Умный дом своими руками схема – Умный дом своими руками — схема, пульты управления, на базе пк, пошаговая инструкция, особенности установки в квартире, на даче и в других п

Своими руками
alexxlab

Содержание

Умный дом: оборудование для квартиры — обзор

Современные системы автоматики массово проникают в быт человека, обеспечивая ему уют и комфорт проживания. Однако стоимость внедрения этих устройств доступна не всем людям, а имеющиеся недостатки умело замалчиваются маркетологами.

Попробую высказать свое личное мнение электрика, что представляет сейчас умный дом: оборудование для квартиры для среднестатистического хозяина, какую пользу владелец может получить от его внедрения и с какими трудноразрешимыми вопросами придется столкнуться.

Содержание статьи

Что такое умный дом и умная квартира: основные отличия двух систем

4 основные задачи, заложенные в новую интеллектуальную технологию, можно свести к следующим вопросам:

  1. повышение безопасности проживания человека;
  2. обеспечение комфортных условий и жизненных удобств;
  3. выбор оптимального режима расходования материальных средств, снижающих финансовые затраты на оплату воды, газа, электрической энергии, теплоносителей;
  4. помощь в обучении детей и контроле над их поведением, уходе за пожилыми родственниками.

Эти возможности имеют однотипные технические решения, но ограничиваются набором функций внутри квартиры.

Общие принципы работы автоматики для новичков

Бытовая система автоматики получила термин «Умная» в результате маркетингового хода производителей. Он так и прижился за этим оборудованием.

Автоматизированные системы управления уже много десятилетий работают в энергетике и на производстве.

Высоковольтная подстанция

Например, мощные электрические подстанции с высоковольтным оборудованием в автономном режиме питают целые города и даже районы, а робототехника на промышленных предприятиях самостоятельно плавит металлы, выпускает готовую продукцию.

Сейчас все эти технологии за счет применения доступных микропроцессорных устройств успешно перешагнули в наш быт.

Индивидуальная система автоматических устройств позволяет:

  • обеспечить единую систему допуска в жилище, удобную для всех членов семьи;
  • осуществлять охрану имущества от несанкционированного проникновения злоумышленников или случайного возгорания, затопления;
  • вести ненавязчивое видеонаблюдение за посетителями;
  • управлять работой систем поддержания оптимального микроклимата в помещениях;
  • по запланированному расписанию готовить пищу;
  • регулировать освещение;
  • выполнять другие специальные задачи.

В основу проекта интеллектуального дома заложены алгоритмы взаимодействия общих связей всех контролируемых процессов, но с обязательной возможностью обеспечения изменения их настроек владельцем с учетом собственных интересов.

Благодаря широкому ассортименту принципов, заложенных в оборудование, хозяин может:

  • выбирать различные режимы экономии электроэнергии, газа, воды;
  • управлять всеми технологическими процессами непосредственно в доме или дистанционно из любого места планеты посредством связи через интернет.

Чем отличается умная квартира от умного дома

Первоначально оборудование умного дома создавалось для автономного обслуживания отдельно стоящего жилого здания на выделенной территории.

Поэтому оно включает как внутренние помещения, так и придомовую территорию с системой охраны и видеонаблюдения, наружным освещением, автоматикой управления въездными воротами, другой техникой.

Здесь используется свое индивидуальное отопление, водоснабжение, газ, канализация. Может быть установлена отдельная электростанция с генератором, работающим от дизельного или бензинового двигателя, энергии ветра или солнца.

Возможна система аварийного перехода на собственное резервное питание при пропадании электроснабжения от государственной сети.

Квартира же уже построена внутри много этажного здания с одинаковой для всех жильцов инфраструктурой жизнеобеспечения. Здесь общая система контроля доступа посетителей через домофон, разводки телефонных линий, интернет кабеля.

Умная квартира

Территориально и функционально объем задач, решаемых в интеллектуальной квартире меньше, чем у отдельно стоящего дома, хотя они используют те же принципы построения.

Состав оборудования и возможные проблемы: как их решать

Почему-то у части людей складывается ошибочное мнение о системе автоматики умного дома, как наборе каких-то электронных и цифровых приборов, которые достаточно купить и они станут сами работать. Это не так.

Потребуется составить грамотный план помещений, учесть в нем установку силовых приводов и цепей электропитания, выполнить монтажные работы.

Как составить проект умной квартиры: научный подход

Чтобы обеспечить комфортные условия для себя, вам потребуется определиться с задачами и составить проект, который учтет все оборудование, например:

  • безопасность доступа посетителей через двери, исключить несанкционированные проникновения сквозь окна;
  • точки организации видеонаблюдения;
  • конфигурацию системы поддержания микроклимата;
  • варианты освещения;
  • автоматику защиты от протечек воды и прочие необходимые функции.

Под все эти задачи монтируется индивидуальное оборудование. Например, под умные шторы необходимо:

  • вначале повесить карниз;
  • предусмотреть, смонтировать и наладить под него привод;
  • подвести электрический кабель.

Только после этого можно установить блок управления, настраивать его работу по местной программе и дистанционно.

Аналогично, для оперативного перекрытия воды при аварийном прорыве трубы срабатывания обычного датчика протечки недостаточно. Даже если он автоматически отправит вам смс, то быстро устранить проблему руками не всегда получится.

Поэтому на вводе системы водоснабжения должен быть дополнительно смонтирован электрический привод, способный перекрыть подачу воды по дистанционной команде.

Ввод водоснабжения в квартиру

Проект умной квартиры проще всего составить на бумаге. Для этого можно воспользоваться сведениями из технического паспорта.

Также удобно взять лист бумаги, рулетку, измерять все размеры и создать по ним рабочий эскиз.

Вариант изготовления плана квартиры с помощью доступной компьютерной программы Визио я записал отдельным видеороликом.

Надеюсь, что он поможет вам создать один раз документ, которым потом можно будет пользоваться многократно для решения любых бытовых вопросов от планирования маршрутов электропроводки и других магистралей, до расстановки мебели, оформления мест освещения, создания интерьера.

Как выполнить электромонтажные работы в жилых помещениях: практические советы

При создании оборудования интеллектуальной квартиры очень важно правильно смонтировать электрическую проводку. От ее надежности полностью будет зависеть безопасность людей.

В квартирном щитке потребуется подключать огромное количество проводов и кабелей. Минимальное их количество, показанное на фото ниже, способно решить только самые необходимые задачи.

Провода и кабели

На деле же придется иметь дело с целыми связками из них, которые придется прокладывать определенным образом. В качестве примера привожу вариант размещения электропроводки по стенам.

Хотя еще можно сделать маршруты для нее по полу, потолку и комбинированно. Поперечное сечение жил провода и кабеля должно выдерживать подключенную нагрузку по току и мощности.

Эти и некоторые другие специфические вопросы электроснабжения квартиры я изложил отдельной статьей про электромонтажные работы.

Внутри электрического щитка необходимо правильно подобрать защиты:

Сейчас популярность набирают устройства защиты от дугового замыкания. Однако, если рассматривать их модули, то вместо УЗИС или УЗМ-50 я рекомендую продукцию от AFDD. Мое мнение читайте в статье по приведенной ссылке.

Только изготовив первоначальный проект умной квартиры, установив по нему силовое оборудование и выполнив электромонтажные работы в полном объеме, можно заниматься вопросами автоматизации и удаленного управления.

Как работает оборудование умной квартиры: обзор устройств

Маршрутизатор: что это такое

Система умного дома функционирует за счет общего для всех приборов устройства связи, обеспечивающего обмен информацией между подключенными абонентами.

Его принято называть роутер, хотя Router — это термин английского языка, который стали писать так же: «роутер». Он переводится на русский, как маршрутизатор.

Его можно представить устройством, создающим маршруты для обмена информацией по беспроводным каналам связи между различными устройствами.

Как работает роутер

Маршрутизатор необходим системе умного дома потому, что в ней используется много оборудования, управляемого по внутренней сети Wi-Fi. Ее создает, организует и контролирует Router.

Он подключается к сети интернет по телефонному кабелю или оптоволокну и организует два вида информационной сети в квартире:

  1. проводной Ethernet, которую, например, подключают к компьютерам;
  2. беспроводной вай фай для поддержки управления мобильных устройств и умных приборов по радиоканалу.

Важно учесть, что основной рабочий режим маршрутизатора через телефонный кабель или оптоволокно в аварийных ситуациях со средствами связи или при повреждениях электроснабжения может быть нарушен.

Для поддержания работоспособности систем безопасности квартиры необходимо предусматривать у роутера возможность передавать информацию владельцу удаленно по сети беспроводного интернет за счет дополнительного питания от встроенных батареек и организации связи через подключенную сим-карту.

Маршрутизатор встраивается в центр умного дома для координации работ всех его устройств в управляемой экосистеме.

Центр умного дома

Датчики системы

Так называют приборы, реагирующие на изменение какого-либо физического параметра обычно с преобразованием энергии в электрическую величину. При использовании элементов электроники их называют электронными датчиками.

Такие устройства подлежат стандартизации и относятся к средствам измерений. Они широко используются в системе умного дома для контроля определенных параметров безопасности и обеспечения многих технологических процессов.

Датчик движения, например, устанавливается на входе в помещение, обычно над дверью, и реагирует на перемещения человека, домашних животных, любых объектов.

Датчик движения

Датчик дыма монтируется вверху (в области потолка) с целью фиксации момента начала возгорания для предупреждения хозяина и параллельного оповещения, экстренного вызова специалистов МЧС.

Датчик дыма

Его своевременное срабатывание должно спасти не только имущество, но и жизни жильцов.

Датчик качества воздуха постоянно сканирует чистоту воздушного пространства, определяя количество примесей в нем, температуру, процент влажности.

Датчик качества воздуха

При отклонении этих параметров от нормы принимаются соответствующие меры к экосистеме по восстановлению благоприятной для здоровья атмосферы.

Датчик протечки воды устанавливается в тех проблемных местах, где возможен прорыв водопровода или системы водяного отопления с возникновением аварийной ситуации.

Датчик протечки воды

Попавшая на его контакты вода замыкает электрическую цепь, датчик срабатывает и отправляет сигнал в центр умного дома. От него дистанционно происходит оповещение хозяина и подача команды на аварийный привод отключения ввода водоснабжения.

Датчик открытия двери состоит из двух отдельных частей, связанных только собственным магнитным полем:

  1. первая половинка крепится на открывающейся створке дверного полотна;
  2. вторая часть — на неподвижной стойке или косяке.
Датчик открытия двери

Геркон, размещенный на стационарной части, переключает свои контакты при открытии двери, а от него передается сигнал к центру управления по Wi-Fi.

Этого типа датчик также ставится на окно для контроля доступа через него.

Браслет фитнесс трекер надевают на руку спортсмена, выполняющего физические упражнения. Он контролирует жизненно важные параметры человека: артериальное давление, качество пульса, оценивающие состояние организма.

Браслет фитнес трекер

По этим показателям даются рекомендации по соблюдению тренировочного режима, созданию нагрузок.

Также браслет фитнесс трекер можно надеть на руку человеку с ослабленным здоровьем, что позволит удаленно контролировать его состояние.

Умная розетка с одной стороны имеет обыкновенную вилку, а с противоположной — контактные гнезда для подключения бытового прибора.

Умная розетка

Ее внутренний механизм способен контролировать работающий прибор и управлять им по командам от интеллектуального центра.

Умный выключатель света позволяет с места или дистанционно посредством пульта брелка управлять освещением.

Выключатель света Sonoff

Со смартфона через интернет и местную вай фай сеть можно имитировать присутствие человека в квартире световыми манипуляциями, отключать и включать светильники.

Выключатель света с дистанционным управлением

Wi-Fi камера предназначена для ведения видео наблюдения за назначенным пространством жилого помещения в квартире. Сейчас существует большое разнообразие подобных конструкций.

Wi-Fi камера

Среди них большой популярностью пользуются устройства, ведущие скрытое видеонаблюдение. Их встраивают в обычные бытовые приборы, например, электронные часы.

Скрытое видеонаблюдение

Такие «шпионские штучки» позволяют повысить безопасность в местах, привлекательных для злоумышленников, которые при проникновении на закрытую для них территорию в первую очередь будут выводить из строя штатные средства охраны.

Все датчики системы умной квартиры могут обмениваться информацией своего состояния по местной сети вай фай с интеллектуальным центром, а от него происходит связь и управление с владельцем через интернет.

По сети интернет хозяин квартиры постоянно контролирует состояние своего жилища и сохранность имущества внутри него.

На какие технические стороны охраны необходимо уделить внимание в первую очередь

Заботясь о собственной безопасности и сохранности личного имущества нельзя забывать о том, что злоумышленники тоже не дремлют. Они постоянно совершенствуют свои знания и практические навыки.

Их вандальные действия необходимо предусмотреть и пресечь. Для этого стоит хорошо представлять, что они способны на любые пакости, а перед взломом жилища примут меры к осуществлению своих черных замыслов.

Представим худшую ситуацию, когда преступники, зная о постановке квартиры на наблюдение в департаменте охраны, постараются:

  1. вывести из строя оперативный пульт службы, на который поступают все сообщения от оконечных устройств или повредят GSM, оптику, Ethernet к нему. Тем самым все абоненты, заключившие договор с агентством, окажутся бесконтрольны;
  2. организовать серию ложных вызовов машин охраны к дальним абонентам и в пути устроить их повреждение, например, прокол шин разбросанными колючками;
  3. устроить аварию на линии электроснабжения и надолго оставить здание без электричества;
  4. запустить сильный электромагнитный импульс на вводе жилища и выжечь им всю электронную начинку умного дома.

Какие меры следует принять владельцу квартиры, чтобы помочь в дальнейшем следствию раскрыть подобное преступление и вернуть свое имущество:

  • от последствий аварийного отключения электропитания может спасти наличие резервных батареек, которые способны обеспечить передачу информации между всеми абонентами;
  • последствия воздействия электромагнитного импульса уменьшит правильно подобранный ограничитель напряжения, УЗИП;
  • небольшая серия скрытых «шпионских штучек» позволит зафиксировать грабителей во время их черной акции и отыскать их следователям.

Приведенный пример не является универсальным рецептом на все случаи жизни. Он просто показывает, что владельцу квартиры умного дома не стоит полностью полагаться на заверения производителей и охранных служб, а важно принимать свои дополнительные меры страховки.

При этом придется их периодически проверять. Например:

  • батарейки, установленные в качестве резервного питания, со временем могут разрядиться;
  • на сим карте модема роутера беспроводного интернет когда-то закончатся деньги. С этого момента связь будет потеряна.

Общее представление об удобствах, которые может предоставить умный дом — оборудование для квартиры, хорошо показано в видеоролике Crazy Maks TV. Рекомендую посмотреть его внимательно.

Напоминаю, что сейчас у вас самое благоприятное время прокомментировать материал этой статьи и задать свой вопрос, который мы обязательно обсудим.

Как работает умный дом - схема, принцип работы системы умный дом

Система «умный дом» представляет собой интегрированное устройство управления всеми сетями инженерии.  Благодаря современным технологиям, при помощи которых создаются инженерные системы, можно объединить их при помощи единого центра управления. Если вы не знаете, как сделать «умный дом» своими руками и настроить его работу максимально эффективным образом, можно ознакомиться с подробным описанием особенностей функционирования системы с помощью выложенных в интернете инструкций и видео.

Преимущества использования беспроводных технологий для системы «умный дом»

К основным преимуществам использования системы «умный дом» можно отнести следующие:

  • небольшое время установки и отладки схемы - при создании системы не нужно прокладывать провода, за счет этого снижается стоимость расходных материалов и работы
  • минимальные повреждения отделки квартиры - использование беспроводных технологий позволяет практически полностью исключить монтажно-строительные работы
  • «умный дом» работает при установке датчиков в любых точках - данная особенность позволяет получать наиболее точные показатели состояния каждого объекта
  • гибкость конфигурации сети - благодаря отсутствию проводов нет привязки объектов интерьера и рабочих групп к определенному месту
  • простота увеличения системы - монтаж новых сенсорных датчиков не влечет за собой глобальных изменений в интерьере
  • мобильность системы - систему «умный дом» можно легко демонтировать и перенести на другой объект, например, в случае переезда
  • высокая скорость работы и защита данных - современные беспроводные технологии имеют более защищенные протоколы, а скорость их работы очень высокая

Это лишь основные достоинства системы «умный дом», к которым можно также отнести удобство использования, высокий имиджевый уровень, возможность следить за происходящим даже в момент отсутствия (при помощи видео, снятого камерами).

По какой схеме работает система «умный дом»

Структура «умного дома» достаточно проста, но при этом она позволяет охватить максимальное количество необходимых объектов (используются датчики и камеры для съемки видео). Чтобы эффективно обустроить «умный дом», схема должна выглядеть таким образом:

  • управление светом и электронагрузками
  • климатический контроль (отопительная и вентиляционная система, система кондиционирования)
  • безопасность (система наблюдения при помощи видео, снятого на камеры, техническая и пожарная безопасность, охранная сигнализация)
  • электроприводы (управление воротами, жалюзи, прочим автоматическим оборудованием)
  • система развлечений (видео, аудио)
  • погода и полив растений

Наиболее востребованным у потребителей является блок управления светом и электрическими нагрузками. Данная функция позволяет не только отключать освещение во всех помещениях одновременно, но и приводить уровень освещенности к необходимому значению (минимум, средний, максимум).

Контроль над климатической обстановкой в жилье позволяет получить необходимую температуру, единожды настроив систему. В дальнейшем «умный дом» самостоятельно будет регулировать работу подсистем инженерии для создания благоприятного микроклимата.

Охранная сигнализация предполагает защиту от проникновения на придомовую территорию, а также непосредственно в сам дом через окна и двери. Чтобы данная система функционировала более отлаженно, по всему периметру устанавливают камеры, которые круглосуточно осуществляют запись видео. Система развлечений предполагает просмотр видео в оборудованных комнатах, а также прослушивание любимых аудио во всех помещениях жилья.

Для чего стоит установить метеостанцию

Для контроля над погодой и поливом растений, необходимо установить метеостанцию локального характера, которая будет информировать жильцов о таких показателях:

  • температурные изменения
  • уровень влажности
  • сила и направление ветра
  • осадки

Если уровень выпавших осадков ниже нормативного значения, «умный дом» сможет включить систему полива.

Как правильно создать «умный дом» своими руками

Что можно получить, если знать, как сделать «умный дом» своими руками:

  • сбалансированное функционирование всех интегрированных устройств
  • детальное протоколирование всего происходящего
  • мониторинг работы каждого устройства отдельно, а также системы в целом
  • сокращение времени реагирования системы на изменения, а также подробный анализ происходящего
  • предотвращение аварийных ситуаций, а также работы по ликвидации последствий
  • надежная обратная связь «умного дома» с жильцами
  • простота управления

Для установки системы «умный дом» можно приобрести ее уже в готовом виде или ознакомиться с инструкциями, расположенными в интернете (видео, текстовые), в которых расписано, как сделать «умный дом» своими руками.

Как выполняется работа по установке

Что необходимо сделать для создания системы «умный дом» своими руками:

  • оборудовать сервер
  • настроить веб-сервер
  • организовать компьютерное видеонаблюдение для повышения уровня безопасности
  • подключить охранные аналоговые веб-камеры и систему сигнализации
  • настроить интернет-соединение
  • смонтировать сеть при помощи подключенных датчиков и прочих исполнительных устройств
  • подключить температурные датчики и систему освещения
  • создать управление отопительной системой
  • подключить все инженерные сети к единой системе «умный дом»

Прежде чем приступить к созданию «умного дома», необходимо выбрать центральный блок управления (желательно компьютер). Данное устройство поможет обеспечить универсальность и простоту использования системы. При помощи компьютера можно выполнять большое количество разноплановых задач в пределах одной системы, а также мелких подсистем. Благодаря развитости современного оборудования, а также оснащения его наиболее распространенными протоколами, интеграция подсистем в единую систему «умный дом» становится очень простой.

После того как вы определились с устройством управления, необходимо подключить к нему камеры, обеспечивающие запись видео для повышения безопасности жильцов. После таких процедур подключиться к видеонаблюдению можно при помощи удаленного рабочего стола, даже не находясь дома. Помимо камер, необходимо подключить сигнализацию и специальные датчики.

Также к серверу можно подключить 1-wire датчики, при помощи которых можно автоматизировать включение и отключение придомового освещения в зависимости от климатических особенностей; полученную информацию можно использовать для контроля температурного режима внутри квартиры или дома.

Умный дом своими руками - схема, пульты управления, на базе пк, пошаговая инструкция, особенности установки в квартире, на даче и в других п

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.

Управление элементами системы со смартфонаУправление элементами системы со смартфона

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.
Управление системой с помощью смартфонаУправление системой с помощью смартфона

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.

Плашет с интерфейсом управления системойПлашет с интерфейсом управления системой

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.

Примерная схема комплекса для установки своими рукамиПримерная схема комплекса для установки своими руками

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.

Датчики контроляДатчики контроля

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.

Панель управления «умного дома»Панель управления «умного дома»

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.

Автоматика для дома своими руками / Habr

Моя статья будет полезна тем, кто только задумывается над подобного рода системой, поможет определиться делать ли самому и ориентирована в основном на энтузиастов-колхозников. Изначально пишу “автоматика” а не умный дом, потому что на данном этапе умных функций в моей системе управления нет, сейчас стояла задача в сборе данных и управлении устройствами. Всё должно измениться в будущем, когда появятся алгоритмы, которые и сделают дом умным. С моей точки зрения, если вы можете включать свет со смартфона, то это не делает ваш дом умным. Умным он становится когда у вас написаны сценарии, которые помогают вам, облегчают контроль за домом и делают рутинные вещи незаметными для вас. Например, включить свет на крыльце, когда уровень освещённости ниже какого-либо порога, и выключить в два ночи, не включать полив если сегодня обещают осадки с вероятностью больше 60 процентов, если появилось движение в комнате то включить подсветку лестницы и т.д. И только в этом случае он становится “умным”.

Немного лирики. Всегда хотелось иметь дом за городом, долго на это решался, потому что стройка это не только большие финансовые затраты, но и большие затраты вашего личного времени, которое можно посвятить любимым хобби, семье. Благо что одно из них у меня, это как раз разработка всяких ненужных устройств. Где-то еще на начальном этапе я для себя решил, что это может быть интересно и, выбрав участок, я начал строить планы. Сначала пришлось конечно много времени уделить вопросам связанным с самой стройкой, таким как проект, поиск строителей и всяким другим хлопотам. Но потом, когда коробка была готова, подошло время задуматься и о системе автоматизации дома, это то, что мне нравится и что хотелось сделать, ну просто странно программисту вставать с дивана что бы выключить свет в ванной.

Начались изучения того, что есть на рынке и что можно купить и доколхозить самому. Как оказалось рынок, вполне насыщен множеством решений, но в них то того не хватало, то другого, и нигде не было целостного решения, которое меня бы удовлетворило (нет, конечно, решения были, но стоимость в 20т. уе. меня не удовлетворяла). Например у Шнайдера есть неплохое решение базирующееся на KNX, на котором можно построить управление освещением, ролетами и вентиляцией, но интегрировать в систему что-нибудь кроме стандартных элементов практически невозможно, плюс о вэбинтерфейсе и управлении через гугл хоум можно забыть, а об автоматизации сценариев вообще говорить не приходится. С другой стороны, на рынке хватает решений, которые и беспроводные, и дружат с гуглом и апликейшины для них уже готовы, но у них есть масса нюансов, которые отодвигают такие решения на задний план. Например, сложность одновременного управления освещением с обычных выключателей и с апликейшена, часто это вообще невозможно или если и возможно то проблемно реализовать проходные выключатели, а хотелось бы иметь дом в котором всё работает и без умного дома на случай его крэша. Плюс мне не очень хотелось обвешивать дом массой отдельных коробочек, до сих пор не понимаю почему бы датчик движения, угарного газа и температуры не поместить в один корпус, пусть он даже и будет стоить дороже, зато мне не придется весь потолок увешивать какими-то девайсами, да еще и менять в них батарейки каждые два года.

В общем, со словами, ну “тыж программист”, я начал думать как бы я это заколхозил сам и что для этого нужно. Продумывая разные варианты применения системы стало понятно что перед тем как что-то делать надо крепко всё продумать (это кажется очевидным, но нет, иногда хочется что-то сделать прям сейчас) потому что положив проводку в штробы и заштукатурив её, обратного пути уже нет.

Сформировав список желаний у меня получилась вот такие подсистемы:

  • освещение в доме
  • ролеты
  • управление заслонками вентиляции
  • датчики движения, датчики освещенности, СО и температуры в комнатах
  • автоматический полив
  • датчики движения по территории участка
  • резервное питание

Изначально хотелось всё собрать на покупных устройствах и как-то свести их в единую систему, это казалось самым оптимальным вариантом по затратам времени/финансов и надежности системы. Мысли перескакивали с одной подсистемы на другую, но никакого стройного решения не было сформулировано ни для одной из подсистем, проходили месяцы, но решение не сформировывалось плюс еще и сама стройка отвлекала, да ещё и зима началась (а это время гор и сноуборда и это без всяких компромиссов, тогда это еще так было). Пришлось ограничить полет мысли и заставлять себя прорабатывать одну подсистему за другой, началось всё с освещения.

Давайте вкратце рассмотрим каждую.

Освещение. Из вводных было то что свет должен работать одновременно и от выключателей и от системы управления (далее САУ), плюс должна быть возможность сделать проходные выключатели. Для этого САУ как минимум должна знать включен он сейчас или нет. Было несколько идей как это реализовать, но остановился я на этой схеме — кнопочный выключатель — импульсное реле(Elko MR-41) — дискретный выход — дискретный вход. Дискретный выход параллелим с кнопочным выключателем, НР контакт реле на лампочку, НЗ — на дискретный вход для получения статуса.

Из этого всего следовало что к каждой точке освещения, которая должна управляться и с выключателя и с САУ, должен идти свой провод от щитка, аналогично с и выключателями. Схема проводки в скечапе очень помогла осознать масштабы бедствия, проводов получалось много, но это не должно испугать человека решившегося на умный дом. Рекомендую не ленится и таки делать эту схему, не обязательно в скечапе, в будущем эта работа сэкономит вам кучу времени и поможет даже через годы, когда нужно будет повесить картину и вы будете гадать есть там провод или нет.

Ролеты. Отличие от света в том что нагрузка в этом случае это не лампочка а электродвигатель, со всеми отсюда вытекающими. Так же как с освещением хотелось иметь управление и с механического выключателя так и с системы управления. Поэтому схема получилась такая: дискретный выход — контактор и в параллель кнопочный выключатель для каждого направления вращения.

Вентиляция. Тут все просто, её я отдал на откуп САУ, и не предусмотрел никакого другого управления, навряд ли я когда-нибудь захочу открыть/закрыть вентканалы не с апликейшена. Так что схема — два дискретных выхода — простенький привод Belimo LM24-T с ebay за 25$ без обратной связи.

Вот так выглядит привод смонтированный на вентиляционной заслонке:

Датчики движения, датчики освещенности, СО и температуры в комнатах. На рынке сейчас валом таких девайсов, но все с проприетарным интерфейсом и подключить их в свою доморощенную систему достаточно сложно, да и плюс упомянутая уже проблема с тем что каждый датчик пытаются продать как отдельное устройство в своём корпусе. Вот меньше всего хотелось бы на потолке видеть россыпь разных устройств, а как задумаешься что в них всех надо поменять батарейки так и страшно становиться. Также всегда остаётся вероятность того что производитель закроет открытое api своих устройств, и заставит вас пользоваться только своим приложением как недавно гугл поступил с nest и вся ваша целостная система развалится на куски. Поэтому я сделал свой девайс на AVR, назвав его “сенсортэг” и напаковал его всем что мне было нужно: датчик движения с цифровой подстройкой чувствительности, датчики освещенности, температуры, угарного газа, управляемую подсветку, ESP8266, RS485 c гальванической развязкой, 24В блоком питания. Получилось вот такое устройство, но в реалии ему нужно посвятить отдельную статью и не особо зацикливаться на нём в этой.

Автоматический полив. Казалось бы что тут сложного, должно быть самое простое устройство типа дискретный выход — соленоид на 24В. Но как оказалось что все клапаны полива на 24В но AC. Так что пришлось делать отдельный блок с трансформатором на 24В и блоком реле, который по 24В DC коммутирует 24В АС.

Датчики движения по территории участка. У охранных датчиков выходы это НР и НЗ контакт так что тут как раз всё просто, дискретные входы и всё, только вот не стоит забывать про разрядники(неплохо подходит вариант разрядников для патч панелей).

Резервное питание. Изначально это не планировалось, но со временем выяснилось что за пределами города пропадание электроэнергии это никакое не ЧП а вполне обыденное явление. И хотя, я считаю что система умного дома должна быть спроектирована так, что бы её можно было включить/выключить в любой момент без печальных для неё и дома последствий, но от резервного питания я не отказался. Решив что коль у меня уже есть мои сенсортэги на 24В, приводы на 24В, то всё питание САУ я сделаю 24В. Получилась неплохая связка mean well блока питания, mean well упса и аккумуляторов, работает, проверял.

После того как хардверное решение сформировалось вроде как в законченную систему можно было переходить к монтажным работам силовой части: прокладке силовых проводов, разводки силового щитка и разводке слаботочки. Проводов получилось пугающе много, но от выходных к выходным становилось все красивее и красивее, в итоге через месяц всё наладилось и заработало. Бонусом получилась возможность сделать временную панель управления светом и ролетами для строителей.

Следующим этапом было планирование щитка с модулями управления.

Топология системы:

Модули DI/DO. Нужно было прикинуть топологию системы, какие модули в неё входят, на каких контроллерах что работает. Тут существует масса вариантов реализации, и все они будут правильными если будут работать. Забегая вперед скажу что я остановился на системе из покупных модулей DI/DO, управляющем контроллере на Beaglebone black и вэбсервере на Raspberry Pi. Далее необходимо подсчитать все дискретные входы/выходы и их типы. Т.к. разрабатывать модули DI/DO не было никакого желания то я просто поискал на рынке уже готовые за вменяемую цену. Остановился на модулях Овен, в принципе они покрыли все мои нужды по управлению:

  1. МВ110-8ДФ, как модуль дискретного ввода для сигналов 220В.
  2. МУ110-16Р, для управления освещение, ролетами, вентиляцией и клапанами полива.
  3. МВ110-16ДН, как модуль дискретного ввода для сигналов с уличных датчиков движения.

Подключаются данные модули в систему по интерфейсу RS485 ModBus, в принципе промышленный стандарт, так что с его имплементацией не должно возникнуть ни каких трудностей(можно написать самому поддержку основных команд или взять уже готовую библиотеку).

Контроллер. Для связи с моими модулями «сенсортэг», расположенными в каждой комнате и модулями Овен в щитке мне нужен был контроллер который мог бы их опрашивать по RS485 интерфейсу и имел Ethernet для общения с сервером. Рассматривал вариант использовать Wiren Board, но у них мало RS485 портов да и вот контроллер хотелось самому сделать. Контроллеру хочется посвятить отдельную статью, так что тут можно упомянуть что он сделан на Beaglebone black и имеет 3 гальванически изолированных порта RS-485 и питание 24В.

Система для контроллера Beaglebone black собрана на базе Buildroot и доведена до состояния запускаем билд — получаем готовый образ для SDшки. ПО Beaglebone black состоит из: коммуникационного ядра, MQTT gateway и Mosquitto server. Коммуникационное ядро, опрашивает RS-485 порты, формируя внутреннюю таблицу дискретных и аналоговых точек. MQTT gateway преобразует точки контроллера в значения MQTT топиков и передает их в Mosquitto server. Все доступно по этой линке.

Щиток управления и имитатор сигналов(освещение, ролеты и вентиляция):

ПО Raspberry Pi это Home Assistant. Меня порадовала эта система, она очень проста, поддерживает массу уже готовых устройств и позволяет очень гибко писать свои плагины на python. Я например, за пару недель написал себе собственные MQTT плагины для освещения, ролет, сигнализации и разных типов датчиков(освещение, СО, движения, температуры) и несколько видов автоматизаций, всё очень гибко и главное с низким порогом вхождения в систему. Ещё Home Assistant поддерживает интеграцию с Google Home и Alexa. Можно немного помучаться и сконфигурировать это самому, или сделать платную подписку на их сервис(5$ в месяц) и тогда процесс синхронизации Home Assistant и Google Home проходит за два клика. Как бонус мы получаем управление голосом, пока на английском, но обещают поддержку русского вот-вот. Выглядит это примерно так:

В этой статье я хотел дать овервью системы и пример конкретной реализации и не претендую на правильность выбранных мною решений. Кто-то может сказать что это туумач для дома, а кому-то может пойдет в пользу. В общем, не бойтесь это увлекательно, просто хорошо всё структурируйте и начинайте. Все идеи не приходят сразу, они появляются в процессе реализации, так что менять прийдется, и не раз. Далее планирую написать про разработку своего контроллера и сенсортега, что как программисту более интересно чем всё описанное тут.

«Умный дом» собственными руками / Habr

Представьте картину: вы входите домой, автоматически включается свет и приятный женский (мужской, впрочем — кому как) голос приветствует вас. Вы небрежно бросаете фразу в сторону микрофона: «Дом, включи мой компьютер». Через несколько секунд слышите привычный шелест кулеров своего родного железного коня.

Фантастика? Под хабракатом я хочу поделиться своими успехами в построении подобной системы у себя дома.

Будущее — сейчас

Все мы когда-нибудь видели подобные картины в зарубежных фантастических фильмах и мечтали: «Когда-нибудь такое будет и у нас». Спешу вас обрадовать — подобие увиденного можно реализовать уже сейчас и без гигантских затрат.

Небольшой экскурс в том, что сейчас называют «умный дом». Вот что скажет нам википедия:

«У́мный дом (англ. digital home) — жилой автоматизированный дом современного типа, организованный для удобства проживания людей при помощи высокотехнологичных устройств. Под «умным домом» следует понимать систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс.

Важной особенностью и свойством „Умного дома“ отличающим его от других способов организации жизненного пространства является то, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством, когда человек одной командой задает желаемую обстановку, а уже автоматика в соответствии с внешними и внутренними условиями задает и отслеживает режимы работы всех инженерных систем и электроприборов.

В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и сигнализации, воротами и прочим. В доме оборудованном системой „Умный дом“ достаточно одним нажатием на настенной клавише (или пульте ДУ, сенсорной панели и т. д.) выбрать один из сценариев. Дом сам настроит работу всех систем в соответствии с Вашим пожеланием, временем суток, Вашим положением в доме, погодой, внешней освещённостью и т. д. для обеспечения комфортного состояния внутри дома.»

В моем случае, я расскажу как организовать управление нагрузкой (розетки, лампы накаливания, etc) при помощи распознавания голосовых команд и озвучить все это неплохим русским голосом.

Технические подробности

1-wire

Для начала нам, конечно же, необходимо определиться с технологиями управления электропитанием устройств. На текущий момент таких имеется множество. Самая, пожалуй, простая, популярная и недорогая в реализации, это 1-wire от компании Maxim/Dallas. Технология 1-wire далеко не нова и известна уже около 10 лет. 1-wire широко применяется как в быту, так и в промышленных системах.

Преимущества 1-wire

  • Простая и понятная архитектура сети
  • Низкие требования к кабелям
  • Большая протяженность линии
  • Низкая стоимость и простота компонентов
  • Открытый протокол и доступное ПО для программирования
  • Возможность в определенных ситуациях обходиться без питания

Как известно, плюсов без минусов не бывает. Вот они:
  • Низкая скорость передачи данных
  • Обязательное наличие мастера, ведущего сети

Видно, что плюсов технологии гораздо больше, чем минусов. Остановимся подробнее на обязательном требовании к наличию мастера сети.

Дело все в том, что устройства с точки зрения организации обмена данными пассивные элементы цепи. Компоненты 1-wire не могут без специального запроса посылать в сеть данные. Таким образом устройства не могут общаться друг с другом без «активного» ведущего. Элементы сети являются всегда ведомыми. Мастер в сети 1-wire только один. Именно он инициирует, контролирует и управляет работой сети и подключенных к сети устройств. В зависимости от используемого программного обеспечения, мастер 1-wire линии может по-разному работать со своими подопечными, но только он в конечном итоге может опросить состояние конкретного элемента, а также послать запроса на получение от этого элемента какой-либо информации. Например, если нам необходимо в режиме реального времени выводить значение температуры с множества датчиков, то мастер сети в цикле будет по очереди опрашивать эти датчики. Отвечать мастеру по сети может только одно устройство. В качестве мастера может выступать МК (микроконтроллер), который может при соответствующем ПО напрямую включаться в сеть 1-wire к одному из своих портов ввода-вывода. Мастером может выступать также ПК (персональный компьютер), использующий специальные элементы сопряжения, позволяющие соединять 1-wire с COM-портом или USB-портом компьютера, такие как DS9097 или DS9490.

Собственно, работа ПК в качестве контроллера нас и интересует. Специальный элемент сопряжения выглядит примерно так:

Как видно, это небольшой переходник, имеющий с одной стороны USB, с другой — разъем RJ-11 для подключения элементов сети 1-wire (элементы 1-wire мы можем вешать на стандартный телефонный кабель — дешево и сердито).

X10

Другая технология под названием Х10 использует для передачи данных метод частотного уплотнения в обычной электросети квартиры.

Плюсы:

  • Легка в установке
  • Никаких дополнительных проводов в квартире
  • Распространенный стандарт, много исполнительных элементов
  • Относительно низкая стоимость и простота компонентов
  • Не требует дополнительного электропитания

Минусы:

  • Медленная передача данных
  • Большинство элементов не поддерживает команду статуса (т.е. не узнать текущее состояние устройства)
  • Дороже чем 1-wire

Х10 подойдет ленивым и тем, кто не желает по каким-то причинам тянуть дополнительные кабеля. Я попал в ту и другую категорию, поэтому мой выбор остановился на Х10 =)

Будем считать, что с технологией управления электропитанием мы определились.

Едем дальше — видеонаблюдение

Ведь хочется иногда посмотреть, что творится дома, пока вы на работе, в отпуске, на даче, etc? У меня есть домашние питомцы и при длительном отсутствии хочется посмотреть на них и даже поговорить. Цели могут быть разными. Что нам для этого потребуется?

В первую очередь — компьютер. Он будет ядром, головой нашей системы «умный дом». Именно к нему мы подключим управление электропитанием наших домашних устройств посредством мастера сети 1-wire или Х10, к нему же мы подключим и камеры видеонаблюдения. В моем случае, я выбрал обычные простые web-камеры среднего качества. Подключаться все будет через USB. Ограничение на длину кабеля в 5 м, обходилось мной в виде покупки длинных активных USB кабелей, где возможно, и связкой кабелей через USB-хабы с внешним питанием (возможно, кто-то предложит другое решение — буду рад услышать). У меня вышло в итоге 4 веб-камеры для всех помещений квартиры.

Учим компьютер понимать нас и разговаривать

Для меня «умный дом» в первую очередь — это интерактивность. Для этого мы его научим разговаривать и понимать в свою очередь нас.
Мои исследования показали, что достойный уровень распознавания речи в данный момент может дать только Google. Я думаю, все знакомы с его замечательным голосовым поиском и переводчиком, которые могут здорово упростить жизнь владельцу мобильного устройства. Народные умельцы вычислили, что, куда и как надо отправить, чтобы получить из звукового файла текст.
То же самое и с синтезом — я не стал сильно заморачиваться и воспользовался тем же Google. На мой взгляд, синтезированная речь на достаточно неплохом уровне.
Объединяем

Самым удобным интерфейсом управления умным домом и связкой ПО я счел веб-интерфейс. Координированием работы ПО будет заниматься специально написанный демон на perl
Подводим итоги

В этой небольшой статье я рассмотрел минимально необходимые, с моей точки зрения, компоненты нашего «умного дома». Тут нет технической реализации — только краткий теоретический обзор. В следующих статьях я по-шагово опишу каждый компонент системы, его техническую и программную реализацию.
Используемые материалы

upd: Часть 2. Видеонаблюдение

Умный дом. Все начинается с проводов / Habr

Вскоре после того как я автоматизировал освещение в деревне, мы приняли решение, что нужно сделать капитальный ремонт в московской квартире. Это был шанс реализовать свою мечту об “Умном доме”. Особого понимания, что должно быть в умном доме, у меня не было, поэтому я решил руководствоваться универсальным принципом:" Если вы не знаете с чего начать умный дом, начинайте с освещения”.

Ремонт начался достаточно спонтанно, и времени досконально изучать тему умных домов особо не было. Если бы мне пришлось делать все еще раз, я бы более внимательно изучил другие подходы, в частности, OpenHab и KNX, но особого времени на изучение не было, поэтому я решил использовать то, что уже изучил, и первая мысль была — использовать все тоже программируемое реле ПР110. В тот момент мне казалось, что его возможностей более чем достаточно, и единственное, что нужно — это подключить его к локальной сети, чтобы в перспективе можно было управлять светом с телефона и других устройств. К сожалению (или к счастью), простого решения подключить его в локальную сеть не нашлось, зато в линейке продукции ОВЕН был промышленный контроллер ПЛК110. Для его программирования нужно было изучать комплекс CoDeSys, но в нем тоже можно было программировать в визуально й среде в виде блоков, что в тот момент мне казалось очень удобным. Поэтому я остановился на нем.

Выбрав основу архитектуры, нужно было принимать решение, что делать с проводкой. Я — категорический противник беспроводных технологий, поэтому по-максимому все должно работать по проводам, а беспроводные технологии только как дополнение. Например, я сразу решил, что если я захочу поставить, например, датчики открытых окон, то их можно сделать беспроводными, так как они не оказывают критического влияния на работоспособность основных систем. Про беспроводные технологии — они тоже сейчас есть, я расскажу в следующих статьях.

Итак, я использовал подход коллекторной разводки, когда от каждого выключателя и от каждой лампы провода ведутся к единому щитку, где все коммутируемся. Для электрических розеток я решил, что коллекторная разводка — это слишком, и все розетки в каждой комнате объедены в единую цепь, и от них идет единый кабель в кладовку, где стоит электрический щиток. Это не позволяет выборочно обесточивать розетки, когда все уходят из дома, но я считаю это не очень нужным, а для контроля электроприборов у меня реализован другой подход — стоит датчик тока, измеряющий общий уровень нагрузки.

Когда я только приступал к строительству своего умного дома, я еще не был уверен до конца в успехе своей затеи, и поэтому от выключателей я решил вести не витую пару, что было бы и удобнее и достаточно, а медный провод сечением 1.5 кв. мм. в количестве 4 жилы на точку. Мои доводы в пользу медного провода, а не витой пары, были очень просты — если что, я всегда смогу сделать обычное электричество.

Кроме медного провода я провел, где только можно было придумать, витую пару: локальная сеть в каждой комнате, IPTV, куча резервов для подключения каких-нибудь датчиков и так далее. В итоге теперь у меня есть большое количество лишних витых пар там, где это не нужно, а там, где мне она потребовалось, нет ничего (но об этом позже).


Такой вот адский пучок проводов приходит в мой “коллектор”. Так он выглядел до того, как его убрали в кабель-каналы. Как показывают прикидки, на небольшую 2-х комнатную квартиру у меня в сумме ушло более километра различных проводов.

Пока полным ходом шел ремонт, нужно было подумать об электрическом щитке и контроллере. С контроллером вышла небольшая загвоздка — вначале я заказал контроллер с релейными выходами, что позволяло подключать нагрузку непосредственно к контроллеру, но потом, почитав что реле со временем могут выходить из строя (и тогда прийдется ремонтировать контроллер или менять его), я решил поставить промежуточные реле и заказал на замену контроллер с транзисторным выходами. Срок поставки нового контроллера занимал несколько недель, поэтому я решил поставить все тоже программируемое реле в качестве временного решения, а в будущем сделать из него бэкапный вариант, если с контроллером что-то случится.


Первая версия щитка: слева — силовая электрика, справа — низковольтная. Конфигурация еще буде меняться, и в правый щиток еще много чего добавится. Синий блок в левом щитке в среднем ряду — это промежуточные реле, на которые подается 24В с контроллера, и они уже коммутируют выходную нагрузку 220В. Они легко меняются, и у меня в щитке хранится несколько запасных.

Очень сложной задачей оказалось подобрать выключатели. Я решил не использовать сенсорные панели, а изначально хотелось использовать самые обычные выключатели. Ну, или почти самые обычные — для умного дома нужны выключатели без фиксации они же выключатели-кнопки. Как оказалось далеко не у всех производителей они есть или, точнее, не во всех сериях. Особенно в бюджетных сериях.

Я досконально изучил каталоги почти всех представленных в России производителей и стал разбираться в сериях лучше, чем многие продавцы-консультанты, а иногда, чем сами представители. 🙂 В результате выбор пал на серию выключателей Basic 55 компании ABB — в каждую комнату мы подобрали свою расцветку под цвет обоев. Конечно же оказалось, что большая часть моделей поставляется под заказ, поэтому временно были куплены турецкие кнопки… для звонка.

Временное решение. Конечно, можно было заменить в кнопке клавишу, поставив такую же от обычного выключателя, но внешний вид у ABB все-таки получше.

Когда приехали ABB-ые розетки и кнопки, получилось очень даже симпатично.

По каким-то причинам одну кнопку в заказе потеряли. Пришлось еще месяц жить с такой времянкой.

В серии Basic 55 у ABB не было 2-х клавишных кнопок (нужно сказать, что 2-х клавишные выключатели без фиксации есть мало у кого), которые нужны были для ванной и туалета. К счастью, решение нашлось очень быстро — разобрав старый выключатель Legrand, стоявший до ремонта, выяснилось, что он легко переделывается в выключатель без фиксации — достаточно вытащить из него пару пружинок. Так что, тут я отделался малой кровью.

Одна из смешных проблем с кнопками заключается в том, что у них нет подсветки (я сейчас уже не помню, но если у кого из производителей и были выключатели без фиксации с возможностью подсветки, то только в самых дорогих сериях, да и то, не уверен). Так как выключатели без фиксации, то понять, включен он или нет, нельзя, поэтому, например, не видно, есть ли кто в ванной или туалете, или нет. Теоретически, подсветку можно добавить, поставив светодиод, и поэкспериментировать, в планах это есть, но уже более года руки до этого не доходят….

История про выключатели будет неполной, если не упомянуть Aliexpress. У китайцев есть очень неплохие серии сенсорных выключателей, но, к сожалению, все они не имеют возможности внешнего управления (ну, или вернее сказать, те модели, которые я изучал такой возможности не имели).

Что бы я сделал, если бы начинал все сначала:

  1. Обязательно подвел бы витую пару к счетчикам воды. Во-первых, это удобно — не лазить к ним, а посмотреть просто показатели на компьютере или телефоне. Во-вторых, это контроль от протечек, когда никого нет дома.
  2. Возможность установки датчиков движения в туалете и ванной. Я вообще, не понимаю, как я умудрился об этом не подумать.
  3. Отдельная подсветка в стенах для ночного освещения (это не совсем умный дом, но все же).
  4. Датчик и витая пара во входной двери (об этом расскажу позже).
  5. Сенсорные или многофункциональные панели вместо кнопок — реализация различных сценариев на кнопках возможна, но это не очень удобно.
  6. Витая пара к выключателям вместо меди.
  7. Интернет заводил бы сразу в единую точку, причем предусмотрел бы 2 линии. (Сейчас у меня идет линия к Wi-Fi роутеру в коридоре, а от него уже идет к центральному счету. В ряде случаев это неудобно).

Продолжение:

Система умный дом своими руками

Умный дом – этот термин известен чуть ли не каждому из нас и представление о нем, как правило, основано на неком фантастическом недосягаемом будущем, которое наступит еще совсем не скоро, и заставить дом «поумнеть», мягко говоря, очень не просто.

Но, данное представление в корне ошибочно. В наши дни, умный дом является вполне досягаемой задачей, реализовать которую, помимо всего прочего, можно не только специально разработанными заводскими (фирменными) решениями, но и, что называется, собственными руками. Разумеется, на основе всего этого возникает вопрос: «Как все это сделать?».

Перед тем, как ответить на этот вопрос, следует максимально точно и недвусмысленно определить само понятие умного дома, его назначение и возможности.

По своей сути, само определение умного дома можно свести к довольно простому правилу – «максимально возможная автоматизация везде, где это можно осуществить». Другими словами, «ум» дома будет заключаться в таких событиях, которые будут происходить без участия человека. Например, одним из самых распространенных признаков умного дома является автоматическое включение или выключение света, когда кто-либо входит или выходит из комнаты. Как правило, именно на такой автоматизации и заканчиваются «умственные способности» дома, но пойти можно намного дольше, реализовав практически любые варианты сигнализаций, уведомлений, наблюдения и контроля буквально всего, вплоть до обыкновенного бытового утюга.

 

Система умный дом своими руками

Условно, все элементы автоматизации умный дом можно разбить на две большие класса: автономные и дистанционно-интерактивные.

Первый класс основан на каком-либо условии, при выполнении которого происходит заданное действие. Например, как только зазвенел с утра будильник, автоматически включился свет, не оставив тем самым человеку ни малейшей возможности проспать начало рабочего дня.

Второй класс обеспечивает управление элементом умного дома на дистанции в режиме реального времени. Примером может послужить видеокамера, расположенная в детской комнате, к которой можно подключиться посредством сети интернет, находясь где угодно и в любое требуемое время. Оба класса могут, как дополнять друг друга, так и быть реализованы отдельно.

Функционирование автономных элементов умного дома, как правило, основывается на использовании всевозможных датчиков и реле, позволяющих зарегистрировать нужное событие и задействовать ту или иную функцию. Очень часто в качестве такой системы выступает домашняя сигнализация, причем сигнализация может быть реализована не только на несанкционированное проникновение в жилище (взлом двери, окна и так далее), но и на защиту от утечки бытового газа, водопроводной воды, возникновения дыма и так далее. А сам факт срабатывания датчика и определенную сопутствующую этому событию информацию можно «сообщить» не только хозяину дома (например, на его сотовый телефон), но и следующему в цепочке «умному» элементу, например, электрораспределительному щетку, который отключит энергию в доме, системе пожаротушения и так далее.

Система умный дом в санузле

Подобные цепочки могут быть очень обширными и длинными, ограничиваясь лишь фантазией изобретателя и имеющимися в его распоряжении средствами. Важно отметить, что большинство регистрирующих то или иное событие датчиков не являются дефицитными или редкими изделиями, и практически повсеместно находятся в свободной продаже. А для их изготовления необходимо три вещи: точно понимание того, что требуется получить, умение искать и анализировать информацию (благо, интернет всегда готов прийти на помощь) и, разумеется, определенная денежная сумма, которою необходимо потратить на приобретение нужных датчиков, реле, проводов и так далее.

система умный дом

Хорошим примером подобной «умной» цепочки может послужить санузел (уборная), зайдя в который автоматически включится свет (сработает установленный в санузле так называемый датчик объема), затем, покинув помещение, свет выключится, и сигнал об этом поступит на реле электромотора активной вентиляции, которая, осуществив проветривание, автоматически отключится спустя несколько минут (сработает очередное реле). Подобная система полностью автономна и, при использовании качественных комплектующих, чрезвычайно надежна и долговечна.

С интерактивно-дистанционными системами все еще проще. В наши дни, развитие средств связи достигло таких высот, что беспроводный доступ к любому сетевому устройству можно получить откуда угодно. Тем более что в специализированных магазинах представлено масса таких устройств, способных держать связь средствами сети интернет и осуществлять полноценное дистанционное управление, обратную связь и многое другое. Отличным примером комбинации таки устройств может стать камера видеонаблюдения, подключенная к Всемирной Сети и современный сотовый телефон (смартфон или КПК).

Видеокамера может находиться, к примеру, в детской комнате и транслировать картинку на телефон родителя, который, не находясь дома, будет знать все, что в наблюдаемой комнате происходит. Вариантов подобных комбинаций «камера – телефон» очень много. Вместо телефона может выступать ноутбук, планшет или компьютер на работе, а вместо видеокамеры – специальный контроллер, через который можно управлять бытовой техникой, электропитанием, освещением и многим другим.

Система умный дом своими руками

Иным решением может стать более сложная, но и намного более функциональная схема. В основе «умного дома» лежит особый центр управления (может быть приобретен в специализированных магазинах). К центру управления можно подключить совершенно любое цифровое устройство, каждое из которых способно информировать своего хозяина отсылая ему оповещения на телефон (планшет, КПК, смартфон) обо всех событиях, которые были зафиксированы. Помимо информации в виде оповещений, хозяине может дистанционно управлять этими устройствами, формируя так называемую обратную связь.  

Так, например, можно отключить электрические розетки, когда ребенок остался один дома, выключить забытый утюг, заранее, перед приходом домой, прогреть теплые полы, дистанционно запустить запись любимой телепередачи и совершить любое другое действие. Более того, на основе управляющего центра можно реализовывать самые разнообразные «умные» цепочки последовательности действий без участия человека, но под его контролем. Хорошо продуманная схема способна существенно упростить быт, лишив человека рутины, и полностью исключить такой фактор, как «забывчивость».

Система умный дом своими руками

Повсеместно доступный интернет позволил решить проблему двусторонней связи с «умным» домом. А разнообразные устройства (от смартфона и до цифрового датчика дыма) сделали возможным реализовать любую «умную» схему, цепочку или последовательность. В совокупности с этим, в свободной продаже обозначился достаточно объемный ассортимент датчиков, реле, видеокамер и многих других устройств, способных превратить концепцию «умный дом» в действительно доступное решение.

И если ранее, единственным вариантом являлись уже готовые и крайне не гибкие в вариантах готовые решения, то сегодня, «умный дом» – это настоящий конструктор, который можно сконфигурировать под любые нужды в каждой конкретной ситуации своими собственными руками. Более того, спроектировать свой собственный «умный дом», самостоятельно приобретя все требуемые для этого элементы и настроив все именно нужным образом – это достаточно дешево, а значит, еще вчерашняя мечта может стать реальностью для каждого.

Related Post