Работа системы умный дом. Умному дому – умные управляющие приборы. Вид и топология информационной шины интеллектуальных систем

06.11.13

Рассмотрение данной категории начнем, пожалуй, с выключателей света.

Они всем знакомы, являются очень простыми в эксплуатации и надежными по качеству. Казалось бы, что можно добавить в эту простую и вместе с тем гениальную конструкцию, чтобы улучшить его характеристики?

С введением в эксплуатацию систем «умного дома» этого удалось добиться, разработав, так называемый, «умный» выключатель . На самом деле это было ожидаемо, ведь в «умном доме» вся техника работает на новом уровне технического прогресса.

С виду отличить от обычного практически невозможно, ведь даже их габариты не отличаются, что позволяет производить их взаимную замену, ведь им подходит одно и то же гнездо. Однако по набору выполняемых функций разница ощущается сразу же. В обычных выключателях нет автоматики, и он работает автономно.

«Умный» выключатель является составляющей системы «умный дом», а его работа осуществляется автоматически. Среди функций можно выделить способность управления интенсивностью освещения, которую выполняют чаще всего диммеры.

Управление выключателем может производиться вручную или при помощи сигналов с пульта управления. Он разработан таким образом, чтобы при помощи его одного можно было управлять целой группой выключателей. При этом пульт имеет небольшие габариты.

Работа его основана на радиосигналах, а не на инфракрасном излучении, как у обычных телевизионных. Поэтому не обязательно, чтобы пульт был направлен именно на приемник сигнала, особенно в том случае, если для декорирования выключатель должен быть спрятан.

Очень часто «умные дома» комплектуются универсальным пультом, с которого можно управлять всей бытовой техникой и осветительными приборами. Для этого достаточно их подсоединить к общему реле.

Очень часто такие выключатели программируются на плавный пуск, что позволяет значительно продлить срок службы осветительных приборов, так как исключается появление пиковых токов.

Следующим по распространенности управляющим прибором являются датчики движения.

Они подают управляющий сигнал в том случае, если в радиусе их обзора было зафиксировано какое-либо движение. В качестве приемника данного сигнала может выступать какой-либо осветительный прибор или система звукового оповещения.

Именно поэтому датчики движения чаще всего интегрируются в систему освещения и безопасности. Большое распространение они получили при организации автоматики уличного освещения. Подходя к калитке или дому, свет автоматически включится и не придется долго искать ключи в темноте.

Для тех, кто считает, что данная система неэкономна, так как может включаться беспорядочно, ошибаются. Так как датчики движения работаю в связке с датчиками объема и освещенности, что практически исключает ложное срабатывание.

Помимо датчиков движения в «умном доме» имеются датчики загазованности, задымления, температуры, влажности и герконы. Они применяются для предотвращения чрезвычайных ситуаций на начальных этапах, а также для своевременного оповещения жильцов дома и соответствующих служб.

Герконы представляют собой герметичный контакт и применяются в системах безопасности для предотвращения проникновения через двери и окна. Датчики влажности применяются в основном в автоматизированных системах полива для определения моментов включения/выключения воды.

В этой статье описано небольшое количество управляющих приборов для «умного дома», но и их наличие в доме позволяет сделать жизнь намного комфортнее.

Подобные материалы

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.

Разница в использовании очевидна, но по стоимости 2 mPower mini стоят почти как 1 mPower Pro 6х (примерно 6000р против 7300р), но дороже 1 mPower 3х (6000р против 4500).

Розетки mPower mini и mPower (на 1 и 3 потребителей) работают только через WiFi. mPower mini вставляется в обычную розетку. Розетка mPower Pro на 6 потребителей может подключаться к сети по витой паре. Все управляемые розетки занимаются включением-отключением оборудования, сбором статистики по Ваттам, кВатт-часам, Амперам, Вольтам, вкл-выкл. Так же они могут работать автономно.

Пример использования mPower mini был на картинке ниже.

Если вы планируете использовать 2 управляемые розетки рядом, то имеет смысл использовать mPower на 3 розетки, закрепив, например, ее на стенку.

Но фото ниже подключен бойлер и обогреватель в гостевом домике:

Если не хватает 3-х, то экономичнее использовать mPower Pro на 6 потребителей. Как ни странно, это действительно бывает нужным в каких-нибудь центрах управления. У меня она используется для 2-х обогревателей, электрочайника (спот), телевизора, музыкального центра и электрогриля в газовой плите. Они суммарно не превышают 16А. Ну и, конечно, я не планирую использовать mPower Pro на полную катушку под 16А длительное время. Обогреватели не более 500Вт, чайник раз в сутки 800Вт, гриль 1700Вт. Остальное суммарно не более 100Вт.

Вот пример ее установки:

Установка и подключение их к контроллеру тоже не должны вызвать проблем. Включаем в розетку, через минуту-две подключаемся к WiFi, который они раздают, задаем параметры вашего WiFi, адрес, порт, логин и пароль для доступа к контроллеру, и все работает. В документации на сайте все подробно описано.

Некоторые особенности их использования. Производитель Ubiquiti довольно качественно делает свои товары. Но, всегда найдутся умелые ручки, которым захочется выключить или перезагрузить устройство при обновлении прошивки. Делать этого ни в коем случае нельзя. Хоть и умный производитель, но такие вещи делать опасно. Дождитесь, когда синяя лампочка перестанет мигать , подождите еще пару минут, и только потом розетку можно отключать. Это касается всего оборудования, не только розеток.

Судя по опросу в предыдущей статье, качество электричества на дачах у 1/3 читателей плохое. Поэтому розетки могут зависать. У меня за пару лет было 2-3 таких случая. Простой софтовый ресет не помогает, нужно обесточить ее и включить обратно. В таких случаях также помогает полное отключение дома от электричества. По проведенному опросу у большинства читателей электричество отключают хотя бы несколько раз в год. А 28% проголосовавших так вообще повезло – несколько раз в месяц.

В парниках у меня стоят такие розетки. Влажность там часто приближается к 100%, хотя по документации они должны использоваться при влажности до 90% без конденсата. 2 года держатся. Запаса прочности достаточно.

MPower mini и mPower рассчитаны на нагрузку 15А на каждую розетку и 15А общую.
mPower Pro рассчитаны на нагрузку 16А на каждую розетку и 16А общую. Это тоже надо иметь в виду. 16 ампер (при напряжении 220В) умножаем на 0.22, получаем 3.52кВт. То, что пишут на коробке с оборудованием, как правило, не соответствует действительности и пишется с запасом. Обогреватель с надписью 1,8кВт в действительности может потреблять 1,5кВт. А то и меньше, если напряжение в сети низкое. Оборудование хоть и надежное, но лучше не подвергать его длительному использованию при максимальных нагрузках.

Я сторонник того, чтобы использовать 2 обогревателя по 500Вт, чем один 1кВт, т.к. я могу управлять ими 2 по 500Вт, а не 1 по киловатту. Когда очень холодно, можно включать 2*500Вт, а когда нужно просто поддерживать тепло, можно включать только 1 на 500Вт. Аналогично использую бойлер. Обычно у меня включен в нем только один ТЭН. И только тогда, когда много народу, я включаю его на полную. Электричество в доме у меня проводил профессиональный электрик, но все равно я не хочу использовать максимальную нагрузку на одну розетку и один автомат. Кроме того, 2 обогревателя по 500Вт равномернее будут нагревать комнату в разных местах, чем один на 1кВт в одном месте. В межсезонье один из них можно просто убрать в кладовку до зимы.

Далее – датчики температуры и влажности. На самом деле физически это один датчик.
Увеличенный вид

Некоторые важные характеристики:

• разрядность до 0.01°С
• точность измерения температуры (по документации) ±0.5°С,
• точность измерения влажности ±3%
• диапазон измерения температур от -10 до +50°С
• работать может при относительной влажности не более 95%, без конденсата

Некоторые полезные знания про измерение температуры. По правилам датчики температуры должны устанавливаться только на внутренних стенах, вдали от оборудования, на высоте 1,5-2 м. На практике так получается далеко не всегда. При этом надо иметь в виду, то, что измеренная температура является правдой только для того места, где она измерялась, а не для того, где бы вы хотели. Поясню.

На улице в течение 2-х недель -30°С. В комнате было +8, только что нагрели до +20°С. Вопрос, какая температура под угловым шкафом в углу внешних стен около пола? Конечно, зависит от качества утепления дома, от времени, когда температура поднялась до 20°С и от многих других условий. У меня в таких условиях (при довольно хорошем утеплении дома) в этом углу замерзла вода в подводящей трубе с холодной водой! Я измерил лазерным термометром температуру там, она оказалась -10°С!

Так что надо понимать, что мы меряем, где меряем и что хотим. Температура – не влажность. Она не спешит распространяться по комнате. Да и на 2-й этаж поднимается не спеша. Все время ей что-то мешает. Влажность (как и запахи) напротив, очень быстро распространяется во все стороны. По перепадам влажности можно довольно точно сказать, когда было открыто окно или дверь. А также, когда жена пошла делать завтрак или обед.

На графике видно, что в 13:06 начала подниматься влажность, затем температура. Это говорит о начале приготовления обеда. Затем был провал по влажности, температура перестала быстро расти, это, скорее всего, связано с включением вентилятора, дующего из кухни в коридор. Умный дом понял, что охладить кухню можно путем вывода тепла в коридор, т.к. там было не жарко. Потом она, правда, опять пошла наверх. Прямо как доллар к рублю. А вентилятор почему-то решил не включаться. Потом, судя по падению температуры и влажности, приготовление обеда закончилось.

Датчик температуры, как уже было сказано выше, является и датчиком влажности. Под спойлером ниже показана распиновка, т.е. как взять из этого датчика показания влажности. Внешний вид и информация есть на сайте производителя , хотя измерение влажности и не является документированной возможностью.

Распиновка под спойлером

Может потому производитель и не заявляет о возможности измерения влажности, что это слабое место у этих датчиков. За 2 года использования порядка 50 таких датчиков, штуки 4-5 перестали правильно показывать влажность. Влажность в теплицах, думаю, лучше не измерять. Несколько таких датчиков находятся у меня на улице уже больше 2-х лет круглогодично. Один перестал правильно показывать влажность. Заменил. Теперь уже год работают нормально.

Для контроля качества измерений я использую простую метеостанцию (за 1500р) с двумя датчиками: уличным и внутренним. Точность определения температуры и влажности довольно высокая. Те же ±0,5°С и ± 5% влажности. Датчики находятся рядом.

Очень важным датчиком является датчик тока.
Датчик тока, нажмите для просмотра документации.

Он подключается к любой жиле и меряет текущий расход в Амперах. Как пересчитать в Вт, было рассказано выше. Примечательно, что имея 1 фазу, можно измерять только ее, а, имея 3 фазы, можно измерять все по-отдельности и в сумме на жиле с землей. А также можно измерять любой отдельный автомат, например, общий расход в бане и/или в гостевом домике.

Пример установки датчика тока на входе в дом под спойлером:

Пример установки датчика тока для гостевого домика:

Необходимость измерения общего потребления и потребления по отдельным автоматам есть практически у всех. Мало у кого есть 2 входа электричества на участок по 3 фазы по 50А каждая. Я знаю только одного такого. Но мы сейчас не про них. А про тех, у кого 25-40А на одной фазе или 3*25А на 3-х фазах. Им нельзя превышать эти значения, т.к. входящие автоматы выключатся холодной зимней ночью, и вы поедете на дачу этой же ночью, чтобы не заморозить дом и воду.

По этому правилу отключаются обогреватели в помещениях без воды и бойлер. Они включатся потом, когда снизится общее потребление до подходящего значения. Сейчас можно не бояться, что автоматы выключатся от передоза перерасхода.

Включается датчик в котроллер датчиков mPort и больше не требуется никакой настройки. Нужно только сказать mPort-у, что там в него воткнули.

Теперь про контроллер датчиков.
Контроллер датчиков, нажмите для увеличения картинки.

.
Некоторые технические характеристики:

• диапазон измерения температур от -10 до +70°С
• работать может при относительной влажности не более 80%, без конденсата

И еще раз повторюсь. Производитель перестраховывается и mPort фактически работает круглый год при температуре от -35°С зимой и влажности почти 100% летом. Правда, думаю, конденсат он все-таки не выдержит. Поэтому не следует приносить его с мороза в дом и сразу подключать в розетку, сгорит с высокой вероятностью.

Понятно из названия, что он предназначен для сбора информации с датчиков и некоторого управления устройствами (но об этом не в этой статье). В mPort может подключаться не более 3-х датчиков: 2 по RJ-45 и еще один. Питание он получает по POE через прилагаемый адаптер или через POE свитч. Соответственно, запитать мы его можем, скажем, наверху шкафа и по кабель каналу пустить витую пару до датчика (как было показано на одной из картинок выше). Подключение mPower к MFI контроллеру умного дома тоже не является проблемой. Подключаемся к нему витой парой, заходим на адрес 192.168.1.20 (конечно, ваш компьютер должен находиться в той же подсети и 1.20 должен быть свободным), сообщаем параметры MFI контроллера. В случае если в локальной сети есть DHCP, то идем сразу на нужный адрес (найти его можно в списке выданных адресов по MAC адресу).

Картинка конфигурирования контроллера под спойлером.

Обычно я сразу настраиваю подключение по WiFi, т.к. вероятность того, что буду использовать его по WiFi, очень высока. И его можно будет использовать и по витой паре, и по WiFi по желанию.

В этой статье описана работа основных устройств умного дома от Ubiquiti: датчик температуры и влажности, датчик тока, контроллер датчиков и умные розетки. Точная информация по подключению есть в документации, на которую я оставил много прямых ссылок. Проблемы с сетью, WiFi, DHCP и т.п. в этой статье не могут быть разобраны. Читатель должен обладать базовыми знаниями по TCP/IP. Вопрос Сервера тоже здесь не рассматривается. Так же умышленно не рассматривается возможность автономной работы управляемых розеток, т.к. аналогичный недельный таймер стоит в несколько раз дешевле.

О том, что в ближайшем будущем дома и квартиры станут «умными», вы, наверное, уже догадались. Но, возможно, вы не представляли себе масштабы инвазии девайсов в жилые пространства. представил рейтинг лучших гаджетов для «умного» дома, а мы разобрались в том, как организовать свою квартиру с помощью новомодных устройств.

Не выходи из комнаты: «умные» замки

Для начала стоит озаботиться тем, чтобы ваша технологичная квартира не стала лакомым кусочком для недобросовестных посетителей. Согласитесь, было бы глупо закрывать дом, напичканный девайсами, на простой и, что хуже, понятный грабителям замок.

Lockitron Bolt

Этот замок использует Bluetooth, чтобы зафиксировать, когда вы и ваш смартфон покидаете помещение. Право доступа можно предоставлять друзьям и членам семьи. Каждый раз, когда кто-нибудь заходит или выходит из квартиры, вы получаете уведомление на телефон.

August Smart Lock

Более известный вариант «умного» замка, уже завоевавший доверие и популярность. Он работает на батарейках и синхронизируется со смартфоном через Bluetooth. Приложение конвертирует список контактов в перечень тех, кому разрешен доступ в квартиру. August еще умеет автоматически закрывать дверь за вашей спиной, присылать уведомления, когда кто-то входит в помещение, и многое другое.

Всевидящее око: камеры наблюдения

Чтобы знать обо всем, что происходит в доме, вам просто необходимы современные камеры наблюдения. Тем более что новые решения для дома маленькие, удобные и очень крутые.

Butterfleye

Квадратная камера оборудована всем, что может понадобиться. Она умеет распознавать движение, снимает видео в формате Full HD. Внутри - 16 ГБ встроенной памяти, мощный аккумулятор, акселерометр и магнит для крепления на стену. Синхронизируется со смартфоном и отправляет на него все уведомления, транслирует видео и сообщает о самом важном.

Nest Cam

В отличие от предыдущего варианта, Nest Cam обладает более широким углом обзора и умеет записывать звук, игнорируя посторонние шумы. Камера может не только сохранять видео, но и рассказать вам, на какой именно минуте случилось то или иное событие. Камеру можно поставить на полку или монтировать на стену.

Arlo

Водонепроницаемая беспроводная камера синхронизируется со смартфоном. Если разместить в доме сразу несколько таких девайсов, то управлять ими можно с помощью облачного сервиса. На экране телефона можно просматривать изображение с четырех камер — для этого есть специальное приложение. Есть датчик движения и режим ночного видения.

Cocoon

Один девайс способен контролировать все, что происходит в доме. Он использует собственную технологию, которая улавливает активность в любой комнате с помощью звука. Дополнительные сенсоры ему не требуются. Конечно, в нем есть и камера, и синхронизация со смартфоном. Вы получите уведомление, если Cocoon зафиксирует что-то странное. Есть и очень крутая функция: как только девайс разрядится или кто-то отключит его от Сети, вы об этом тоже узнаете. Облачный сервис зафиксирует отсутствие гаджета в Сети и пришлет уведомление вам на телефон.

Canary

Intel

Эта небольшая камера умеет больше, чем все вышеперечисленные. Помимо базовых функций, в нее встроен еще и датчик, определяющий состояние воздуха. Его влажность, температура и состав будут фиксироваться и передаваться на ваш смартфон. Помимо этого есть камера, звуковой сенсор и сирена.

Дышите полной грудью: терморегуляторы и фильтры

«Умный» дом - это еще и идеальный климат внутри. Следить за этим намного проще с помощью технологичного термостата. Кроме того, контролировать состояние воздуха в квартире можно и нужно специальными фильтрами.

Nest

Третье поколение термостатов Nest стало еще круче. Этот девайс контролирует температуру, запоминает ваш режим дня и устанавливает климат соответственно ему. Кроме того, гаджетом можно управлять со смартфона, а сам он может переходить в режим экономии энергии, когда никого нет дома. Резкие скачки температуры и влажности воспринимаются Nest как повод для тревоги - и термостат обязательно пришлет уведомление об этом.

AWAIR

Небольшое устройство следит сразу за несколькими показателями. AWAIR постоянно мониторит температуру, влажность, содержание углекислого газа в воздухе, наличие токсических компонентов и пыли. Данные формируются в короткую сводку, после чего AWAIR предлагает свои способы решения проблем.

«Умная» система вентиляции встраивается прямо в дом. В ней есть сенсоры температуры и давления, а еще каждое из устройств синхронизируется со смартфоном и термостатами. По сути, это финальная часть всей системы отслеживания качества воздуха. Кажется, без smart-вентиляции невозможно обойтись.

Point

Небольшое устройство отслеживает звуки, которые раздаются в вашей квартире, фиксирует температуру и состав воздуха. На основе этого девайс делает вывод о климате в доме и о том, все ли с ним в порядке. Понимает, когда происходит смена сезонов, когда вы покидаете квартиру и какой режим дня свойственен вашей семье.

Tado

Этот термостат сначала расспросит обо всем на свете, ведь для него важно учитывать каждую деталь. Введите подробные данные о своем доме, и Tado поймет, как правильно с ним работать. Кроме того, девайс умеет предсказывать погоду и создавать соответствующий микроклимат в квартире.

Cozy

Маленький термостат можно оставить на док-станции или взять с собой, ведь по форме он напоминает небольшой бочонок. Контролировать температуру он будет вокруг вас, концентрируя свое внимание на вашем самочувствии. Идея состоит в том, чтобы нагревать и охлаждать конкретное помещение, а не всю квартиру. Тогда получится экономить энергию и создавать комфорт одновременно.

Да будет свет: «умные» лампы

Наверное, самые неочевидные, но и самые популярные девайсы для технологичного дома - «умные» светильники. Они очень нравятся людям - и мы понимаем, почему!

Lucy

Этот сферический светильник улавливает солнечный свет с помощью подвижного зеркала и перенаправляет его туда, куда вы посчитаете нужным. Так, можно целый день работать при естественном освещении, независимо от того, на какую сторону света выходят ваши окна.

Beam

Маленький светильник в два счета превращается в мощный проектор с динамиком. Чтобы контролировать Beam, нужно просто воспользоваться специальным приложением.

Twist

LED-светильник оборудован великолепными динамиками, поэтому может проигрывать музыку с помощью технологии AirPlay. А оттенок свечения будет подстраиваться под время суток.

Smart Change

Хорошее решение для экстренных ситуаций: даже если в вашем доме отключат электричество, Smart Change будут работать еще 4 часа. В остальное время эти лампы просто экономят энергию.

Emberlight

Красивая и стильная лампа управляется со смартфона с помощью Wi-Fi. Можно включить, выключить свет или же установить ту яркость свечения, которая идеально подойдет к ситуации.

Будь как дома: гаджеты для комнаты

Планируя свой дом, как ни крути, одну комнату мы будем считать «основной». В ней обычно есть все, что нужно для жизни и развлечений.

Eero

Современный модем обещает донести быстрое Wi-Fi соединение в каждый уголок вашей квартиры. Обеспечивает «гостевой» доступ по одному тапу. Усиленная защита безопасности данных. В общем, простое и мощное устройство для «умного» дома.

Apple TV

Мы не могли обойтись без новой приставки для телевизора. Она обеспечивает доступ к онлайн-сервисам, играм и развлечениям, позволяет делать покупки прямо с телевизора и способна к активному взаимодействию с пользователем.

Luna

Один из недавних триумфаторов Kickstarter, «умное» покрывало на матрас Luna, будет отслеживать ваш сон и состояние здоровья, умеет контролировать температуру кровати и сможет разбудить поутру. Очень простое устройство превратит постель в smart-гаджет за считанные секунды.

Little Printer

Очаровательное устройство распечатает рисунок, сообщение или заметку в два счета. Бумагу для него можно купить за копейки. Кроме того, Little Printer может «доставить» для вас утреннюю прессу или свежие фотографии от родных и близких.

Небольшой гаджет - это голосовой помощник, который может контролировать весь дом. Достаточно попросить его выключить свет на кухне, и команда будет выполнена. Также Ivee стримит музыку, используя Spotify, и вызывает такси Uber. Если установить будильник, то виртуальный помощник разбудит вовремя, а поутру может рассказать прогноз погоды на целый день. С Ivee и поговорить можно: устройство расскажет обо всем на свете, используя «Википедию».

Чистота - залог здоровья: гаджеты для ванной комнаты

Ухаживать за собой должны все. А с новыми девайсами делать это намного проще и экономичнее.

Nebia

Кампанию Nebia на краудфандинг-платформе поддержал сам Тим Кук. Ему очень понравилось устройство, которое распыляет воду на человека. За счет этого можно сэкономить до 70% расхода воды - и при этом нисколько не потерять в чистоте или комфорте.

SmartyBrush

Зубная щетка будет следить за тем, как тщательно и прилежно вы чистите зубы. Частота движений, сила надавливания и продолжительность процедуры. Все данные передаются на смартфон, формируются в виде наглядной статистики и анализируются приложением. После этого вы можете получить рекомендации о том, как улучшить свой ежедневный ритуал.

Кушать подано: девайсы для кухни

Высокая кухня никогда не была такой доступной. С новыми устройствами можно не только готовить кулинарные шедевры, но и создать подобие ресторана прямо дома.

June

Электрическая духовка выглядит как мечта повара-футуриста. Внутри есть датчики температуры, камера и автоматические весы для вашего блюда. Поэтому во время приготовления можно получить видеосъемку прямо изнутри, подробную информацию о состоянии ужина и рекомендации, как сделать его лучше.

Bruno

Smart-технологии добрались и до мусора. Bruno - это «умное» ведро, которое подскажет, когда пора выносить пакет, и может собрать мелкий сор с помощью встроенного пылесоса. У него есть даже собственное приложение - оно напоминает, что нужно содержать дом в чистоте.

Cove

Фильтр для воды отличается от всех своих собратьев особыми мембранами. Они сделаны с использованием лазерной технологии и не только очищают, но и обогащают воду полезными веществами.

Человек всегда стремится к усовершенствованию и модернизации своего жилища. Именно разработка системы «умный дом» даёт возможность максимально автоматизировать все возможные процессы, происходящие в нём. За счёт этого достигается комфорт и безопасность квартиры или дома. То есть, умный дом - это многофункциональное комплексное устройство систем управления, которое может работать как в автономном (полностью автоматическом режиме), так и в ручном. Последнее время этот комплекс устройств стал всё более популярен, хоть и стоит достаточно дорого. Сердцем любого умного дома является так называемый контроллер, который и превращает весь этот сложный механизм в уникальную сеть и именно он отличает её от обычной автоматики на основе электронных устройств.

Из чего состоит умный дом

На сегодняшний день существует множество модификаций и конфигураций системой управления умным домом, это зависит от того:

• Каких целей хочет достичь хозяин жилья;
• Материальных возможностей;
• Размеров и функциональности дома.

В любом случае основными составляющими системы являются:

1. Контроллер выполняет роль руководствующего и регулирующего механизма между модуляторами ввода и вывода. То есть основной соединительной частью между управляющим человеком и нужным процессом;
2. Системы расширения связи, включает в себя всевозможные роутеры, коммутаторы, GPS/GPRS модули;
3. Приборы коммутации электрической цепи с их помощью происходит включение или выключение нужного механизма или устройства. Это реле, блоки питания, различные диммеры;
4. Датчики и сенсоры, а также измерительные приборы разного направления. Они могут измерять движение, температуру, насыщенность света, влажность и т. д.;
5. Элементы, за счёт которых, происходит непосредственное управление всей системой или её частями;
6. Механизмы, приводящие в исполнение сигнал от контроллера, то есть превращающие электрический сигнал в соответствующий выбранному устройству. Это двигатели вентиляции, роллеты, клапаны подачи воды, осветительные приборы, обогревательные элементы и т. д.

Что собой представляет контроллер для управления

Сердце этой системы контроллер не только руководит всеми потребителями и приборами входящими в систему умного дома, но ещё и высылает отчёт хозяину о том в каком состоянии той или иной прибор в данный момент. Он может быть запрограммирован на выполнение различных действий в нужный промежуток времени или же по утверждённому графику включения. Вся система умного дома может работать в автономном режиме, то есть без участия человека, связь с ней происходит несколькими способами через:

• Компьютерную сеть;
• Мобильный телефон;
• По радиопередатчику.

Выбор контроллера нужно выполнять в зависимости от архитектуры системы управления. То есть весь комплекс может быть:

Принцип работы контроллера

Основный принцип работы всей системы интеллектуального дома базируется на автоматизации и контроле всех процессов, происходящих в нём. Первоначально всё управление настраивается на самостоятельные включение и отключение тех или иных механизмов, упрощающих жизнь человека в доме. Контроллер умного дома может выполнять и контролировать задачи которые заложены у него в программе или же ранее были выставлены пользователем. При этом обязательна обратная связь между человеком управляющим домом и контроллером. Все системы, завязанные на работе с контроллером имею один или группу датчиков, и поэтому пользователю остаётся выбрать только режим их срабатывания, или же попросту отключить их автоматическую работу. А вот насколько полезна вся информация, подающаяся с контролера, это уже вопрос. Так как часть их может быть неинтересна обычному обывателю, не вникающему в подробности работы системы. Поэтому во время настройки и установки всей системы умного дома, хозяин должен решить насколько он будет автоматизирован. Так как, например, не всем нужно знать давление воды в магистрали холодной воды, или же напряжение в сети.

Типы связи систем

Связь для управления этой довольно сложной системой является немаловажным компонентом. Существует несколько основных типов связи:

• Беспроводная локальная. Этот тип связи имеет ограниченный радиус действия и производится с помощью радиосигнала, Wi-Fi, или же в крайнем случае Bluetooth. Управление осуществляется с любой точки помещения или даже придомовой территории. Однако, если дом многоэтажный и ещё выполнен из материала, который выполняет экранирующую функцию (обшитый железом или даже состоит бетонных плит с арматурной увязкой), то устанавливаются специальные, усиливающие беспроводной сигнал, приборы или же дополнительные радиоточки;
• Удалённая беспроводная связь. Она возможна при условии подключения контроллера умного дома к глобальным сетям или системам расширения связи, которые обеспечивают постоянный доступ к ним. Это такие сети, как GSM/GPRS, любой мобильны интернет. То есть, даже если отсутствует интернет можно отправить или получит смс на телефон о состоянии той или иной системы управляемой контроллером. Основные устройства связи это телефон (смартфон), планшет или ноутбук.
• Проводной локальный. Это один из устаревших и выходящих из обихода способов, но всё же обладающих хорошей надёжностью. Связь происходит по кабелю, витой паре или электрической проводке. Любой центральный или региональный контроллер умного дома имеет такое подключение. Расширение связи и функции происходит с помощью коммутатора, который создаёт несколько ответвлений. Управление осуществляется путём нажатия кнопок на панели управления, она может быть сенсорной или же механической. Но иногда и через компьютер можно выполнять соединение, но это не совсем удобно теряется мобильность в управлении.
• Проводной удаленный способ. Это довольно дорогой способ, так как подразумевает прокладку большого количества кабельной продукции. И чем дальше будет расположен блок управления тем проблемнее его связь с контроллером. Чаще всего такой метод связи применяется не для частных а для государственных организаций и структур для управления несложными процессами корпусов зданий и близлежащей территории. Для домашнего пользования применяется крайне редко.

То есть устройства, за счёт которых, и происходит непосредственное управление чаще всего идут в комплекте. Представляют они из себя графические панели управления с кнопочным или сенсорным воздействием, также это могут быть пульты дистанционного управления, настроенные на радиочастоту передатчика. Такие приборы управления, как мобильные телефоны, компьютеры или планшеты, естественно, приобретаются отдельно. Связь через них и управление происходит при помощи специально разработанного программного управления, которое и обеспечивает удалённый доступ при помощи интернета.

Основные варианты конфигураций

Постоянно, стремясь к совершенству и автоматизации, человек изобретает всё новые и новые механизмы для этого. Также это стремление направлено и на уменьшение габаритов устройств без потерь их функциональных особенностей.

Для контроллера управляющего механизмами так и для всей системы умный дом есть основные требования это:

1. автоматизм;
2. самоконтроль;
3. чёткость управления, без совершения ошибок.

Варианты конфигурации любой такой системы зависят от многих факторов, о который уже говорилось выше, вот варианты систем которое могут подключаться к контроллеру:

1. Регулировка и управление освещением как в самом помещении, так и на придомовой территории, и в местах архитектурных сооружений;
2. Климатические установки (кондиционирование, вентиляция, обогрев);
3. Закрывание и блокировка дверей, ворот и окон;
4. Аудиосистемы, и телевидение, домашний кинотеатр;
5. Управление шторами, жалюзи и солнцезащитными роллетами;
6. Системой водоснабжения;
7. Кормление домашних животных и аквариумных рыбок.

То есть всё заключается в желании клиента и его материальных возможностей.

Распространённые марки контроллеров

Качество выполнения команд и функциональность любой системы интеллектуального дома напрямую зависит от контроллера и его производителя.

Овен

Этот контроллер для умного дома модификации ПЛК 100 является базовым решением. Особенностью которого можно выделить применение протокола Modbus. Именно он выполняет организацию обменом информации между каналами связи. Рассчитан контролер «Овен» для использования и создания автоматических систем жилых домов и коттеджей с этажностью не более двух, уличного освещения, обогрева напольного, и устройств сигнализации. Логический контроллер связан с панелью оператора и аппаратом ввода-вывода через интерфейс RS-485. Программирование происходит самим владельцем, если, конечно, у него есть такое желание. Меню состоит из шести информативных блоков управления, каждый из которых отвечает за определённый сегмент. Есть функция отправки СМС с помощью элемента GSM-контроллера. Оповещение происходит в случае аварийных ситуаций энергоснабжением или неисправности питающих контуров отдельных ключевых элементов системы «умный дом».

VeraEdge

Модель семейства Vera отличается большим запасом доверия пользователей, из-за применения их аппаратуры в данной отрасли уже многие годы. Основные преимущества данной модели это:

• Высокая производительность;
• Эргономика;
• Компактность;
• Надёжность.

Разработчики применили здесь новую платформу, дающую высокие показатели производительности под названием SoC, её частота составляет 600 МГц, а оперативная память увеличена до 128 Мб. Основное нововведение реализовано на чипе Z-Wave Plus являющимся пятым поколением данных микросхем. Пользователь одновременно может контролировать и управлять механизмами количество которых доведено до 200 устройств. Оборудован контроллер VeraEdge модулем связи через Wi-Fi. Одним из недостатков которые всё же имеются в любой системе можно считать отсутствие интегрированного блока бесперебойного питания, который можно докупить и установить дополнительно.

Arduino

Контролер Arduino предлагает довольно необычное, но довольно логичное решение для управления «умным домом». Некоторые умельцы с лёгкость выполняют подключение и установку своими руками, это возможно из-за простоты работы с ним. Логический контроллер имеет очень небольшие габариты. И также в комплекте есть датчики, сенсоры, а также всевозможные индикаторы. Разработчикам почти удалось довести оптимизацию устройства до совершенства. Все датчики имеет беспроводную связь и отличаются минимальными погрешностями в работе, а для управления служат блоки которые отличаются необычным внешним видом, с удобной и уникальной веб-страницей. Она же доступна и в качестве мобильного приложения.

Siemens

Эти системы немецкого качества применяются не только для автоматизации систем в быту, но и на производстве, в промышленности. Контроллер этой компании выражен линейкой LOGO, участвующей в создании «умного дома». Это традиционная двухкомпонентная модель. Один, из которых, выполнен в виде клавиатуры с дисплеем и являющийся системой ввода-вывода, а второй позволяет выполнять манипуляции и подключение к контролеру через удобный и надежный проводной интерфейс. Компания предлагает также самостоятельную разработку определённых режимов в работе, для чего прилагается специальная программа Soft Comfort. Когда LOGO используется как центральный контроллер, то с помощью него можно создавать целые алгоритмы работы схем. Постоянно новые введения и модификация повышают эксплуатационные качества этого аппарата.

Положительные и отрицательные стороны контроллеров

Бесспорное достоинство применения контролеров для управления домом или помещением направлено на эффективное решение разнообразных задач, а также на воспроизведение интеллектуальных способностей, казалось бы, у самых простых и элементарных механизмов. Домовладельцы реально избавляются от многих рутинных действий. Однако как и у каждой системы существуют обязательно недостатки. К ним стоит отнести:

1. сложность подключения и введение в работу;
2. дорогостоящее обслуживание и стоимость всех элементов системы.

Однако развитие и технологии не стоят на месте и когда-то системой «умный дом» будет оборудован каждый дом или дачный участок, как буквально столетие назад не знал человек об электричестве, а теперь оно существует в каждом доме.