Электромеханический привод. К этому классу относятся устройства, отвечающие за различные действия, связанные с перемещением в пространстве.
Что такое система «умного» дома
Основная идея умного дома — домашняя автоматизация: упростить рутинные действия, которые мы выполняем дома каждый день. На самом деле истоками такой автоматики можно назвать старые пылесосы, холодильники, электрочайники, утюги, мультиварки и микроволновые печи, упрощающие жизнь.
Классический «умный» дом — это набор устройств, автоматизирующих определенные действия по дому. Самый простой пример — включение и выключение света в определенное время. Более сложной является активация камеры безопасности при открытии входной двери. Довольно сложный: включение и выключение обогревателя и управление окнами и шторами при достижении определенной температуры.
Как работает система «умного» дома
Обычно система умного дома делится на две части. В первую входит центр управления, во вторую — датчики, отвечающие за работу всей системы. Хаб — это центр управления умным домом, вы включаете его в розетку, затем он подключается к Wi-Fi и берет на себя управление и связь с другими датчиками. Потому что это необходимо? Дело в том, что большинство датчиков умного дома беспроводные и на батарейках. Если бы они были напрямую подключены к Wi-Fi, срок их службы был бы относительно коротким. Использование концентратора позволяет управлять ими через маломощный радиоинтерфейс, обычно ZigBee или Z-Wave.
Поэтому, чтобы начать строить умный дом, вам понадобится этот центр управления и различные датчики. Выбор датчиков зависит от ваших потребностей. Ниже мы расскажем, что такое датчики и какие функции они выполняют.
Примеры центров управления:
- Ворота центра Акары
- Xiaomi Ми Умный Дом Хаб
- Редмонд Скай Центр
- «Яндекс.Станция» (опционально, Яндекс устройства могут работать и без нее)
Также важно понимать, что такая схема (хаб + датчики) используется далеко не всегда. Существует множество разновидностей «умных» домов. Это может быть большая система с множеством элементов или простая лампочка, управляемая со смартфона.
Встроенный фотоэлемент регистрирует количество света, попадающего в помещение, и реализует сценарии искусственного освещения: заполняющее, точечное, общее.
Что умеет умный дом.
В первую очередь хотелось бы отметить видеонаблюдение и контроль. С помощью видеокамеры, которая подключается напрямую к роутеру, вы можете видеть, что происходит в вашем доме, на даче или в офисе, используя свой смартфон. Большинство моделей оснащены поворотным механизмом, позволяющим дистанционно поворачивать камеру на 360 градусов по горизонтали, а встроенный микрофон и динамик позволяют слушать и общаться с близкими. Видеокамеры имеют возможность записи видео на карту памяти или при подключении к центральному пункту управления (хабу) в облако — Google или Яндекс диск.
С помощью систем управления каждый источник света в помещении можно контролировать и регулировать яркость. То есть, не выходя из спальни или кабинета, можно выключить свет во всем доме или оставить едва заметную подсветку в прихожей. Даже с большого расстояния можно легко управлять системой освещения.
Помимо систем видеонаблюдения и освещения, умный дом может поддерживать климатические параметры: влажность, температуру, регулярное проветривание. Система подбирает и включает теплый пол, радиаторы и другие приборы на необходимую мощность, а ночью немного снижает температуру, чтобы хозяевам было комфортно. Система автоматически включает кондиционер, когда жарко, опускает жалюзи, закрывает окна.
Вы можете прописать своеобразные сценарии для систем управления домом. К моменту приезда хозяина на дачу будет заполнен бассейн или подогрета сауна, обеспечена вентиляция и кондиционирование. Благодаря установленным датчикам система будет контролировать освещение, температуру и влажность во всех помещениях.
Не менее важен мониторинг систем безопасности, за этим также будет следить умный дом. Он немедленно отправит сообщение на телефон владельца, если произошло вторжение на газон или поступила информация о пожароопасности. Сообщение также будет отправлено владельцу в случае задымления или утечки воды. При поступлении сигнала о возвращении хозяев система включает освещение, кондиционеры и бытовую технику. Дом сам может отреагировать на внештатную ситуацию: перекрыть трубы, отключить электричество при угрозе пожара, заблокировать включение опасных электроприборов ребенка.
Из чего состоит умный дом.
Сердцем системы является центр управления (хаб) плюс ЦУ. Это центр управления, который объединяет все датчики и устройства, а также позволяет создавать различные сценарии. CU взаимодействует с датчиками и устройствами, используя различные протоколы беспроводной связи. Как правило, используются следующие стандарты: Wi-Fi, RF, Z-Wave, Bluetooth и др
Устройства Wi-Fi могут работать без центрального блока управления и подключаться напрямую к роутеру. Этими устройствами можно управлять напрямую с мобильного телефона или планшета.
Беспроводные радиочастотные датчики питаются от нескольких батарей и обеспечивают беспроводную передачу данных. Эти датчики можно отнести к категории охранных.
В системе также используются так называемые реле, обеспечивающие основную часть автоматизации: освещение, управление бытовой техникой, теплыми полами, управление воротами, поливом и т д. Эти устройства работают с протоколом Z-Wave 869 МГц.
— Назвать это «Умным домом» нельзя, так как невозможно управлять этими датчиками из единого окна интерфейса системы. Каждое из этих устройств имеет свои параметры и настройки, и работают они независимо друг от друга. «Умный дом» обеспечивает полную координацию и управление всем инженерным и электрическим оборудованием.
Популярные производители
С каждым годом технологии умного дома завоевывают все больше поклонников. Ассортимент быстро растет и выбрать действительно есть из чего, даже не обязательно заказывать за границей. Когда вы начинаете планировать сборку умного дома, часто возникает вопрос, какие производители есть на рынке? Чье решение выбрать? Чем одно отличается от другого?
Xiaomi
Xiaomi — один из самых популярных производителей смарт-устройств. В его ассортименте практически вся бытовая техника, подключаемая к умному дому, а также специализированные IP-камеры, розетки и лампочки, различные датчики (температуры, влажности, СО2) и многие другие устройства.
Xiaomi не использует для своих устройств никаких беспроводных технологий, а выбирает наилучшую для каждого типа. Например, для управления освещением, розетками и шторами используется ZigBee, а для их подключения обязательно нужен хаб Xiaomi с поддержкой этого протокола. Телевизоры, пылесосы и IP-камеры все подключаются по Wi-Fi через роутер, ведь не всем нужен полноценный умный дом, а Wi-Fi есть практически у всех.
Датчики температуры, влажности, качества воздуха и замки работают по Bluetooth. Такие устройства могут быть подключены напрямую к телефону и видеть только показания, а могут быть подключены к хабу Xiaomi с поддержкой Bluetooth, тогда есть возможность использовать датчик в сценариях климат-контроля.
Казалось бы, умный дом от Xiaomi — отличное решение, ведь компания предлагает множество хороших устройств для создания умного дома и удобных настроек автоматизации. Но хаб Xiaomi не позволяет настраивать сложную автоматизацию и использовать скрипты. Только устройства ZigBee могут управляться с телефона без интернета (через хаб), а вот Wi-Fi лампы и розетки работают только через интернет. Сторонние концентраторы ZigBe позволяют снять эти ограничения.
Apple
Apple не производит устройства для умного дома, но она создала протокол HomeKit, который другие производители используют для создания совместимых устройств. Устройства HomeKit работают с протоколами Bluetooth и Wi-Fi. Замки, термостаты, модули управления освещением, лампы RGBW, камеры и многие датчики доступны с поддержкой HomeKit. Помимо устройств, существуют также шлюзы, которые преобразуют команды устройств ZigBee и Z-Wave в команды HomeKit. Такие шлюзы есть у Xiaomi, Ikea, Philips и многих других. Это расширяет линейку умных домашних устройств Apple. До сих пор возможности Apple по автоматизации весьма скромны и не позволяют создать совершенно произвольный сценарий. Однако, большой плюс — интеграция HomeKit с голосовым помощником Siri. Также HomeKit, понятно.
Fibaro
Fibaro — производитель самых популярных устройств Z-Wave и концентраторов домашней автоматизации. Все устройства Fibaro имеют множество дополнительных настроек и функций. В линейку оборудования входят датчики открытия, движения, протечки, задымления, микрорелейные модули, диммеры, RGBW и др. контроллер домашней автоматизации Home Center 2 имеет приятный и интуитивно понятный пользовательский интерфейс и позволяет настраивать сценарии любой сложности. Т.к протокол Z-Wave обеспечивает совместимость между устройствами разных производителей, Fibaro может работать с любым другим устройством Z-Wave.
Выбор устройств: личный опыт
Вадим Еремин, руководитель отдела гаджетов и инноваций М.Видео-Эльдорадо
Перед выбором устройств необходимо определиться с задачами, которые будет решать умный дом. Мне в принципе нужно было обезопасить и частично автоматизировать загородный дом. Вот какие устройства у меня остались:
Самое простое устройство, с которого я начал, — это умная лампочка. Поскольку потолочные светильники подключаются непосредственно к электрической сети, достаточно вкрутить лампу в патрон.
Умные лампы позволяют регулировать яркость света, цвет и цветовую температуру. Благодаря светодиодам они невероятно энергоэффективны и могут прослужить до 10 лет.
Конечно, лампы можно сделать еще умнее. Например, вставив в схему датчик движения.
Включив этот датчик в схему умного дома, можно также автоматизировать запуск увлажнителя воздуха, кондиционера, обогревателя, воздухоочистителя и прочего климатического оборудования.
У нас на каждом этаже загородного дома установлено несколько датчиков. Если кто-то попытается войти в дом, я получу уведомление на свой смартфон. Также удобно подключить камеру слежения и активировать сигнализацию, чтобы отпугнуть воров и предупредить соседей.
Задачи «умного дома» часто сводятся к включению или выключению электроприборов; без умных розеток не обойтись. Они играют роль переходника с обычной комнатной розетки на бытовой прибор и не требуют установки.
Функционал таких розеток достаточно широк. Так Hommyn PL-20-W, Rubetek RE-3301 и TP-Link HS100 могут включать электроприборы с таймером, например, во время самого выгодного тарифа. И, конечно же, собирают статистику по энергопотреблению.
Также можно использовать интеллектуальное реле Rubetek RE-3312 — можно подключить что угодно, от духовки до теплого пола.
Также есть устройства, встроенные в систему и без умных розеток. У нас на кухне есть несколько устройств из экосистемы Redmond на платформе Ready For Sky, в первую очередь умный чайник и мультиварка. Сварить кашу, не вставая с постели, или вскипятить чайник, не отрываясь от газонокосилки, так же просто, как почистить груши.
А теперь самое главное
Производителей много, датчиков, розеток и лампочек даже больше. Все они используют разные технологии, и для их объединения в одну систему необходимо дополнительное устройство — шлюз. Он играет роль центра сети, собирает данные со всех датчиков, отправляет их в облако для доступа через смартфон, перенаправляет команды между устройствами.
Но есть и проблема. Не существует единого стандарта объединения различных устройств в одной системе. Поэтому придется останавливаться на одном производителе с его экосистемой, либо строить умный дом с помощью IoT-роутера, поддерживающего сразу несколько протоколов: Wi Fi, Z-wave, Zigbee, Bluetooth, например, Rubetek CC1.
Как это работает
Илья Ковальчук:
— В кабине есть интернет, контроллер «Умный дом» и несколько датчиков температуры и движения. Даже такая минимальная система уведомляет пользователя о вторжении в дом, отправляя сигнал на его телефон: SMS-уведомление. В систему также входит контроль температуры и влажности в доме.
Также, добавляя модули розеток (умные розетки или устанавливая реле), можно автоматически, исходя из расписания или каких-то событий, управлять электрооборудованием, контролировать степень освещенности. В зависимости от температуры в помещении включать и выключать индивидуальные отопительные приборы, кондиционеры, поддерживая комфортную обстановку. Также при наличии многотарифного счетчика, а также при отсутствии собственников таким образом можно экономить электроэнергию.
Илья Ковальчук:
— Выходя на поле, можно заранее, через телефон, интернет и т.д., задать комфортную температуру. Для безопасности в систему в любой момент могут быть добавлены пожарные извещатели, датчики протечки воды, датчики протечки газа.
Впоследствии с помощью таких датчиков можно организовать отключение воды и газа.
Систему можно расширять почти бесконечно.
С Умным домом вы можете:
Свет может включаться, когда люди приближаются, и выключаться, когда они удаляются.
Изображение может передаваться в режиме реального времени на экран телефона, планшета или ноутбука.
Включая и выключая свет, поднимая и опуская жалюзи, создается видимость жизни, способная отпугнуть воров в случае длительного отсутствия хозяев.
Всем этим можно управлять удаленно, с любого устройства, и получать любые уведомления о работе систем.
Особенности монтажа
Илья Ковальчук:
– Существует множество систем и протоколов, предназначенных для реализации Умных домов. Фактически можно использовать любой протокол, предназначенный для автоматизации. От промышленного протокола RS-485 до обычного Wi-Fi.
В настоящее время наиболее востребованные протоколы управления разработаны именно для домашней автоматизации и, в большинстве своем, беспроводные, то есть не требуют большого количества кабелей, глобальных изменений в электропроводке и т д.
Обычный персональный компьютер также может стать основой для умного дома, а многие контроллеры являются устройствами с операционными системами из семейства Linux.
Андрей Назаренко:
— Оптимальный вариант построения «Умного дома» — это когда все устройства общаются друг с другом по кабелю по протоколу KNX.
KNX — это единый унифицированный международный стандарт обмена данными, разработанный для автоматизированных систем управления.
Многие застройщики предварительно прокладывают кабель в стенах. В дальнейшем это дает возможность устанавливать оборудование без дорогостоящих переделок внутренней отделки.
Екатерина Королева:
– Главное требование к оборудованию – его надежность. Также оборудование должно быть гибким в программировании, функциональным и иметь приемлемую стоимость.
Если вы планируете использовать систему «Умный дом» в своем загородном доме, об этом нужно подумать еще при проектировании всех инженерных систем.
Процесс установки системы делится на следующие этапы:
- На этапе черновых работ прокладываются все коммуникации, в т.ч. — и кабели.
- На этапе завершения отделочных работ устанавливается все необходимое оборудование, датчики, шкафы управления, настраивается и программируется система.
- Далее идет пуско-наладка и пуско-наладка системы.
Оборудовать любой дом системой «Умный дом» можно с помощью оборудования, работающего по радиоканалу. Но такое оборудование не дает стопроцентной гарантии выполнения команды. А если хозяин захочет после ремонта автоматизировать установку, все коммуникации можно спрятать в подвесном потолке или в полу.
Поскольку «умный дом» зависит от электричества, особое внимание следует уделить установке электросети.
Илья Ковальчук:
— Все оборудование, необходимое для создания «Умных домов», рассчитано на стандартные сети 220 В. Благодаря беспроводному оборудованию любой существующий загородный дом можно сделать «умным», особо не переделывая его проводку, без ремонта и изменения конструкции дома помещения и так далее
Любой дом начинается с безопасности, поэтому ваш электрик тоже должен быть «умным». Важно все: правильный расчет сечения проводов, наличие УЗО или дифференциальных выключателей, заземление.
Беспроводные радиочастотные датчики питаются от нескольких батарей и обеспечивают беспроводную передачу данных. Эти датчики можно отнести к категории охранных.
Что входит в систему Smart Home
Как и многие другие технические устройства системы, «умный дом» состоит из множества групп элементов, каждый из которых выполняет свою функцию:
Контроллер (другое название хаб, шлюз). Устройство. Действовать как «группа экспертов».
Он содержит электронные компоненты, позволяющие запрограммировать контроллер на прием сигналов, их обработку и управление различными элементами «умного дома» по кабелю или «по воздуху».
В отличие от многих других устройств в системе «умный дом», шлюз всегда подключен к сети через 220 В. Многие производители даже вставляют в корпус вилку, в которой устройство подключается к розетке.
Сенсоры (иногда их называют датчиками). Назначение этих элементов — сбор информации о состоянии помещения, в котором они установлены.
Благодаря датчикам собирается информация о температуре и влажности воздуха, наличии людей в помещениях, открытии и закрытии дверей или окон, протечках воды, состоянии освещения и многом другом.
Многие датчики благодаря малому энергопотреблению легко могут стать независимыми от внешнего источника питания; в этом случае они оснащены перезаряжаемой батареей или одноразовой литиевой батареей, срок службы которой составляет один или два года.
Актуаторы (или просто исполнители) — это специальные блоки, настроенные на получение сигнала от контроллера.
После получения они выполняют различные действия: включают свет, регулируют мощность бытовой техники, поднимают и опускают шторы, выключают воду и многое другое.
Полностью автоматическое выполнение сценария умного дома обычно выглядит так:
Датчик посылает сигнал контроллеру: контроллер интерпретирует данные, полученные с помощью текущей программы, и дает команду исполнителям: исполнительные устройства выполняют команду от контроллера, выполняя какое-то действие.
Устройства управления. С ее помощью владелец узнает о состоянии системы, а также может дать команду на активацию устройств. В современных системах умного дома все чаще роль сторожевого таймера полностью отводится смартфону с установленным соответствующим программным обеспечением.
Это намного удобнее, чем стационарный кнопочный пульт или блок дистанционного управления. Смартфоны сейчас есть у всех, с их помощью можно получать информацию с датчиков и управлять исполнительными механизмами из любой точки мира.
Разновидности устройств «умного дома»
Сегодня системы умного дома имеют свои наборы устройств, которые придают идее желаемую степень функциональности.
Регистрирующая аппаратура
Это те самые датчики, благодаря которым система собирает информацию о том, что происходит в квартире. Чем больше различных датчиков, тем полнее картина и тем больше возможностей влиять на различные параметры и устройства в помещениях.
С другой стороны, если человеку нужна конкретная функция, он может купить датчики только одного типа, не переплачивая за комплект.
Датчик движения. Обычно это инфракрасный датчик, но есть и другие типы. Датчик движения определяет, кто находится в комнате.
Эта информация и для хозяина, который может дистанционно отслеживать, не появился ли кто-то, и для самостоятельной активации сценариев, по освещению и созданию микроклимата в помещении.
Датчик температуры. Это устройство выдает системе «умный дом» информацию о критических точках, которые устанавливает пользователь.
При понижении температуры автоматически включается система теплого пола, при повышении температуры включается кондиционер.
Датчик влажности воздуха. Для тех людей, которые плохо переносят сухой воздух, этот прибор – настоящая находка.
Например, Xiaomi выпускает увлажнители, которые могут работать по команде через Wi-Fi. И контроллер может послать этот сигнал, узнав его от датчика влажности.
Датчик уровня освещенности. Это устройство является одним из самых простых, но очень полезных в системе «умный дом.
Встроенный фотоэлемент регистрирует количество света, попадающего в помещение, и реализует сценарии искусственного освещения: заполняющее, точечное, общее.
Датчик открытия двери. Устройство состоит из двух половинок: одна навешивается на полотно (саму дверь), другая на дверную коробку (или оконный проем).
Эта схема находит свое место в «умном доме» из соображений безопасности. С его помощью можно установить сирену и уведомление на смартфон при выходе из дома.
Датчик протечки воды. Досадный инцидент — неисправный шланг стиральной машины или сифон в кране — может обернуться дорогостоящим делом, если затопит соседскую квартиру дорогостоящим ремонтом.
Датчик протечки не только включает сирену и отправляет оповещение на смартфон, но и может перекрывать воду.
