Делаем умный дом. "Умный дом" своими руками: схема и оборудование. Как установить самому систему "Умный дом"? Преимущества использования беспроводных технологий для системы «умный дом»

Свое загородное жилье - мечта многих, при этом очень важно, чтобы оно было тщательно продуманным и удобным для проживания. Например, многие хотят сделать «умный дом» своимируками. Что это такое и как продумать, чтобы ваше жилье было не только красивым и хорошо спланированным, но и функциональным?

"Умный дом": что это?

Специалисты утверждают, что подобная система основана на полной автоматизации всех составляющих жилья. Например, если вы не хотите вставать ночью и выключать свет в коридоре, можно сделать это гораздо проще: одним пультом решаются сразу несколько проблем. Чтобы сделать «умный дом» своимируками, придется потрудиться, а потому многие предпочитают уже готовые системы, предлагаемые различными компаниями. Например, с помощью разнообразных контроллеров, датчиков, проводов, исполнительных устройств, которые убираются в стены здания, можно одновременно управлять всеми компонентами своего жилья: электро- и водоснабжением, освещением и вентиляцией. При этом участие хозяина в этом процесс минимальное - управление исключительно пультом.

Как это делается?

Современная система «Умный дом» продумана до мелочей. То есть хозяин такого жилья может держать под контролем все жизненно важные составляющие своего коттеджа или квартиры. При этом большинство компаний, которые специализируются на подобных конструкциях, выполняют монтаж системы « Умный дом » с учетом пожеланий заказчиков. Примечательно, что каждая подобная разработка индивидуальна, создается она под конкретный объект, соответственно, и проектное решение совершенно иное под каждый конкретный случай.

Система «Умныйдом» дляквартиры или загородного коттеджа предполагает, что объект будет наполнен своеобразными «электронными слугами». Причем это не только и не столько телевизоры, холодильники и домашние кинотеатры, сколько теплые полы, системы кондиционирования и вентиляции, котлы и насосы. Плюс источники Конечно, монтировать все эти системы самостоятельно не так легко, но попробовать сделать свой дом «умным» все же стоит.

С чего начать?

Наш дом представляет собой своеобразный пазл, который нужно грамотно собрать. То есть мы должны насытить его с помощью различных технических устройств, коммуникаций, которые будут работать для нашего же удобства. Чтобы сделать «Умныйдом»своимируками, нам нужно объединить ряд составляющих в единую стабильно работающую систему. Причем элементарную конструкцию вполне можно создать и самостоятельно. Для этого нужно только иметь определенные навыки:

1. Знать электрику и уметь управлять различными электрическими приборами, работать с током.
2. Разбираться в принципах построения автоматических систем, то есть понимать, какими бывают контроллеры, какие сигналы они подают.
3. Уметь программировать, чтобы создать настольную или мобильную операционную систему и интерфейс, через который будет осуществляться управление.
4. Четко понимать алгоритмы, по которым будет работать система «Умныйдом».
5. Хорошо знать используемое оборудование.

То есть наша задача - объединить все решения в одно, чтобы управлять всем зданием посредством компьютера или мобильного устройства. Попробуем разобраться, какое понадобится для системы «Умныйдом» оборудование.

Первое: система предупреждения

Своевременное предупреждение аварий - залог того, что хозяин не будет переживать по поводу поломки какой-нибудь конструкции или протечки труб. Если установить в свой дом автоматическую можно держать под контролем допустимую нагрузку на сеть электропитания. При этом даже при коротком замыкании подача электричества будет отключена, а само оборудование будет в целости и сохранности. Если вы вдруг забудете выключить утюг или кран, датчик обязательно предупредит вас об этом, а в случае необходимости перекроет все системы.

Второе: электроснабжение

Система «Умный дом» (своими руками вполне возможно выполнить монтаж определенных ее составляющих) предполагает, что должно быть надежным электроснабжение, особенно если свет в вашем районе выключается довольно часто. Чтобы уберечь свою технику и жилье в целом, следует установить в «умном доме» стабилизированные блоки питания, в которые встроен аккумулятор. Это сохранит работоспособность всех систем в случае возникновения чрезвычайных ситуаций. Чтобы не думать о возможных перебоях в электрическом питании, можно монтировать в своем жилье дизельный генератор и блоки резервного питания. Благодаря автоматическому управлению уровень топлива в генераторе будет под постоянным контролем, а нагрузка на сеть - распределяться равномерно.

Третье: охранная сигнализация

Защита своего жилья играет важную роль, в том числе и в системе «Умныйдом».Своими руками установить сигнализацию не составит никакого труда. Например, датчики можно расположить вдоль забора, который ограждает территорию, на стенах, окнах, дверях, а также в комнатах. Если вдруг сработает хотя бы один из них, активизируются все системы оповещения, которые запрограммированы в конкретном алгоритме. Подобная система будет состоять из датчика присутствия, контрольной панели, источника бесперебойного питания с аккумулятором (в случае отключения энергии он проработает примерно 6-7 часов), сирены, считывателя ключей-таблеток.

Четвертое: управление освещением

Оно необходимо, чтобы грамотно управлять системой «Умный дом». Своими руками (схема должна быть составлена совместно с грамотными проектировщиками) можно разработать систему управления освещением, благодаря которой можно будет существенно сэкономить на содержании дома и создать в нем уют. Подбирать количество и виды осветительных приборов нужно в зависимости от того, в каком помещении они будут монтироваться, как в нем будет оформляться интерьер и так далее. При этом систему освещения каждый может обустроить так, как ему нравится и нужно. Главное - автоматическое управление, когда владелец дома может не задумываться о том, выключил он свет или нет. Можно настроить систему так, что освещение будет зажигаться при приближении человека и гаснуть, когда он будет уходить.

Пятое: энергопотребление

Чтобы ограничить мощности, которые дом потребляет, стоит обязательно установить систему управления энергопотреблением. Благодаря такому решению можно избежать серьезных проблем, которые могут возникнуть, если мощность достигнет своего пика. Например, если в вашем коттедже установлены теплые полы, работающие от электричества, может случиться перегрузка питающей сети. Если создать интеллектуальную систему, можно добиться плавного включения полов в разных помещениях, пока дом не прогреется полностью. Это позволит избежать резких скачков и перегруза сети. Кроме того, наличие такой системы приведет к тому, что по мере приближения мощности к пиковой генератор включится сам, а как только она снизится, он отключится.

Шестое: розетки должны быть в норме

Самое простое, что вы можете сделать для системы «Умный дом», - оборудование своими руками розеток. Это решение отличается экономичностью, поскольку достаточно иметь антенну и возможность управлять ею на расстоянии с помощью брелка. Суть подобной системы в том, что все розетки в доме соединяются по единой электрической цепи. Соответственно, при получении команды на включение, например, чайника или тостера, приборы начинают работать в определенное, установленное вами время. Кроме того, наличие такой централизованной системы позволяет отключить все включенные электроприборы одним нажатием кнопки на брелке.

Седьмое: теплый пол

Сегодня такие напольные покрытия пользуются большой популярностью, и это при том, что стоит монтаж недешево. По такому полу удобно и приятно ходить, на нем всегда тепло и безопасно. Современные теплые покрытия могут быть водяными или электрическими. Если установить в доме систему «Умный дом», то можно постоянно держать под контролем температуру в помещении. Причем управление ею производится посредством дистанционного управления. Интеллектуальная система — залог того, что в доме или квартире будет поддерживаться оптимальная для проживания температура. При этом энергопотребление будет рациональным, а значит, выгодным для владельцев.

Восьмое: отопительная система

Согласитесь, возможность самостоятельно регулировать состояние и степень нагревания батарей в доме дорогого стоит. В обычных квартирах мы не можем просто взять и отключить их, например, если стало слишком жарко. В «умном доме» сделать это просто, поскольку в нем радиаторное отопление имеет встроенные интеллектуальные модули. Благодаря им в помещении поддерживается определенная температура, которая автоматически меняется с помощью пульта. Эта система может быть легко внедрена в любой интерьер, при этом ему не будет нанесено никакого вреда.

Делается это просто: на обычные радиаторы устанавливаются регулирующие клапаны. Ими можно управлять автоматически посредством пульта управления, в который встроен датчик температуры. Если делать более сложную конфигурацию, то в ней клапаны и пульты связываются с помощью радиоканала, а регулировка и управление могут осуществляться через компьютер или Интернет.

Существует огромное количество решений, технологий, чтобы сделать свой дом «умным», то есть функциональным и грамотно обустроенным. Многие из них довольно просты. Что-то можно сделать самостоятельно, например установить систему антиобледенения крыш и лестниц или автоматическую конструкцию водоснабжения. А некоторые системы следует устанавливать только с профессионалами, например, если речь идет о приборах электропитания. В любом случае стоит потратить средства и сделать так, чтобы ваше жилье отвечало всем современным требованиям надежности, безопасности, качества.

Доброго времени суток уважаемые форумчане!
На данный момент заморозил свою стройку дома из двух этажей и цоколя. Пока были холода пришла в голову мысль своими силами систему "умный дом" и заранее продумать куда что тянуть.
Прошу вашей помощи в понимании во сколько мне обойдется система с моими хотелками.

И так в голове крутится идея следующего:
- автоматизация света (не везде. только общая ночная подсветка, внешнее освещение, и может пара комнат и коридор)
-автоматизация охранки (движение, открытие итд)
-автоматизация видеонаблюдения
-датчики газа, протечки, дыма
-домофон. ворота.
-клапан на воду, газ.
-отопление (либо клапана на трубы, либо напрямую к котлу, к стате котел пока однозначно будет ДЭО киловатт 40-50). котел интереснее - но я не знаю какие там протоколы с панелью управления.
-некоторые розетки и полное обесточивание некоторых помещений.
-управление вентиляцией (скорость, закрытие)
-датчики температуры внутри\снаружи
-все на проводах. никаких вайфаев.
-мультимедиа сервер в этой системе не очень нужен. будет стандартный.

1. хороший сервер на х86, либо два - один под видеонаблюдение другой управляющий всем умным домом. это в наличии, хоть и не особо мощное.
2. Интерфейс управления с консолей на этажах\выключателей\ смартфона андройд-виндовс. при этом мы исключаем облако! только локальный вэб, возможно открытый в инет (или с помощью впн, если из далека управлять). консоли не обязательны, но мобилки желательны. но никаких облачных сервисов.
3. более мене удобный интерфейс управления.
4. витой парой по этажам все это растянуть и работать только по проводу. ни хочу абсолютно никаких беспроводных датчиков и элементов управления.
5. использовать планирую только LED освещение, хотя возможно некоторые лампы будут галоген.
6. хотелось бы диммирование в некоторых местах.
7. хотелось бы приложение на андройд\виндовсфон чтобы могло подключаться к локальному серверу не через облако а напрямую.
8. автоматическая кормилка\поилка кошака)

В итоге получить хочу следующее:
1. с телефона полное управление всеми делами в доме, плюс закладку в которой я бы видел изображение с камер.
2. управление с телевизора (с миниПС), планшета (консоли), выключателей.

Обладаю навыками программирования, но малыми. семейство виндовс - админ, линух - на пользовательском уровне.

Данный вопрос у меня возник потому что:
1. я не могу определиться с протоколом взаимодействия устройств умного дома и как следствие не знаю на чем реализовывать.
2. я не очень хочу привязываться к реечным приборам в силу большой цены и ограниченных возможностей.
3. я не хочу использовать без проводные решения.

Я полностью уверен, что должны существовать системы устанавливаемые на ПК, имеющие приложения на андройд, с таким функционалом, который мне нужен. и должны быть средства автоматизации (датчики, реле, диммеры), которые не должны стоить тех огромных денег, которые хотят у нас дистрибьюторы.

Очень радует наличие дешевого китайского железа, но огорчает его качество.

Заранее благодарю за направление мыслей в нужную сторону.

Высокие технологии перестают быть чем-то недоступным, принадлежащим только учёным в их лабораториях. Они входят в быт человека всё плотнее, обеспечивают уют и комфорт. Одним из наглядных примеров, ранее встречавшихся только в фантастических романах, является система «умный дом», позволяющая снять с владельца массу забот: автоматизировать управление всеми коммуникациями, снизить расходы на отопление и электроснабжение, увеличить удобство и безопасность жилища. В реальности это компьютерная технология, логичная и понятная всем желающим разобраться в её устройстве, позволяющая создать эту систему своими руками.

Что такое «умный дом»

Это высокотехнологичная система автоматизации, управляющая всеми системами, инженерными коммуникациями или устройствами жилого помещения. Проще говоря, это процессор, осуществляющий надзор и согласование работы всех подключённых к нему устройств.

Большинство проблем, возникающих перед жителями, происходит из-за недостатка внимания, проявленного к тому или иному коммуникационному узлу или подсистеме. Отопление, водоснабжение, электрические сети дома - все эти группы оборудования периодически выходят из строя вследствие не обнаруженных вовремя мелких неисправностей, понемногу выросших до размеров серьёзной проблемы. Комплекс же осуществляет постоянный контроль за функционированием коммуникаций, вовремя предупреждает о возникающих угрозах или возможных неисправностях.

Структура комплекса рассчитана на максимальное удобство для пользователя, например, есть возможность управлять всей системой с помощью смартфона

Благодаря этой технологии становится возможным запрограммировать время включения или отключения того или иного узла, переход с одного режима работы на другой. Например, организовать ежедневное включение/отключение уличного освещения, увеличение или снижение температуры в отопительной системе в зависимости от погодных условий. Появляется возможность управлять электронными устройствами всего дома при помощи одного пульта, позволяющего включить ДВД-диск в гостиной, но смотреть его по телевизору, установленному на кухне, если так удобнее владельцу.

Возможности такой системы велики и зависят только от видов и вариантов реализации.

Виды

Существует множество разновидностей комплекса, каждая со своими плюсами и минусами, которые удобней всего рассмотреть в таблице.

Разработка новых, усовершенствованных видов этой технологии происходит непрерывно. Постоянно появляются обновлённые или созданные заново варианты программного или конструктивного решения, способные выполнять более сложные и ответственные задачи.

Преимущества и недостатки

«Умный дом» - сложная и многофункциональная система, несомненно обладающая рядом достоинств:

• Возможность установить в помещении и настроить по собственным параметрам любой её вид, от безопасности до водоснабжения или отопления.
• С первых дней функционирования этот комплекс позволяет экономить до 30% расходов на содержание дома.
• Высокий уровень комфорта.
• Возможность использовать эту систему не только как управляющего, но и как источник развлечения.

В рамках этой технологии можно настраивать не только работу аудио- и видеотехники, но и, например, температуру воды в бассейне

Однако с ней связаны и не самые приятные моменты:

• Высокая стоимость. Это основная проблема, ограничивающая распространение технологии. Расходы на приобретение и монтаж слишком высоки, а выход из строя некоторых узлов системы иногда не подлежит восстановлению по причине неподъёмных цен.
• Сложность прокладки проводов для системы. Эта процедура является весьма трудоёмкой, доступна только на этапе строительства (внутренней отделки). Если заменить систему на беспроводной вариант, её стоимость мгновенно увеличивается в несколько раз.
• Необходимость иметь отдельное помещение или пространство для установки оборудования. Для небольшого жилища этот момент становится не менее проблематичным, чем остальные. Понадобится резервный источник питания, стабилизаторы напряжения, защищающие узлы с блоком управления от перепадов напряжения. Все это необходимо где-то установить, обслуживать или ремонтировать.

Несмотря на существующие сложности, установка этой системы становится все более востребованной и распространённой.

Подготовительные работы перед монтажом своими руками

Прежде чем приступить к непосредственной установке системы, необходимо произвести некоторые подготовительные работы:

1. Выбрать определённый тип, доступный по техническим и финансовым позициям.
2. Создать подробный проект, рабочий чертёж всей системы.
3. Обследовать дом и оценить состояние коммуникаций, их готовность к установке элементов управления и датчиков контроля.
4. Определить наиболее удобное место для монтажа, установки и расположения основных узлов и элементов комплекса.

Некоторые разновидности системы нуждаются в наличии компьютера, на котором устанавливаются необходимые программы, создаётся сайт дома, отображающий схему системы и основные элементы управления. Настройка и регулировка такого комплекса производится с пк, планшета или смартфона.

Подобное расположение иконок, отвечающих каждая за свой «участок», делает управление системой значительно проще

Выполнение подготовки требует чёткого понимания принципов работы, конфигурации, особенностей или устройства выбранного комплекса. Если познаний не хватает, придётся ознакомиться с устройством системы и получить необходимую информацию или отказаться от затеи организовать настолько сложный комплекс, задействуя только свои руки и голову, и обратиться за помощью к специалистам.

Схема «умного дома»

Перед началом работ по установке необходимо составить схему, позволяющую определить все точки монтажа, способы соединения, коммуникации и контроля за элементами.

Схема комплекса включает в себя множество элементов, например, камеры, видеосервер, датчики исполнители

Схематическое изображение позволяет наглядно представить себе конфигурацию, принцип действия системы, определить наиболее ответственные её узлы и участки. Она состоит из трёх основных групп элементов:

• Датчики. Они являются «органами чувств» системы, сигнализирующими об изменениях или обнаруженных нарушениях.
• Исполнительные элементы, механизмы. Эти устройства осуществляют непосредственное воздействие на коммуникации, изменяют режим работы, переключение или регулировку.
• Приборы управления, контроллеры, серверы. Это центральная часть системы, производящая контроль, выполняющая установленные программы и управляющая её функционированием.

Это поможет наглядно представить себе конфигурацию, обнаружить допущенные ошибки, составить спецификацию на состав системы.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Для сборки системы своими руками лучше всего приобрести готовый набор, соответствующий потребностям и возможностям дома или квартиры. Порядок монтажных работ подробно изложен в руководстве пользователя, с которым необходимо внимательно ознакомиться перед началом работ и постоянно сверяться во время практических действий.

Процесс установки комплекса состоит в подключении к центральному процессору исполнительных элементов и датчиков. Порядок действий следующий:

1. Установка датчиков контроля.
2. Монтаж исполнительных элементов - сервомоторов, переключателей, кранов и т.д.
3. Подключение устройств к соответствующим разъёмам платы процессора.

После завершения монтажа производится пробный запуск, настройка системы.

Для некоторых подсистем разрабатываются отдельные небольшие схемы

Рекомендуется начинать с простейших функций и постепенно переходить к более сложным операциям. Сразу программировать многоступенчатые режимы работы не следует, сначала надо отрегулировать, настроить систему при помощи элементарных действий.

Особенности установки в коттедже и квартире

Состав и конфигурация комплекса в значительной степени привязана к типу или размерам помещения.

• Для частного дома, коттеджа или дачи актуальны подсистемы отопления, водо- и электроснабжения, которые нередко используются в автономном режиме.
• Для квартиры, подключённой к централизованным сетям, управление этими элементами сводится к своевременному включению или отключению. Нередко эти элементы вообще не включаются в состав системы.

Количество исполнительных механизмов, задействованных в комплексе, возрастает с увеличением автономности жилища. Чем меньше зависимость от сетевых или прочих ресурсов, поставляемых со стороны, тем больше наполненность комплекса управления, выше его ответственность и значимость для жизнеобеспечения жилища.

Элементы управления: голосовые и ручные

Существует две группы этих элементов:

• Беспроводные. Используют для связи теле- или радиотехнологии.
• Проводные. Присоединяются посредством специального кабеля (иногда - с помощью обычной витой пары), имеют быстрый отклик на команды, высокую степень надёжности.

Управление функциями системы может производиться с разных устройств:

• Пульт управления.
• Панели управления.
• Блок управления, щит - все эти три вида подразумевают использование кнопок или сенсорного экрана.
• Планшет, смартфон, пк - здесь можно задействовать и голосовой способ.

Пульты относятся к беспроводным устройствам и в основном применяются на комплексах с закрытым кодом. Панели управления имеют стационарный тип установки, обычно оборудуются сенсорным экраном.

По желанию заказчика может устанавливаться стационарная система корректировки работы комплекса

Способ коммуникации с исполнительными элементами одинаков для всех видов устройств, поскольку в конечном счёте команды приходят на процессор, который передаёт их определённому механизму.

Монтаж системы «умного дома» доступен подготовленным людям, представляющим себе принципы и особенности устройства комплекса. Неуверенность в своих силах, непонимание каких-либо моментов являются основаниями для обращения к специалистам. Ошибки, допущенные при монтаже этого сложного комплекса на даче или в квартире, могут вызвать серьёзные последствия, поэтому надо реально оценивать свои возможности, чтобы созданная система могла принести лишь дополнительный комфорт.

Кажется, еще совсем недавно мы зачитывались произведениями научных фантастов, мечтали вместе с ними и помыслить не могли, что кофеварка будет готовить нам эспрессо во время утреннего моциона, а холодильник - предупреждать о закончившемся молоке. Тем не менее, это случилось: новости о появлении умных гаджетов заполняют сеть, и все, что требуется от нас - не считая платежеспособности, разумеется, - немного разобраться в происходящем.

Давайте будем честны: про умный дом слышал каждый, кто-то даже следит за успехами Xiaomi и Цукерберга, но далеко не все понимают, о чем, собственно, идет речь. Для многих людей концепция Smart Home по-прежнему остается фантастичной и запредельной, а кто-то и вовсе игнорирует ее существование. Наши читатели не из таких, поэтому для вас мы написали ознакомительную статью о сущности явления «умного дома».

Что значит «умный дом»?

Прежде всего давайте разберемся с терминами. Это важно, потому что близкие по значению выражения часто путаются даже в интернет-СМИ, а русскоязычный «умный дом» и американский «smart house» - не совсем равнозначные понятия.

Под «умным домом» (англ. smart home) принято понимать систему домашней автоматизации. Это комплекс устройств, которые для нашего удобства сами принимают решения и выполняют рутинные задачи по дому. Умный дом формируется в личном домашнем хозяйстве в отдельно взятой квартире: упомянутые выше кофеварки, системы квартирного микроклимата, умные лампочки и автоматические двери - все это умный дом. В России в это понятие обычно включают и так называемый мультирум - систему управления мультимедиа устройствами: телевизорами, проекторами, акустическими системами. На Западе разделение терминов «умный дом» и «мультирум» продиктовано рыночными условиями.

А вот термин «умное здание» (англ. smart house) относится к организации управления целым многоквартирным строением и подразумевает системы центрального отопления, водоснабжения и безопасности. Как правило, организация «умного» здания - задача застройщиков или членов совета дома. Понятия тесно связаны друг с другом, но расскажем мы только о smart home, причем в российском понимании.

Вехи истории

Какой бы современной ни казалась концепция умного дома, история этого явления начинается с середины XX века - как раз с тех пор, когда о нем впервые заговорили фантасты. Это было начало компьютерной эпохи - а принцип работы умного дома зиждется как раз на программировании. Конечно, в то время не существовало интернета и облачных сервисов, но громоздкие неуклюжие модули, подключаемые к розеткам, и вездесущие перфокарты вполне могли осуществить задуманное.

Видеофон в фильме «Космическая одиссея 2001» 1968 г.

Поначалу дело ограничилось усилиями энтузиастов-изобретателей, которые либо прокладывали по всему дому кабели и монтировали в стены управляющие консоли, либо уже начинали использовать первые компьютеры. Увы, эти идеи не получили отклика у массового населения. Тем не менее, в 1966 году Джеймс Сазерленд запрограммировал компьютер Echo IV на включение приборов по расписанию, а также на связь с датчиками слежения и сигнализации. Появлением самих датчиков мы обязаны братьям Джоелю и Руту Спирам, которые в 1961 году запатентовали свой диммер - прибор, автоматически регулирующий свет. А ведь это времена, когда The Beatles еще даже не подписали свой первый контракт!

Компьютер Echo IV

До массовой реализации еще было далеко, но уже в 1978 году произошел своего рода прорыв, часто называемый рождением современного умного дома: шотландская компания Pico Electronics разработала первый стандарт передачи данных, универсальный для всех приборов домашней автоматизации. Суть стандарта заключалась в создании шины, которой любой производитель мог оснастить бытовой прибор, будь то соковыжималка или пылесос. Это было сродни языку программирования, знакомому всем специалистам, или операционной системе, на которой могли работать все приложения. Подключение осуществлялось через обычные розетки, в дополнение шли модули связи, пульты и даже программы управления для компьютеров. Эпохе стандарта X10 мы обязаны появлением таких привычных нам технологий, как свет, включающийся по хлопку, или автоматически открывающиеся двери.

Появление единого стандарта дало толчок для новых экспериментов и рождению специализированного рынка. Вскоре дело дошло и до нового термина: в 1984 году представитель Американской ассоциации жилищно-строительных компаний впервые употребил выражение «умный дом», впоследствии ставшее общеупотребительным. Для ассоциации создание термина было маркетинговым ходом, что подтверждает интенсивность развития идеи в то время.

К развитию концепции подключилась и Ассоциация электронной промышленности, которая стала инициатором создания другого универсального стандарта. Их протокол под названием CEBus (потребительская электронная шина) был модернизированным X10 и вскоре заменил прообраз на американском рынке.

Первое массовое знакомство людей с концепцией умного дома произошло в 1999 году. И главным посредником стала… компания Disney, выпустившая фильм о компьютеризированном доме, начавшем самостоятельную жизнь.

Кадр из фильма «Умный дом»

В нулевых годах сегмент домашней автоматизации пополняется все новыми компаниями-производителями. Однако настоящей революцией стало появление первого iPhone и других смартфонов. Возможности приложений и аппаратных средств карманных компьютеров побудили инженеров к новым изобретениям: к 2012 году, по данным ABI Research, только в США было установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации.

Как все работает?

Работа умного дома основана на принципе выполнения команд, причем получать их центральный контроллер может как от человека, так и от датчиков. В первом случае вы просите систему приготовить кофе, включить кондиционер или ослабить отопление, а центральный процессор, обработав команду, отправляет ее нужному прибору. В зависимости от ваших предпочтений, общение с центральным контроллером осуществляется посредством голосовых команд, пульта управления или смартфона.

Во втором случае присутствие человека не требуется. Компьютер либо сообщает приборам команды в определенное время в соответствии с ранее заданными алгоритмами, либо сам принимает решения по показаниям датчиков в зависимости от изменения условий. Например, в системах терморегуляции датчики температуры и влажности сообщают системе данные, а та, в свою очередь, выставляет нужные параметры обогрева, кондиционирования и увлажнения. Еще пример: датчики движения обнаруживают активность в доме, когда ее быть не должно - компьютер воспринимает это как сигнал к включению сигнализации или отправке сообщения охранной службе.

Центральный контроллер для устройств умного дома Xiaomi

Вся система умного дома, таким образом, состоит из трех главных элементов:

• датчики, которые воспринимают информацию из окружающего мира;
• хаб, или центральный контроллер, который обрабатывает информацию и принимает решения;
• приборы, которые выполняют прикладные задачи и облегчают наш быт.

Все компоненты системы умного дома могут соединяться друг с другом по проводной или беспроводной связи. Первый вариант кажется более архаичным, однако таким образом система меньше подвержена сбоям. Некоторые производители по этой причине предлагают решения на основе кабельной связи; в их числе AMX, Ctestron, Evika. Радиосвязь, в свою очередь, представляет больше удобств и возможностей, таких как простота установки и удаленное управление. Беспроводная связь подразумевает использование протоколов Bluetooth, Wi-Fi или специальных стандартов, о которых мы расскажем далее в статье. Беспроводные системы автоматизации производят компании Gira, Vitrum, Z-Wave, Jung, Zamel и прочие. Чтобы обеспечить систему надежностью и удобством, некоторые производители (например, Insteon) предлагают комплексные решения на базе проводных и беспроводных устройств одновременно.

Системы умного дома могут быть централизованными или нецентрализованными. В первых управление всеми устройствами осуществляется из единого модуля, что дает возможности построения сложных схем автоматизации. Нецентрализованные системы состоят из автономных цепочек приборов или даже устройств-«одиночек». Такие решения обеспечивают большую безопасность системы.

Технологии умного дома

Что в реальности следует считать умным домом? Дом-робот Била Гейтса за 200 млн. долларов или скромную квартиру с умной системой терморегуляции и освещения? Умный дом - это образное название для всех систем домашней автоматизации, и представленное на рынке огромное количество технологий можно комбинировать и совмещать как угодно в зависимости от нужд и предпочтений. Но давайте все же попробуем привести в порядок это множество.

Системы управления освещением

Управление светом - наверное, самый популярный и доступный формат систем автоматизации дома, сегмент даже имеет свое название - «умный свет». В вашем подъезде, вероятно, уже сейчас установлена лампа, включающаяся при хлопке или движении человека. Основу таких систем составляют диммеры и умные лампы, работающие вместе с датчиками измерения освещенности и присутствия живого объекта.

Приведем примеры основных возможностей «умного света»:

• управление естественным освещением с помощью автоматизации работы жалюзи, штор, ставней и навесов (шторы и карнизы Lutron);
• включение/выключение света при появлении человека в доме или комнате (умные лампы Philips);
• автоматическая регулировка яркости в зависимости от освещенности, времени суток и количества людей в помещении;
• затемнение комнаты при включении телевизора или проектора;
• имитация присутствия хозяев в доме для обеспечения безопасности (лампа BeON);
• световое оповещение о различных событиях (лампа Xiaomi Philips EyeCare 2);
• «световые сценарии» - дизайнерские возможности светового акцентирования и затенения предметов интерьера (комплект ламп Nanoleaf Aurora Smarter Kit);
• возможность установки пользовательских алгоритмов работы - включения света на полную яркость при пробуждении, установки мягкого света во время чтения и т.д.;
• удаленное управление работой освещения через голосовые команды, программу на смартфоне или пульт управления.

Применение ламп Aurora в дизайне интерьера

Компоненты световой системы могут взаимодействовать по радиосвязи, однако такое решение не всегда самое удобное. Сбалансированной системой можно назвать комплекс, включающий привычные выключатели и диммеры с дополнительной опцией удаленного управления по беспроводной связи (выключатель Linear Z-Wave Dimmer). Или же, как это реализовано в умной лампе Xiaomi Yeelight Bedside Lamp, возможность управлять светом через смартфон и аппаратную кнопку на самом устройстве.

Xiaomi Yeelight Bedside Lamp

В качестве примеров умного света можно привести следующие технологии:

• умная лампа Elgato Avea Bulb, меняющая не только яркость, но и цветовые оттенки освещения;
• лампа с Kickstarter LIFX, работающая без контроллера или передатчика;
• светильник Xiaomi CooWoo, умеющий работать от встроенного аккумулятора;
• умный патрон для лампы Vocca, управляемый голосом и не требующий никаких дополнительных устройств.

Пример цветовых возможностей лампы LIFX

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования

Блага жизни, скрывающиеся под акронимом ОВК (англ. HVAC), призваны поддерживать комфортные для жизни температуру, влажность и чистоту воздуха, а также, что немаловажно, экономить электроэнергию. Объединение этих систем в один автоматизированный комплекс было одной из первых задач реализации концепций умного дома. От ОВК напрямую зависит здоровье человека, поэтому для этих систем наиболее актуальны не только функциональность и удобство использования, но и стабильность работы.

Обычно ОВК объединяются в единую сложную систему, работающую автономно и независимо от других компонентов умного дома. Это необходимо для того, чтобы при сбоях и неполадках какого-либо элемента системы ОВК продолжали работу.

Умные системы ОВК выполняют следующие функции:

• поддержание постоянной комфортной температуры дома при помощи автоматического регулирования работы радиаторов, электрических обогревателей и теплых полов (системы Loxone);
• экономия средств на отопление при помощи автоматического выключения или снижения интенсивности обогрева (термостат Nest Learning);
• снижение температуры помещения до комфортной ночью;
• автоматическое регулирование работы увлажнителей, осушителей и ионизаторов воздуха в зависимости от показателя влажности (увлажнитель Xiaomi Smartmi Air Humidifier);
• автоматическая работа кондиционеров, фанкойлов, вентиляторов и систем подачи свежего воздуха (Keen Smart Vens);
• автоматизация работы водопроводных систем - например, закрытие клапанов подачи воды при отсутствии человека в доме (вентили Insteon).

Управление термостатом Nest со смартфона

Конструктивно автономность работы систем ОВК обеспечивается за счет подключения устройств к отдельному главному модулю. Для системы отопления в этом качестве обычно выступает умный термостат с настенной панелью управления - такой, как умный термостат Elgato Eve Thermo. Устройство регулирует температуру комнатных батарей автоматически по заранее установленному пресету. Дополнительно контроллером можно управлять через приложение Apple Home Kit или с помощью кнопки на панели устройства.

Умный термостат Elgato Eve Thermo

Системы безопасности

Автоматическими системами безопасности оборудовано немало обычных квартир, далеких от звания умного дома. Тем не менее, умные охранные системы могут дополнить сложную систему домашней автоматизации и стать ее интегрированной частью. Системы безопасности оснащаются камерами, сигнализациями и большим количеством разнообразных датчиков: детекторами движения, присутствия, открытия двери.

Следует различать безопасность инженерную и личную. Для первой в умном доме предусмотрены:

• отслеживание протечек водопроводной системы (система NetBotz);
• автоматическая система пожаротушения (продукция ЭПОТОС);
• отслеживание перебоев в работе проводки и защита от коротких замыканий (тепловизоры Seek Thermal).

Тепловизор Seek Thermal

Системы личной безопасности выполняют следующие функции:

• внешнее наблюдение посредством видеодомофонов, камер и устройств инфракрасного излучения (датчик движения Elgato Eve Motion);
• удаленная отправка или сохранение данных (облачная камера Оco 2);
• автоматическая сигнализация или вызов охранной службы (свето-звуковые системы Schneider Electric);
• контроль целостности ограждения участка, окон и дверей (Home Monitoring Kit);
• контроль прав доступа в дом (умный замок Kwikset Kevo).

Системы наблюдения за детьми, стариками, инвалидами и животными

Данная категория призвана обезопасить членов семьи, нуждающихся в контроле и наблюдении. Раздел мог быть разбит на 3 части, однако здесь мы ограничимся кратким обзором и классификацией. Иногда, даже если вы не намерены превращать ваше жилище в умный дом, подобные технологии могут помочь близким и снять лишний стресс во время разлуки.

• видеонаблюдение и аудиосвязь посредством камер записи и real-time мониторинга, радионянь и инфракрасных камер (видеоняни Samsung);
• дистанционные уведомления;
• автоматизированное передвижение и закрытие доступа в помещения (кресло-подъемник S-max Sella);
• мониторинг местоположения и показателей здоровья с помощью GPS-трекеров, датчиков физической активности и приборов для автоматического измерения медицинских показателей (Redmond SkyTracker).

Умный ошейник Mishiko

В России системы и приборы данной категории только набирают популярность, а вот мировой рынок не стоит на месте. Хорошим примером новых технологий в данной категории могут служить видеоняни Ramili Baby, следящие за дыханием ребенка, или разрабатываемая система Tecnalia, способная распознать нервное расстройство у домочадцев.

Радяоняня Ramili Baby RV1200

Управление умными приборами

Категория умных приборов и гаджетов - самая многочисленная и интересная. Именно сюда входят удивительные умные скороварки, холодильники, мультимедийные центры и роботы-пылесосы. Перечислять современные умные устройства можно до бесконечности, но мы попробуем их кратко классифицировать:

• Бытовая кухонная техника: холодильники, мультиварки, электроплиты, системы вытяжки, кофеварки, соковыжималки и т.д (экотестер СОЭКС);
• Прочая бытовая техника: стиральные машины, пылесосы, весы, сушильные машины, утюги и т.д (роботы-пылесосы Panda);
• Мебель и предметы интерьера: карнизы, шторы, автоматические двери, шкафы, абажуры, кресла, спальные кровати и т.п. (кровать Balluga);
• Мультимедийная техника: телевизоры, проекторы, видеоплееры, музыкальная аппаратура, акустические системы, караоке (мультирум-система Trivium);
• Игры и развлечения: развивающие игры для детей, роботы и т.д. (робот Ozobot).

Робот-компаньон Zenbo

Глаза разбегаются от количества умных вещей и их возможностей! Между тем, проблем рынок домашней автоматизации тоже не лишен, так что поговорим и о них тоже.

Фрагментированность рынка и протоколы

Главная проблема современного систем Smart Home - отсутствие универсального стандарта, который подходил бы ко всем устройствам на рынке. Обустраивая умный дом, вы, возможно, захотите укомплектовать систему продукцией различных производителей: например, охранной системой Xiaomi и камерой видеонаблюдения Apple. Однако многие компании не заботятся о совместимости своих устройств с другой продукцией. В лучшем случае, на вашем смартфоне окажется целый набор приложений - каждое для своего компонента умного дома. Согласитесь, не очень удобно. Некоторое же оборудование и вовсе оснащено проприетарным софтом с закрытым исходным кодом. Интересы компаний очевидны, но вот интересы пользователей неработающие в системе приборы определенно игнорируют.

Проблема существует давно, и мы уже рассказали в разделе истории о создании первых протоколов, призванных сделать работу всех систем универсальной. Сегодня наметилась тенденция к объединению компаний, занимающихся разработкой систем домашней автоматизации. Как следствие, все больше и больше умных устройств имеют поддержку универсальных стандартов. Наиболее перспективными и продвинутыми универсальными протоколами являются на сегодняшний день Z-Wave и ZigBee; на них и предлагаем остановиться чуть подробнее.

Z-Wave и ZigBee

Оба протокола специально разрабатывались для систем домашней автоматизации. Их цель - не только обеспечить системе универсальность, но и обезопасить ее. И Z-Wave, и ZigBee принадлежат к категории ячеистых сетей; это означает, что у сообщения внутри них есть несколько путей для достижения пункта назначения. Такое распределение снижает вероятность сбоев и гарантирует безопасность: если какой-либо узел поврежден, сообщение перенаправляется к ближайшему доступному устройству. В ячеистой сети каждый прибор связан с несколькими другими.

Z-Wave работает в низком радиочастотном диапазоне до 1ГГц, и это удобно, потому что потенциальных помех существенно меньше, чем на частоте 2,4ГГц, на которой работают Wi-Fi и Bluetooth. Дополнительным плюсом можно считать малые задержки при передаче коротких команд.

Открытые протоколы начинают поддерживать все больше компаний, причем даже такие гиганты, как Xiaomi.

Кроме преимуществ ячеистой структуры, ZigBee предоставляет возможность выбора алгоритма маршрутизации в зависимости от состояния сети и требований программы. Протокол обеспечивает повышенную безопасность и низкое энергопотребление - а значит, длительную автономную работу сетевых устройств.

Вокруг обоих протоколов уже сформировались своеобразные альянсы, в которые входят производители систем для умных домов. Список компаний чрезвычайно широк, с ним можно ознакомиться на официальных сайтах Z-Wave и ZigBee.

Умный дом - будущее или настоящее?

Представьте, что Марк Цукерберг, основатель Facebook, пригласил вас в свой дом. Вы входите в просторную прихожую, умный ассистент Джарвис включает умеренно-яркий свет, чтобы вы могли разуться и повесить верхнюю одежду. В гостиной ассистент настраивает мягкий свет, комфортный для отдыха. Марк просит Джарвиса включить приятную фоновую музыку - и из колонок раздаются звуки саксофона Майлза Девиса. Поужинав, вы решаете посмотреть фильм, и Джарвис включает для вас телевизор, а свет вокруг тускнеет до минимума. Пока вы наслаждаетесь просмотром, умный ассистент не сидит на месте: он следит за безопасностью дочерей Марка, и если дети заплачут, Джарвис голосом Моргана Фримена тут же сообщит об этом отцу. Раздается звонок - пришли гости. Джарвис тут же сканирует пришедших и сообщает хозяину дома, кто находится у двери. После приятно проведенного вечера вы ложитесь спать. Утром Джарвис готовит завтрак всем гостям, а для Марка у него припасена чистая футболка - ей он выстреливает из помпы прямо в руки Цукербергу!

Конечно, чтобы обзавестись настолько умным домом, нужно возглавить успешную компанию. Но в целом умные технологии и системы автоматизации больше не являются прерогативой избранных: рынок растет, на нем появляется все больше решений для потребителей. Чтобы настроить свой умный дом, нужно только желание погрузиться в тему и непосредственно заняться организацией. Конечно, существует и немало предложений полностью готовых решений - например, от компаний BTicino, Crestron, Legrand и других, - но начать можно и с малого. Скажем, с умной лампочки - почему нет?

Удивительная эпоха IoT, Интернета вещей - глобального взаимодействия всего со всем через сеть - по сути, только начинается, и умный дом - хороший пример того, что ждет нас в будущем, но доступно уже сегодня.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.