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

Содержание

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.

Проекты умного дома — структура, примеры, своими руками

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

Типовая структура проекта Умного дома

Система умный дом должна базироваться на следующих принципах:

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

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

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

Система умный дом имеет свои преимущества:

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

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

Проекты умного дома своими руками

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

Планируя проект, нужно обратить внимание на следующие пункты:

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

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

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

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

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

Процесс монтажа системы умный дом следующий:

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

Важно!

Выполнять монтажные работы с электросетью 220 Вольт должен высококвалифицированный мастер с опытом работы. В ином случае есть иск возгорания или поражения электрическим током. Работа должна проводиться с соблюдением техники безопасности.

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

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

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

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

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

ТОП 5 необычных проектов

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

Домофон Belle

Домофон BelleДомофон Belle

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

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

Зеркало Mirror

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

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

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

Интеллектуальный будильник Xiao AI Smart Alarm Clock

Интеллектуальный будильникИнтеллектуальный будильник

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

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

Перерабатывающее устройство Zera Food Recycler

Zera Food RecyclerZera Food Recycler

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

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

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

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

Метеостанция Netatmo

Метеостанция NetatmoМетеостанция Netatmo

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

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

система с оборудованием своими руками, технология установки по проекту, выбираем контроллер

Иметь дом за городом – мечта каждого. Поэтому каждая семья, имея финансовые возможности, старается приобрести или построить жилье, которое бы соответствовало современным стандартам проживания. В последнее время огромной популярностью пользуются проекты «умный дом». Они не только позволяют грамотно распланировать пространство, но и гарантируют владельцам максимальный комфорт и удобство.

Общие характеристики

«Умный дом» представляет собой жилье будущего, в котором работа и контроль всех систем осуществляется автоматизировано, обеспечивая помещение высоким уровнем безопасности и всеми необходимыми условиями для проживания. В таких домах полностью исключены трудозатраты на управление, так как установка температурного режима, освещения и прочего выполняется не вручную. Помимо этого, здание оборудуется специальными мониторами с датчиками, которые могут заранее определить потенциальные угрозы как для собственных систем, так и самих жильцов.

При перебоях в электропитании, неисправностях в работе отопления, задымлении и несанкционированном проникновении установка мгновенно оповещает хозяев и самостоятельно устраняет проблемы.

Главным преимуществом умного дома считается то, что его гибкие системы управления позволяют существенно экономить затраты энергоресурсов, так как при отсутствии жильцов все приборы включаются на экономичный режим. Благодаря заложенным программам такая установка исправно выполнит все поручения хозяев, часто предсказывая их самостоятельно. Поэтому можно сказать, что после монтажа подобного новшества в жилье появляется «нештатный дворецкий». Единственный минус установки – высокая цена, но она себя со временем оправдывает.

Виды

Чтобы сделать загородный дом максимально комфортным, многие владельцы устанавливают систему «умный дом», которая помогает не только экономить ресурсы энергии, но и драгоценное время, выполняя автоматизированное управление всеми коммуникациями и развлекательными центрами. В зависимости от того, какие функции и возможности имеются в установке, ее подразделяют на несколько видов.

Проводная

Состоит из выключателей, датчиков и устройства контроля климатом. Все оборудование управляется при помощи проводной панели, на которую поступают сигналы. Она располагается в главном щите и к ней подводятся кабели. К достоинствам проводной установки относят высокую надежность, а также большую скорость клика. После нажатия кнопки происходит запуск программы без задержки, что избавляет жильцов от долгого ожидания, сценарии при правильном монтаже не «подвисают». Кроме этого, управляющие элементы характеризуются красивым дизайном. Они, как правило, оснащены «умными» выключателями и разнообразными системами интеграции.

Благодаря проводному «умному дому» намного проще настраивать температурный режим в комнатах, а также управлять видео- и аудиорумом. Он служит долгий срок, так как в устройствах отсутствуют батарейки, требующие постоянной замены. Выключатели в данном случае используются пожаробезопасные и слаботочные. Чтобы система работала надежно, перед ее монтажом необходимо заранее подобрать место расположения панели и туда вывести кабели.

Если загородный дом построен из дерева, то хозяевам нужно предварительно согласовать проект и подготовить место под электропроводку.

Проводное устройство также рекомендуется устанавливать в процессе ремонта жилья, когда еще проводка не сделана по классической схеме. В готовом здании это сделать будет проблематично. Для монтажа обычно используют большой щит размером в ширину до 60 см и в высоту до 150 см. Установочные работы лучше всего осуществлять при помощи опытных специалистов, так как оборудование стоит дорого и малейшая ошибка может повлечь целый ряд неприятностей.

Беспроводная

В отличие от предыдущего варианта, в этой системе исполнительный сигнал передается к работающим устройствам не по проводке, а по выделенному радиоканалу. Это позволяет значительно сэкономить на электропроводке и инсталляции. Такие установки можно размещать в домах с законченным ремонтом и обычной схемой проводки. Благодаря тому, что каждый выключатель «беспроводной», появляется возможность выставлять разные световые эффекты, предварительно программируя функциональные клавиши. Монтаж этих систем не требует подготовки проекта, поэтому идеально подходит для деревянных построек, да и цена его вполне доступная.

Беспроводной «умный дом», работающий от радиоканала, напрямую зависит от качества связи, поэтому различные помехи от телефонов и электроприборов могут негативно сказаться на его функциональности. Помимо этого, качество радиосвязи также зависит от строительного материала стен, и если проводка слишком разбросана по стенам, то уровень сигнала будет минимальным. В том случае, когда система управляется на батарейках, то их следует регулярно менять, иначе в самый неподходящий момент что-то может не сработать.

Некоторые беспроводные системы состоят из радиоаппаратуры, которая питается от переменного электричества, поэтому для них нужно прокладывать нулевой провод. Чтобы избежать проблем с монтажом такой установки, рекомендуется сразу закладывать дополнительно нулевой провод под выключатель. Его ставят в коробку. Минусом устройства считается и то, что в нем трудно наладить стабильную функциональность, так как в доме придется управлять не только обогревом полов и освещением. Кроме этого, безопасность установки низкая и «хакеры», прилагая сигнал внешней связи, могут быстро ее вывести из строя.

Централизованная

Ее принцип работы основан на режимах программирования, которые поступают из единого логического модуля. Как правило, устройство представлено контроллером, имеющим много выходов. В контроллер предварительно загружают уникальную программу, отвечающую за управление коммуникационными системами и исполнительными устройствами. Благодаря таким технологиям удается применять огромный выбор сложных сценариев и любого оборудования. К преимуществам устройства можно отнести возможность контроля в одном окне, создание сложных задач, учитывая состояние владельцев дома, время суток и лунный цикл. Помимо этого, к системе возможно подключить любой вид оборудования.

Что же касается недостатков, то они тоже имеются. В первую очередь, такой централизованный «умный дом» полностью зависит от человеческого фактора, потому что он работает по программе, написанной программистом, и если с ним будет утерян контакт, то понадобится полностью перепрограммировать всю систему. Во-вторых, при монтаже следует устанавливать качественный контроллер, иначе при выходе из строя он может остановить всю систему. В третьих – это высокая стоимость.

Децентрализованная

Работа «умного дома» в данном случае построена на использовании микропроцессора с энергонезависимой платой. Поэтому данные системы считаются самыми надежными и при неисправности даже одного оборудования вся система будет полноценно продолжать свое функционирование. Установка проста в обслуживании, и если имеется необходимость в создании нового сценария, то для этого просто применяют дополнительный логический блок. На сегодняшний день в продаже можно встретить много децентрализованных систем, отличающихся между собой функционалом и дизайном.

В отличие от предыдущих вариантов, при монтаже установки в щит закладывают много устройств, поэтому рекомендуется отдавать предпочтение хорошо проверенным производителям, иначе в дальнейшем можно столкнуться с их выходом из строя.

Необходимое оборудование

До того как установить в своем загородном жилье систему «умный дом», необходимо создать правильный проект и приобрести все необходимые устройства.

В зависимости от личных предпочтений комплект оборудования может быть различным, при этом минимальный набор должен состоять из:

  • сенсорной системы;
  • регулировки, с помощью которой техника и освещение будет включаться и выключаться;
  • мониторов, где будет происходить видеонаблюдение;
  • сигнализации;
  • контроллера;
  • программы-приложения для смартфонов, содержащей необходимые гаджеты;
  • облачных сетевых каналов, упрощающих подключение и управление приборами.

Как установить и настроить?

Установка «умного дома» вполне доступна своими руками, но так как монтаж и технология требуют правильного исполнения, то лучше всего обратиться за помощью к специалистам. Подрядная организация начнет с определения особенностей объекта, потом предложит самый подходящий проект. После проектирования составится смета, в которую будут включены устройства управления и схема системы.

Если же хозяин дома уверен в своих способностях и сможет сделать монтаж самостоятельно, то ему необходимо выполнить следующие этапы.

  • До начала ремонтных работ в жилье следует проложить сеть кабелей и установить серверный шкаф, стойки под него и все закрыть монтажными коробками. В техническом помещении нужно разместить оборудование для электрического снабжения, выключатель, и подключить автоматику к модулям.
  • После того как ремонт помещений завершен, можно установить акустические колонки и систему управления, подсоединяя сенсорные панели. Далее следует осуществить тестовую настройку системы.
  • Завершающим этапом станет окончательная настройка техники и проведение испытательных работ, после чего установка вводится в эксплуатацию. При правильном выполнении проектирования и монтажа система «умный дом» начнет эффективно функционировать и наполнит интерьер жилья гармонией и комфортом. Чтобы ее надежно спрятать от посторонних глаз, еще на стадии отделки комнаты понадобится умело скрыть вспомогательное оборудование и проводку.

Из вышеописанного можно сделать вывод, что установка «умного дома» трудоемкая, так как большая часть времени отводится на создание проекта и монтаж оборудования. При этом скорость работы зависит от количества установок, материала стен и площади жилья. Обычно весь процесс занимает до двух недель, включая сценарное программирование.

Системы управления

Обычно в современных городских квартирах и домах за городом используются системы очищения, кондиционирования воздуха, освещения, а также устанавливается охранная сигнализация и видеоаудиотехника. Поэтому оборудуя свое жилье под «умный дом», у его владельцев появляется уникальная возможность удобно управлять всем этим «оркестром». Чтобы автоматизация происходила быстро и без сбоев, такую установку подразделяют на подсистемы: безопасность, климат-контроль, освещение, мультирум и домашний кинотеатр. Каждая из них характеризуется своим видом управления.

Освещение

Группы или отдельные светильники могут работать в разном режиме, для этого им задается свой уровень освещенности. Контроль осуществляется при помощи пультов, дистанционно имеется возможность задавать иллюзионные сценарии нахождения хозяев в квартире. Управление всеми источниками освещения выполняется единым пультом, при этом можно дополнительно задавать дату, время или определенное событие. Аналогично настраивается и яркость приборов, автоматическое выключение ламп при выходе из помещения.

Климат-контроль

Данная система контролирует приборы, обеспечивающие обогрев, кондиционирование, очищение и вентиляцию воздуха. Благодаря выставленным настройкам техника работает слаженно в заданном режиме. Кроме этого, в некоторых проектах предусмотрено и дистанционное управление климатом, благодаря чему комфортная температура устанавливается до прихода владельцев дома. Вся техника контролируется с единого пульта, где можно управлять отоплением в зависимости от даты, времени и сезона. В помещениях также дополнительно размещаются датчики влажности и температуры, которые срабатывают в определенное время и регулируют климат.

Домашний кинотеатр и мультирум

К этой системе относятся не только плееры и телевизоры, но и сопутствующая техника: шторы, жалюзи и освещение. Благодаря налаженной работе в комнате создается особая атмосфера для просмотров фильмов. Управление бывает как голосовое, так и автоматизированное при помощи нажатия кнопок на пульте.

Система безопасности

Представляет собой уникальное многофункциональное устройство, которое дистанционно управляется и оперативно реагирует на различные тревожные ситуации, включая в том числе пожарную безопасность, сигнализацию и нарушение работ в коммуникациях. Пожарная и охранная сигнализации работают автоматически и включается сразу же после ухода хозяев дома. Ее можно контролировать как при помощи сотового телефона, так и пульта. Дистанционно можно получать сигналы об утечке газа, протечках воды и взломе. Информация мгновенно поступает на мобильный телефон или компьютер.

Советы

Устройство «умный дом» идеально подходит как для загородного дома, дачи, так и для квартиры. Так как система стоит дорого и ее монтаж нелегкий, то владельцам жилья, которые хотят осуществить установку самостоятельно, избежать ошибок помогут рекомендации специалистов.

  • Нельзя применять оборудование, не соответствующее стилистике комнаты. Разное по дизайну оборудование испортит интерьер помещения, ведь некрасиво, когда в комнате панели расположены в хаотическом порядке и отличаются цветом от декоративной отделки стен. Например, пластиковый белый домофон неуместен на стене с темной поверхностью. Поэтому еще на стадии проектирования таким моментам необходимо уделить особое внимание и приобрести подходящие кейпады и панели. Кроме этого, устройства нужно дополнительно маскировать специальными пластинами или рамками, гармонично сочетающимися с остальными элементами интерьера.
  • Не очень хорошей идеей считается и монтаж большого количества управляющих панелей на одной стене. Например, установленные одновременно термостат обогрева пола, климат-контроль, дистанционный пульт мультирума и выключатель не только усложнят управление техникой, но и будут выглядеть громоздко. В итоге «умный дом», наоборот, усложнит жизнь и никак не сделает ее комфортной. Поэтому чтобы этого не допустить, нужно стараться на стенах располагать минимум устройств, отдавая предпочтение только розеткам, выключателям и сенсорным панелям. Что же касается настройки температурного режима в комнатах, то она, как правило, выполняется один раз на сезон, поэтому контрольные панели можно установить только в важных комнатах.
  • Многие хозяева жилья предпочитают монтировать «умный дом» только с беспроводным управлением. Конечно, современная жизнь устроена таким образом, что каждый человек не может прожить без планшета или мобильного телефона. Но если полностью положиться на такой способ управления, то можно оказаться зоне риска и потерять контроль над приборами в случае поломки смартфона или отключения интернета. Поэтому эксперты советуют одновременно подключают беспроводные и проводные панели.

Они могут находиться на одном и том же месте, их срок эксплуатации превышает 30 лет. Мобильное же управление выполнится при помощи планшета или телефона. В случае поломки или потери мобильного устройства система легко переустановится на стационарный контроль. Ее трудно сломать и такие панели не разряжаются.

  • Умный дом считается сложной системой, в который все составляющие должны работать налажено и согласованно. Поэтому приобретая оборудование от разных производителей, такую гармонию можно нарушить. В результате возникнут проблемы несовместимости техники, и установкой не только трудно станет управлять, но и возможны серьезные сбои в ее работе. Чтобы этого не допустить, необходимо подбирать оборудование, имеющее одинаковые технические показатели и скорость передачи информации. Не рекомендуется также дополнительно использовать вспомогательное программное обеспечение и расширительные шлюзы или инсталляторы, они только усложнят настройки и контроль.
  • Профессионалы обычно строят систему «умный дом» на базе программной платформы и оборудования одного производителя, продукция которого хорошо известна на рынке и имеет положительные отзывы. Правильным решением также станет приобретение одной интеграционной платформы, которая предназначена для автоматизированного контроля за климатом, освещением, системами охраны и пожарной безопасности и аудио- и видеотехникой. Она надежна в эксплуатации, ее гарантийное обслуживание составляет до 5 лет, и самое главное, платформа обеспечивает совместимость всех приборов.
  • Во время монтажа «умного дома» важно организовать рабочий процесс правильно, применяя специальные программные приложения. При этом нежелательно отдельно создавать сценарии для климата, музыки или света, так как они усложнят управление. Каждый бренд предлагает программы своей разработки, поэтому если их все установить, то на рабочем столе будет трудно найти необходимую закладку. Кроме этого, для настройки потребуется постоянно переключаться с одной программы на другую и регулярно обновлять ПО.
  • Упростить задачу поможет установка одного приложения, разработанного для «умного дома». Благодаря ему можно будет за считаные секунды проверять режим устройств, автоматически обновлять версию и быстро находить в списках нужный раздел.
  • Чтобы установка радовала комфортными условиями для проживания, ее проектирование лучше всего доверить специалистам, так как малейшая неточность в схемах может нарушить работу системы и вывести из строя дорогое оборудование.

О том, как спроектировать систему Умный дом, смотрите в следующем видео.

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 своими руками: популярные уроки

Система «Умный дом» представляет собой полный комплекс, включающий в себя автоматизированную работу всего технического оборудования, которое находится в подконтрольном помещении. К перечню подобного оборудования относится осветительная система, кондиционирующие приборы, воздушные увлажнители и очистители, охранные системы, видео, аудио оборудование и прочие технические устройства.

Умный дом своими руками

Если вы не хотите читать — переходите сразу к самым классным урокам (больше уроков в конце статьи):

Данная комплексная система, благодаря своим возможностям, организовывает слаженный процесс, в котором все технические элементы выполняют определенные функции по своему прямому назначению, предоставляя владельцу помещения возможность контролировать совершаемые процессы со стороны наблюдателя.

Мозговой центр системы «Умный дом»

В действительности данные системы имеют все необходимое оснащение, а при помощи технических контроллеров осуществляется обработка полученной от него информации, благодаря которой можно руководить каждым процессом по отдельности. В наших уроках мы будем за основу брать микроконтроллеры Arduino, Wemos, Raspberry и другие, доступные для покупки по низним ценам.

Специализированные питательные элементы дают возможность для использования бесперебойного снабжения электричеством, а при задействовании особых элементов осуществляется управление и регулировка работы бытовых приборов, находящихся под контролем системы.

Наличие в системе оборудования с дистанционным управлением дает возможность совершения общего контроля над всеми приборами, которые находятся в управлении системы. Бывают они в виде стационарных либо переносных модулей. Переносной модуль более практичный, поскольку позволяет совершать дистанционное управление при помощи любого электронного устройства, например телефона или ноутбука.

В то же время, хозяин может совершать управление, любым, процессом, который происходит в помещение, на расстояние от жилища, где непосредственно данная система установлена. Благодаря такой функции, владелец может задать любую программу выполнения действий умному дому на длительный срок, и как последствие просто контролировать выполняемые процессы. Сюда могут входить как кондиционирование помещения, так и его автоматическое освещение в определенный интервал времени, и прочие подобные автоматизированные функции, включая охранную систему.

Умный дом своими руками

Осветительная система

Уровень света можно регулировать благодаря управлению элементами освещения. Технологические возможности данной системы позволяют выполнять управление осветительной системой дистанционно, достаточно просто задать системе определенную программу освещения. Можно провести регулировку задаваемых параметров исходя из личных предпочтений владельца помещения, и освещать при этом разные комнаты в разное время.

  1. Владелец системы имеет полный доступ к управлению и регулировке всех источников освещения из одной общей точки доступа.
  2. Можно прописывать определенные сценарии на разные временные интервалы.
  3. Совершать управление всеми источниками освещения в доме, в любом месте и в любой период.
  4. Экономить электроэнергию.

Контроль и управление климатической системой

Владелец может совершать обогрев помещения, а также очистку, увлажнение и вентиляцию воздуха. Допустим, к моменту своего прихода прогреть помещение до определенного температурного режима.

Основные достоинства данной функции:

  1. Отопление, или охлаждение температуры в помещении осуществляется одной общей системой.
  2. Возможность регулировки любых температурных режимов в помещении, в соответствии с погодными условиями климата.
  3. Каждое отдельное устройство имеет свои специальные датчики, которые регулируют работу того или иного механизма, и позволяет контролировать внутренний климат в помещении.

Система контроля и безопасности помещения

Данная программа наблюдает за всеми происходящими в помещении процессами, включительно работу сигнализации, противопожарной и коммунальной системы. Ее основные плюсы:

  1. Автоматическое включение сигнализации после ухода из помещения его владельца.
  2. Возможность дистанционно руководить процессом.
  3. Система оповещения хозяина методом информирования на гаджет.
  4. Одновременная охрана всех зон помещения.
  5. Помогает в предотвращении утечки газа или воды в помещении, а также перебои электроснабжения.

Популярные уроки

Список самых популярных уроков по созданию своими руками Умного дома на основе Arduino, Raspberry и других микроконтроллеров на нашем сайте:

Умная лампа с помощью Arduino

Система управления умным домом на расстоянии

Управление умным домом на расстоянии (продолжение)

Умный дом на Ардуино и интернет: работаем с Dweet.io

Умный дом: сообщение в Twitter с помощью IFTTT

Умный физический почтовый ящик, который отправляет e-mail

Создание домашнего погодного виджета с помощью Arduino и Raspberry

Делаем систему контроля качества воздуха внутри помещений

Wyliodrin: Платформа для создания умного дома

Рисуем корпус Arduino Nano в SolidWorks для 3D-печати

Система полива растений на Ардуино Уно

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *