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: с чего начать?

Решили самостоятельно спроектировать умный дом в квартире или коттедже? Есть несколько самых общих правил, которые следует учесть перед тем, как приступать к работе.

Как и любой другой проект, установку системы умного дома лучше спланировать заранее. Потратьте немного времени на то, чтобы сразу обозначиться с общей концепцией умного дома и продумать некоторые нюансы. Тогда вам не придется нести расходы на лишние устройства, спешно докупать недостающее оборудование, перестраивать сеть и переносить уже смонтированные компоненты с места на место. В этой статье мы расскажем, почему важно планировать систему домашней автоматизации и как это сделать.

Определитесь с тем, чего вы хотите от умного дома

Прежде чем начинать собственный проект умного дома, нужно принять несколько важных решений, которые определят все ваши дальнейшие действия. Во-первых, ответьте на вопрос, какую систему вы хотите смонтировать — проводную или беспроводную. В последнее время проводные системы обычно устанавливают в офисах, отелях, клиниках и т.д. В городской квартире или загородном коттедже намного удобнее монтировать беспроводную систему. Ее можно установить на готовый ремонт без пыльных работ по прокладке кабелей, поэтому общая стоимость инсталляции и потраченное на нее время окажутся меньше, чем в случае с проводными системами. Мы рекомендуем остановиться на беспроводном варианте умного дома.

Выбор протокола домашней автоматизации определит все ваши дальнейшие действия

Во-вторых, нужно определиться с сетевым протоколом домашней автоматизации. Сегодня выбор беспроводных технологий широк: Z-Wave, ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy Thread и т. д. Выбирать протокол умного дома нужно тщательно: в дальнейшем он будет определять, какие совместимые устройства вы должны купить для своего проекта. Оценивайте технологию с точки зрения ее массовости, взаимной совместимости устройств различных производителей, функциональных возможностей, перспектив технического развития и защищенности. Мы подготовили большую статью, в которой подробно рассказываем о плюсах и минусах каждой из этих технологий.

Выбор протокола умного дома будет определять то, какие устройства, поддерживающие этот протокол, вам нужно купить:

• Контроллер (хаб) умного дома. Это центр управления всеми устройствами, сценариями домашней автоматизации, а также удаленным доступом к умному дому с компьютера и/или смартфона.
• Датчики (сенсоры). Датчики — это компоненты беспроводной сети, которые отправляют данные контроллеру или другим устройствам умного дома. На основе этих данных умный дом выполняет те или иные действия.
• Актуаторы (исполнительные устройства). Если контроллер — это «мозг» умного дома, а датчики — «органы чувств», то актуаторы — это его «руки». Актуаторы исполняют определенные действия (включают и выключают освещение, электроприводы и т.п.) по команде, которую контроллер дает, исходя из данных, отправленных датчиками.

Подробнее о контроллерах, датчиках и актуаторах мы рассказываем в цикле видеоуроков «3 видео для легкого старта работы с умным домом».

Контроллер, датчики и исполнительные устройства — главные компоненты умного дома

Приступайте к проектированию системы умного дома

Для этого ответьте на несколько вопросов:

1. Кто будет использовать умный дом?

Вначале определите, кто будет пользоваться умным домом. Вы живете один? Если нет, то проживают ли в вашей квартире пожилые люди? Часто ли к вам приезжают гости? Представьте, что вашими умными устройствами придется часто пользоваться другим людям. Где лучше разместить умные гаджеты, чтобы они не вызывали дискомфорта у других? Например, кого-то может раздражать автоматическое включение и выключение умных ламп. Тогда, возможно, вместо датчиков движения в некоторых комнатах лучше установить умные кнопочные выключатели. Помните, что не все люди, даже молодые, технически подкованы. Некоторым комфортно пользоваться бытовыми и осветительными приборами только по старинке.

Планируйте умный дом так, чтобы им было удобно пользоваться всем, кто живет в квартире

Поговорите с потенциальными пользователями, расскажите о том, как вы планируете внедрить домашнюю автоматизацию, и какие выгоды она несет. Постарайтесь, чтобы умный дом был комфортен для всех.

2. Чем вы планируете управлять?

Всегда ставьте во главу угла вопрос «что я хочу сделать», а не «как я хочу это сделать». Каких целей вы хотите добиться домашней автоматизацией? Получать уведомления о том, что в доме кто-то есть в ваше отсутствие? Экономить электроэнергию? Видеть тревожные сигналы о задымлении и других опасных ситуациях? Достичь каких-то других целей?

Подумайте о том, какие рутинные действия вам приходится выполнять каждый день, и хотите ли вы их автоматизировать. Иными словами, сначала обозначьте проблему, и только потом выбирайте для нее техническое решение, а не наоборот. «Технологии ради технологий» — не лучший подход. Лучше заранее представлять себе, что может умный дом, а чего — не может. Вот некоторые самые распространенные сценарии его использования:

• Автоматическое и удаленное управление моторизированными шторами, жалюзи и окнами.
• Мониторинг энергопотребления и управление им.
• Автоматическое управление электрическими водонагревателями (бойлерами).
• Автоматизация освещения.
• Управление электрическими системами отопления и вентиляции.
• Автоматизация полива газонов и грядок.
• Управление температурой воды, насосами и моторизованными тентами (крышками) бассейнов.
• Удаленное управление бытовыми электроприборами.
• Управление доступом в жилище (управление умными замками, охранная сигнализация, открытие/закрытие гаражных и въездных ворот).
• Ситуативное информирование: оповещения на смартфон от датчиков вибрации, открытия дверей и окон, движения (или его отсутствия), утечки газа, задымления, протечки воды, уровня жидкости и т.п.).

Возможности умного дома отнюдь не ограничиваются этими сценариями. Но подходить к выбору того или иного варианта использования умного дома лучше с точки зрения разумной достаточности и комфорта для всех пользователей в вашем жилище.

3. Как вы планируете управлять умным домом?

Определившись с тем, что именно вы хотите автоматизировать, подумайте о том, как вы будете управлять системой. Нужна ли вам центральная панель управления с экраном? Хотите ли вы реализовать удаленное управление всеми домашними устройствами через единую сеть, или какая-то «умная» бытовая техника будет работать автотомно, вне сети? Как вам удобнее управлять устройствами – с телефона, с помощью умных выключателей, голосом, в полностью автоматическом режиме или сочетанием этих способов? И, разумеется, не забывайте о бюджете. Иногда выбор в пользу того или иного способа управления автоматизации диктуют деньги, а не лучшие из технических решений, имеющихся на рынке.

4. Каков ваш поэтапный план?

Составьте поэтапный план проекта автоматизации жилища. Он позволит оценить масштаб работ и учесть все критически важные этапы. Всегда начинайте с электропроводки. Для начала оцените ее общее состояние. Умный дом — явно не лучший способ потратить деньги, если в квартире или доме изношенная и небезопасная проводка.

Если для контроллера и исполнительных устройств с постоянным питанием (реле, диммеров, умных патронов для ламп и т.п.) нет проводки в нужных местах, то ваш проект автоматизации не продвинется. Кроме того, учитывайте перспективу расширения умного дома в будущем. Подумайте, где вы хотите установить умные устройства с постоянным питанием, а затем проверьте, есть ли возможность подвести к ним электроэнергию.

Если вы планируете устанавливать встраиваемые беспроводные модули в штатные розетки и выключатели, то убедитесь, что подрозетники и монтажные короба имеют достаточную глубину, чтобы в них уместился модуль.

Некоторые беспроводные реле и выключатели требуют подключения к нейтрали. Проконсультируйтесь с электриком, есть ли в вашем доме такая возможность. Если нет, то ищите версии реле и выключателей, не предполагающие подключения к нейтрали.

Укажите на плане дома и квартиры места расположения умных устройств

Отметьте на плане места установки датчиков, актуаторов и контроллера. Если контроллер беспроводный, то всегда лучше устанавливать его в центре квартиры или дома, насколько это возможно. Некоторые беспроводные протоколы, основанные на ячеистой топологии (например Z-Wave и ZigBee) предполагают использование ретрансляторов радиосигнала. Ими выступают устройства с постоянным питанием — встраиваемые реле розеток, диммеры и некоторые другие устройства. В общем случае, чем больше ретрансляторов сигнала вы установите, тем лучше. Важно помнить, что металл, натуральный камень и бетон (особенно армированный) значительно ослабляют сигнал. Поэтому чем больше ретрансляторов, тем больше вероятность, что контроллер без проблем построит для радиосигнала альтернативный маршрут. Повторимся: для ретрансляторов обычно требуется постоянное питание, а стало быть — электропроводка.

Подробнее об особенностях установки беспроводной системы умного дома (на примере технологии Z-Wave) читайте в цикле наших технических статей.

Примеры вопросов, на которые надо ответить до начала конкретных проектов автоматизации

Ниже — примеры вопросов, которые вы должны задать себе перед тем, как начинать проекты автоматизации освещения и управления жалюзи:

Автоматизация освещения

Для какой цели вы хотите автоматизировать освещение и как будете использовать автоматическую систему? В каких комнатах? Вы хотите использовать проводную или беспроводную технологию автоматизации? Какой протокол автоматизации вы считаете для себя более подходящим? В каком состоянии домашняя электропроводка? Вы хотите использовать умные лампы (они дороже обычных) или диммеры/реле для обычных ламп? Хотите ли вы, чтобы лампы всегда включались, когда кто-то входит в помещение, или включались по движению только вечером/ночью? Если вы хотите использовать цветные светодиодные ленты, то есть ли возможность подвести к ним питание? Какой бренд умных ламп вы предпочитаете? Есть ли у этого бренда умные лампы с поддержкой выбранного вами протокола автоматизации?

Управление рольставнями

Для какой цели вы хотите автоматизировать моторизованные рольставни? В каких комнатах? Хотите ли вы, чтобы рольставни открывались/закрывались в автоматическом режиме или только по вашей команде со смартфона? Хотите ли вы, чтобы рольставни автоматически закрывались во время дождя? Нужно ли одновременно с рольставнями автоматически закрывать оконные фрамуги? Есть ли возможность подвести питание к электроприводам рольставней и моторизованных оконных систем?

Если у вас нет необходимых навыков работы с электропроводкой, обращайтесь к профессионалам

Если вы не можете ответить на эти или какие-то другие вопросы, то лучше обратиться к профессиональному инсталлятору систем «умный дом». Кроме того, всегда обращайтесь к профессионалам, если ваш проект требует установки встраиваемых реле розеток, диммеров, питания электроприводов и т.п., а у вас нет навыков работы с электропроводкой. У профессиональных инсталляторов также лучше заказывать установку критически важных систем (предотвращения протечек, датчиков задымления и утечки газа и т.п).

Заключение

Грамотное проектирование умного дома — залог того, что готовая система будет отвечать вашим потребностям, и что вы будете способны расширять умный дом в будущем, укладываясь в рамки бюджета. Если вы новичок в мире домашней автоматизации, начинайте с небольших проектов. Тем более, что современные беспроводные технологии позволяют наращивать возможности умного дома без необходимости выполнять дорогостоящие и пыльные работы по прокладке кабелей.