«Умный дом» своими руками, делаем интеллектуальную цифровую систему в своей квартире

Готовые решения и сборка своими руками

Как сделать «Умный дом» самостоятельно? На данный момент существует большой выбор вариантов построения системы – различные крупные компании выпускают новинки и предлагают свои решения и устройства. Рассмотрим несколько вариантов воплощения этой концепции.

Google Home

Компания Google много лет занимается разработками идеи умного дома и имеет семейство продуктов, на основе которых строится система управления.

Колонка Google Home

Выполняемый колонкой набор функций очень широк: с её помощью можно составить план на день, послушать новости, воспользоваться поисковой системой или поиграть в игры. Она осуществляет управление музыкой, радио, будильниками, таймерами и напоминаниями, позволяет передавать сообщения на все устройства сети. Но русифицировать её придётся самостоятельно, инструкцию можно найти в интернете. Google Home также поддерживает IFTTT, позволяющий связать в систему различные устройства.

Устройство Home Hub

Центр управления, представляющий собой колонку для общения с голосовым помощником Assistant, дополненную экраном. Устройство не оснащено камерой в целях повышения чувства комфорта и безопасности пользователей. Имеется ночной режим – устройство может передавать команды, понижающие яркость света, температуру в доме и закрывающие замки. Есть возможность управлять функциями удалённо через приложение Google Home.

Умный дом на базе ZigBee

Самостоятельно наладку системы «Умного дома» можно сделать и при помощи ZigBee. Это стандарт беспроводной связи, с помощью которого взаимодействуют все приборы в доме или квартире. ZigBee выпускается множество устройств: умные розетки, лампочки, диммеры, датчики движения, разнообразные контрольные сенсоры. Лидером среди компаний-производителей устройств, поддерживающих стандарт ZigBee является китайская компания Xiaomi.

Работа системы ZigBee осуществляется при помощи устройств следующего типа:

  • Координаторы, управляющие действиями системы и обеспечивающие безопасность процессов.
  • Маршрутизаторы, работающие постоянно и отвечающие за работу устройств в спящем режиме. Также они отвечают за восстановление в случае неисправностей. Соединяются с координатором, маршрутизаторами, а также периферийными устройствами и оборудованием для передачи информации.
  • Конечные устройства, отвечающие за отправку и получение данных. Соединяются с координатором и маршрутизаторами, а также связаны с сенсорами и механизмами, отвечающими за выполнение команд.

Популярные датчики для Arduino

Arduino – плата с программируемым микроконтроллером, с помощью которой можно легко создавать средства автоматизации или робототехники. Рассмотрим наиболее популярные датчики, подключаемые к ней.

Датчик препятствия

Состоит из фотодиода и светодиода, излучающих и принимающих сигналы в инфракрасном спектре.

Датчик расстояния

Датчик HC SR04 состоит из приемника и излучателя ультразувуковых волн.

Датчики атмосферного давления

Распространённые датчики BMP180, BMP280, BME280 могут быть использованы в электронных барометрах.

Датчик движения

Самым распространенным является модуль HC SR501, особенность которого – способность регулировать скорость срабатывания и время задержки ответного сигнала.

Датчик освещенности.

Популярен за счёт простоты и надёжности.

Датчик протечки

Система отопления

Контроль тепла – очень удобная вещь. Можно отрегулировать, чтобы батареи выключались сразу после ухода владельца, а включались за несколько часов до возвращения. Это позволяет значительно экономить финансы и ресурсы.

Отопительное оборудование (котел, трубопроводы) нужно подключить к датчикам, которые будут передавать информацию на контроллер. Также пригодятся модули расширения, термопара, блоки реле, дисплей и переходники, водостойкий цифровой термометр. Все эти компоненты устанавливаются по схеме, тестируются, затем пишется программный код на контроллер с учетом модулей и возможностей системы.

Такая схема может решить проблему с автоматизацией отопления в доме. Можно самостоятельно запрограммировать необходимые параметры или менять их в дальнейшем. Контроллер будет считывать показатели датчиков, и управлять котлом.

Проводной умный выключатель с функцией диммирования

Дальше у нас еще один мега полезный девайс — проводной умный выключатель с функцией светорегулирования. По сути это диммер, который может работать как обычный выключатель, но плюс к этому обладает мозгами.

Устанавливается он как обычный выключатель в стандартную монтажную коробку.

В комплекте заглушка, рамка и компенсатор для корректной работы ламп.

То есть вы просто можете заменить свой обычный выключатель вот этим и обеспечить себе удаленное управление светом с помощью выключателя, с помощью приложения на телефоне или с помощью умного помощника. Это хороший вариант, если вы делаете ремонт или строите новый дом, и вам все равно нужно установить выключатели, или если у вас есть осветительный прибор, в который вы просто не хотите ставить умные лампочки или умный микромодуль.

У выключателя также есть функция светорегулирования, он может либо приглушить освещение, либо делать его ярче. Но для этого нужны соответствующие лампы, рекомендованные производителем. Если что ссылочку я оставлю в описании: https://legrand.ru/lamps

Также есть возможность активировать подсветку выключателя, чтобы его можно было найти в темноте. Также есть индикация, которая показывает, включен или выключен свет в комнате.

Определение системы умный дом

Система Умный дом – управление освещением, климатом, техникой по заранее установленному сценарию

В современном жилье множество бытовой техники и приборов различного назначения, размера и мощности. Чтобы их включать, выключать и настраивать, требуется потратить много времени, а иногда и сил.

При создании умной квартиры управлять всеми устройствами можно с одного пульта, находясь в помещении или дистанционно. Все оборудование условно разделено на подкатегории, имеющие общие свойства, предназначение и способ управления. Руководство осуществляется с помощью компьютерной техники и программного обеспечения, установка которого тоже может быть выполнена самостоятельно.

Что необходимо для создания Умного дома

Прежде чем заняться установкой интеллектуальной системы, необходимо создать грамотный проект и приобрести необходимое оборудование. В зависимости от назначения системы и комплекса задач, которые она призвана решать, а также личных предпочтений хозяина жилища набор устройств может отличаться. Однако специалисты выделяют ряд элементов, которые входят в базовую комплектацию.

Название устройстваОписание и назначение
Контроллер или хабЯвляется «мозговым» центром системы. Его основными функциями являются:

  • сбор и анализ информации, поступающей со всех датчиков и приборов, установленных в доме;
  • определение текущих задач для каждого устройства согласно заданной программе.
ДатчикиФиксируют изменения, происходящие в доме и снаружи, контролируют включение и отключение аппаратуры, передают информацию на центральный хаб. К ним относятся: датчики движения, утечки газа, протечки воды, задымления и т. п.
АктуаторыОтвечают за выполнение команд, поступающих к ним с контроллера. Ярким примером служит электрическое реле, которое по сигналу включает или выключает свет в помещениях.
Устройства управленияСамо название отражает цель и назначение данных устройств. К ним относятся пульты ДУ, если управление системой осуществляется дистанционно, сенсорные панели, кейпады и т. п.

Другими, не менее важными и обязательными элементами являются:

  • мониторы, на которые будет подаваться видеоинформация;
  • камеры видеонаблюдения;
  • программы-приложения для мобильных устройств;
  • облачные сетевые каналы, упрощающие дистанционное подключение и управление аппаратурой.

Чем вы планируете управлять

Для начала нужно задать самому себе вопрос — что мне хочется увидеть в итоге? О том, как это сделать — разговор отдельный.

  1. Охранная система позволит получить уведомление на телефон и вовремя среагировать на вторжение.
  2. Автоматизация электросетей — значительно уменьшит расходы на электроэнергию.
  3. Пожарные датчики — своевременно оповестят о задымлении в квартире.
  4. Или какие то иные цели.

Основательно поразмышляйте о тех рутинных повседневных домашних делах, которые вы выполняете и есть ли у вас желание их автоматизировать.

Иначе говоря, сначала выбрать цель, а потом искать пути — как ее можно технически реализовать. Именно в таком порядке — а не наоборот. Сперва понакупить умных девайсов и только потом придумывать — как сделать монтаж и куда их можно в доме приспособить.

Хорошо ознакомьтесь с темой — что может «Умный дом». Какие задачи он может помочь решить, а какие нет.

Вот самые популярные сценарии:

  1. Автоматизировать закрытие/открытие штор.
  2. Регулировать и управлять энергопотреблением.
  3. Автоматизация водонагревательных установок.
  4. Автоматическая система освещения.
  5. Установить автоматическую систему вентиляции и электрического отопления.
  6. Автополив на приусадебном участке.
  7. Удаленное управление домашними электроприборами.
  8. Умные замки.
  9. Домашняя охранная система.
  10. Удаленное управление гаражными или въездными воротами.

Опять повторимся, это только лишь вероятные сценарии. Возможности умного дома гораздо шире. Наша цель показать, что подходить к развитию своего умного жилища надо с позиций просчитанных потребностей для вас, вашей семьи и будущих гостей.

Компоненты комплекса

Автоматика для дома позволяет управлять следующими комплексами:

  • освещением. Можно запрограммировать включение и выключение света в нужное время, управлять приборами из соседней комнаты, регулировать интенсивность освещения и включать только часть светильников в комнате. Управление возможно при помощи сенсорных панелей, пультов дистанционного управления, а также диммеров (они регулируют яркость всех ламп, кроме энергосберегающих);
  • бытовыми электроприборами. Осуществляется при помощи «умных розеток», состояние которых можно проконтролировать с ПК или смартфона, и при необходимости активировать или деактивировать включенный в них прибор;
  • комплексами видеонаблюдения и сигнализацией. Контроллер для охранного оборудования будет мгновенно передавать информацию с каждого датчика к ядру управления. Информация из управляющего блока, от которого управляется технология «умный дом», будет сразу отправляться владельцу (возможен звонок с блока в охранные или экстренные службы).

Для контроля над процессами в жилом помещении понадобятся:

  • компьютер;
  • датчики движения, освещенности;
  • камеры видеонаблюдения, диктофоны, микрофоны;
  • диммеры;
  • «умные» розетки;
  • «умные» светильники с пультами управления.

Список расширяется, исходя из своих потребностей. Закупив все необходимое, можно приступать к составлению схемы.

Подготовительные работы и пошаговая инструкция


Сложнее всего составить проект, учесть все нюансы и мелочи

Подготовительный этап является самым сложным. Он заключается в составлении грамотного проекта, где должны быть учтены все нюансы. После этого нужно закупить оборудование, материалы и инструменты.

Пошаговая инструкция по монтажу системы автоматизации дома:

  1. Проведение разметки.
  2. Установка приборов управления — двигателей, приводов, подъемников.
  3. Монтаж элементов системы — пульта управления, датчиков, ламп, розеток, теплого пола, бытовой аппаратуры и техники.
  4. Соединение установленного оборудования в единую сеть.

В заключение осуществляется поэтапная синхронизация узлов, проведение настройки, калибровки и испытание системы на всех режимах.

Проект кабельных трасс

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

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

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

Далее делаем план разводки кабелей на освещение:

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

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

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

Наполнение щита автоматики:

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

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

Пример слаботочного шкафа:

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

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

Вот структурная схема соединения электрощитов для большого дома:

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


Вот схема кабелей спутникового телевидения:

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

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

34, всего, сегодня

4+

Похожие посты:

  1. Мини-проект Умного Дома (он же «драфт-проект») Бывают случаи, когда проект инженерных систем нужно сделать, во-первых, быстро,…
  2. Стоимость проекта Умного Дома Итак, сколько же стоит выполнение мной проекта системы Умный Дом….
  3. Проектирование Умного Дома — что входит в проект Самая важная вещь в любых инженерных системах — это проект….
  4. Питание Умного Дома на Beckhoff Здесь два очень важных моментов. Во-первых, надо выбрать источники питания…
  5. Дизайнеры! Прочитайте, пожалуйста! Ошибки в дизайн-проектах Я постоянно имею дело с дизайн-проектами. На базе дизайн-проекта делается…
  6. Проект слаботочных систем дома Для всех, кто думает о том, чтобы заранее продумать всю…
  7. Проект аудиосистемы мультирум на Sonos и домашнего кинотеатра Рассмотрим процесс проектирования системы аудио мультирум для загородного дома на…

Система «умный дом»: что это такое?

Само понятие «умный дом» достаточно широкое, а если дать краткое определение, то это объект, жизнедеятельность которого управляется автоматикой без непосредственного участия человека, но максимально подстроенный под его потребности и интересы.

Конечно, совсем без человека такая система не функционировала бы, но его роль ограничивается настройкой программного обеспечения и контроля ее работы, в том числе и удаленно.

По сути, автоматизировать в доме можно деятельность практически всех инженерных коммуникаций, но наиболее часто это относится к таким системам, как:

  • постоянный контроль безопасности дома, включая видеонаблюдение и предотвращение несанкционированного доступа;

  • противопожарная защита;

  • поддержание оптимального температурного режима в доме за счет согласованной и объединенной работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования;

  • обеспечение автоматического регулирования бесперебойного электроснабжения с возможностью включения резервного питания;

  • организация и оптимизация расходов водоснабжения: горячего и холодного;

  • управление освещением дома, в том числе дежурным и аварийным;

  • противоаварийный контроль и мониторинг функционирования и безопасности работы других систем и состояния здания;

  • автоматизация работы бытовых приборов, телекоммуникационных и мультимедийного оборудования и многое другое.

Также следует отметить способность «умного дома» контролировать не только работу всех систем, но и ее оптимизацию, главной целью которой становится экономичное расходование энерго- и теплоносителей.

По сути, формируется система, максимально удовлетворяющая интересам жильцов дома, поэтому, используя новейшие технологии, можно настроить функционирование умного дома с учетом всех приоритетов.

Особенно этот аспект важен в случае проживания в доме людей с ограниченными возможностями, стариков.

Функции умного дома

Функциональность проекта

Функции и возможности умного дома почти безграничны. Поэтому рассмотреть придется только некоторые из них.

Управление светом

Свет можно регулировать при помощи нескольких устройств. Например, для регулирования уровня освещенности можно установить диммеры. Такие устройства, правда, будут работать только в определенных случаях. Они не станут срабатывать в лампах дневного света.

Выключатели устанавливаются на том месте, где обычно находятся выключатели света. С их помощью свет можно включать и выключать.

Бытовые приборы

Управление электроприборами

Бытовую технику можно включать и выключать с помощью таких же выключателей, как и в случае с регулировкой света.

Наблюдение

Система наблюдения Систему наблюдения можно оборудовать так, что за камерами, расположенными в доме, появится возможность следить даже с рабочего места. Это не очень сложно, систему видеокамер можно установить в качестве первой функции будущего умного дома. Суть такой технологии в том, что сигнал от камер передается на определенный компьютер. Данные с датчиков и камер можно получать даже на портативные устройства.

Одновременно с видеокамерами можно установить и датчики движения. Они будут работать по тому же самому принципу. Чтобы наладить ПО в компьютере, надо только скачать соответствующие модули с открытым кодом. Для того чтобы в будущем уметь регулировать и модифицировать код, придется немного разобраться в устройстве таких систем. Это проще, чем изучение программирования.

Желание и труд помогут преодолеть препятствия в освоении увлекательной науки по созданию умного дома. Надо только не бояться нового, и со временем появится даже увлеченность процессом.

От теории к практике

Найти квартиру, в которой уже установлена «умная» система — довольно просто. На примере одной из таких команда РБК Трендов узнала, как живут ее хозяева.

«Умный» дом начинается со входа. Ключи не нужны: если хозяин коснется ручки двери, она откроется после считывания его отпечатков пальцев. Также можно сделать разовый пароль или установить расписание для гостей. «Интеллектуальный» замок интегрируется со всей домашней техникой — в отсутствие хозяина включаются камеры и выключаются остальные приборы.

В квартире установлены несколько десятков устройств, которые делают жизнь комфортнее. Самый простой пример — вы подходите к кухонной столешнице и на шкафах сразу включается подсветка. Единственный минус — таким датчикам могут помешать домашние животные.

Камеры в квартире работают через Wi-Fi. Благодаря им можно посмотреть, что происходит в доме в отсутствие хозяев. Могут возникнуть опасения по поводу конфиденциальности, ведь любую камеру можно взломать. Однако «умные» камеры автоматически «отворачиваются» к стене, как только хозяин возвращается домой, так что ничего лишнего они не снимут.

Любителям кошек также пригодятся современные технологии. Часто из-за домашних животных сложно уехать на выходные к друзьям или спонтанно улететь на неделю отдыхать. В «умном» доме для таких случаев установлены специальные лотки и кормушки. Лоток самостоятельно убирает отходы, а кормушка — подает корм и свежую воду по расписанию.

В квартире также можно установить «умное» сиденье для унитаза с подсветкой, встроенным душем и даже феном, а также «умные» урны и очиститель воздуха.

По словам владельца квартиры, в которой побывала команда РБК Трендов, наценка за «умную» систему составила примерно 30%. То есть если полный набор обычной техники для квартиры стоит около 1 млн руб., то комплект «умных» устройств обойдется примерно в 1,3 млн рублей.

Простые удобства

Если же вы понимаете, что создавать такую систему у вас нет желания, необходимости или возможностей, то обратите внимание на отдельные элементы. Так, например, управляемый замок синхронизируется напрямую с вашим смартфоном

Подобрав нужное приложение, вы сможете не только открывать дверь одним нажатием пальца, но и высылать друзьям специальные приглашения. Они спокойно откроют дверь в указанный период с помощью сообщения, не отвлекая вас от готовки.

Существуют и специальные «умные» лампы, также способные получать сообщения от вашего смартфона. Они не только долговечны, но и просты в управлении, однако, стоимость довольно высока.

Заключение

Если вы всё ещё не знаете, зачем вам нужен умный дом, смотрите как можно использовать датчики из этой подборки. Берём такой набор:

Умная лампочка HIPER IoT A60 (1 090 руб.)
Умный ИК датчик HIPER IoT IR (1 190 руб.)
Умный датчик открытия HIPER IoT D1 (1 190 руб.)

Теперь настраиваем сценарий через приложение HIPER IoT, и получаем результат:

Дверь открылась, лампа зажглась – идеально для гардеробных.

Это самый простой сценарий, который уже сэкономит ваше время, и всего за 2 280 руб. Таким образом, можно создать самые навороченные сценарии использования бытовой техникой, докупая аксессуары HIPER.

Другой сценарий с использованием умной розетки:

Температура падает, включается обогреватель через умную розетку.

Также можно управлять «умным домом» можно при помощи голосового помощника Алиса. Вы приходите домой, открываете дверь и голосом сообщаете: «Алиса, я дома».

В результате включится кондиционер на 20 градусов, включится умная розетка (ее можно задействовать по-разному, от включения радио приёмника, торшера, телевизора, медиацентра, до чайника или мультиварки) и свет с теплым зеленым оттенком.

Настройка такого сценария выглядит следующим образом:

И таких сценариев можно придумать и настроить великое множество.

Вы приходите домой и открываете дверь. Срабатывает датчик открытия дверей, который активирует включение света в прихожей, не слишком яркого, теплого оттенка, а ИК-датчик уже дал команду включиться телевизору, или медиацентру.

И в какой-то момент вы уже не будете представлять, как раньше жили без этих гаджетов, которые упрощают жизнь и экономят время, позволяя заниматься любимыми делами не думая о домашней рутине.

iPhones.ru

Можно автоматизировать вообще всё.

Микк Сид

Пишу обо всём, что интересно и познавательно – гаджеты, события, репортажи. Увлекаюсь игрой на барабанах, меломан со стажем.

Заключение

Умный дом повышает комфорт жизни, но требует массу времени и главная проблема превращается в Хобби, получаешь умный дом головного мозга. Сейчас все стабильно работает, а ты сидишь и думаешь а может еще какой датчик куда поставить и чего-то автоматизировать. Плюс главный риск когда все работает хорошо все классно, но в процессе отладки или сбоев у вашей семьи должно быть терпение и готовность к определенным трудностям, сколько раз за эти пол года я слышал от супруги, что как я достал с этой автоматизацией, когда в туалете или в ванной отключался свет, пока все отладил. Ну и самое главное должно быть физическое дублирование выключателями.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий