Умный дом с нуля своими руками или путешествие длиною в год
Время на прочтение
8 мин
Количество просмотров 146K
Данную статью пишу для думающих, стоит оно того или нет, и начинающих построение своего умного дома, надеюсь она поможет сделать вам свой выбор. Для тех кто думает, я не программист у меня ничего не получится, я тоже, хотя имею техническое (теплоэнергетик) образование, но никогда не работал в IT, не знаю ни одного языка программирования. Дорогу осилит идущий. Начнем с рассуждений что такое умный дом, поверьте на слово он не решит все ваших бытовых и семейных проблем, но точно сделает жизнь немного комфортней. Что такое умный дом в моем представлении год назад: 1. Красивый планшет со схемой дома висящий на стене в прихожей с которого можно управлять всем в доме; 2. Управление всем чем можно голосом. Откровение через год: планшет не нужен, так как бегать со второго этажа на первый, чтобы по управлять, неудобно. Что бы хорошо работало голосовое управление, требуется установка умной колонки в каждую комнату, когда их две – это одно. А когда значительно больше – вопрос. Сейчас для меня умный дом это то, что работает само без моего участия, и не требует управления. Все о чем пойдет речь далее сделано мною лично, может можно сделать по-другому, может проще и лучше. Но таков путь.
Краткий ликбез
Системы умного дома
1.1 Mi Home
+ красивые сенсоры и устройства; хорошее мобильное приложение; простое построение автоматизаций;
– закрытая экосистема; данные хранятся на облачных серверах; автоматизации работают через облачные сервера.
1.2 Google home
+ это google, интерфейс на высшем уровне;
– закрытая экосистема; автоматизации работают через облачные сервера; в приложении есть поддержка таких решений, о которых вообще не слышал.
1.3 Domoticz
+ открытая экосистема; большое русскоговорящие сообщество; облако через которое ты можешь зайти на свой сервер; язык для автоматизаций blockly – удобный и понятный;
– не которые вещи в нем реализовать очень сложно (или я не разобрался); не успевает обновляться документация; делаешь по написанному в Вики, а не работает, так как все поменялось; частые обновления.
1.4 HomeBridge – для поклонников apple, а так как я сторонник светлой стороны силы, прошел мимо
+ это Apple, интерфейс на высшем уровне и работать должно как часы;
– как мне сделать вот так? – А вам это не надо, мы в Apple решили, что вам нужно только так.
1.5 ioBroker – открыл интерфейс, закрыл и больше не открывал
+ были первооткрывателями много чего, хорошая поддержка многих устройств;
– такой интерфейс в 2020 году преступление.
1.6 MajorDomo – честно говоря как-то прошел мимо
+разработчики наши, мелочь, а приятно;
– не знаю.
1.7 Home Assistant – вишенка на торте умного дома
+ открытая экосистема, нормальный интерфейс, который можно настроить самому как угодно, актуальная документация, поддержка всего чего угодно, может интегрироваться с Яндекс Алиса, Mi Home, Google home, HomeBridge, нет ничего невозможного для реализации, автоматизации ограничены только вашей фантазией;
– сложность освоения на первоначальном этапе.
Как вы уже догадались, мой выбор пал на Home assistant и далее речь пойдет о нем.
Железо
2.1 Роутер
Я живу в частном секторе, и у нас один провайдер местного масштаба, который тянет оптику и всем выдает изделие ZTE F660. Два месяца я с ним мучился, каждый день что-то отваливалось и не работало, пока не поменял его на Keenetic Ultra. Все проблемы с отвалами умных устройств как рукой сняло. Так что роутер ключевой элемент умного дома. Цена вопроса зависит от стоимости роутера.
2.2 Сервер
Для работы Home Assistant требуется сервер, на котором будут хранится все данные и управляться устройства умного дома. Тут есть несколько путей: можно установить Home Assistant на компьютер, старый ноутбук под Windows или на мини компьютеры под Linux или Ubuntu, которых сейчас бескрайнее множество, или на NAS. Тут все зависит от вашего желания и возможностей. Так как сервер должен работать в режиме 24/7, то я для себя выбрал вариант Raspberry pi 4b 4Gb. Потому что у него низкое энергопотребление, он бесшумный (эксплуатирую в безвентиляторном корпусе). У меня на нем работает Home Assistant и Plex (медиа сервер) в режиме 24/7 уже полгода, проблем с производительностью нет. Но если вы кроме этого хотите использовать какие-то еще ресурсы, то советую посмотреть в сторону NUC. Хотя начинал знакомиться с системой на Windows 10, но у меня вызывает вопросы ее стабильность с криворукими обновлениями, от которых больше вреда, чем пользы. При использовании Raspberry pi 4b, есть несколько нюансов, должен быть хороший блок питания, который выдает честные 3 А и нельзя устанавливать в безвентиляторном корпусе в закрытые ящики, так как ее рабочая температура около 50 градусов. Цена вопроса Raspberry pi 4b 4Gb около 4 тыс. руб. на Али.
2.3 Стандарты беспроводной связи умных устройств для умного дома
WiFi – он и в Африке WiFi. Для работы нужен WiFi роутер и чтобы устройство умного дома находилось в одной локальной сети с сервером. Большое количестве WiFi устройств особенно видеокамер, может влиять на скорость WiFi не умных устройств. Для стабильной работы умного дома нужен хороший WiFi роутер, причину описал ранее.
Zigbee- энергоэффективный (устройство может несколько лет работать от одной батарейки) стандарт беспроводной связи, позволяет строить ячеистые надежные сети. Для связи умных устройств Zigbee с сервером умного дома нужен координатор (шлюз). Без него умные устройства работать не будут, нужен именно Zigbee шлюз. В Zigbee несколько поколений стандартов, самые распространенные сейчас 2.0 и 3.0. Будьте внимательны шлюзы с поддержкой Zigbee 2.0 не будут работать с устройствами Zigbee 3.0. Новые Шлюзы Zigbee 3.0. имеют обратную совместимость и будут работать с устройствами старого стандарта.
Bluetooth – энергоэффективный (устройство может несколько лет работать от одной батарейки) стандарт беспроводной связи, последние его разновидности в частности Mesh, так же позволяет строить ячеистые надежные сети. Для связи умных устройств Bluetooth с сервером умного дома нужен координатор (шлюз). Без него умные устройства работать не будут, причем нужен именно Bluetooth шлюз.
2.4 Координатор или шлюз. Координатором в Home Assistant могут быть
Шлюзы различных производителей Xiaomi , Тuуа, Sonoff и д. р. Работают через облако (китайские сервера). В основном работают с умными устройствами своей экосистемы. Не поддерживают или не полностью поддерживают умные устройства других производителей. Цена вопроса около 2-3 тыс. руб. на Али.
Stick СС2531, СС2538, СС2652, вставляются в usb сервера, работают по протоколу zigbee2mqtt, поддерживают работу с устройствами большого количества различный производителей, поддержку конкретного устройства можно посмотреть у них на сайте. Работают в локальной сети, даже без интернета. Stick СС2531 не поддерживает больше 32 устройств, если планируете больше умных устройств в своей сети, обратите внимание на Stick СС2538, СС2652, они уже поддерживают более 100 устройств. Цена вопроса около 2 тыс. руб. продают их в Telegram.
SLS шлюз отдельно устройство, такое же как шлюзы Xiaomi , Тuуа, Sonoff, но так же работает по протоколу zigbee2mqtt. И работает со большим количеством различных производителей. Работают в локальной сети, даже без интернета. Цена вопроса около 3 тыс. руб. продают их в Telegram.
Мой путь
В конце 2019 года начитавшись статей на различных сайтах про умный дом приобрел стартовый набор Xiaomi для умного дома и один выключатель решил протестировать умный дом у себя в квартире. Все подключил установил Mi Home и счастливый начал эксплуатировать, так как набор был приобретен в Китае на Али, то работать в регионе Россия он отказался и пришлось его настраивать в регионе Китай. И автоматизация работала через китайские сервера, работала громко сказано. Складывалось впечатление, что майор в Китайском КГБ согласовывал включение света в моей квартире. Задержки в автоматизациях доходили до 5 секунд и работали через раз, 5 раз сработает на шестой нет (видно майор не разрешил). Помучившись неделю, поставил крест на умном доме, снял все датчики и положил в ящик. Тут бы могла история и закончится.
Но в марте 2020 году удалось приобрести частный дом в черновой отделке и решил умному дому быть начал изучать вопрос, перелопатив весь интернет приобрел stick СС2538 и установил Home Assistant на компьютер с Windows 10, сделал копипаст со статей в интернете. И о чудо все заработало задержек нет все включается моментально и работает.
Далее распланировал размещение основного электрооборудования в доме (розетки и выключатели), угадал расположение на 90 процентов, остальное решил купив накладные розетки. Приобрел Raspberry pi 4b 4Gb на Али, купил умные розетки и выключатели Xiaomi (дизайн понравился). Смонтировал все это хозяйство. Установил Home Assistant на Raspberry по урокам Alex Kvazis на youtube, кстати огромное ему спасибо на начальном этапе его уроки были не заменимы делал с них полную копию. Так как другой информации взять было неоткуда, есть хорошее русскоязычное сообщество по Home Assistant в Telegram, но на первом этапе и спросить то не понимаешь чего, и на 90% вопросов получал ответ читай документацию. Я ее честно читал но ничего понять не мог, злился. Сейчас понимаю парней, так же сижу в чате и ежедневно одни и те же вопросы повторяются. Так и хочется сказать читайте документацию. На первом этапе очень помог блог https://ivan.bessarabov.ru/, за что спасибо Ивану.
Начал эксплуатировать на stick СС2538, все работало четко и стабильно. Но тут решил купить светильники на али Xiaomi bluetooth mesh красивый дизайн, регулируется яркость и цветовая температура, так как stick не поддерживает данные устройства был куплен шлюз третий версии от Xiaomi. О нем расскажу отдельно благодаря усилиям @AlexxIT и его интеграции Xiaomi Gateway 3 для Home Assistant, данный шлюз превращается в уникальный продукт, позволяет одновременно параллельно работать умным устройствам и в Home Assistant и MiHome, только умные устройства должны быть Xiaomi. Так же Home Assistant с данным шлюзом можно интегрировать с Яндекс Алисой, Google home и HomeBridge. Так же отдельное спасибо хотел сказать @AlexITон сделал для развития популярности Home Assistant в русскоязычном сообществе очень много, является автором интеграций Sonoff LAN, Yandex.Station. Но есть ложка дегтя в бочке меда шлюза третий версии от Xiaomi, к сожалению производитель в новых прошивках шлюза даты производства с 10.2020 г. закрыл Telnet и теперь без паяльника шлюз в Home Assistant не интегрировать (говорят 10 минут работы и все сделано), но будьте в курсе.
Как вы уже догадались начиная с сентября я переехал на Xiaomi Gateway 3, уже более полугода все работает стабильно, сейчас у меня в эксплуатации 77 устройств Xiaomi, розетки, выключатели, различные датчики.
4. Сейчас уже реализовано
Управления всеми розетками и выключателями кухня
-
управления всеми розетками и выключателями, из любой точки мира
-
автоматизировано освещение туалета, ванной, коридора, прихожей, лестницы;
-
настроено адаптивное освещение, когда автоматически в течении дня меняется яркости и цветовая температура;
Мониторинг погоды
-
мониторинг погоды и микроклимата в доме
-
автоматизировано управление батареями в зависимости от температуры;
Мониторинг сервера
-
мониторинг наличия интернета и сервера;
-
автоматизировано управление подачи воды в зависимости от времени суток;
Датчики безопасности
-
сделаны датчики безопасности и уведомления в телеграмм протечка воды, задымления, загазованность, движение в доме, выключить все розетки, выключить весь свет в доме;
-
уведомления о нежелательных событиях в доме остановился котел, с работка датчиков безопасности;
Учет электроэнергии по группам
-
учет электроэнергии по группам потребителей;
Робот пылесос, увлажнитель
-
интегрированы различные устройства, с возможностью их управления;
-
время прибытия транспорта на остановку;
-
управление умным домом голосовыми командами Алиса и Эй google.
В планах
-
автоматизировать уличное освещение;
-
интегрировать ворота Алю тех в Home assistant;
-
автоматизировать полив растений
5. Где я ошибся
-
Приобретение умных выключателей, а затем умных лампочек. Адаптивный свет это классно, поэтому умные лампочки нужны, а с ними можно было установить глупые возвратные выключатели. Можно было сэкономить.
-
Покупка видеодомофона с камерами с Али, сейчас бы купил ip камеры и интегрировал в Home assistant.
-
Приобретение WiFi видеокамеры Xiaomi внутри дома, которая не интегрируется в Home assistant, сейчас бы купил Reolink.
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.
Это первая моя статья на habr, если тема умного дома интересна пишите в комментариях о чем хотите узнать все расскажу, просто Home assistant целая планета и в одной статье все не рассказать. Какие темы интересны, что хотите узнать подробней, если будет интерес напишу более подробный материал.
Делюсь своим опытом строительства умного дома.
Коробка и планировка
Участок, под строительство, был куплен летом 2017 года, в этом же году был залит фундамент. Строительство коробки началось 11 марта 2018 года. На начало 2019 года, есть: крыша, окна, двери, разводка канализации, черновой пол, голые стены.
Одноэтажный дом, площадью 150кв.м. + 40кв.м. мансардного этажа.
05 февраля 2019 – Дизайн интерьера
Получены первые рендеры дизайна, после согласования и корректировок будет запущена техническая документация.
Выбор системы умного дома
Я занимался самодельной электроникой на ардуине и esp несколько лет. Делал простейшие датчики, изучал протоколы, вкусил прелесть автоматизаций и удобства – это даже стало моим хобби. Мои устройства были не очень внешне, да и стабильность работы иногда хромала на обе ноги. Самодельная электроника некрасивая и ненадежная.
Затем появился xiaomi. Я сразу заказал несколько датчиков для теста, они прекрасно работают, показания точны, выглядят отлично, большим минусом был только ХАБ, который работает через китайские серверы – но со временем решился и этот вопрос, можно использовать зигби стик. Я сразу себе сказал: “всё, хватит самоделок, буду использовать датчики сяоми” – по цене, заводской вариант датчика, получался даже дешевле самодельного. Потом купил пару умных лампочек, начал замечать минусы работы: 6 лампочек не включаются одновременно, некоторые вообще иногда не включаются, датчики иногда стали отваливаться и не слать показания. И я задумался.. У меня около 30 окон/дверей, как часто я буду брать стремянку и менять батарейки, как часто я буду ловить глюки, когда какой-то статус “не прилетел”. В освещении же, не хотелось использовать умные лампы – их нельзя использовать в любых светильниках. Акара выключатели только белые – подстраивать весь дизайн под белые выключатели или заморачиваться с покраской? Нужно было решение. Сяоми/акара подходит для готовых ремонтов, но в целом – это игрушки.
Совсем другой уровень устройств – промышленная автоматизация. Здесь все по проводам и надежно – идеальный вариант, когда еще нет электрики. Я начал смотреть с KNX, но почти сразу и перестал, по деньгам – это космос, простой выключатель на стену 160 евро, комбинированный датчик – 700 евро, релейные модули, диммеры на din-рейку по 1000 евро еще и за лицензию платить 🙂 Далее, в поле моего зрения попал MegaD-2561, дешевые контроллер, к которому можно подключить кучу всего, весь список датчиков представлен на сайте. Меня отпугнул внешний вид сайта, контроллера, датчиков – все из моего прошлого самоделок. В сентября 2018 года, на хабре, вышла вот статья про комбинированный датчик wirenboard. И уже в октябре, я заказал себе несколько устройств WB, для тестов.
Что я собираюсь автоматизировать
Освещение
Абсолютно все источники света: основные, функциональные, декоративные. Тут все на релейных модулях WB-MR6C и диммерах (которых пока нет в продаже). Подключение кнопок непосредственно к модулям, позволит управлять светом, даже при выключенном контроллере. Очень легко добавлять проходные выключатели, такого понятия как бы и не будет. Еще один интересный момент: допустим у меня однокнопочный выключатель, который включает люстру, но потом у меня появляется торшер, которым я тоже хочу управлять, я смогу заменить однокнопочный на 2-3-4 кнопочный выключатель, так как в коробке, будут запасные жилы и для этого даже не придется отключать электричество:)
Датчики
Большую часть моих потребностей (температура, влажность, движение, освещенность) закроют комбинированные датчики WB-MSW v.3, планирую поставить по датчику в каждое помещение, некоторые датчики будут в максимальной комплектации с CO2 и Air Quality.
У меня мансардные окна, недопустимо держать их открытыми во время дождя, поэтому, на крышу, ставлю два датчика дождя rs485, они пригодятся еще и для авто-полива.
Датчики протечки воды, запорные краны и учет потребления через WB-MWAC. Пока еще не решил буду ли я использовать проводные датчики протечки, или же просто кину датчик сяоми, зависит от места. На кухне можно использовать проводное решение, там это будет незаметно.
Датчики контактов вешаю на два модуля WBIO-DI-DR-16.
Купил вот такие магнитные датчики на aliexpress, скорее всего будут мучения вмонтировать их внутрь ПВХ профиля окон, но попробую, зато они абсолютно незаметны. Мои окна состоят из трех створок: две обычные и сверху откидная фрамуга. Две створки соединю последовательно, а фрамугу подключу отдельно, таким образом одно окно будет висеть на двух контактах, а не на трех. Эти модули могут использовать и для кнопочных выключателей, например для кнопки, которая выполняет какой-то сценарий.
Прочие датчики. Датчик дыма, есть варианты на rs485, но подойдет любой. Датчик угарного газа пока не нашел. Датчик подсчета электричества от wirenboard WB-MAP12H.
Шторы, окна и моторы.
7 фрамуг будут оборудованы цепными моторами Giesse Varia Slim Base (230В). Моторы я подключу на 3 вот таких модуля WBIO-DO-R10R-4.
Автоматизирую как минимум два мансардных окна вот такими моторами aliexpress. Оригинальное решение от Velux стоит слишком дорого.
Штора в спальне будет 2018 xiaomi Aqara.
Ролл шторы на обычных моторах типа: трубчатые моторы.
Розетки.
Я не собираюсь глобально автоматизировать розетки, это слишком дорого и не имеет смысла. К каждой розетки должен идти свой силовой кабель и отдельное реле, розеток у меня будет много, а единственный способ применения – отключить розетки, когда уходишь из дома. Допускаю, что иногда нужно будет управлять каким-нибудь “неумным” прибором, в таком случае буду использовать WiFi розетки сяоми, фибаро или кулкэм.
Вытяжная вентиляция. Тут пока еще не решил, но скорее всего, подключу вентиляторы через диммеры.
Отопление.
Это отдельная, большая история, скажу пока только, что буду использовать полностью готовое решение. Монтаж отопления, в планах, на апрель-май 2019.
Как планировал электрику
Проект электрики надо разрабатывать самостоятельно, даже если он входит в стоимость дизайна интерьера. Только вы знаете, что вам надо и как будете этим пользоваться. Дизайнеры не закладывают умные шторы, не оставляют место для робота пылесоса – обо всем их надо просить, поэтому стоит сформировать список всех потребностей и перенести его на чертеж.
SketchUp – простая в освоении программа для создания 3д модели дома.
Используя эскизный проект дома, я отрисовал точную 3д модель, придумал варианты планировки. Модель наглядная, в реальных размерах – советую сделать, это сильно упрощает дальнейшую работу. Пригодится не только для электрики.
После того, как планировка была готова, отдельным слоем нанес всю электрику. Для электрических точек я придумал свои обозначения. Изображения ниже – кликабельны.
Мастерская, вид на основную зону.
Мастерская, вид на зону 3d-печати.
Понятное дело, что 3d картинки электрикам не отправишь. Нужен плоский 2d чертеж, с указанием всех размеров и отступов.
AutoCad. Я с автокадом никогда не работал, пришлось быстро изучить азы. Перенес все точки на “бумагу” и стало уже совсем все понятно. Теперь легко можно подсчитать сколько надо релейных выходов, сколько диммеров, датчиков и прочего.
19 февраля 2019 – Газ в работе
Получены технические условия на газ, заказал проект и уже стоит задуматься об отоплении.
Купил главный блок управления отоплением (чуть позже покажу какой), он работает по протоколу Modbus RTU, по моей задумке, я не буду использовать терморегуляторы на стенах, я хочу брать данные температуры с датчиков WB и передавать их в этот блок, установка температуры по комнатам, будет через UI. Таким образом я сэкономлю деньги на 10 регуляторах, по цене они примерно равны 10 датчикам WB.
26 февраля – Канализация и отопление
Куплен септик для канализации, ожидает начала монтажа.
Бригада отопленцев заехала на объект, делают монтаж радиаторного отопления.
Получен начальный список кабеля и расходников от электриков, по мере работы, много еще будет докуплено.
ВВГнг (гост)3х1,5-400м
ВВГнг (гост)3х2,5-300м
FTP5E-305м (сетевой кабель)
ТВ RG690C-100м
КСПВ 12х0,4-100м
ПВ3 1х6-50м (для заземления каркаса потолков)
База под хомут 800шт (дюбель под стяжку)
Стяжка 3х150(200) 900шт
Бур ф6 5шт
Изолента белая 2шт
Патрон керамический Е27-10шт
Лампочка диодная Е27-10шт
7 марта – Установка септика
Поставил автономную канализацию, расписывать не буду, о ней можно почитать вот тут: Септик Топас 8 ПР
10 марта – Проект электрики
Электрика стартует с небольшим опозданием, в прошлый понедельник, 4 марта, приехали электрики, но на тот момент, у меня не было проекта, и без него они просто не захотели ничего начинать. Пришлось максимально напрячь дизайнеров, и, буквально за пару дней, они мне его предоставили.
Дизайнерский проект
Включает в себя:
1) Привязка всех светильников;
2) Обозначение групп света и выключателей;
3) Все розетки, электрические точки, датчики;
Все описано максимально подробно и точно, чувствуется профессиональное исполнение. Расположение розеток/выключателей они продумывали отдельно от меня, и где-то на 80% их вариант совпал с моим первоначальным. Хватило одного цикла корректировок, в котором я согласовал несколько небольших изменений по переносу/добавлению точек, и получил финальный проект. Были и нюансы, о которых я не мог знать. Например, розетка посудомоечной машины должна быть смещена относительно расположения самой посудомойки.
Проект “своими силами”
Дизайн это хорошо и красиво, но были заказаны не все площади дома, поэтому недостающие комнаты в проекте, мне пришлось доделать самому. Использовал АвтоКад, первый раз в жизни.
Для себя решил упростить схемы, достаточно два вида:
1) Все светильники и выключатели с обозначением групп и привязками;
2) Розетки, датчики;
Достаточно полезно схематически указывать очертания расположения мебели.
Конкретно теперь, имея всю документацию по электрике, можно сесть и посчитать сколько и каких модулей надо для управления умным домом. И можно будет приступить к реализации…
18 марта – Черновая разводка электрики
Что такое черновая разводка? Подрозетники, разводка кабеля до штукатурки, электрические щиты. Только после штукатурки можно будет начинать собирать щиты, коммутировать провода.
Начала вырисовываться картина розеток и выключателей. Обратите внимание на бомбических размеров щиты – это два встраиваемых Legrand XL3 160, 6 рядов, 144M. По моим очень грубым подсчетам, должно хватить. На втором этаже будет еще один мини щит с WB и силовой начинкой.
31 марта – Посылка от Wiren Board
Наконец-то пришла посылка со всеми умными железками, которые я буду использовать. Вот список:
26 апреля – закончена черновая электрика
Как и планировалось, ровно полтора месяца заняла электрика, теперь все работы закончены, заложено 4000 метров кабеля. Хочу отметить как важно найти хорошую, опытную бригаду. Если делаете умный дом, то нанимайте электриков, которые уже делали умные дома. Важно чтобы это были не просто бездумные исполнители, а думающие и вникающие люди, которые могут заметить ошибку в проекте, предложить лучшее решение или посоветовать что-то стоящее.
Несколько простых примеров:
В проекте, было указано разное расстояние от края стены до одинарной и двойной точки выключателей, сразу было предложено сделать одинаковый отступ, чтобы все было симметрично.
Я спохватился, что в проекте не было заложено вывода под датчик дыма, на кухне. Написал электрикам, через минуту получил такое фото, мол, уже все сделано, всегда закладывают, так надо.
Использованный кабель
ТипСечениеМетраж, мВВГнг (гост)3×1.5750ВВГнг (гост)
3x.2.5480ВВГнг (гост)
5×2.514ВВГнг
2×4150ПВС4×1
225ПВС
4×1.538ПВС
2×140ПВС
3×0.75200ПВС
3×1.520ПВС2×0.75194ВВГ4×1.538ПВ31x650TV
115FTP 5e
1017ШВВП2×0.550Оптика
53
Пример проводки по потолку.Не использовали гофры, это бы слишком ударило бы по цене. Гофры использовались только по крыше, там где есть дерево или утеплитель.
Пример разводки по полу. В этом месте будете серверная с телекоммуникационным оборудованием.
Электрические щиты готовы к штукатурке.
Уличная проводка
Электрика частного дома не заканчивается на нем, есть еще и участок, пара слов о том, что можно заложить.
От уличного электрического щитка со счетчиком, идет ввод кабеля в дом, вся уличная проводка управляется с домашнего щита.
1) Ландшафт
Я вывел две линии: перед домом и за домом – это для питания всего ландшафтного освещения.
2) Септик
Современные автономные биологические станции питаются электричеством, нужно закладывать.
3) Калитка, ворота
Кабель на звонок, домофон, возможность открыть калитку из дома, и ворота.
4) Беседка
Можно было бы запитать и от ландшафта, но я сразу заложил трассу в предполагаемое место размещения беседки.
5) Хозблок
В поселке иногда отключается электричество, поэтому была заложена возможность подключения генератора, который находится в хозблоке, он будет построен в самой дальней точке участка.
6) Террасы
Отдельные линии освещения, розетки, тут индивидуально.
7) Подсветка фасада
Разделил на 4 линии, по каждой стороне дома.
8) Камеры
По две витой пары на каждый угол дома. Питание по PoE, поэтому нужна только витая пара.
9) Греющий кабель на водостоки
Я не знаю, будет ли у меня система снеготаяния, но я запроектировал питание для нее. Купил и подключил датчик водостока OJ Electronics ETOR-55. После отделки, будет крайне затруднительно установить все это.
10) Подогрев крыльца
Вывод питания под греющий кабель, вывод под датчик грунта.
11) Датчики движения
Сразу надо предусмотреть, в каким местах будут датчики движения, у меня это над входной группой.
12) Оборудование на крыше
ТВ, метеостанция, датчики дождя, дополнительные антенны для LTE, 3G.
Лето 2019
Закончены строительные работы, не связанные с электрикой
1) разложены теплые водяные полы, залита чистовая стяжка на двух этажах;
2) повешен газовые котел, запущен газ, отделка топочной;
3) гипсовые потолки во всем доме;
4) практически полностью закончен фасад, подшита крыша, смонтирована водосточка;
5) отмостка с ливневым колодцем;
6) отделка санузла;
7) двери-невидимки;
Сборка щита
Процесс долгий, затянулся. Расскажу о проблемах, глазами простого обывателя, не электрика. Не спрашивайте меня о технических деталях, я не электрик! Как вы знаете, у меня два огромных щита, в очередной раз подтвердилась аксиома: “сколько бы ни было места в щите, все равно его будет мало”.
Нижний щит – силовая часть
А вот так выглядит силовая часть – куча автоматов, узо.
У меня ввод в дом – 3 фазы, на каждой стоит свой УЗО. И тут всплыл один момент касательно подключения модулей умного дома… Не все модули поддерживают подключение каналов с разных фаз. Например, диммер разумдома имеет общий ноль, то есть все каналы должны быть с одной фазы. Еще пример: модуль WB-MR6c – поддерживает подключение двух разных фаз com1 и com2. Планируйте заранее на какой фазе будет какой канал.
Промежуточные выводы:
1) места всегда не хватает;
2) клеммники занимают очень много места – целый щит;
3) а еще надо предусмотреть место под блоки питания (у меня их 6-8);
В фильмах часто демонстрируется жилое помещение, которое как будто живет своей жизнью. Лампочки загораются по мановению руки, открываются шторы, после определенного слова играет музыка. Все это оборудования является интеллектуальной домашней системой, и мы предлагаем рассмотреть, как сделать умный дом своими руками, что для этого нужно, а также какова схема такой системы.
Умный дом – что это
Умный дом – это домашняя автоматика, которая является жилым расширением автоматизации зданий. Главная автоматизация может включать централизованное управление освещением, ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), бытовую технику, открывать замки ворот, дверей, GSM и других систем, чтобы обеспечить улучшенное удобство, комфорт, энергоэффективность и безопасность. Нужно отметить, что для некоторых категорий населения (пожилых людей, инвалидов) это мероприятие может стать необходимым.
Содержание дома напрямую зависит от потребностей хозяев. Несмотря на все рекламные компании, безопасность систем значительно преувеличена. Осуществляется сильная нагрузка на электрощиток, это может быть опасно, если в квартире слабая разводка. Кулаков советует для начала поменять полностью проводку.
С новейшим внедрением в нашу жизнь SMART технологий, многие уже не представляют свою жизнь без автоматических установок, программного оборудования, нам необходим беспроводной интернет, бытовые приборы.
Домашняя автоматика относится к использованию компьютерных и информационных технологий для управления бытовой техникой и их функциями. Она может варьироваться от простого дистанционного управления освещением до сложных сетей на базе компьютера/микро-контроллера с разной степенью интеллекта и автоматизации. Домашняя автоматика преимущественно должна быть максимально простой.
Достоинства использования «умного дома» в квартире на базе PIC или WAVE:
- Экономичный расход времени на ежедневную настройку разнообразных механизмов, прием звонков, рассылку почты;
- Использование газообразных или жидких топливных материалов, а позже использование электричества, позволило увеличить автоматизацию в системах отопления, уменьшая рабочую силу, необходимую, для ручной дозаправки обогревателя и печи.
- Развитие термостатов позволило настроить более автоматизированное управление отопление, а позже охлаждение;
- Так часто осуществляется охрана промышленных объектов, жилых помещений;
- По мере увеличения числа управляемых устройств в доме поднимается их взаимосвязь. Например, печь может отправлять уведомления, когда он нуждается в чистке, или холодильник, когда он нуждается в обслуживании.
- В простых установках, smart может включать свет, когда человек входит в комнату. Также в зависимости от времени суток, телевизор может настраиваться на нужные каналы, выставлять температуру воздуха, освещение.
Умный дом может предоставить интерфейс-доступ к бытовой технике или автоматизации, чтобы обеспечить контроль и мониторинг на Вашем смартфоне, через сервер, мини Smart для iPhone, iPod touch, а также при помощи переносного компьютера (необходим специальный soft: AVR Studio).
Видео: система Schneider Electric умного дома
Элементы умного дома
Элементы домашней автоматизации включают в себя датчики (например, температуры, дневного света или обнаружения движения), контроллеры и приводы, таких как моторизованные клапаны, выключатели, двигатели и другие.
ОВК
Это отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, ОВК может контролировать температуру и влажность, к примеру, термостат интернет-контроля позволяет домовладельцу удаленно управлять системами отопления и кондиционирования воздуха здания, система может автоматически открывать и закрывать окна, включать радиаторы и котлы, теплый пол.
Освещение
Эти механизмы управления освещением могут быть использованы для управления бытового света, техники. Также сюда можно отнести систему естественного освещения, работу жалюзи или штор.
Аудио-визуальная
Эта категория включает в себя аудио-, видеосигналы для безопасности. Сюда входят:
- Эффект присутствия дистанционного управления (Это самая современная технология, которая применяется для увеличения безопасности). Заключается в зажигании света, музыкальном сопровождении.
- Имитация присутствия
- Регулирование температуры
- Регулировка яркости (электросветильники, уличное освещение)
- Безопасность (сигнализация, жалюзи).
Как сделать умный дом
Интеллектуальную систему можно сделать своими руками, самый бюджетный вариант – это настройка контроля освещения в доме или включения компьютера.
Чтобы сделать лампу, которая будет «сама» загораться, к ней понадобится подключить специальное оборудование. Есть несколько вариантов решения это задачи:
- Установить акустическое реле (1 или x10-wire);
- Присоединить диммер;
- Подключить датчик движения.
Проще всего работать с датчиком. Его продажа осуществляется в любом интернет-магазине, можно купить канальный прибор, можно разработать свой собственный по своим параметрам. Единственное замечание, нельзя устанавливать с таким прибором лампу накаливания, она может не выдержать нагрузки и взорваться, лучше работать со светодиодной.
Еще один «умный» бесшумный вариант – это диммер. Здесь Вам понадобится прикоснуться к лампе, в зависимости от количества прикосновений, говорящий прибор будет менять яркость. Это очень удобно использовать на лампе в спальне, детской.
Чтобы настроить контроль и регулирование температуры, нам понадобится многоканальная система. Центральная схема контроля температуры и влажности состоит из:
- Датчиков (ds1820), которые измеряют физическое состояние жидкости, воздуха.
- Контроллеров (rfm12), которые могут быть простыми физическими компонентами и сложными устройствами специального назначения или встроенных компьютеров.
- Приводов люнекса, которые реагируют на сигналы контроллеров.
Самый современный способ – это купить все составляющие умного дома, провода, термостаты. После установить приборы в каждой комнате, по терморегулятору на радиатор и один на котел. Также понадобится управляемый блок, или «мозг» всей системы. Его рекомендуется смонтировать на входной трубе отопления.
Наиболее просто осуществляется монтаж системы видеонаблюдения и сигнализации. Принципиальные положения установки систем безопасности:
- Нужно подключить датчики на окнах, дверных проемах, там электрика будет самой продуктивной;
- Сложнее всего подбирается плата, от неё зависит контроллер умного дома, работа посредственных деталей, уровень сигналов;
- Многие специалисты считают, что монтировать индикаторы нужно на уровне пола. Где-то см 20 от плинтуса, это повышает эффективность;
- Желательно установить постоянный мониторинг, установить цифровую систему контакта со службой охраны. Часто ответственными хозяевами устанавливается специальная программа к себе на персональный компьютер, которая позволяет контролировать работу системы из любой точки, где есть интернет (так советует поступить Елена Тесля и её книга: «Умный дом: как сделать своими руками», также там есть и другие решения). Можно подключить sms-оповещения.
Умный дом – это очень удобный способ сделать свою жизнь проще, часто целая система покупается полностью (Arduino, KNX, Linux).
Стоимость каждой системы индивидуальна. Самые популярные марки следующие: beckhoff, gira, lpt, redeye, Smart Switch IOT screen, teleco. Мы рекомендуем, перед тем, как построить такое жилье, посоветоваться со специалистами, они помогут вычислить уровень нагрузки, рассчитать потребляемую мощность.
Чтобы почерпнуть идеи, можно пролистать В.Н.Гололобов «Умный дом» своими руками, DJVU или PDF, бесплатно посмотреть у нас фото и видео- инструкции, прочитать советы известных мастеров.
По мере развития технического прогресса человек стал задумываться о том, чтобы сделать пребывание в своем доме безопасным и комфортным, максимально упростив выполнение всех бытовых функций. Но если в прошлом реализация подобного проекта была невозможна из-за отсутствия подходящего оборудования, то сегодня с его появлением стала вполне досягаемой задачей. Современные разработки позволили автоматизировать домашние инженерные сети, объединив их в одну систему, и управлять процессами с помощью набора «умных» гаджетов. Поскольку разновидностей подобных устройств существует великое множество, вначале целесообразно разобраться, что такое «умный» дом, и только потом перейти к реализации проекта своими руками.
Что такое система Умный дом
Под термином «Умный дом» подразумевается интеллектуальная система, которая включает целый комплекс оборудования, призванного решать самые разнообразные бытовые вопросы. Выгодной особенностью является то, что она способна самостоятельно принимать решения. Управление аппаратурой осуществляется человеком при помощи нажатия кнопок, отправки голосовых команд либо дистанционно, используя смартфон, планшет или ноутбук.
Технология «Умный дом» является структурированной и многоуровневой системой, которая способна к самотестированию и самовосстановлению в случае непредвиденных сбоев. По сути, она преследует единственную цель – максимально возможную автоматизацию всех процессов, выполнение которых допустимо без участия человека. Его вмешательство становится необходимым при возникновении нештатных ситуаций, когда требуется принятие кардинального решения.
Базовый набор аппаратуры позволяет настроить систему освещения: включение или выключение света будет происходить, когда кто-то входит в помещение или выходит из него. В расширенной комплектации смарт-сеть способна управлять сотнями приборов и устройств, относящихся к системам:
- общего мониторинга;
- внутреннего и внешнего освещения;
- отопления и кондиционирования воздуха;
- водоснабжения;
- фильтрации и канализации;
- аварийных источников питания (генераторы, аккумуляторы);
- предупреждения аварийных ситуаций (утечки газа, проблем в электросети) и т. п.
В добавок ко всему она способна контролировать работу сигнализации, камер наблюдения, а также множества другого оборудования – бытовой техники, мультимедийной аппаратуры, размещенной по всей квартире или дому.
Главным преимуществом системы «Smart House» является существенная экономия затрат энергоресурсов, поскольку:
- во-первых, управление системами осуществляется автоматически, а не в ручную;
- во-вторых, при отсутствии жильцов все приборы переходят на экономичный режим работы.
В соответствии с заложенными программами смарт-сеть начинает исправно «выполнять» все указания хозяев, благодаря чему в квартире появляется «внештатный домоправитель».
Принцип работы и устройство Умного дома
Высокая гибкость – еще одно важное достоинство интеллектуальной системы домашней автоматизации. Благодаря этому владелец получает возможность адаптировать ее к текущим потребностям обитателей дома, а в будущем добавлять дополнительные функции, подключать новые системы и, соответственно, аппаратуру. Возможность расширения зависит от типа выбранной системы:
- С закрытым протоколом. Этот тип предполагает использование программного обеспечения, технологий и устройств только от одного определенного производителя. Применение продукции других компаний исключено.
- С открытым протоколом. Допускают использование программ, аппаратуры и дополнительных аксессуаров от разных производителей. Как правило, все элементы в такой системе совместимы, хотя выпускаются различными компаниями.
Поскольку оборудование для организации «умного дома» стоят недешево, стоит убедиться, что оно соответствует индивидуальным требованиям каждого обитателя квартиры или дома. Необходимо также изучить функциональные возможности каждой из систем. По способу организации подключения они делятся на два основных типа.
Проводные
Все элементы: датчики, контроллеры, камеры и т. п. соединяются между собой посредством электрических кабелей.
Подобная система характеризуется:
- высокой надежностью – отсутствует риск повреждения проводки, поскольку она надежно скрыта;
- длительным эксплуатационным периодом — в приборах отсутствуют батарейки, требующие периодической замены;
- высокой скоростью отклика – после нажатия кнопки или запуска программы, команды выполняются моментально, без задержек, что избавляет жильцов от ожидания;
- отсутствием рисков взлома системы.
Управление оборудованием осуществляется при помощи сенсорной панели, которая выполняет функцию центрального контроллера (принимает поступающие сигналы и запускает новые команды).
Проводные системы рекомендуется устанавливать на этапе ремонта жилья, поскольку требуется прокладка и разводка кабеля. Для монтажа рекомендуется использовать щит (60х150 см). Из-за сложности проекта и схемы расположения приборов ремонтные и монтажные работы целесообразно доверить мастерам. Это позволит избежать ошибок и сохранить дорогостоящую аппаратуру.
Беспроводные
В отличие от предыдущего варианта, в данной системе исполнительный сигнал от управляющего устройства передается не по кабелю, а по выделенному радиоканалу. Это облегчает разработку схемы размещения приборов, позволяет значительно сэкономить на электропроводке и инсталляции. Монтаж не требует предварительной подготовки проекта, да и цена его вполне приемлема.
Беспроводная смарт-система уступает в надежности проводной, поскольку ее нормальное функционирование напрямую зависит от качества связи. На ухудшение сигнала способны влиять:
- мобильные телефоны и электроприборы, создающие радиопомехи;
- материал, из которого изготовлены стены квартиры или дома:
- аккумуляторные батарейки, которые быстро выходят из строя и требуют регулярной замены.
К недостаткам данного варианта можно отнести низкий уровень безопасности системы, поскольку под воздействием радиосигнала внешней связи ее легко вывести из строя.
Ознакомившись с вариантами смарт-систем в зависимости от типа подключения, стоит обратить внимание и на конструкции, классифицирующиеся по принципу работы.
Централизованная
Основу функционирования такой системы составляют режимы программирования, которые предусматривают отправку команд из единого логического модуля. Ключевым устройством является контроллер, в который загружается программа, отвечающая за управление коммуникационными системами и исполнительными устройствами.
Благодаря наличию большого количества выходов, к контроллеру можно подключать различную аппаратуру в зависимости от выбранного сценария и его сложности. Несмотря на популярность централизованного способа управления умным домом, система имеет ряд существенных недостатков:
- Зависимость от человека, то есть программиста. Если связь с ним будет утеряна, придется искать другого специалиста и перепрограммировать систему.
- Выбор качественного контроллера. Если логический модуль выйдет из строя, система полностью перестанет функционировать.
- Высокая стоимость . Она включает не только затраты на оборудование и соединительные элементы, но также на использование услуг программиста.
Децентрализованная
Работа смарт-сети построена на использовании микропроцессора с энергонезависимой платой, что позволяет ей исправно функционировать при перебоях с электроснабжением или выходе из строя любого оборудования. Управлять такой системой крайне просто, к тому же в ней одинаково легко заменить любой существующий блок либо добавить новый. На сегодняшний день популярностью пользуются системы «Умный дом» именно с децентрализованным вариантом управления.
Примерная схема Умного дома
Как упоминалось выше, простейший вариант конструкции «Умный дом» состоит из базового набора приборов. Однако в процессе монтажа, подобно конструктору, их можно менять местами и дополнять произвольным количеством элементов. Это позволяет составить проект с определенным количеством подключенных систем, и четким обозначением функций каждой из них.
Именно поэтому найти схему размещения аппаратуры, идеально подходящую для конкретных бытовых условий становится крайне сложной задачей. Намного легче отыскать типовой вариант, которые предлагают производители, грамотно доработать, внеся необходимые коррективы и, в результате, получить проект, который будет максимально соответствовать бюджету и пожеланиям владельца дома.
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 устройства | Описание и назначение |
Контроллер или хаб | Является «мозговым» центром системы. Его основными функциями являются:
|
Датчики | Фиксируют 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. |
Актуаторы | Отвечают за выполнение команд, поступающих к ним с контроллера. Ярким примером служит электрическое реле, которое по сигналу включает или выключает свет в помещениях. |
Устройства управления | Само 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.
Дополнительно можно подключить оборудование, входящее в системы освещения, контроля температурного режима, кондиционирования.
Как сделать Умный дом своими руками
Установка интеллектуальной системы «Умный дом» требуют правильного исполнения, поэтому многие пользователи обращаются за помощью к профессионалам. Однако обладая лишь элементарными навыками, монтаж и подключение аппаратуры вполне доступно осуществить своими руками.
Все оборудование для организации умного дома условно делится на три основные категории:
Все компоненты системы подключаются к смарт-системе посредством проводной и беспроводной связи. Первый вариант считается устаревшим, но до сих пор остается самым надежным способом соединения в отличие от второго, который, напротив, менее стабилен. Связь между приборами в этом случае осуществляется посредством Wi-Fi, Bluetooth и других стандартов.
Датчики, видеокамеры и другие элементы
Основные функции в системе умного дома выполняют датчики. Условно их можно разделить на две группы: отслеживающие движение и реагирующие на изменение состояния окружающей среды. Первые используются в охранных целях и реализации интеллектуальной подсветки. К ним относятся:
Тип устройства | Описание |
Датчик движения | Реагирует на изменение ультразвукового или инфракрасного поля |
Датчик присутствия | Использует аналогичную технологию, но более чувствителен к изменению параметров |
Индикатор присутствия | Используется для управления светильниками и бытовой техникой |
Извещатель разбитого стекла | Реагирует на звук при разрушении стекол |
Фотоэлектрический датчик | Определяет перемещение человека, подходит для установки в дверных проемах или на въездных воротах |
Лазерный датчик перемещения | Реагирует на движение даже небольших объектов и характеризуется охватом большого радиуса. |
Камеры, микрофоны | Позволяют дистанционно отслеживать события, происходящие в доме |
Если датчики движения способны функционировать самостоятельно, сенсоры, реагирующие на параметры окружающей среды работают в совместно с инженерными сетями. В эту группу входят:
Тип устройства | Описание |
Внешний температурный датчик | Считывает значения о температуре воздуха вне помещения |
Внутренний температурный датчик | Получает данные о температуре внутри дома |
Газовый регистратор | Реагирует на утечку газа пронзительным сигналом |
Противопожарный сенсор | Реагирует на появление дыма и повышение температуры воздуха в помещении |
Датчик давления воды | Контролирует уровень давления в трубах, в случае изменения показателей самостоятельно принимает решение о перекрытии потока |
Сенсор протечки | Отслеживает состояние труб и в случае появления воды, подает сигнал |
Датчик сырости | Демонстрирует повышенные показатели влажности и указывает на проблемы с отопительной системой |
Датчик дождя | Используется на участке во время полива, регулирует подачу воды |
Система управления и связи
Важную роль в организации «Умного дома» играют различные системы. В зависимости от назначения различают следующие виды.
Разновидность | Функциональное назначение |
Система связи | Обеспечивает взаимодействие всех элементов и передачу информации |
Система управления | Отвечает за работу всех устройств |
Осветительная сеть | Контролирует уровень освещения в помещениях |
Сеть электропитания | Осуществляет бесперебойную подачу электричества |
Система контроля микроклимата | Включает отопление, вентиляцию и кондиционирование. Регулирует температуру, уровень влажности, |
Система водоснабжения | Контролирует подачу воды, очистку канализации |
Система безопасности | Включает систему видеонаблюдения и контроля доступа в помещение, охранную сигнализацию. |
Мультирум | Контролирует автоматическое включение и отключение аудио и видеоустройств. |
Порядок монтажа
Если владелец дома уверен в своих способностях, ему понадобится выполнить следующие этапы работы.
При правильном выполнении всех этапов работ, начиная с создания проекта и заканчивая установкой оборудования, «Умный дом» начнет эффективно функционировать, обеспечивая комфорт и безопасность его обитателей.
Сложности в процессе установки
Установка интеллектуальной системы «Smart House» требует грамотного исполнения. При самостоятельном монтаже возможно возникновение ряда ошибок, которые нередко приводят к серьезным последствиям. Чтобы этого избежать, нужно научиться избегать их появления.
Проблема | Решение |
Плохой выбор техники.
Покупая дешевый комплект умного дома, пользователь рискует получить плохо работающую систему, несовместимость гаджетов. |
Пригласить специалистов для исправления существующих ошибок или полного демонтажа системы с последующей установкой нового комплекта оборудования. |
Недостаток опыта, минимальные навыки.
Это может привести к возгоранию электропроводки, протечке системы водоснабжения, отопления и канализации и т. д. |
Обратиться в профильную компанию и пригласить высококвалифицированных подрядчиков, обладающих профессиональными навыками и многолетним опытом. |
На чтение 9 мин. Просмотров 35.2k. Опубликовано 08.05.2020
Как сделать умный дом
На данный момент доступно множество вариантов реализации системы «Умный дом» в своём жилище. Существует достаточное количество подходов к её созданию — от дорогих и сложных, для внедрения которых требуется обращение к специалистам, до наборов готовых решений, доступных для настройки каждому. Помимо этого при желании можно найти пошаговые руководства, позволяющие спроектировать такую систему самому практически с нуля на базе отдельных элементов. Рассмотрим варианты внедрения уже существующих проектов «Умный дом» и способы настройки своими руками.
Что такое «Умный дом»
Современные технологии позволяют передать выполнение рутинных действий технике, что делает жизнь намного удобнее. Все чаще люди оборудуют свое жилище полезной системой «Умный дом», помогающей автоматически создавать комфортные температурные условия, следить за освещением, настроить выполнение различных команд в нужное время и управлять техникой на расстоянии. Наличие такой системы может повысить безопасность, так как она способна просигнализировать о возникновении аварийной ситуации и даже выполнить какие-либо действия по её устранению.
Что входит в состав «Умного дома»
В состав комплекса входит набор самых разных устройств, каждое из которых несёт свою функцию. Их можно разбить на группы в зависимости от назначения.
- Устройства, с помощью которых система получает команды.
Сюда входят мобильные телефоны с установленными приложениями, колонки, принимающие команды, сенсорные панели, персональные компьютеры, с помощью которых также может осуществляться управление.
- Устройства, обеспечивающие работу системы.
В эту группу можно включить блоки питания, контроллеры, выполняющие вычисления, датчики, отслеживающие выполнение команд, мультирумы, распространяющие настройки и команды по удалённым друг от друга зонам, и прочие устройства, отвечающие за слаженную работу комплекса.
- Устройства, выполняющие команды.
Сюда относится разнообразная «умная» техника, получающая команды согласно программе и выполняющая их. Розетки, способные включать и отключать устройства, светильники, кофеварки и т.д.
Работа всех этих устройств настраивается пользователем в зависимости от его потребностей. Выполняемый набор функций может быть очень широк: управление освещением, температурой, электроэнергией, системами мультимедиа и прочими.
Особенности реализации «Умного дома»: схемы
Рассмотрим работу системы на следующем примере.
Как видно из схемы выше, система может включать в себя управление множеством элементов – от отопления до видеонаблюдения и объединять с этой целью различные устройства (IP камеры, умные розетки, выключатели и т.д.). Передача команд от пользователя может осуществляться с помощью приложения смартфона, сенсорных панелей в доме или обычного ПК. Обработка команд и хранение информации происходит на специальных серверах, для удалённого доступа используются облачные технологии. За отслеживание текущего состояния системы и контроль исполнения команд отвечают датчики, а мультирумы служат для распределения аудио- и видеосигналов, а также различных настроек на несколько активных зон – это могут быть разные комнаты в квартире или территория за пределами дома.
Связь элементов структуры может быть построена через последовательное соединение, также используется древовидная структура, иногда проектирование системы ведётся по схеме «Звезда» или применяются комбинированные варианты.
Оборудование «Умного дома», на которое стоит обратить внимание
Приведём примеры некоторых «умных» устройств, которые могут быть успешно интегрированы в систему умного дома.
Светильник HIPER IoT DL221
Особенностями являются возможность регулировки яркости, настройки таймеров и сохранения комфортных режимов эксплуатации для разных пользователей.Оснащён качественными светодиодами, сенсорным управлением. Может регулироваться угол наклона.Камера HIPER IoT Cam F1 поддерживает облачные технологии, способна работать 8 суток в режиме записи, также в камере реализованы ночной и охранный режимы. Может крепиться к потолку или стене.
Умная сирена c метеостанцией HIPER IoT A1
Датчик позволяет контролировать микроклимат в помещении, может осуществляться управление кондиционером. Может использоваться для оповещения как сирена. Сохраняется история случаев срабатывания.
Умная розетка HIPER IoT P01
Поддерживает облачные технологии, может использоваться для удаленного включения и выключения приборов, поддерживает голосовых помощников — Алису и Google Home. Возможна настройка работы по расписанию. В случае отключения электроэнергии все настройки сохраняются.
Умный сетевой фильтр HIPER IoT PS44
Поддерживает голосовых помощников – Алису и Google Home. Оснащён евророзетками (4 шт) и USB-портами (также 4 шт). Розетки можно включать отдельно друг от друга по расписанию. Предусмотрена защита от короткого замыкания.Фильтр изготовлен из качественного негорючего пластика. При отключении электроэнергии настройки не сбрасываются.
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
Модуль состоит из датчика и компаратора.На плате компаратора имеется резистор, регулирующий чувствительность датчика.
- Датчик влажности
Состоит из электродов и компаратора. Может быть использован для определения влажности почвы в системах автополива.
Особенности монтажа, подключения и настройки системы
Для осуществления связи между элементами системы существует два основных варианта: с помощью прокладки кабелей или беспроводным способом. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки.
Для монтажа системы, требующей соединения элементов проводами, нужно больше времени, к тому же реализация такого способа подключения может повлечь существенные финансовые затраты, если окажется, что для этого необходимо изменить планировку дома. Но в то же время преимуществом является быстрота выполнения команд, надежность и безопасность – такая система намного лучше защищена от злоумышленников.
По сравнению с первым вариантом беспроводное соединение — это бюджетный и простой в исполнении способ связи между элементами комплекса «умный дом». Он не потребует составления сложных чертежей или глобальных изменений в планировке. Минусом системы может стать её потенциальная уязвимость.
После подключения системы можно настроить работу её компонентов в приложении в соответствии со своими потребностями – отдавать голосовые команды (например, Яндекс предлагает систему «Умный дом», где управление может осуществляться передачей голосовых команд через виртуального помощника – Алису), управлять системой из приложения или настроить автоматические сценарии работы.
Облачные системы для управления устройствами
С помощью применения облачных технологий возможно осуществление удаленного доступа к системе.
При применении облачных вычислений в системах умного дома возможны два варианта. В первом варианте функция управления устройствами осуществляется облаком (и все вычисления происходят там же), благодаря этому не требуется установка контроллера, а управление может происходить откуда угодно, если есть доступ к сети.Второй случай отличается тем, что контроллер расположен в доме, а через облако осуществляется только управление.Так или иначе, облачные системы снижают требования к характеристикам контроллера, что снижает стоимость системы в целом и делает её доступнее.
Пример реализации метеостанции
Для получения комплексной информации о погоде и формирования команд на основе этих данных в систему «Умный дом» часто включаются метеостанции. Метеостанция представляет из себя систему датчиков и модуль для обработки получаемой с них информации.Метеостанция может быть выполнена как контроллер, к которому можно подключить различные датчики, может представлять собой набор сенсоров или поставляться в виде готового устройства. В своей конструкции они могут иметь флюгер или иметь корпус без подвижных элементов.Профессиональные метеостанции, как правило, оснащаются большим количеством датчиков, способных определять, помимо температуры, влажности и атмосферного давления множество других параметров, таких как:расположение солнца; степень освещенности; скорость и направление ветра.
Автоматизация откатных ворот
Для автоматизации откатных ворот также существуют различные способы, перечислим некоторые из них.
- С использованием брелка-передатчика и контроллера Sonoff dc
Преимущества способа в простоте установки и надёжности.
Потребуются пульт управления, брелок и контроллер Sonoff dc.
- С использованием Raspberry Pi в качестве контроллера
В качестве контроллера может быть использована любая Raspberry Pi.
- С использованием модуля ввода-вывода «НЕВОТОН»
Управление в этом случае может осуществляться дистанционно с использованием мобильного устройства с помощью модуля NEVOTON IOM-5.4.1-WF и контроллера системы «Умного дома».
Заключение
Существует множество различных по сложности и стоимости систем управления домом. Можно долго составлять описания их преимуществ и недостатков, отличий и сходств, но все эти системы объединяет то, что они направлены на облегчение жизни, повышение безопасности и удобства. Эти системы способны автоматизировать часть повседневных действий, предупредить об аварийных ситуациях и неполадках, обеспечить безопасность ребёнка, если он остаётся ненадолго один. У этих систем много преимуществ, а выбрать подходящую можно, исходя из своих потребностей и воспользовавшись советами и описаниями их особенностей.