Что такое умный дом и как его собрать

Введение

Павильон мультимедийных технологий для умных домов на выставке в Тайване, 2007 г.

Коммутационный шкаф умного дома

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 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.

Освещение

Одна из самых первых функций, которая вообще появилась в «умном доме». Она присутствует практически во всех таких системах и позволяет управлять освещением: настраивать яркость, контрастность, плавность включения и выключения, запускать световые сцены и так далее. Обычно компании предлагают пару способов управления освещением, тогда как в «умных домах», которые проектирует и реализует компания Intelliger, ты можешь настраивать его с помощью нескольких устройств, таких как клавишные панели, сенсорные экраны, контроллеры и мобильный интерфейс. Также можно установить датчики движения.

Что говорят пользователи

В интернете десятки тысяч отзывов тех, кто уже попытался сделать свою квартиру, дачный домик или коттедж чуточку «умнее». Но здесь есть одна сложность — «умный дом», как мы уже отметили, не какая-то единая система, а комплекс разрозненных элементов от различных производителей. Поэтому и оценки владельцев касаются конкретных гаджетов.

Игорь: «„Умную“ LED-подсветку подарил брат на день рождения. Интересная штука! Сам не разобрался в установке, нанимал специалистов. Сейчас доволен, могу задавать программы, управлять светом на кухне. Загрузил приложение в телефон и пользуюсь функциями через него.

Из недостатков: иногда зависает, не срабатывает функция включения подсветки. Не знаю в чем проблема — электрики не так что-то сделали или сам глюк системы. Теперь хочу такую же систему в спальню».

Светлана: «Купила „умный чайник“ китайской марки. Красивая подсветка, стеклянный корпус, да и цена по промокоду была смешная — меньше 4 тысяч рублей. Сделала себе подарок с квартальной премии. Пожалела!

Ну, вот один из примеров — гуляю по супермаркету, взяла свежих булочек и отсюда же со смартфона запустила кипячение воды — приложение показало, что все ок. Прихожу домой — вода в чайнике ледяная. Хотя приложение через 5 минут оповестило, что вода вскипела.

В другой раз чайник действительно начал кипятить воду, но… в этот момент воды в чайнике не было! По идее, приложение должно было меня об этом оповестить, но ничего не произошло. Хорошо, что я была дома и как раз вышла на кухню — в этот раз запустила кипячение со смартфона просто для баловства. А что было бы, если бы меня дома не было?

Закончились мои приключения тем, что на третий месяц чайник просто сгорел… Выключился и больше не включался. Все-таки „умные“ технологии не для меня, да здравствует „глупая“ техника!»

Михаил: «Пользуюсь системами, управляющими домом, уже второй год. Сначала был очень доволен. Свет можно регулировать, забыл про выключатели. К хорошему быстро привыкаешь. Потом решил купить систему для гаража и ворот. Купил другого производителя и тут-то понял, что не все системы одинаково полезны. Функция проветривания не работает. При закрытии может долго думать. Ни о какой безопасности речь не идет».

Как работает система?

Система «умный дом» управляет освещением (основным, подсветкой, уличным), видеонаблюдением, сигнализацией и отоплением жилища, контролирует полив сада, закрывает и открывает двери и ворота, отвечает за включение и выключение домашней техники и регулирует вентиляцию в помещении.

Основная идея системы заключается в том, что ей можно пользоваться из любой точки мира. Если первые «умные дома» управлялись исключительно дистанционными пультами, а соответственно, необходимо было физически находиться в доме, то теперь регулировка происходит с помощью мобильного приложения. И управлять собственным жилищем можно отовсюду, где есть доступ в интернет.

Разработка коммуникационного протокола CEBus в 90-х

Для решения задачи увеличения количества команд для «умного дома» была создана Ассоциация электронной промышленности EIA. Она занимается развитием стандартов шины бытовых электронных приборов ConsumerElektronicBus (CEBus), утвержденных в 1992 году. Данный стандарт в открытом доступе, поэтому любая из фирм может создать оборудование, где будет использоваться шина CEBus.

Универсальным способом передачи являются радиосигналы и инфракрасные лучи. Взаимодействие между узлами домашней сети и исполнительными устройствами осуществляется через databridges – мосты и роутеры, которые соединяют различные носители данных и сигналов.

Преимущество CEBus перед Х10 – скорость при обмене данными на различных носителях (доходит до 10 кбит/с), что позволяет ускорить отклик системы и сократить период активного состояния каждого узла.

Интеллектуальные сценарии

Современные приложения для управления интеллектуальными системами позволяют программировать индивидуальные сценарии, адаптированные к потребностям и привычкам владельца.

«Умный дом» позволяет:

Задать время открытия ворот. Вам не нужно ждать, пока откроются двери гаража, когда вы подъедете к дому: они уже открыты. Это экономит до трех минут каждый день. На первый взгляд немного, но в год накопится уже более тысячи минут, или 18 часов жизни. При желании можно настроить параметры, чтобы ворота гаража и входные ворота открывались одновременно. Также можно устанавливать время, в которое ворота будут открыты для вентиляции гаража.

Отрегулировать освещение. Если вы включили телевизор, то подсветка сменится на приглушенную. А если заиграла музыка, то лампочки начнут переливаться разными цветами. Можно запрограммировать время включения и выключения ламп, освещающих дом, сад и имущество.

Запустить программу на бытовой технике. Выезжая с работы, вы сможете настроить режим, чтобы к вашему приезду в доме установилась комфортная температура, вскипел чайник и включился любимый телеканал.

Начать полив газона или изменить режим работы котла в доме.

«Умный дом» предполагает тысячи всевозможных вариантов упростить жизнь. На каждое рутинное действие человек тратит от нескольких секунд до нескольких минут, а смарт-технологии позволяют сэкономить это время. За год вы можете сберечь десятки, а то и сотни часов, чтобы потратить их на работу или отдых.

Полная безопасность

Все проживающие в «Умном доме» могут не беспокоиться за свою безопасность. Многоступенчатая система контроля доступа досконально проверит тех, кто пытается войти в здание. Если этот человек не имеет права доступа, система немедленно оповестит хозяина о попытке несанкционированного проникновения. Владелец такого дома может разрешать разным лицам полный или ограниченный доступ в жилище.

К примеру, помощница по хозяйству зайдет в здание только в строго определенные часы, а ребенок не сможет выйти на улицу позже обозначенного времени. Система способна ограничить доступ не только в здание, но и в некоторые его помещение, например, в личный кабинет хозяина. За прилегающей к дому территорией может вестись круглосуточное наблюдение. Видеокамеры могут вести непрерывную запись или включаться при регистрации движения.

В отсутствии владельца «Умный дом» контролирует безопасность здания и при любой попытке проникновения оповещает охранную службу и хозяина. Если отсутствие людей длится долго, возможно подключение имитации присутствия владельца. Система будет зажигать в комнатах свет, включать телевизор и раздвигать/задергивать шторы, создавая полную иллюзию присутствия человека.

Система отвечает и за бесперебойную работу всех коммуникаций здания. Установленные в комнатах датчики собирают информацию об уровне задымленности, о наличии угарного газа, о появлении протечек и общем состоянии электропроводки и трубопроводов. В случае обнаружения аварийной ситуации оперативно принимаются возможные меры по предупреждению дальнейшего ее развития, оповещается владелец и соответствующие службы.

Современные технологии «Умного дома»:

LonWorks компании Echelon

Компания Echelon разработала интеллектуальную систему в виде протокола LonWorks. Микропроцессор Neuron 3120 обеспечивает интеллектуализацию всех узлов сетей управления, а модель 3150 Chip (с более мощным микропроцессором — Motorola 68H360), где микросхемы, сконструированы в Echelon и производятся корпорациями Toshiba и Motorola.

LonWorks (или LonTalk) — это коммуникационный семиуровневый протокол, который поддерживается практически всеми процессорами. Преимуществом такой системы являются – хранение базы данных наблюдения за различными сенсорами настроек и реагирование на определенные события через компьютер. Доступ к сети осуществляется через модемные линии или Ethernet. Позднее появилось программное обеспечение Intellect, которое поддерживает базу данных LonWorks.

PowerLine

В настоящее время системы умного дома зашли далеко вперед в плане возможностей. Например, американская система PowerLine предлагает комплексное решение задачи для автоматизации. Минусом такой технологии будет проектирование и закладка системы на этапе строительства квартиры или целого дома, потому что данные вносятся в черновой вариант, а не в готовый. Если изначально жилье проектировалось под данную технологию, то переконфигурировать его будет просто.

Современный коммуникационный протокол Х10

С выпуском коммуникационного протокола X10 (международный открытый промышленный стандарт для связи электронных устройств в системах домашней автоматизации) открылись новые возможности для «умного дома». X10  посылает радиочастотные сигналы 120 кГц на существующую электрическую проводку дома к программируемым выходам или переключателям.

Эти сигналы передают команды соответствующим устройствам, контролируя, как и когда работают устройства. Передатчик может отправлять сигнал на включение устройству по электрической проводке дома, указав определенное время.

В некоторых случаях сигналы не будут проходить по цепям, которые были подключены с разными полярностями, например, когда 220 вольт разделяется на пару 100–вольтовых каналов, как это обычно бывает в США.

Кроме того, X10 был первоначально односторонней технологией, поэтому смарт–устройства, принимая команды, одновременно с этим не могут отправлять данные обратно в центральную сеть.

Позже появились два устройства X10 с более высокой стоимостью и расширенным набором команд:

  1. включить (On);
  2. выключить (Off);
  3. ярче (Bright);
  4. темнее (Dim);
  5. включить весь свет (ALL Ligts ON);
  6. выключить все (ALL Units OFF).

Работа технологии Х10

Технология Insteon

В 2005 году появилась компания Insteon, которая представила одноименную технологию, объединяющую электрическую сеть с беспроводными сигналами. Технология Insteon использует двухстороннюю сетевую топологию, когда все оконечные устройства равнозначны и каждое устройство независимо передает, получает и повторяет сообщения.

Протоколы Zigbee и Z–Wave

Протоколы Zigbee и Z–Wave появились, из-за необходимости разрешить проблемы протокола Х10, например, неспособность передавать сигнал обратно от устройства в сетевой концетратор. В отличие от Z-Wave и подобных технологий, Zigbee – это открытая технология, то есть никто не владеет ею. Вместо этого беспроводное соединение поддерживается и продвигается некоммерческим Zigbee Alliance и его 400 организациями-членами.

Преимущества Zigbee:

  • Простая настройка.
  • Не требует центрального концентратора или контроллера. Вы можете контролировать продукты с помощью удаленного или мобильного устройства.
  • Масштабируемость, поддерживает до 65 000 устройств на одной установке.
  • Шифрование AES-128 Скорость 40-250 Кбит/с.

Недостатки Zigbee

  • Не так надежно, как другие системы (например, Wi-Fi)
  • Стены и другие препятствия могут значительно снизить стабильность передачи

Термостат от NestLabs

Термостат от компании Nestlabs

Компания NestLabs, была основана в 2010 году и выпустила свой первый смарт–продукт в 2011 году – термостат NestLearningThermostat. Умные термостаты от NestLabsInc оснащены встроенным Wi–Fi, что позволяет пользователям планировать, контролировать и дистанционно управлять домашней температурой.

Они также могут изучать поведение домовладельцев и автоматически изменяют настройки, чтобы обеспечить максимальный комфорт, сообщают об использовании энергии и напоминают пользователям о необходимости замены фильтров. Компания также разработала и создала интеллектуальные детекторы дыма / угарного газа и камеры безопасности. После приобретения в 2015 году она стала дочерней компанией AlphabetInc.

Теплый пол под плитку: фото, видео, выбор системы, технология монтажа

Умный дом: целесообразно ли использование системы

Чтобы ответить на данный вопрос, необходимо, прежде всего, учесть площадь жилища. Нет смысла чрезмерно тратиться на систему удалённого контроля освещения, когда до выключателя 2 м. В такой ситуации целесообразно установить некоторые индикаторы, которые способны предупреждать собственника о появлении внештатной ситуации.

Система «Умный дом» ежегодно становится доступнее. И, вероятно, в краткосрочной перспективе рассматриваемые технологии будут иметься во всех домах. Сегодня их стоимость бюджетной не назвать, но и из ВИП-категории она перешла в средний ценовой диапазон. Покупатели с невысоким достатком могут лишь надеяться на уменьшение стоимости комплектующих.

Если данная статья была полезной для вас, непременно поставьте оценку. Кроме того, мы всегда рады дать ответы на вопросы, которые можно оставить в форме обратной связи.

Watch this video on YouTube

Предыдущая Будущее рядомЧто такое умный дом — какие возможности из будущего доступны нам уже сегодня

Подложка под ламинат: фото, видео, виды и характеристики, какую выбрать

Как собрать умный дом

1. Выберите контроллер

На рынке доступны десятки различных систем умного дома, которые отличаются друг от друга ценой, экосистемой устройств и возможностями масштабирования. Выбирайте основываясь на этих параметрах.

Наибольшей популярностью пользуются решения с доступным ценником, обширной базой поддерживаемых девайсов и дружным сообществом. В России среди всех прочих выделяются следующие системы.

Xiaomi

mi.com

У известного китайского бренда есть сразу несколько хабов в виде розеток, отдельных приборов, а также специальных версий с поддержкой определённых платформ, например Apple HomeKit.

Главные плюсы умного дома Xiaomi — самая большая экосистема устройств и лучшее соотношение цены и качества. Среди минусов — привязка к китайскому языку и сервисам.

Rubetek

rubetek.com

Относительно доступная отечественная разработка с не очень обширным семейством умных устройств. Последнее отчасти компенсируется возможностью масштабирования за счёт компонентов, работающих по распространённому протоколу Z-Wave.

К преимуществам Rubetek можно отнести хоть и не официальную, но интеграцию с Apple HomeKit прямо из коробки, а также русскоязычную поддержку.

Яндекс

Умный дом версии российского интернет-гиганта не может похвастаться большим количеством фирменных устройств. Помимо колонки есть лишь лампочка, розетка и пульт. Зато решение «Яндекса» имеет поддержку датчиков и приборов сторонних производителей, среди которых Xiaomi, Rubetek, Samsung, Redmond и Philips.

Неоспоримым преимуществами системы является прекрасное голосовое управление на русском языке, а также возможность использования в качестве шлюза не только «Яндекс.Станции», но и любого гаджета с Алисой — например, смартфона с приложением «Яндекс». Правда, без интернета работать ничего не будет.

Raspberry Pi

amazon.com

Более сложный, но гибко настраиваемый и доступный вариант, предполагающий разворачивание на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi платформы MajorDoMo или другого программного хаба.

За счёт установки плагинов и физических модулей расширения «Малинка» позволяет добавить поддержку почти любых протоколов связи и устройств. Однако придётся покопаться с командной строкой, поизучать документацию и, возможно, даже написать несколько строк кода.

2. Определитесь с набором датчиков

Обзор комплекта для умного дома Xiaomi Smart Home SuiteОбзор комплекта для умного дома Xiaomi Smart Home Suite

Если понимание требований к умному дому сложилось ещё на этапе внедрения, можно сразу приобрести все необходимые сенсоры и устройства для автоматизации. Однако это вовсе не обязательно, поскольку любые платформы при надобности легко масштабировать в пределах своей экосистемы.

3. Установите и включите компоненты

Все современные системы работают по беспроводным каналам связи, поэтому их легко смонтировать без ущерба для ремонта и дизайна жилища.

Большинство элементов не требуют подключения к электросети и работают от литиевых батареек-таблеток, которых хватает примерно на год. Небольшие модули крепятся на двусторонний скотч, устройства покрупнее остаются в розетке или монтируются на стену шурупами.

Процедура предельно проста и занимает пару минут. Всё, что нужно делать, — это следовать инструкции. В некоторых случаях перед креплением компонентов требуется отсканировать QR-код на обратной стороне с помощью фирменного приложения.

4. Настройте систему

Настройка умного дома Xiaomi Smart HomeНастройка умного дома Xiaomi Smart Home

Как правило, все настройки осуществляются через мобильное приложение, которое загружается по QR-коду. Для добавления хаба и других компонентов следуйте подсказкам. Обычно нужно зажать кнопку на устройстве и выбрать его в приложении из списка.

После подключения выберите Wi-Fi-сеть и укажите расположение текущего устройства в доме.

5. Добавьте сценарии автоматизации

Умная Вытяжка для Ванной Комнаты. Xiaomi Умный Дом Сценарии Настройка.Умная Вытяжка для Ванной Комнаты. Xiaomi Умный Дом Сценарии Настройка.

Просто включать и отключать розетки или лампы неинтересно. Чтобы система действительно оправдывала звание умной, необходимо настроить сценарии действий, которые будут запускаться при заданных условиях.

Для этого обычно есть специальная вкладка «Автоматизация» в приложении либо отдельный пункт в меню каждого устройства. Все сценарии работают по принципу простой логики: если (условие) → то (действие). Условий при этом может быть несколько. Например, когда в комнате темно и срабатывает датчик движения, включается ночник.

Подготовка материалов

Чтобы закупить необходимые монтажные материалы и определить их количество, возьмите за основу составленную электросхему. Элементы управления, защиты и учета, располагаемые в щитке, на ней уже указаны, остается подобрать кабельную продукцию и подрозетники (выключатели и сами розетки можно приобрести позже). На этот счет рекомендации такие:

  1. Используйте для разводки электрики медный кабель марки ВВГ на 3 цельных жилы и его разновидности. Не берите алюминиевые и многожильные провода (например, ПВС), предназначенные для других целей.
  2. Медная электропроводка в квартире или частном доме, питающая осветительные приборы, должна иметь минимальное сечение 1,5 мм². Розеточную сеть нужно делать кабелем 2,5 мм², а присоединение заземляющего контура выполнять сечением 6 мм².
  3. Если необходимо провести наружную линию от столба к зданию, применяйте самонесущий провод СИП на 16 мм² и специальные подвесные кронштейны.
  4. Для скрытой прокладки кабелей используйте металлорукав либо пластиковую гофрированную трубу соответствующего диаметра (провода должны занимать не более 40% полости защитного рукава), фиксируемую на защелках или хомутиках.
  5. Не предусматривайте много одиночных комнатных розеток в разных местах, лучше поставьте пару блоков на 4—5 вилок. Для кухни вполне достаточно одной группы из 5 розеток.
  6. Расчет числа распаечных коробок ведется по представленной ниже схеме, где показан правильный монтаж проводки. Коробка ставится на каждом ответвлении от основной магистрали.

Перед расчетом количества кабельной продукции продумайте способ укладки электропроводки. Оптимальный вариант – развести проводники за потолочной и стеновой обшивкой из гипсокартона, в полу или под плинтусом. Такой подход позволит уберечь коммуникации от повреждений при последующих ремонтах и легко реализуется в однокомнатных и двухкомнатных квартирах панельных домов.

В деревянных домах, построенных из бруса либо по каркасной технологии, практикуется внутренняя разводка открытого типа – на изоляторах либо в пластмассовых каналах, как сделано на фото. В этом случае удобнее проложить сеть из плоской разновидности кабеля – ВВГ-П. Не забудьте и о слаботочных линиях – витой паре для интернета, сигнализации и так далее, их тоже надо развести по комнатам.

Также стоит упомянуть об электропроводке в стиле ретро, гармонично вписывающейся в интерьер любого деревянного жилища, в том числе и бревенчатого. Но учтите, что цена комплектующих втрое выше обычных материалов, а способ монтажа, показанный в видеосюжете, требует некоторых навыков.

Кухня

С точки зрения наших бабушек, появление на кухне микроволновки и мультиварки — это уже технологическое чудо. Но у технологий по-настоящему зверский аппетит — нас ждёт совсем иной кухонный ландшафт.

Вряд ли у каждой хозяйки вскоре будет роботизированный помощник типа Moley или Care-O-bot, но подход к приготовлению пищи и хранению продуктов точно изменится.


Робот-шеф-повар Moley готов воплотить в жизнь любой рецепт из интернета

В 2020 году был представлен проект кухонного стола, который будет распознавать продукты, сообщать их калорийность и предлагать рецепты на их основе. Под гладкой столешницей — специальные индукционные катушки, здесь же можно приготовить нужное блюдо.

Реализация такого проекта не за горами. А уже сейчас на рынке есть интеллектуальные духовые шкафы с функцией отложенного старта и видеокамерами. Вы можете наблюдать с экрана телефона, как поджаривается курица к ужину, пока вы едете домой.

Холодильники станут компактнее и умнее. Двухметровому ящику не место на небольшой кухне (увы, из-за перенаселения квартиры в мегаполисах станут меньше).

Ещё в 2010 году на международном конкурсе промышленного дизайна Мэттью Гилбрайд (Matthew Gilbride) представил концепт модульной кухни, где полки выполняют одновременно роль холодильника, плиты и кондиционера.

Холодильник будет следить за вашим питанием. Электронные метки подскажут ему, какие продукты испортились, а какие вот-вот закончатся. Каждые два-три дня вы будете получать на смартфон актуальный список покупок.

Впрочем, ходить по магазинам современному человеку некогда. Через несколько лет онлайн-шопинг станет настолько привычным явлением, что пополнять продовольственные запасы и покупать бытовую химию можно будет нажатием одной кнопки.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий