Проекты умного дома

Проект умного дома представляет собой комплекс электронных устройств, установленный по всему помещению, который исполняет централизованное управление инженерными системами. К инженерным системам относятся канализация, аудио- и видеотехника, газопровод и прочее техническое оснащение квартиры. В этой статье мы рассмотрим общие вопросы при создании умного дома, обзор типовых решений и примеры проектов, которые можно выполнить своими руками.

Типовая структура проекта Умного дома

Система умный дом должна базироваться на следующих принципах:

• сбалансированное функционирование всего оборудования;
• фиксирование всех событий с детальным отчетом и указанием рабочего прибора;
• постоянное отслеживание работы и состояния всего оборудование;
• незамедлительное оповещение хозяина о наступлении аварийной ситуации;
• быстрое реагирование на событие и анализ ситуации;
• предупреждение, предотвращение и ликвидация аварийных случаев;
• простота и удобство управления.

Структура умного дома включает в себя климат-контроль, освещение и электричество, безопасность, систему мультимедиа, погоду и полив растений. Для реализации каждого пункта требуется свой набор датчиков и других компонентов.

В состав умного дома входят устройства, которыми нужно управлять (датчики, видеокамеры, интеллектуальные розетки), и приборы, которые производят управление (пульты ДУ, системы связи).

Система умный дом имеет свои преимущества:

• экономия времени на настройку и проведение различных операций;
• экономия электроэнергии, воды, газа;
• настройка микроклимата положительно скажется на здоровье – в системе можно запрограммировать уменьшение температуры ночью, что способствует скорейшему засыпанию;
• оповещение хозяина о наступлении какого-либо события;
• простота управления – доступ можно осуществлять через приложения на телефоне или планшете;
• быстрое реагирование на аварийную ситуацию и возможность ее предотвратить;
• возможность программирования уникальных сценариев.

Умный дом не лишен недостатков. Один из основных минусов – это высокая стоимость всего оборудования, его монтажа, содержания и обслуживания. Время окупаемости может быть длительным, особенно при поломке оборудования.

Проекты умного дома своими руками

Интеллектуальную систему можно собрать своими руками. Все оборудование и программы управления можно приобрести в магазинах.

Планируя проект, нужно обратить внимание на следующие пункты:

• Пользователь. Нужно продумать, как с системой будут обращаться обычные люди. Она должна быть простой, чтобы пользователю не пришлось долго думать, куда нажать и что сделать для совершения операции.
• Выбор технологии. Можно сделать беспроводную, проводную или комбинированную систему. Если будет проводная или комбинированная, следует заранее продумать, где будут размещаться кабели, куда помещать элементы автоматизации и розетки. В беспроводной системе нужно решить, где закрепить датчики и приемники, куда поставить повторители сигналов.
• Исполнитель. Кто будет заниматься организацией и поддержкой системы – сам человек или фирма.
• Автономность. Заранее продумывается функционал и возможности интеллектуального жилища. Нужно также заранее предусмотреть работу системы при отсутствии интенет соединения.
• Ядро, управляющее системой. Нужно решить, какое устройство будет подавать команды, принимать сигналы и анализировать полученные данные.
• Размещение ядра комплекса. Оно должно находиться в проветриваемом помещении (например, кладовка или шкаф).
• Расходы. Сюда относятся как финансовые, так и энергетические затраты.

Разные системы нуждаются в наличии устройства с заранее установленными программами. В качестве такого прибора может выступать компьютер, планшет или телефон.

Выполнение проекта требует понимания и знания основ работы, конфигурации, особенностей комплекса. Перед началом разрабатывается схема умного дома со всеми точками монтажа, способов объединения, контроля.

Для сборки системы можно приобрести готовый набор, в котором будет все необходимое оборудование и инструкция по сборке. Недостатки наборов из коробки – сильно завышенная стоимость, закрытые типы протоколов и систем и отсутствие возможности внесения изменений в систему. Собирая систему своими руками, можно на чем-то сэкономить, но для разработки нужно обладать серьезными знаниями и умениями в области электрики, принципов организации автоматизации, программирования. Также возникает сложность в синхронизации и объединении гаджетов от разных фирм. Придется либо выбирать продукцию от одного изготовителя, либо управлять каждым устройством отдельно.

Состав комплекса напрямую зависит от того, в каком типе помещения он используется. Для частных домов и коттеджей актуальны отопительные системы, водоснабжение, электроснабжение, работающие в автономном режиме. В квартире функции упрощаются из-за подключения к централизованным сетям – здесь достаточно своевременно включать и отключать систему. С увеличением площади и автономности жилища возрастает и количество задействованных механизмов. Чем меньше жилье зависит от централизованной системы, тем больше ресурсов нужно потратить для создания комплекса управления. Также в большом помещении потребуются проводные линии, в то время как в небольшой квартире работу можно осуществлять по радиоканалу.

Процесс монтажа системы умный дом следующий:

• проектирование каждого участка, который будет оснащен интеллектуальными приборами;
• анализ выбранных подсистем;
• изучение возможности установки умных систем;
• приобретение нужного оборудования;
• прокладка кабелей;
• монтаж датчиков контроля;
• подключение и установка исполнительных компонентов;
• подключение всех составляющих к плате процессора.

Когда монтаж заканчивается, производится тестовый пуск системы. Во время проверки проводятся различные ситуации – резкое охлаждение или перегрев помещение, срабатывание пожарных, охранных датчиков, искусственное увеличение или уменьшение освещенности. При неудаче ищется ошибка и исправляется.

Затем начинается отладка системы. Прописываются нужные сценарии, задаются основные параметры работы, выбирается способ управления.

Самый сложный этап – программирование умного дома. Если система коробочная, проблем не возникнет, так как есть программа с прописанными сценариями, которые остается только подстроить под себя. В остальных случаях придется самостоятельно разрабатывать программное обеспечение. Существуют рабочие модули, которые можно скачать в интернете, но их придется переделывать и настраивать под свое оборудование.

Рекомендуется начинать установку с самых простых функций, так как всю многоуровневую систему с первого раза спроектировать не получится. Затем можно постепенно выполнять более сложные операции.

Обдумывая возможность установки умного дома, возникает вопрос – выгодна ли такая система. Интеллектуальные технологии делают жизнь не только простой и комфортной, но и безопасной. С умным домом можно не беспокоиться о не выключенной розетке или работающей плите. Через панель управления можно прописать сценарии работы приборов и их расписание. Охранные и противопожарные системы всегда уведомят хозяина и соответствующие службы по возникновении аварийного случая. Особое внимание уделяется климатической системе. Оптимальные температуры сделают жизнь не только комфортной, но и здоровой и экономичной. Впустую тепло расходоваться не будет, что приведет к существенной экономии финансов.

ТОП 5 необычных проектов

Реализация проектов невозможна без умных устройств. Они могут выполнять не только свои классические задачи, но и делать дополнительную работу.

Домофон Belle

Умный домофон может записывать видео в формате HD 24 часа в сутки. Он ведет ночную съемку, может фиксировать посетителей и сообщать хозяевам о приходе гостей. Даже если дома никого нет, домофон передаст сообщение и покажет трансляцию происходящего в доме.

Важной отличительной особенностью прибора является возможность посетителя совершить звонок владельцам дома. Если они не смогут ответить, с посетителем пообщается встроенный голосовой помощник. Гаджет может записать видеообращение, также он запоминает частых гостей.

Зеркало Mirror

От обычных зеркал Mirror отличается встроенным в него фитнес тренером. Стоит включить прибор, и помещение становится спортивным виртуальным залом. На дисплее зеркала появляется картинка виртуального тренера, который вместе с человеком выполняет тренировку, показывает правильность выполнения упражнений и дает советы. В выключенном состоянии устройство является обычным зеркалом.

В зеркале записано более 50 видов различных спортивных упражнений. Есть программы бокса, йоги, растяжки, фитнеса. С учетом индивидуальных особенностей человека и его предпочтений подбирается оптимальная программа тренировок.

Дополнительно зеркало может следить за состоянием здоровья. Для этого гаджет синхронизируется с фитнес браслетом или другим устройством, считывает информацию и выдает полученные данные на экране.

Интеллектуальный будильник Xiao AI Smart Alarm Clock

Будильник от Xiaomi является полноценным гаджетом для сна и домашних дел. В нем установлен голосовой ассистент, но он различает только китайский язык. Помощник может оповещать о важных событиях, сообщать прогноз погоды, управлять другими бытовыми приборами. Работает прибор через приложение Mijia.

Отличительной чертой интеллектуального будильника является возможность убаюкивать человека на ночь. В памяти устройства записаны различные успокаивающие звуки, способствующие быстрому засыпанию. Чтобы разбудить хозяина, по умолчанию установлен режим нарастания громкости, чтобы пробуждение происходило плавно. Время подъема и смена режима производятся в приложении.

Перерабатывающее устройство Zera Food Recycler

Прибор для утилизации бытовых отходов делает жизнь не только комфортнее, но и безопаснее для окружающей среды. Устройство представляет собой визуально привлекательный белый контейнер размерами меньше, чем посудомоечная машина.

Принцип работы следующие – пищевые отходы укладываются в утилизатор через отверстие, которое потом закрывается крышкой. Мусор попадает в смешивающую камеру, где он перемешивается и измельчается. После этого отходы отправляются в камеру переработки, где они обрабатываются специальным составом. Эта смесь способствует быстрому разложению отходов. В итоге получается экологически чистое готовое удобрение, которое можно использовать в огороде. Полный рабочий цикл агрегат проходит за сутки.

Работает через приложение, в котором пользователь может запускать прибор, получать уведомление об окончании цикла, уточнять статус переработки.

Подобные устройства помогают разгрузить полигоны, сэкономить на транспортировке мусора и значительно улучшить экологическую ситуацию конкретного места.

Метеостанция Netatmo

Это гаджет имеет целый спектр различных задач. Он может определять качество воздуха, замерять его состав, в режиме реального времени выдавать метеорологическую сводку о состоянии окружающей среды в доме и за его пределами. В станцию встроены барометр, термометр, гигрометр. Прибор также умеет определять уровень шума.

Подключение беспроводное. В основном режиме метеостанция не взаимодействует со смартфоном или компьютером, она напрямую подключается к интернету и предает показания на сервер фирмы. Приложения получают информацию с этого сервера и выводят их на экран владельца. Есть возможность посмотреть, что показывают другие устройства рядом с пользователем.

Проект Умного Дома

В предыдущей статье я писал о том, зачем нужен проект системы. Точнее, каких проблем мы избежим, заранее разработав его. Проект необходим, если мы хотим получить нормальную рабочую систему. Чтобы через 5, 10 и 20 лет специалист мог посмотреть проект и понять, что как сделано, и как можно починить или модернизировать систему. Или вообще заменить всё оборудование системы на другое не трогая кабели в стенах.

Рассмотрим, как сделать грамотный проект системы Умный Дом, чтобы было по всем правилам.

Важно понимать, что полноценный проект включает в себя не только элементы автоматики, но и электроснабжение и слаботочные системы, даже то, что Умный Дом в данной задаче не затрагивает. Очень сложно разносить отдельно Умный Дом и электрику, это приводит к лишним щитам и непродуманности некоторых решений. То есть, выполнение полного проекта всех кабелей квартиры или дома, силовых и слаботочных, без деления сфер ответственности сильно уменьшает объём сложностей при реализации и дальнейшем обслуживании систем.

Инженерный проект и дизайн-проект

Важно разделять инженерный проект и дизайн-проект. В дизайн-проекте указаны расстановка осветительных приборов, розеток и выключателей, они продумываются в соответствии с планом интерьера и расстановкой мебели.

Вот дизайн-проект, который нам нужен, с расстановкой всех элементов:

На плане обозначены все светильники и все выключатели. Группы пронумерованы, чтобы удобнее было с ними работать. Если количества элементов не превышают 15-20, то можно использовать абсолютную нумерацию, когда их становится больше, то удобнее нумеровать как номер_помещения.номер_группы, чтобы удобнее было определять, в какой комнате находится элемент. Например С5.1 — свет №1 в комнате №5. На чертеже выше нумерация такая, что выключатель и светильник с одинаковым номером соответствуют друг другу. Это неудобно, так как появляются выключатели с одинаковым номером. Точнее, была бы у нас классическая электрика, было бы не важно, так как кабель от выключателя идёт на лампочку. А в умном доме кабели от выключателей идут в щит, хотелось бы, чтобы по номеру на кабеле в щите можно было определить точно конкретный выключатель. Поэтому в проектах систем Умный Дом номера выключателей не повторяются. А одинаковые номера лампочек означают, что все лампочки подключены к одному кабелю, то есть, включаются и выключаются только одновременно. На плане выше у входа выключатель «выключить весь свет в квартире».

Зачастую заказчик говорит, что проект электрики у него уже есть, имея в виду вот этот план расстановки элементов. На самом деле, план электрики — это схемы монтажа кабелей и схема электрощита. Это как раз то, что входит в инженерный проект.

Если бы никакого Умного Дома в квартире не было, то опытный электрик по дизайн-проекту мог бы сделать монтаж кабелей, но при желании добавить какие-то элементы автоматики надо, чтобы проект кабелей выполнялся специалистом именно в этой теме.

Из важных для выполнения инженерного проекта страниц дизайн-проекта есть также план электрических тёплых полов и расстановка радиаторов, а также план сантехники для обозначения датчиков протечки воды и кранов перекрывания воды.

Проект кабельных трасс

Итак, инженерный проект. На каждом листе проекта разные разделы: освещение, выключатели, розетки, датчики движения, датчики дыма, моторизированные шторы и так далее.

Стоит быть готовым к тому, что для современной электрики и автоматики щиты всегда требуются достаточно крупные.

На схеме выше мы видим, что розетки распределяются по группам, к каждой группе идёт отдельный кабель. Толстой линией обозначаются жгуты кабеля — чтобы не рисовать много параллельных линий, рисуется один жгут. Здесь в проекте не указаны все размерные привязки, но чаще бывает, что в инженерном проекте они указываются, чтобы при монтаже не смотреть дизайн-проект.

Далее делаем план разводки кабелей на освещение:

От щита ведём кабели на все группы света, чётко нумеруя кабели.

Далее идут схемы монтажа кабельных трасс по всем разделам проектирования: выключатели, датчики движения, датчики дыма, датчики протечки воды и краны перекрывания стояка, динамики аудиосистемы, интернет-розетки, тёплый пол, радиаторы.

Щиты и схемы

После всего этого переходим к щитам электрики и автоматики. Начинаем с их расположения:

Наполнение щита автоматики:

Третья рейка снизу — это контроллер Beckhoff и модули расширения контроллера. Под ним блоки питания и клеммы для подключения слаботочных линий. Внизу аккумуляторы резервного питания. Справа GSM модем. Много реле.

Для всех систем структура элементов в щите разная. Например, при контроллере Wirenboard или Larnitech в щите будет много модулей, подключаемых к контролеру по шине, со встроенными реле.

Пример слаботочного шкафа:

Цоколевка контроллера. По ней видно, что подключается на каждый вход/выход контроллера. Вот цоколёвка для модулей Beckhoff:

И ещё важная схема — схемы подключение элементов. Как подключается к контроллеру каждый элемент: выключатель, датчики разных типов, свет, шторы и прочее.

Вот структурная схема соединения электрощитов для большого дома:

Такие структурные схемы есть для большинства слаботочных систем (компьютерная сеть, домофон, домашний кинотеатр). Вот схема монтажа кабелей на калитке для простой системы с электромагнитным замком:

Вот схема кабелей спутникового телевидения:

Ну и типовые схемы подключения элементов: датчиков разных типов, кранов, карнизов.

Проект достаточен для полного монтажа всех кабелей, сборки щитов, подключения всех датчиков и приводов.

Я считаю, что проекты электрики, автоматики Умный Дом и слаботочных систем неразрывны, в идеальном варианте они должны выполняться одним проектировщиком, тогда строителям будет удобно по ним работать. За исключением каких-то специализированных систем вроде молниезащиты. Поэтому в проектах я, как правило, выполняю схемы вообще всех кабелей.

Спецификация оборудования

Последний этап проектирования — спецификация оборудования. То есть, подсчёт всего оборудования, которое используется в проекте.

В столь нелюбимых мной официальных проектах спецификация оборудования вставляется таблицей прямо в общий PDF файл, так что с ней потом крайне неудобно работать. Я делаю спецификацию в Excel.

Здесь при закупке оборудования будет легко менять что-то, выделять позиции, добавлять цены. Я часто пишу к позициям комментарии о том, где это можно купить, какова стоимость (чтобы заранее по спецификации видеть, что сколько может стоить), какой запас предусмотреть, зачем нужна эта позиция.

Всё это входит в стандартный проект кабельных сетей. Этого достаточно, в сочетании с дизайн-проектом, для монтажа кабелей, сборки щитов и подключения элементов. Есть более простой формат «мини-проект», который отличается отсутствуем схем монтажа кабелей, все остальные разделы проекта остаются. Мини-проект выполняется быстрее, стоит дешевле, но требует от монтажников согласовывать все места установки элементов отдельно.

86,355 просмотров всего, 48 просмотров сегодня