию и видеонаблюдение, чтобы как пребывание хозяев в доме, так и их отсутствие были бы безопасными и для дома и для самих хозяев. Здесь может быть установлен и видеодомофон и система охраны периметра для защиты от непрошеных гостей.

Что касается безопасности вообще, то система «умный дом» способна обеспечить: защиту от коротких замыканий в электропроводке, защиту от протечек воды, защиту от утечек газа, посредством срабатывания датчика дыма и включения системы автономного пожаротушения, автономное электроснабжение, сигнализацию, автоматический вызов спасательной службы.

Так, «умный дом» защитит себя и хозяев от любых опасных ситуаций, ведь в систему могут быть включены: автоматизированные ворота и двери, автоматические защитные ставни, система видеонаблюдения, охранная сигнализация, датчики присутствия, задымления, утечки газа и т.д.

Контроль доступа в помещение, видеонаблюдение за прилегающими территориями, включение прожекторов при проникновении через периметр — еще три плюса в копилку достоинств. Через интернет хозяин сможет удаленно получить картинку с любой из камер системы видеонаблюдения, сюда же можно отнести и функцию видеоняни.

Видеонаблюдение как таковое

Интеллектуальное видеонаблюдение — одна из главных составных частей современных «умных домов». Видеокамеры подключаются к интернету, и позволяют получить к себе доступ из любой точки земного шара.

Хозяин может быть за границей, при этом оперативно наблюдать любую из зон, и видеокамеры здесь могут быть управляемыми. Например управляемыми камерами обычно оснащают калитки, дворы, расположенные неподалеку постройки, площадки возле дверей квартир. Работа видеокамеры может быть сопряжена с датчиком движения, а сигналы могут подаваться на контрольный центр.

Интернет и спутниковые телевизионные сети, как основные источники информации, удобно интегрируются сегодня в системы «умный дом». Находясь внутри дома, хозяин может получать информацию, и направлять ее в различные помещения, на телевизоры и мониторы. Это касается и передачи информации, получаемой с систем видеонаблюдения. Благодаря функции «мультирум» открываются все эти возможности. Безусловно, через интернет возможно настроить при желании и удаленное управление.

Управление с мобильного телефона посредством прямых голосовых команд и по смс доступно сегодня для владельцев систем «умный дом». Вы можете также настроить переадресацию телефонных звонков и на свой мобильный телефон, если находитесь вне дома, даже будучи в другой стране.

В случае необходимости вы сможете впустить гостей в дом, просто послав соответствующую команду с мобильного телефона своей автоматизированной системе. Аналогичные возможности удобно реализуются и через интернет, достаточно будет найти Wi-Fi для смартфона или ноутбука.

Андрей Повный