Автоматика для дома – Система автоматического управления светом и умный дом. Купить систему управления освещением и умный дом в Москве: цены — termopaneli59.ru

Содержание

Автоматика для дома своими руками / Habr

Моя статья будет полезна тем, кто только задумывается над подобного рода системой, поможет определиться делать ли самому и ориентирована в основном на энтузиастов-колхозников. Изначально пишу “автоматика” а не умный дом, потому что на данном этапе умных функций в моей системе управления нет, сейчас стояла задача в сборе данных и управлении устройствами. Всё должно измениться в будущем, когда появятся алгоритмы, которые и сделают дом умным. С моей точки зрения, если вы можете включать свет со смартфона, то это не делает ваш дом умным. Умным он становится когда у вас написаны сценарии, которые помогают вам, облегчают контроль за домом и делают рутинные вещи незаметными для вас. Например, включить свет на крыльце, когда уровень освещённости ниже какого-либо порога, и выключить в два ночи, не включать полив если сегодня обещают осадки с вероятностью больше 60 процентов, если появилось движение в комнате то включить подсветку лестницы и т.д. И только в этом случае он становится “умным”.

Немного лирики. Всегда хотелось иметь дом за городом, долго на это решался, потому что стройка это не только большие финансовые затраты, но и большие затраты вашего личного времени, которое можно посвятить любимым хобби, семье. Благо что одно из них у меня, это как раз разработка всяких ненужных устройств. Где-то еще на начальном этапе я для себя решил, что это может быть интересно и, выбрав участок, я начал строить планы. Сначала пришлось конечно много времени уделить вопросам связанным с самой стройкой, таким как проект, поиск строителей и всяким другим хлопотам. Но потом, когда коробка была готова, подошло время задуматься и о системе автоматизации дома, это то, что мне нравится и что хотелось сделать, ну просто странно программисту вставать с дивана что бы выключить свет в ванной.

Начались изучения того, что есть на рынке и что можно купить и доколхозить самому. Как оказалось рынок, вполне насыщен множеством решений, но в них то того не хватало, то другого, и нигде не было целостного решения, которое меня бы удовлетворило (нет, конечно, решения были, но стоимость в 20т. уе. меня не удовлетворяла). Например у Шнайдера есть неплохое решение базирующееся на KNX, на котором можно построить управление освещением, ролетами и вентиляцией, но интегрировать в систему что-нибудь кроме стандартных элементов практически невозможно, плюс о вэбинтерфейсе и управлении через гугл хоум можно забыть, а об автоматизации сценариев вообще говорить не приходится. С другой стороны, на рынке хватает решений, которые и беспроводные, и дружат с гуглом и апликейшины для них уже готовы, но у них есть масса нюансов, которые отодвигают такие решения на задний план. Например, сложность одновременного управления освещением с обычных выключателей и с апликейшена, часто это вообще невозможно или если и возможно то проблемно реализовать проходные выключатели, а хотелось бы иметь дом в котором всё работает и без умного дома на случай его крэша. Плюс мне не очень хотелось обвешивать дом массой отдельных коробочек, до сих пор не понимаю почему бы датчик движения, угарного газа и температуры не поместить в один корпус, пусть он даже и будет стоить дороже, зато мне не придется весь потолок увешивать какими-то девайсами, да еще и менять в них батарейки каждые два года.

В общем, со словами, ну “тыж программист”, я начал думать как бы я это заколхозил сам и что для этого нужно. Продумывая разные варианты применения системы стало понятно что перед тем как что-то делать надо крепко всё продумать (это кажется очевидным, но нет, иногда хочется что-то сделать прям сейчас) потому что положив проводку в штробы и заштукатурив её, обратного пути уже нет.

Сформировав список желаний у меня получилась вот такие подсистемы:

освещение в доме
ролеты
управление заслонками вентиляции

датчики движения, датчики освещенности, СО и температуры в комнатах
автоматический полив
датчики движения по территории участка
резервное питание

Изначально хотелось всё собрать на покупных устройствах и как-то свести их в единую систему, это казалось самым оптимальным вариантом по затратам времени/финансов и надежности системы. Мысли перескакивали с одной подсистемы на другую, но никакого стройного решения не было сформулировано ни для одной из подсистем, проходили месяцы, но решение не сформировывалось плюс еще и сама стройка отвлекала, да ещё и зима началась (а это время гор и сноуборда и это без всяких компромиссов, тогда это еще так было). Пришлось ограничить полет мысли и заставлять себя прорабатывать одну подсистему за другой, началось всё с освещения.

Давайте вкратце рассмотрим каждую.

Освещение. Из вводных было то что свет должен работать одновременно и от выключателей и от системы управления (далее САУ), плюс должна быть возможность сделать проходные выключатели. Для этого САУ как минимум должна знать включен он сейчас или нет. Было несколько идей как это реализовать, но остановился я на этой схеме — кнопочный выключатель — импульсное реле(Elko MR-41) — дискретный выход — дискретный вход. Дискретный выход параллелим с кнопочным выключателем, НР контакт реле на лампочку, НЗ — на дискретный вход для получения статуса.

Из этого всего следовало что к каждой точке освещения, которая должна управляться и с выключателя и с САУ, должен идти свой провод от щитка, аналогично с и выключателями. Схема проводки в скечапе очень помогла осознать масштабы бедствия, проводов получалось много, но это не должно испугать человека решившегося на умный дом. Рекомендую не ленится и таки делать эту схему, не обязательно в скечапе, в будущем эта работа сэкономит вам кучу времени и поможет даже через годы, когда нужно будет повесить картину и вы будете гадать есть там провод или нет.

Ролеты. Отличие от света в том что нагрузка в этом случае это не лампочка а электродвигатель, со всеми отсюда вытекающими. Так же как с освещением хотелось иметь управление и с механического выключателя так и с системы управления. Поэтому схема получилась такая: дискретный выход — контактор и в параллель кнопочный выключатель для каждого направления вращения.

Вентиляция. Тут все просто, её я отдал на откуп САУ, и не предусмотрел никакого другого управления, навряд ли я когда-нибудь захочу открыть/закрыть вентканалы не с апликейшена. Так что схема — два дискретных выхода — простенький привод Belimo LM24-T с ebay за 25$ без обратной связи.

Вот так выглядит привод смонтированный на вентиляционной заслонке:

Датчики движения, датчики освещенности, СО и температуры в комнатах. На рынке сейчас валом таких девайсов, но все с проприетарным интерфейсом и подключить их в свою доморощенную систему достаточно сложно, да и плюс упомянутая уже проблема с тем что каждый датчик пытаются продать как отдельное устройство в своём корпусе. Вот меньше всего хотелось бы на потолке видеть россыпь разных устройств, а как задумаешься что в них всех надо поменять батарейки так и страшно становиться. Также всегда остаётся вероятность того что производитель закроет открытое api своих устройств, и заставит вас пользоваться только своим приложением как недавно гугл поступил с nest и вся ваша целостная система развалится на куски. Поэтому я сделал свой девайс на AVR, назвав его “сенсортэг” и напаковал его всем что мне было нужно: датчик движения с цифровой подстройкой чувствительности, датчики освещенности, температуры, угарного газа, управляемую подсветку, ESP8266, RS485 c гальванической развязкой, 24В блоком питания. Получилось вот такое устройство, но в реалии ему нужно посвятить отдельную статью и не особо зацикливаться на нём в этой.

Автоматический полив. Казалось бы что тут сложного, должно быть самое простое устройство типа дискретный выход — соленоид на 24В. Но как оказалось что все клапаны полива на 24В но AC. Так что пришлось делать отдельный блок с трансформатором на 24В и блоком реле, который по 24В DC коммутирует 24В АС.

Датчики движения по территории участка. У охранных датчиков выходы это НР и НЗ контакт так что тут как раз всё просто, дискретные входы и всё, только вот не стоит забывать про разрядники(неплохо подходит вариант разрядников для патч панелей).

Резервное питание. Изначально это не планировалось, но со временем выяснилось что за пределами города пропадание электроэнергии это никакое не ЧП а вполне обыденное явление. И хотя, я считаю что система умного дома должна быть спроектирована так, что бы её можно было включить/выключить в любой момент без печальных для неё и дома последствий, но от резервного питания я не отказался. Решив что коль у меня уже есть мои сенсортэги на 24В, приводы на 24В, то всё питание САУ я сделаю 24В. Получилась неплохая связка mean well блока питания, mean well упса и аккумуляторов, работает, проверял.

После того как хардверное решение сформировалось вроде как в законченную систему можно было переходить к монтажным работам силовой части: прокладке силовых проводов, разводки силового щитка и разводке слаботочки. Проводов получилось пугающе много, но от выходных к выходным становилось все красивее и красивее, в итоге через месяц всё наладилось и заработало. Бонусом получилась возможность сделать временную панель управления светом и ролетами для строителей.

Следующим этапом было планирование щитка с модулями управления.

Топология системы:

Модули DI/DO. Нужно было прикинуть топологию системы, какие модули в неё входят, на каких контроллерах что работает. Тут существует масса вариантов реализации, и все они будут правильными если будут работать. Забегая вперед скажу что я остановился на системе из покупных модулей DI/DO, управляющем контроллере на Beaglebone black и вэбсервере на Raspberry Pi. Далее необходимо подсчитать все дискретные входы/выходы и их типы. Т.к. разрабатывать модули DI/DO не было никакого желания то я просто поискал на рынке уже готовые за вменяемую цену. Остановился на модулях Овен, в принципе они покрыли все мои нужды по управлению:

МВ110-8ДФ, как модуль дискретного ввода для сигналов 220В.
МУ110-16Р, для управления освещение, ролетами, вентиляцией и клапанами полива.
МВ110-16ДН, как модуль дискретного ввода для сигналов с уличных датчиков движения.

Подключаются данные модули в систему по интерфейсу RS485 ModBus, в принципе промышленный стандарт, так что с его имплементацией не должно возникнуть ни каких трудностей(можно написать самому поддержку основных команд или взять уже готовую библиотеку).

Контроллер. Для связи с моими модулями «сенсортэг», расположенными в каждой комнате и модулями Овен в щитке мне нужен был контроллер который мог бы их опрашивать по RS485 интерфейсу и имел Ethernet для общения с сервером. Рассматривал вариант использовать Wiren Board, но у них мало RS485 портов да и вот контроллер хотелось самому сделать. Контроллеру хочется посвятить отдельную статью, так что тут можно упомянуть что он сделан на Beaglebone black и имеет 3 гальванически изолированных порта RS-485 и питание 24В.

Система для контроллера Beaglebone black собрана на базе Buildroot и доведена до состояния запускаем билд — получаем готовый образ для SDшки. ПО Beaglebone black состоит из: коммуникационного ядра, MQTT gateway и Mosquitto server. Коммуникационное ядро, опрашивает RS-485 порты, формируя внутреннюю таблицу дискретных и аналоговых точек. MQTT gateway преобразует точки контроллера в значения MQTT топиков и передает их в Mosquitto server. Все доступно по этой линке.

Щиток управления и имитатор сигналов(освещение, ролеты и вентиляция):

ПО Raspberry Pi это Home Assistant. Меня порадовала эта система, она очень проста, поддерживает массу уже готовых устройств и позволяет очень гибко писать свои плагины на python. Я например, за пару недель написал себе собственные MQTT плагины для освещения, ролет, сигнализации и разных типов датчиков(освещение, СО, движения, температуры) и несколько видов автоматизаций, всё очень гибко и главное с низким порогом вхождения в систему. Ещё Home Assistant поддерживает интеграцию с Google Home и Alexa. Можно немного помучаться и сконфигурировать это самому, или сделать платную подписку на их сервис(5$ в месяц) и тогда процесс синхронизации Home Assistant и Google Home проходит за два клика. Как бонус мы получаем управление голосом, пока на английском, но обещают поддержку русского вот-вот. Выглядит это примерно так:

В этой статье я хотел дать овервью системы и пример конкретной реализации и не претендую на правильность выбранных мною решений. Кто-то может сказать что это туумач для дома, а кому-то может пойдет в пользу. В общем, не бойтесь это увлекательно, просто хорошо всё структурируйте и начинайте. Все идеи не приходят сразу, они появляются в процессе реализации, так что менять прийдется, и не раз. Далее планирую написать про разработку своего контроллера и сенсортега, что как программисту более интересно чем всё описанное тут.

От домашней автоматизации и умных домов в общем к конкретному примеру / Habr

В последнее время здесь много пишут о домашней автоматизации и умных домах. Хотел бы поделиться своим опытом, общими соображениями и конкретным проектом. Эта статься будет полезна тем кто просто хотел бы знать чем может быть в принцыпе полезен/удобен умный дом а также тем, кто хотел бы управлять(или просто наблюдать) с любого устройства с браузером(телефон, планшет, читалка, HTPC, ноутбук, настольный компьютер и тд) системой домашней автоматизации. Причём это можно делать из любой точки мира. Мой опыт и пример описанный во второй части этой статьи (Arduino, JQuery Mobile Web интерфейс и прочее) могут пригодиться тем у кто уже есть какая-то система домашней автоматизации (например X10) или тем кто начинает этот тернистый путь.

Основная причина того что системы домашней автоматизации всё ещё не стали так популярны это акцент на освещении, который обычно делают при их продвижении. Ведь мигать светом (как светодиодами на Ардуине) не вставая с дивана это баловство, которое не имеет никакого практического значения и отталкивает людей от серьёзных мыслях о внедрении и использовании систем домашней автоматизации у себя в домах и квартирах. Мигать светом (на что обычно заточено 90% функционала) никому не нужно а вот например управлять отоплением индивидуально в каждой комнате это удобно и экономит энергию=деньги. Заоблачные цены на сами (копеечные по себестоимости) компоненты готовых продающихся систем домашней автоматизации вместе с ценами на интеграцию их только подливают масла в огонь. Спешу заверить что самым дорогим компонентом у нас будет 20 долларовая Arduino Megа. Если рассматривать вопрос в целом то мне видится только следующий список задач которые имеет практический смысл централизованно автоматизировать:
> управление климатом температурой (отопление/кондиционирование) и влажностью (увлажнитель/осушитель),
> управление естественным освещением (жалюзи, ставни, навесы)
> и управление поливом газонов, цветников и лужаек вокруг дома (если таковые имеются и их таки надо поливать).
Из децентрализованных систем удобно иметь локальную (без центрального управления 1-2 датчика управляющие напрямую включением подсветки) срабатывающую от датчиков движения(присутствия) маломощную светодиодную подсветку лестниц (иногда пола) и частей столов на кухне которые затенены от обычного потолочного освещения навесными шкафами и полками. Эта же подсветка в комбинации с перечисленными выше незаменима ночью когда надо, не разбудив никого и в первую очередь себя, пробраться на кухню (и отрезать там что-то от чего-то и съесть ни с кем не делясь) или в другое заведение не спотыкнувшись об предусмотрительно разбросанные детские игрушки. Также имеет смысл включать датчиками движения основное освещение ТОЛЬКО в технических помещениях: шкафы, кладовки, гараж, прачечные и тп. Датчики движения и централизованные системы не практично использовать для основного освещения в жилых помещениях. Внешняя и декоративное праздничная подсветка дома удобнее всего включается от копеечных готовых блоков с датчиками освещения и/или таймерами. Настоящие охранные системы подключённые к службам реагирования (не просто разбросанные по дому датчики и веб камеры) обычно не имеет смысла смешивать с системами умного дома из многих соображений.

Таким образом начнём с самого актуального. Идеальным объектом является отопление которым можно управлять например: электрическое(батареи на колёсиках в розетку и настенные батареи) и централизованное или не очень отоплением частного дома. В моём примере мы рассмотрим работу с системой Термо Помпы (Heat Pump в северной Америке) с мазутным отоплением по средствам прямого подключения к имеющемуся Блоку Управления (термостату) и дополнительно устройствами. В первой версии системы я использовал устройтва и разетки протокола Х10. Но к сожалению они плохо зарекомендовали себя, изза медленного интерфейса и очень громких счелков при переключении, котрые будили всех домашних. В последствии я перевйл систему на радио разетки, что оказалось гораздо проще и тише чем x10. Эти разетки имеются в огромном асортименте радиочастот и напряжения. Всё это, применимо для огромного множества других систем. Всё началось с того что мой приятель вместе с соседом ненавязчиво капали мне на голову про огромную роль чуда чудного — Arduino в современном обществе и что я как человек умеющий и любящий держать паяльник просто обязан заразиться этой Ардуино манией как можно скорее. Я всячески отмахивался и говорил что область практического (не робото-игрушки) применения её дома очень сомнительна и делать на основе мощного микроконтроллера последовательно загорающиеся светодиодные линейки для подсветки ступенек лестницы (вместо одного сдвигового регистра и генератора) это просто из пушки по воробьям а остальное баловство. Но всё-таки зерно Arduino им удалось заложить в мою голову и как все зёрна с приходом весны и на подступах лета росток начал пробиваться. Я не люблю хобби проекты ради самих проектов. Какая-то практическая сторона должна присутствовать а тем более что ресурсо ($ и время) ёмкие проекты для семейного человека должны ещё иметь высокийWAF (Wife acceptance factor) или как говорит мой Папа его легко легализовать.

И как всегда лень явилась двигателем прогресса. Сидели мы чуть позже полудня на веранде, солнце приятно припекало а в тоже время в спальне на верхнем этаже спал сынишка и судя по китайскому термометру за 2 доллара (до которого надо было ещё дойти и посмотреть не разбудив сына) температура была за 26. Значит надо теперь идти в гостиную и включать центральный кондиционер, а потом надо его ещё и выключать чтобы он не включался каждый раз когда температура немного подымится. Особенно это неприятно делать летом ночью, замёрзнув под лёгким одеялом надо вскакивать и опять же не перебудив всех домочадцев бежать в гостиную к пульту и вырубать это достижение прошлого века. Тут то я и смекнул что пора прекратить такое безобразие и звонить другу со словами «Где там твоя хвалёная Ардунья, Давай её сюда щас мы посмотрим на что она способна!». Сразу скажу что совсем не выбирал именно её и не думал что она окажется такая никчёмная(например в работе со строками) и даже от злости и бессилия бороться с ней дальше чуть не переехал посреди проекта на STM32. В конечном итоге всё-таки остался с ней, но обо всём по порядку.

Чтобы проще было понять почему всё сделано так и как Вам намазать на хлеб мой опыт и наработки, начнём с описания того что есть/было у меня под рукой:
1) Частный дом в Канаде (хотелось бы сказать что он мой, но конечно же он принадлежит банку и как бы это абсурдно не звучало но иметь его полностью выплаченным при текущих ставках даже не выгодно) 1959 года постройки как тут их называют Split Level те дом двух этажный но половина его сдвинута вертикально относительно другой половины на пол этажа.
2) Arduino Uno (в последствии изза малого числа Вх/Вых для X10 и радио потребовалась Mega)
3) дорогой и родной Ethernet Shild. Что-то запустить и найти адекватную библиотеку для ENC28J60 мне так и не удалось
4) Желание, время и немного денег.
Как здесь принято, спальни находятся на верхнем этаже и для меня получается это на пол этажа выше гостиной где и находится прикрученный к стене зловещий пульт управления системой отопления охлаждения. Тут такие систем называются HVAC (heating, ventilation, and air conditioning)на самом же деле это обычный огромный (десятки тысяч BTU или они их тут в тоннах чего то меряют) сплит кондиционер внешний теплообменник и компрессор которого находятся на улице а внутри теплообменник встроен в систему центрального вентилирования, которая полтора кило ватным вентилятором забирает воздух с уровня пола гостиной прогоняет через два теплообменника (один до кондиционера другой от мазутной или газовой горелки) и по системе коробов гонит в каждую комнату. Удобство и собственно само название тепловой насос вызвано тем что этот аппарат может гонять фреон в обе стороны и соответственно не только охлаждать но и нагревать воздух в доме. Надо заметить что нагревать он его может более менее эффективно только если на улице достаточно тепло больше 0 или -5 (зависит от модели и конструкции). Если же холодно то тепловой насос работать не будет и для этого как раз то и нужен бак с мазутом или газ.

Я начал свой проект и амбиции с малого, так давайте и мы разберём как же сделан этот HVAC и как им управлять. На поверку оказывается не так страшен чёрт. Одним из удобств является жидкая стандартизация всего домашнего и не очень в Америке это позволяет скрещать ежей с ужами по открытому, простому (иногда слишком) и общеизвестному (как правило древнему, кондовому) протоколу/стандарту. В нашем случае саму систему (вентилятор горелки теплообменники можно купить одного производителя кондиционер второго, увлажнитель у третьего а Блок Управления всем этим у четвёртого. Честно говоря не знаю также ли называются/управляются подобные устройства в Европе, но думаю что всё либо слизано либо очень похоже. Насколько я понял такие системы уже есть в России и возят их откуда попало/дешевле, так что у вас есть большие шансы столкнуться именно с такой системой. Давайте посмотрим на схему типичного подключения системы до того как мы начнём врезаться в систему.
Как мы видим почти всё понятно с первого взгляда. Единственное что надо пояснить что БУ питается и сам тепло насос управляется переменными 24 вольтами. которые подаются с входного трансформатора R и С. Линия С это общая и всегда соединена. Соответственно при подаче R(замыкании) на Y, O, W или G включается соотв. блок. От этого и будем отталкиваться. Значит если они включают то чем хуже мы? Сделаем так что наша новая система будет дополнять уже имеющуюся. Те управление можно осуществлять со старого пульта и контроллера как и раньше, но только когда надо, Arduino может отключить старую систему от управления и взять борозды в свои руки и потом отдать их обратно.Ставим релюшки.

Причем ставим их так чтобы без питания и вообще отключенные они сохраняли прежнюю конструкцию. R-0 отключает стандартный модуль управления и передаёт управление нашему Ардуину. R-1-4 подают нужное напряжение на соответствующую линию. Это управляющее напряжение R подаётся на каждое реле зелёным проводом. Управлять конечно хорошо, но система серьёзная и если мы случайно или не очень что-то не так включим или в неправильной комбинации. Например теплообменник будет греться а вентилятор не будет гонять воздух и отводить тепло с него, он может перегреться и привести к возникновению пожара, а нам это совсем не зачем. Во избежание подобных ситуаций давайте сделаем тройную защиту. И так первым бастионом будут сенсоры напряжения на каждой линии S1-4 (те их должно быть 4ре).

Они представляют из себя диод два резистора(делитель) и маленький электролит. Это может быть навесная сборка как на фотографии. В результате мы можем в Ардуине знать есть ли на самом деле на каждой из линий управления напряжение или нет. Соответственное если текущее состояние линий управления (Y, O, W, G) не соответствует тому что должно быть мы выводим код ошибки и отключаем систему. Следующим бастионом является наш дополнительный датчик температуры в камере теплообменника (plenum sensor). Если там слишком горячо или холодно (близко к 0С) то мы опять же выводим код и отключаем систему. Очевидно что запитывать реле напрямую от выходов ардуины нельзя поэтому надо либо громоздить по транзистору на каждое реле или купить готовый модуль с несколькими реле и транзисторами на одной плате. 99% компонентов я покупаю на ибее. Например на ибее полно таких 8 канальных модулей (8 Channel Electronic Relay Module) примерно по 9$. или же можно купить 4+2 (так как на самом деле нам надо всего 5 и одно запасное)

В качестве датчиков температуры и влажности я использовал китайские цифровые DHT22 которые неплохо зарекомендовали себя. Им надо всего три провода +5, GNd и Data. Провода могут быть достаточно длинными без потери точности и сигнала. Один датчик выкидывается на улицу в тень и под навес от прямого попадания влаги. Один датчик в доме. В уже построенном много лет назад доме обычно самая большая проблема это провести новые провода, поэтому я старался по максимуму использовать текущую проводку. Для DHT22 есть несколько библиотек. У меня были проблемы со всеми кроме этой. Я поставил внутренний DHT22 рядом с настенным пультом управления. Если В вашем доме как и в моём когда-то стояла система управления HVAC то у вас должно быть аж 6 жильный кабель идущий от БУ к месту где висит сам пульт с индикатором и кнопками. Современные пульты (как мой) требуют всего 2х проводов. Таким образом у нас в распоряжении получается 4 уже проложенных провода. В них мы запускаем +5V, GND, Data для внутреннего DHT22 и на последний Serial(UART) Tx с Ардуины для вывода информации на дисплей.

В качестве дисплея я использовал маленький (2.5 см) OLED экранчик с серийным интерфейсом. ДА он немного дороговат, но есть несколько уникальных отличия от подобных доступных: Наличие Serial(UART) интерфейса, что позволяет использовать всего один провод для его подключения, наличие пяти цифровых выводов на контроллере экрана (куда мы подключим RGB светодиод для дополнительного отображения состояния системы) и наконец компактность в сочетании с контрастом и отличной читаемости как при ярком свете так и ночью и он не освещает весь коридор ночью как любой ЖК с постоянной включённой подсветкой.

Далее встала проблема как поместить в каждую комнату, без дополнительных проводов, питания и радио модулей датчики температуры. В качестве датчика я выбрал цифровой DS18B20, (имея хорошую точность +- 0.5C) которому надо всего два провода (земля и сигнал). Их можно на эти 2 провода вешать много параллельно (каждый имеет свой уникальный MAC адрес). Но даже протянуть два провода во всем комнатам это адский труд. У тут меня осенило. Ведь по всем комнатам проложен телефонный кабель и он 4х жильный и в лучшем случае используется 2 жилы для телефона (как правило красный и зелёный) а остальные (жёлтый и черный) проходят по всем нужным мне местам и остаются свободными. Таким образом не разрезая провода а лишь оголив нужные два я подпаял к ним в каждой комнате по DS18B20. Общая длинна проводов получилась достаточно большая и если сигнальный провод подпирать (на +5В) рекомендуемыми 4.7 кОм, то в моём случае датчики практически не читались и я сократил подпирающее сопротивление вдвое до 2.3 кОм и всё прекрасно заработало.

Потом я заморочился датчиком давление и остановился на недешёвом BMP085 зато он имеет I2C интерфейс, что опять же экономит ножки и количество проводов. Так как он ещё может читать температуру eго я поставил в подвале, куда было ближе и проще всего тянуть новые провода (аж 4). Я старался по максимуму использовать стандартные телефонные кабели и разъемы(RJ11) чтобы конструкция была разбираемой и ремонтно — замено пригодной. При подключении этого барометра на туже I2C шину что и RTC (модуль энергонезависимых часов) возникли не очень понятные проблемы. Они мешали друг другу и пока я не поставил небольшую задержку перед чтением барометра работало всё не стабильно. Так как коротко временное отключение электричества не такая уж редкость да и модуль RTC стоит копейки я добавил его для энергонезависимого времени. в основном нужного при использовании х10. Используя его возникло желание автоматически синхронизовать его с NTP через интернет (раз уж он у нас есть), но у меня что-то не получилось скрестить webduino сервер и NTP. В итоге NTP время (Unix epoch) посылается на Arduino (и обновляется RTC) каждый раз при изменении каких либо настроек или режимов в web интерфейсе. Что имеет свои недостатки так как оно берётся JavaScript из времени на текущем компьютере или мобильном устройстве и не всегда точное и в правильной временной зоне.

Команды моим радио розеткамс Ардуины в эфир я посылаю с помощью копеечного (2$) передатчика модуля. Их прудом пруди на ибее (поиск «RF transmitter 315 Mhz..») и в любом магазине. Единственное надо правильно выбрать радио частоту соответветствующую вашим разеткам. К сожалению мои разетки не корректно поддерживались стандартной библиотекой RCswitch. в описании библиотеки есть список поддерживаемых чипов, но не стоит расстраиваться если ваш не в списке, у меня заработало после анализа эфира в ручную и без библиотеки. Про подобнве разетки, работы с библиотекой много написано. В частности cдесь: http://habrahabr.ru/post/213425 http://habrahabr.ru/post/212215 Я использовал 110В розетки . Несмотря на то что управление радио требует нестандарного решения, оно является самым простым и бюджетным решением стоящей задачи. A именно включать и выключать электрические батареи или любой другой прибор (не обязательно резистивный) по времени или в ручную и иногда включать- выключать наружный свет. Insteon, Zwave и другие имеют много подчас не нужных дополнительных функций но на порядок дороже и имеют проблемы с открытостью интерфейса для того чтобы Ардуино могла посылать устройствам простые команды. Единственная проблема с розетками x10, Insteon и другими это то что они очень громко щёлкают во время переключения. Особенно это раздражает тихой ночью. Ещё один нюанс: x10 был заточен и популярен в северной америке и соответственно под 110 Вольт. Тут каждый выбирает для себя сам. Либо платить много за:
Z-Wave — розеток готовых нет, есть странной формы модули реле которые также но по тише щёлкают и их куда-то, как-то в стены надо прятать, потом замурованные, непонятно как их обслуживать – менять/чинить. Зато появились USB модули для посылки команд. Но для этого ещё нужен микрокомпьютер (возможно роутер подойдёт) с правильной OS драйверами и тд;
Insteon — розетки есть, но также противно щёлкают как x10 и насколько я понял открытого модуля для посылки команд нет и система опять-же заточена под 110В;
Вам решать заморачиваться с интеграцией и посылкой команд в эту сеть или платить меньше в 5-10 раз за каждое радио устройство и при необходимости подтачивать код под него. Как и любая другая вещь всё для 110В стоит дешевле. Конечно есть ещё экстремальные пути, как например описанная несколькими авторами тут, идея опутать всю квартиру (дом) парой (а на поверку пучком) молоточных проводов и собирая каждое управляющее и управляемое устройство с нуля в ручную использовать 1-Wire протокол. Некоторые пошли ещё дальше и разрабатывают свои протоколы…

Также я как кайтер прикрутил анемометр (датчик скорости ветра). Для её измерения я использовал имевшийся под руками чашечный датчик с герконом замыкающим 1 кОм между двумя контактами при вращении чашечек. В программе используется прерывание и замеряется количество раз +5В подаётся(переход из 0 в 1) на цифровой вход (подпряжённый 5 кОм ами на теже +5В). Данное значение умножается на подходящий для вашего датчика коэффициент и из количества замыканий за одну секунду получается скорость ветра в узлах. Также за каждый час меряется максимальное и минимальное значения скорости (порывы) и отображается максимальное за час. В веб отдаются текущее и максимальное. Каждый датчик надо калибровать индивидуально и подбирать правильный коэффициент. Для управления гаражной дверью я использовал запасной радио пульт от неё и с помощью дополнительного реле (шестого) эмулировал нажатие кнопки на пульте (вскрыв пульт и подпаявшить в контактам кнопки).

Протокол общения стандартного БУ термопомпы с её пультом (обычно 2 провода) как правило закрытый и наша ардуина не может знать какой режим и настройки выставлены в стандартном блоке управления, но с помощью наших сенсоров мы можем знать в каком режиме сейчас HVAC и хотя у них тоже есть датчик температуры в теплообменнике дополнительная защита с помощью Ардуины не помешает. Меня часто спрашивают: А не страшно ли мне доверять Ардуине управление такой ответственной системой с своём то доме? Мой код открытый и прозрачный. Я понимаю что происходит и всегда могу отловить и исправить неточность (если такие остались после полугода пользования системой). И самое главное я могу добавлять любые функции которые мне потребуются. В той-же коробочке скорее всего менее мощный контроллер и конечно нечего уже поменять и добавить нельзя. Без ардуины добавление опять же ограниченных функций как доступ из интернета к стандартному БУ стоит новой коробочки сотен долларов. Всё началось не с того что я хотел сэкономить а мне нужны были удобные для меня функции которые не за какие деньги не купить у производителей оборудования. Но конечно если взять в расчёт цену человеко часов затраченных мной, да и даже вами если вы просто решите сделать подобное на базе моих и других наработок, на этот проект то конечно дешевле купить готовое но попрощаться с гибкостью и нужными функциями. Это примерно как поставить FreeBSD и кропотливо долго и по каждому поводу копаться в барахолке знаний интернета и в ручную из командной строки подкручивать её под себя в сравнении Mac OS, красивой готовой но ограниченной на базе той же BSD. Основная из них это включение обогрева/охлаждения до нужной температуры не навечно или по расписанию а всего лишь на час-2-4. Звучит просто и удобно но никак не присутствует в стандартных БУ.

Если вы хотите управлять только термонасосом без RF, RTC, барометра и прочих заморочек памяти и ног хватит и у Uno(я так и сделал в первой фазе своего проекта). В полной же версии без Mega не обойтись. Давайте посмотрим на получаемые функции и интерфейс.

Сам интерфейс сделан в рамках всего одной html странички с использованием технологии Ajax для обмена данными с Arduino web server (webduino) и основана на библиотеках JQuery Mobile. Поэтому для работы нужны несколько файлов картинок и сами библиотеки, которые могут быть заменены ссылками.

В верхнем левом углу, мы видим луну, это значит что по настройкам дня и ночи (в первой строке синего блока) сейчас ночной режим. Если дневной режим там будет солнышко. Дальше мы видим наш домик. В домике куча температур в каждой комнате и в центре температура с десятыми, это температура в гостиной на основном уровне. Зелёным внизу домика мы видим относительную влажность внутри дома. Справа от неё снежинка, это индикатор того что сейчас работает кондиционер. На этом месте отображается разными иконками остальные режимы работы (отопление термопомпой или AUX или же х10). Если иконка приглушена (полупрозрачная) значит система в этом режиме но не активна. Т.е. например в режиме кондиционирования до температуры 21 градус, но так как сейчас 20 градусов кондиционер не активен. Если одновременно работают два режима, например отопление х10 и отопление термопомпой, то будут последовательно мигать две иконки. Слева и справа у домика мы видим лучики, при нажатии на которые они становятся яркими и при последующем нажатии опять приглушаются. Это включение внешнего освещения у дома. У меня есть внешний свет на заднем дворе и впереди дома. Управление передаётся по х10 и номера соответствующих устройств прописаны в html(JS) коде, Ардуина лишь посылает команды на переданные ей из HTML номера устройств. Справа домика мы видим автоматическую гаражную дверь. которая открывается и закрывается при нажатии на неё. Сверху справа от домика мы видим текущую (усреднённую за 1-2 минуты) или максимальную за час скорость ветра в узлах. Значение скорости ветра подсвечивается разными цветами от голубого до красного в зависимость от скорости и в соответствии с международно принятыми цветами шкалы Бофорта. Справа сверху мы видим температуру на улице и ниже текущее атмосферное давление. Розовым фоном для значения давления служит график его относительного изменения за последние 24 часа (x-время, у- относительное значение давления). Под давлением зелёным относительная влажность на улице.

Теперь рассмотрим группу белых селектов и кнопку SET. Левым селектом выбирается нужная температура/режим. Правым на какое время включать этот режим. Если режим активный то надписи немного поменяется, как в этом примере
Если активен режим отопления то дополнительно кнопка подкрасится красным а если охлаждения голубым. Чтобы выключить надо оставить температуру и выбранный режим слева и оставшиеся минуты справа и тогда кнопка SET поменяется на OFF и её нажатие выключит режим. Режим охлаждения или отопления выбирается автоматически в зависимости от температуры на улице. Если на улице меньше чем значение константы heat_temp описанной в html(JS) файле, то будет предлагаться только отопление иначе только охлаждение.

Теперь давайте рассмотрим синий х10 блок. Нажатие на первую строку открывает общие настройки: ON — Все Розетки Всегда Включены (например летом), OFF все розетки всегда выключены (например если вы в отпуске), Split — в силу вступают индивидуальные настройки групп и комнат. Далее вы можете выбрать с какого часа начинается день и с какого ночь. Для сохранения настроек не забывайте нажать кнопку Apply внизу. далее каждая строка отражает группу комнат которая может состоять из одной и более комнат. Я сделал группировку по этажам в своём доме. На некоторых этажах только одна комната а на некоторых больше. У каждой группы мы можем установить режим ON — все розетки этой группы всегда включены, OFF все розетки этой группы всегда выключены (например вам надо включить пылесос и если одновременно будет работать батарея то выбьет предохранитель), Split(доступно только для групп с более чем одной комнатой)- в силу вступают индивидуальные настройки комнат внутри группы, Day — поддерживать указанную температуру только днём (ночью всегда выключено), Day&Night — поддерживать указанную температуру для дня и другую температуру ночью. У каждой комнаты доступно всё вышеперечисленное за исключение Split. Для вступления изменений в силу не забывайте нажать Apply внизу.

Самой последней строчкой является установки режима Override. Этот режим был сделан для принудительного включения розеток в выбранной комнате или светильника на некоторое время. Например вам надо нагреть максимально комнату на некоторый период для того чтобы ребёнку делать там массаж и через час продолжить поддерживать обычную температуру в ней. Или включать свет на улице на пол часа. Слева вы выбираете комнату справа на сколько включать режим и нажимаете кнопку Overrride. Если вам надо досрочно отключить режим справа выбирайте OFF и жмите Override. Вся информация обновляется каждые upd_interval (константа из html файла) секунд. По умолчания = 60 секунд. Когда информация обновляется вся верхняя часть странички с домиком моргает.

Ещё хотелось бы рассказать о концепции объединения розеток (pool). Допустим у вас одна большая комната обогреть которую в в -5 за бортом одна батарея не в состоянии или нагреваться она будет ооочень долго. Вы можете поставить вторую RF розетку с тем же кодом/адресом и вторую батарею воткнуть в неё и они обе всегда будут включаться. Что при относительно теплой температуре приведёт к частому щёлканью и включению и выключению этих двух и более батарей. Есть и другой вариант вы объединяете эти батареи в pool в коде ардуины x10pools[17]={0,0,0,0,0,12,0,0,13,0,0,0,0,0,0,0,0}. Ноль значит отсутствия пула у данного адреса розетки число значит адрес дочерней розетки пула. Дочерняя включается если на улице холоднее чем poolt (константа из html файла) или разрыв между нужной температурой в комнате и текущей больше чем delta_temp * poolf (константы из html файла). Хотелось бы сказать больше о delta_temp (константа из html файла) это Делта температуры. Она нужна для того чтобы режимы часто не включались не выключались так как показания датчиков могут немного скакать +-. Обогрев включается если текущая температура меньше чем (нужная — delta_temp) и выключается если больше (нужная + delta_temp). По умолчанию это 0.5 Град С.

Теперь рассмотрим вопрос безопасности. Конечно нельзя оставлять доступным для всех управление вашим домом. Так как наша система состоит из клиента(JS Ajax html страничка) и сервера (Arduino) вы можете организовать различные уровни безопасности. Например вы можете положить HTML страничку на свой компьютер, телефон планшет и тд. (не выставляя её на публичный хостинг) и тогда только вы(с устройств обладающих этим файлом) сможете открывать эту панель управления своими домашними системами. Arduino web server весит на внутреннем IP и поэтому если вы его не зафорвардите на роутере во внешний мир, то к самой ардуине можно будет достучаться только из вашей внутренней сети. Доступ к самой HTML страничке можно запаролить на Web сервере где вы её захотели выложить. Также модно поднять HTTPS сервер в отношении её. Самым простым и по моему мнению достаточно надёжным является публичный хостинг странички, но сама страничка при запуске никуда не подсоединяется если ей параметром не передать адрес сервера Arduino (предварительно настроенным Dinamic DNS и Port Foewarding). Выглядит это так в браузере вводится такая ссылка http://myhosting.com/index.html?http://myhome.slyip.net:8081/hvac. Если злоумышленник и случайно наткнётся на вашу клиентскую страничку то ничего он с ней сделать не сможет не зная адреса Arduino сервера. Это самый простой и удобный компромиссный вариант, которым я сейчас пользуюсь. Да мне тоже вся эта конструкция с убогим (медленный не поддерживающий HTTPS и тд ) Arduino Web Shield сервером в дополнение к которому ещё надо где-то отдельно хостить клиентскую страничку с иконки НЕ нравится. И как только я получу из китая знаменитый TP-LINK TL-WR703N роутер который в мгновения ока превращается в wifi bridged web сервер с Serial(UART) интерфейсом к Arduine, я сразу же прикручу его к ардуине (или её к нему) и выкину это шилд и изернет провод. Таким образом получится даже больше того что я хотел так безуспешно добиться от STM32 контроллера а именно чтобы всё было в одном устройстве (не отдельно захощенная страничка клиента и отдельно исполнительный сервер) и нормальным веб сервером на котором можно реализовать достойную степень удобства скорости и безопасности.

B на последок пример интерфейса исходники для ардуины проверенный на 1.0.1, мой пакет библиотек и HTML GUI.

78 идей автоматизации домашних систем

1 Декабря 2015 / Обзоры / Control4

Статья заимствована и переведена с сайта Control4.

Автоматизация дома — это гораздо больше, чем просто узконаправленная система, способная продемонстрировать всего один фокус. Ее функционал и возможности практически безграничны. Они станут вам доступны после построения мощного фундамента, такого как усовершенствованная операционная система, которая сможет командовать всем домом. Идеи применения автоматизации домашних систем можно перечислять круглые сутки (многие из них приведены в нашей «галерее вдохновения» ), но в данной статье приведем для начала лишь 78 из них.

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

1. Одним нажатием кнопки включите или выключите все освещение в комнате, а не только одну лампу.
2. Дважды нажмите ту же кнопку для выключения всех устройств (освещения, электроники и т.д.) в комнате.
3. Если посетитель позвонит в дверь, то свет в гараже начнет мигать.
4. Если вы в темноте открываете гаражную дверь, то автоматически включится освещение, помогая вам добраться до входной двери.
5. Установленные в ключевых зонах датчики движения подают сигнал системе для выключения освещения в комнатах, пустых в определенное время.
6. Освещение двора может автоматически включаться при заходе солнца и выключаться при его восходе.
7. Настройка “Bedtime” позволит настроить вечернее освещение на более слабое, достаточное лишь для комфортного чтения в постели.
8. Кнопка “All Off” обеспечивает выключение освещения во всем доме одним нажатием.
9. Полуночные перекусы — система осветит дорогу к холодильнику и назад в комнату, не потревожив остальных членов семьи.
10. Ночью датчики движения сработают, осветив комнату лишь на 15%, что будет достаточным для передвижения и не ослепит вас после сна.
11. Система автоматически выключит все освещение в доме после ухода детей в школу.
12. Если естественное освещение в комнате будет ниже 50%, то система добавит искусственное освещение до 50%. Если естественное освещение будет ниже 40%, то система добавит освещение до 60% и т.д. Это очень удобно во время заката или в пасмурный день.
13. Освещение двора — лампы будут гореть ярче во время заката, но для энергосбережения после 23 часов лампы будут гореть лишь на 20% мощности.

Узнайте несколько вариантов декоративной подсветки – под настроение mood lighting scenes

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ МУЗЫКИ

14. Потоковое воспроизведение музыки во всех комнатах вашего дома с помощью панели управления в каждой комнате.
15. Воспроизведите любые сохраненные музыкальные файлы во всех комнатах дома с помощью распределенных аудио зон, доступ к которым вы можете получить со своего смартфона, планшета или сенсорной панели управления.
16. Прикоснитесь к кнопке на панели управления для активации зоны воспроизведения музыки. При выборе музыки вы можете настроить изменение цвета подсветки для каждого члена семьи (при выборе их любимых списков воспроизведения/настроек).
17. Дважды прикоснитесь к кнопке настройки уровня громкости для выключения определенной зоны прослушивания.
18. Автоматический запуск воспроизведения музыки в ванной при включении освещения в душе.
19. Установите сенсорную панель за водонепроницаемой стеной в душе и управляйте воспроизведением музыки во время купания.
20. Запрограммируйте собственные настройки аудио воспроизведения — “His and Her”. Настройте время для различных дней, определенных кнопок или аудио зон.

Теплый дом, прохладный дом — Hot House, Cool Home

21. Выберите рояль в качестве источника аудио сигнала, воспроизводимого через все встроенные в потолок акустические системы в доме.
22. Подсоедините ваш рояль к системе Control4 и к мировой сети, и ваше исполнение услышат в любой точке планеты при подключении к вашей домашней системе.
23. Создавайте музыкальные сцены “Music”, в которых будет определена яркость освещения, например, 30%, и желаемый уровень громкости — оптимально подходящий для ночной работы над проектом.

ИДЕИ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РАЗВЛЕЧЕНИЙ

24. Сценарий “Party” предназначены для создания соответствующей празднику обстановки одним нажатием кнопки. В каждой сцене предусмотрено автоматическое включение освещения, декоративных элементов и определенного музыкального сопровождения.
25. Гость пришел без приглашения? Не волнуйтесь. Система сообщит вам о приближении гостей через встроенные акустические системы в выбранной зоне.
26. Встроенные микрофоны в мультирумной аудиосистеме в доме позволят передавать сообщения из всех комнат.
27. Воспользуйтесь вашим iPad чтобы сообщить холодильнику о том, что, например, у вас закончился лед. Тогда он сможет повысить объем его производства.

Автоматизация винного погреба — Automated Wine Cellar

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДОМАШНЕГО КИНОТЕАТРА/ВИДЕО

28. Поиск пульта — трижды прикоснитесь к выключателю, и ваш пульт начнет издавать сигналы.
29. Возможность автоматической блокировки дверей дома в момент начала воспроизведения фильма.
30. При запуске воспроизведения свет постепенно будет затухать в течение 7 секунд.
31. А при остановке воспроизведения свет станет ярче до 30%.
32. При нажатии кнопки телевизор с разрешением 4K Ultra High Definition медленно будет поднят из тумбочки, встроенные в потолок акустические системы будут повернуты вниз, акустические системы окружающего звука будут активированы, жалюзи закрыты и свет будет приглушен.
33. Запрограммируйте настройки комнаты с имитатором игры в гольф на те же настройки, что домашний кинотеатр.

Автоматизация дома для всей семьи! — Home Automation for the Whole Family!

34. Запрограммируйте каждый телевизор в доме на включение любимого канала по возвращении домой с работы, после открытия вами гаражной двери.
35. Настройте громкость телевизора в детской комнате на определенный уровень.
36. Настроенная вами сцена “Good Night” передает напоминание на детский iPad о необходимости выключения их телевизора. Освещение в каждой спальне мигнет в виде напоминания, и через 10 минут автоматически выключится телевизор, а все панели управления в детской комнате будут отключены до утра.

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ

37. Настройте сенсорный экран в вашей спальне на отображение посетителя у входной двери.
38. После звонка вы услышите через акустические системы сообщение “Who can it be now” (Кто же это может быть?), камера безопасности развернется к двери, а вещание телевизора или фильма будет остановлено. В ночное время освещение во дворе будет включено с яркостью в 20% — 75%.
39. Вы смотрите телевизор во время звонка в дверь? Настройте систему на отображение данных камеры на экране телевизора после остановки его вещания или воспроизведения фильма на 15 секунд.
40. Система напомнит вам о незакрытой более пяти минут входной двери или о распахнутых более десяти минут воротах.
41. Картинка с камер безопасности может отображаться на вашем смартфоне в любой точке планеты.
42. Получайте текстовые сообщения об обнаружении движений камерами безопасности.
43. Создавайте сценарий “Cat”, которые позволят временно отключить систему безопасности и не включать освещение и камеры при ночных кошачьих прогулках.
44. Запрограммируйте освещение (включая свет в душе) на сообщение об открытии входной двери тройным миганием.
45. В случае обнаружения какого-либо нарушения безопасности запрограммируйте систему на включение освещения во всех комнатах на максимальную яркость. Одновременно с автоматической блокировкой входной двери будут открыты жалюзи, и на каждом телевизоре будет отображаться видео с камер наблюдения.

Идеи безопасности для всей семьи — Smart Security Ideas for the Whole Family

46. Запрограммируйте стратегически расположенные камеры для потокового отображения видео на выбранном телевизоре или сенсорных экранах.
47. Сцены “Mockupancy” содержат настройки освещения, которые позволят показать, что в доме как будто бы кто-то есть во время вашего отсутствия.
48. Вы уехали, но хотите впустить в дом гостей? Создайте временные коды доступа для гостей, которые они должны будут ввести в «умные замки», сообщая вам тем самым о прибытии в ваш дом.
49. Создайте персональные коды доступа для отдельных членов семьи.
50. Настройте таймер, которое активирует автоматическое закрытие гаражных дверей, которые открыты более 10 минут. Датчик движения используется для того, чтобы двери гаража оставались открытыми в том случае, если вы там работаете.

Проект автоматизации домашней системы со звонками и сигналами A Home Automation Project with All the Bells and Whistles

51. Датчики движения — в случае обнаружения движения камеры возвратятся в исходное положение и запустят запись, будет включено внешнее освещение, и текстовые сообщения будут переданы на ваши смарт-устройства.
52. Вы забыли закрыть двери? — Запрограммируйте автоматическую блокировку дверей через три минуты после вашего ухода на работу и закрытия гаражных ворот.
53. Если задняя дверь гаража открывается, запрограммируйте включение при этом освещения яркостью менее 50%.
54. Если дверь гаража закрыта, а установленный в зоне гаража датчик движения не определяет какие-либо движения, то освещение будет выключено и дверь будет заблокирована через десять секунд.

ЕЖЕДНЕВНЫЕ СООБЩЕНИЯ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

55. Установите доступ к почтовому ящику — в случае получения письма вы услышите сигнал через все акустические системы в доме, светодиодные индикаторы будут гореть красным, и на смарт-устройства будут переданы текстовые сообщения.
56. Система передает сообщения с предупреждением о незакрытой двери гаража.
57. Система передает сообщения с предупреждением о различных возникших проблемах, например, о протекающей трубе в подвале.
58. Вам нужно напомнить вынести мусор? Запрограммируйте напоминания, которые будут отображаться на сенсорном экране и на мобильных устройствах в одно и то же время раз в неделю.
59. Запрограммируйте получение сообщений на смарт-устройства о перегреве духовки.
60. Вместо непрерывного ожидания подростков поздней ночью запрограммируйте автоматическое включение света в их комнатах при открытии входной двери. Вы также можете настроить передачу сообщений на ваш телефон о закрытии входной двери.
61. Запрограммируйте получение сообщений о возвращении детей из школы.
62. Запрограммируйте получение сообщений об открытии детьми домашнего бара.
63. Запрограммируйте передачу сообщений об обнаружении движений в определенной комнате (например, в вашем кабинете или винном погребе).
64. Получайте электронные письма или текстовые сообщения с напоминанием о необходимости приема лекарств.
65. Получайте сообщения с напоминанием о необходимости периодической замены фильтров системы кондиционирования и отопления (HVAC), фильтров встроенного центрального пылесоса и т.д.

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЕЖЕДНЕВНОГО КОМФОРТА И РОСКОШИ

66. Запрограммируйте сенсорную панель на запуск воспроизведения потокового музыкального сигнала или любимого телевизионного канала в кухне одним нажатием кнопки.
67. Создайте персональную сцену для каждого персонального кода замка. Например, если один из членов семьи вводит на входной двери персональный код, то на телевизоре будет включен его любимый канал и громкость телевизора будет установлена на 50%.

Прекрасные идеи автоматизации на Багамах — Beautiful and Brilliant Home Automation in the Bahamas

68. Подогрев полотенцедержателей во время раннего приема душа.
69. Подогрев пола в зависимости от внешней температуры: Установите температурный датчик на чердаке или в гараже. Если на улице температура ниже +4 С, то автоматически будет включен подогрев пола в ванной с 4 до 9 утра. Затем в 9 часов подогрев будет автоматически выключен.

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ НЕЕ И ИДЕИ АВТоМАТИЗАЦИИ ДЛЯ НЕГО — Home Automation Ideas for Her & Home Automation Ideas for Him

ИДЕИ КЛИМАТ-КОНТРОЛЯ

70. Запрограммируйте автоматическое открытие и закрытие жалюзи и штор в зависимости от положения солнца и расположения дома.
71. Сценарий “Wakeup” – «Пробуждение» открывает шторы, постепенно увеличивая освещение в комнате в течение пяти минут и подстраивает температуру в комнате до комфортного уровня.
72. Автоматически отключается отопление после вашего ухода из дому.
73. Система разожжет камин после получения сообщения с вашего смартфона или планшета. Вам даже не придется вставать с дивана.
74. Сценарий “Exercise” понижает температуру в помещении для занятий спортом, включит любимый канал телевизора или запустит воспроизведение любимой музыки.

Насладитесь настройками климат-контроля — Get Comfortable With Beautiful New Climate Control

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

75. Возможность управления энергопотреблением в результате непрерывного отслеживания системой работы солнечных батарей.
76. Автоматическое выполнение измерений энергопотребления каждой схемы по отдельности.
77. Автоматизация домашнего освещения. Лампы теперь не будут без необходимости гореть на полную мощность.
78. Запрограммируйте разбрызгиватели на газонах на автоматическое включение в зависимости от погодных условий (таким образом, разбрызгиватели не будут поливать газоны и в дождливую погоду).
«галерее вдохновения» ), но в данной статье приведем для начала лишь 78 из них.

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Узнайте несколько вариантов декоративной подсветки – под настроение mood lighting scenes

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ МУЗЫКИ

Теплый дом, прохладный дом — Hot House, Cool Home

ИДЕИ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РАЗВЛЕЧЕНИЙ

Автоматизация винного погреба — Automated Wine Cellar

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДОМАШНЕГО КИНОТЕАТРА/ВИДЕО

Автоматизация дома для всей семьи! — Home Automation for the Whole Family!

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ

Идеи безопасности для всей семьи — Smart Security Ideas for the Whole Family

Проект автоматизации домашней системы со звонками и сигналами A Home Automation Project with All the Bells and Whistles

ЕЖЕДНЕВНЫЕ СООБЩЕНИЯ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЕЖЕДНЕВНОГО КОМФОРТА И РОСКОШИ

Прекрасные идеи автоматизации на Багамах — Beautiful and Brilliant Home Automation in the Bahamas

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ НЕЕ И ИДЕИ АВТоМАТИЗАЦИИ ДЛЯ НЕГО — Home Automation Ideas for Her & Home Automation Ideas for Him

ИДЕИ КЛИМАТ-КОНТРОЛЯ

Насладитесь настройками климат-контроля — Get Comfortable With Beautiful New Climate Control

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Умный дом: оборудование для квартиры — обзор

Современные системы автоматики массово проникают в быт человека, обеспечивая ему уют и комфорт проживания. Однако стоимость внедрения этих устройств доступна не всем людям, а имеющиеся недостатки умело замалчиваются маркетологами.

Попробую высказать свое личное мнение электрика, что представляет сейчас умный дом: оборудование для квартиры для среднестатистического хозяина, какую пользу владелец может получить от его внедрения и с какими трудноразрешимыми вопросами придется столкнуться.

Содержание статьи

Что такое умный дом и умная квартира: основные отличия двух систем

4 основные задачи, заложенные в новую интеллектуальную технологию, можно свести к следующим вопросам:

повышение безопасности проживания человека;
обеспечение комфортных условий и жизненных удобств;
выбор оптимального режима расходования материальных средств, снижающих финансовые затраты на оплату воды, газа, электрической энергии, теплоносителей;
помощь в обучении детей и контроле над их поведением, уходе за пожилыми родственниками.

Эти возможности имеют однотипные технические решения, но ограничиваются набором функций внутри квартиры.

Общие принципы работы автоматики для новичков

Бытовая система автоматики получила термин «Умная» в результате маркетингового хода производителей. Он так и прижился за этим оборудованием.

Автоматизированные системы управления уже много десятилетий работают в энергетике и на производстве.

Например, мощные электрические подстанции с высоковольтным оборудованием в автономном режиме питают целые города и даже районы, а робототехника на промышленных предприятиях самостоятельно плавит металлы, выпускает готовую продукцию.

Сейчас все эти технологии за счет применения доступных микропроцессорных устройств успешно перешагнули в наш быт.

Индивидуальная система автоматических устройств позволяет:

обеспечить единую систему допуска в жилище, удобную для всех членов семьи;
осуществлять охрану имущества от несанкционированного проникновения злоумышленников или случайного возгорания, затопления;
вести ненавязчивое видеонаблюдение за посетителями;
управлять работой систем поддержания оптимального микроклимата в помещениях;
по запланированному расписанию готовить пищу;
регулировать освещение;
выполнять другие специальные задачи.

В основу проекта интеллектуального дома заложены алгоритмы взаимодействия общих связей всех контролируемых процессов, но с обязательной возможностью обеспечения изменения их настроек владельцем с учетом собственных интересов.

Благодаря широкому ассортименту принципов, заложенных в оборудование, хозяин может:

выбирать различные режимы экономии электроэнергии, газа, воды;
управлять всеми технологическими процессами непосредственно в доме или дистанционно из любого места планеты посредством связи через интернет.

Чем отличается умная квартира от умного дома

Первоначально оборудование умного дома создавалось для автономного обслуживания отдельно стоящего жилого здания на выделенной территории.

Поэтому оно включает как внутренние помещения, так и придомовую территорию с системой охраны и видеонаблюдения, наружным освещением, автоматикой управления въездными воротами, другой техникой.

Здесь используется свое индивидуальное отопление, водоснабжение, газ, канализация. Может быть установлена отдельная электростанция с генератором, работающим от дизельного или бензинового двигателя, энергии ветра или солнца.

Возможна система аварийного перехода на собственное резервное питание при пропадании электроснабжения от государственной сети.

Квартира же уже построена внутри много этажного здания с одинаковой для всех жильцов инфраструктурой жизнеобеспечения. Здесь общая система контроля доступа посетителей через домофон, разводки телефонных линий, интернет кабеля.

Территориально и функционально объем задач, решаемых в интеллектуальной квартире меньше, чем у отдельно стоящего дома, хотя они используют те же принципы построения.

Состав оборудования и возможные проблемы: как их решать

Почему-то у части людей складывается ошибочное мнение о системе автоматики умного дома, как наборе каких-то электронных и цифровых приборов, которые достаточно купить и они станут сами работать. Это не так.

Потребуется составить грамотный план помещений, учесть в нем установку силовых приводов и цепей электропитания, выполнить монтажные работы.

Как составить проект умной квартиры: научный подход

Чтобы обеспечить комфортные условия для себя, вам потребуется определиться с задачами и составить проект, который учтет все оборудование, например:

безопасность доступа посетителей через двери, исключить несанкционированные проникновения сквозь окна;
точки организации видеонаблюдения;
конфигурацию системы поддержания микроклимата;
варианты освещения;
автоматику защиты от протечек воды и прочие необходимые функции.

Под все эти задачи монтируется индивидуальное оборудование. Например, под умные шторы необходимо:

вначале повесить карниз;
предусмотреть, смонтировать и наладить под него привод;
подвести электрический кабель.

Только после этого можно установить блок управления, настраивать его работу по местной программе и дистанционно.

Аналогично, для оперативного перекрытия воды при аварийном прорыве трубы срабатывания обычного датчика протечки недостаточно. Даже если он автоматически отправит вам смс, то быстро устранить проблему руками не всегда получится.

Поэтому на вводе системы водоснабжения должен быть дополнительно смонтирован электрический привод, способный перекрыть подачу воды по дистанционной команде.

Проект умной квартиры проще всего составить на бумаге. Для этого можно воспользоваться сведениями из технического паспорта.

Также удобно взять лист бумаги, рулетку, измерять все размеры и создать по ним рабочий эскиз.

Вариант изготовления плана квартиры с помощью доступной компьютерной программы Визио я записал отдельным видеороликом.

Надеюсь, что он поможет вам создать один раз документ, которым потом можно будет пользоваться многократно для решения любых бытовых вопросов от планирования маршрутов электропроводки и других магистралей, до расстановки мебели, оформления мест освещения, создания интерьера.

Как выполнить электромонтажные работы в жилых помещениях: практические советы

При создании оборудования интеллектуальной квартиры очень важно правильно смонтировать электрическую проводку. От ее надежности полностью будет зависеть безопасность людей.

В квартирном щитке потребуется подключать огромное количество проводов и кабелей. Минимальное их количество, показанное на фото ниже, способно решить только самые необходимые задачи.

На деле же придется иметь дело с целыми связками из них, которые придется прокладывать определенным образом. В качестве примера привожу вариант размещения электропроводки по стенам.

Хотя еще можно сделать маршруты для нее по полу, потолку и комбинированно. Поперечное сечение жил провода и кабеля должно выдерживать подключенную нагрузку по току и мощности.

Эти и некоторые другие специфические вопросы электроснабжения квартиры я изложил отдельной статьей про электромонтажные работы.

Внутри электрического щитка необходимо правильно подобрать защиты:

Сейчас популярность набирают устройства защиты от дугового замыкания. Однако, если рассматривать их модули, то вместо УЗИС или УЗМ-50 я рекомендую продукцию от AFDD. Мое мнение читайте в статье по приведенной ссылке.

Только изготовив первоначальный проект умной квартиры, установив по нему силовое оборудование и выполнив электромонтажные работы в полном объеме, можно заниматься вопросами автоматизации и удаленного управления.

Как работает оборудование умной квартиры: обзор устройств

Маршрутизатор: что это такое

Система умного дома функционирует за счет общего для всех приборов устройства связи, обеспечивающего обмен информацией между подключенными абонентами.

Его принято называть роутер, хотя Router — это термин английского языка, который стали писать так же: «роутер». Он переводится на русский, как маршрутизатор.

Его можно представить устройством, создающим маршруты для обмена информацией по беспроводным каналам связи между различными устройствами.

Маршрутизатор необходим системе умного дома потому, что в ней используется много оборудования, управляемого по внутренней сети Wi-Fi. Ее создает, организует и контролирует Router.

Он подключается к сети интернет по телефонному кабелю или оптоволокну и организует два вида информационной сети в квартире:

проводной Ethernet, которую, например, подключают к компьютерам;
беспроводной вай фай для поддержки управления мобильных устройств и умных приборов по радиоканалу.

Важно учесть, что основной рабочий режим маршрутизатора через телефонный кабель или оптоволокно в аварийных ситуациях со средствами связи или при повреждениях электроснабжения может быть нарушен.

Для поддержания работоспособности систем безопасности квартиры необходимо предусматривать у роутера возможность передавать информацию владельцу удаленно по сети беспроводного интернет за счет дополнительного питания от встроенных батареек и организации связи через подключенную сим-карту.

Маршрутизатор встраивается в центр умного дома для координации работ всех его устройств в управляемой экосистеме.

Датчики системы

Так называют приборы, реагирующие на изменение какого-либо физического параметра обычно с преобразованием энергии в электрическую величину. При использовании элементов электроники их называют электронными датчиками.

Такие устройства подлежат стандартизации и относятся к средствам измерений. Они широко используются в системе умного дома для контроля определенных параметров безопасности и обеспечения многих технологических процессов.

Датчик движения, например, устанавливается на входе в помещение, обычно над дверью, и реагирует на перемещения человека, домашних животных, любых объектов.

Датчик дыма монтируется вверху (в области потолка) с целью фиксации момента начала возгорания для предупреждения хозяина и параллельного оповещения, экстренного вызова специалистов МЧС.

Его своевременное срабатывание должно спасти не только имущество, но и жизни жильцов.

Датчик качества воздуха постоянно сканирует чистоту воздушного пространства, определяя количество примесей в нем, температуру, процент влажности.

При отклонении этих параметров от нормы принимаются соответствующие меры к экосистеме по восстановлению благоприятной для здоровья атмосферы.

Датчик протечки воды устанавливается в тех проблемных местах, где возможен прорыв водопровода или системы водяного отопления с возникновением аварийной ситуации.

Попавшая на его контакты вода замыкает электрическую цепь, датчик срабатывает и отправляет сигнал в центр умного дома. От него дистанционно происходит оповещение хозяина и подача команды на аварийный привод отключения ввода водоснабжения.

Датчик открытия двери состоит из двух отдельных частей, связанных только собственным магнитным полем:

первая половинка крепится на открывающейся створке дверного полотна;
вторая часть — на неподвижной стойке или косяке.

Геркон, размещенный на стационарной части, переключает свои контакты при открытии двери, а от него передается сигнал к центру управления по Wi-Fi.

Этого типа датчик также ставится на окно для контроля доступа через него.

Браслет фитнесс трекер надевают на руку спортсмена, выполняющего физические упражнения. Он контролирует жизненно важные параметры человека: артериальное давление, качество пульса, оценивающие состояние организма.

По этим показателям даются рекомендации по соблюдению тренировочного режима, созданию нагрузок.

Также браслет фитнесс трекер можно надеть на руку человеку с ослабленным здоровьем, что позволит удаленно контролировать его состояние.

Умная розетка с одной стороны имеет обыкновенную вилку, а с противоположной — контактные гнезда для подключения бытового прибора.

Ее внутренний механизм способен контролировать работающий прибор и управлять им по командам от интеллектуального центра.

Умный выключатель света позволяет с места или дистанционно посредством пульта брелка управлять освещением.

Со смартфона через интернет и местную вай фай сеть можно имитировать присутствие человека в квартире световыми манипуляциями, отключать и включать светильники.

Выключатель света с дистанционным управлением

Wi-Fi камера предназначена для ведения видео наблюдения за назначенным пространством жилого помещения в квартире. Сейчас существует большое разнообразие подобных конструкций.

Среди них большой популярностью пользуются устройства, ведущие скрытое видеонаблюдение. Их встраивают в обычные бытовые приборы, например, электронные часы.

Такие «шпионские штучки» позволяют повысить безопасность в местах, привлекательных для злоумышленников, которые при проникновении на закрытую для них территорию в первую очередь будут выводить из строя штатные средства охраны.

Все датчики системы умной квартиры могут обмениваться информацией своего состояния по местной сети вай фай с интеллектуальным центром, а от него происходит связь и управление с владельцем через интернет.

По сети интернет хозяин квартиры постоянно контролирует состояние своего жилища и сохранность имущества внутри него.

На какие технические стороны охраны необходимо уделить внимание в первую очередь

Заботясь о собственной безопасности и сохранности личного имущества нельзя забывать о том, что злоумышленники тоже не дремлют. Они постоянно совершенствуют свои знания и практические навыки.

Их вандальные действия необходимо предусмотреть и пресечь. Для этого стоит хорошо представлять, что они способны на любые пакости, а перед взломом жилища примут меры к осуществлению своих черных замыслов.

Представим худшую ситуацию, когда преступники, зная о постановке квартиры на наблюдение в департаменте охраны, постараются:

вывести из строя оперативный пульт службы, на который поступают все сообщения от оконечных устройств или повредят GSM, оптику, Ethernet к нему. Тем самым все абоненты, заключившие договор с агентством, окажутся бесконтрольны;
организовать серию ложных вызовов машин охраны к дальним абонентам и в пути устроить их повреждение, например, прокол шин разбросанными колючками;
устроить аварию на линии электроснабжения и надолго оставить здание без электричества;
запустить сильный электромагнитный импульс на вводе жилища и выжечь им всю электронную начинку умного дома.

Какие меры следует принять владельцу квартиры, чтобы помочь в дальнейшем следствию раскрыть подобное преступление и вернуть свое имущество:

от последствий аварийного отключения электропитания может спасти наличие резервных батареек, которые способны обеспечить передачу информации между всеми абонентами;
последствия воздействия электромагнитного импульса уменьшит правильно подобранный ограничитель напряжения, УЗИП;
небольшая серия скрытых «шпионских штучек» позволит зафиксировать грабителей во время их черной акции и отыскать их следователям.

Приведенный пример не является универсальным рецептом на все случаи жизни. Он просто показывает, что владельцу квартиры умного дома не стоит полностью полагаться на заверения производителей и охранных служб, а важно принимать свои дополнительные меры страховки.

При этом придется их периодически проверять. Например:

батарейки, установленные в качестве резервного питания, со временем могут разрядиться;
на сим карте модема роутера беспроводного интернет когда-то закончатся деньги. С этого момента связь будет потеряна.

Общее представление об удобствах, которые может предоставить умный дом — оборудование для квартиры, хорошо показано в видеоролике Crazy Maks TV. Рекомендую посмотреть его внимательно.

Напоминаю, что сейчас у вас самое благоприятное время прокомментировать материал этой статьи и задать свой вопрос, который мы обязательно обсудим.

Домашняя автоматизация — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Умный дом.

Домашняя автоматизация (англ. home automation), или умный дом (англ. smart home) — система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определённые повседневные задачи без участия человека. Домашняя автоматизация рассматривается как частный случай интернета вещей, она включает доступные через интернет домашние устройства, в то время как интернет вещей включает любые связанные через интернет устройства в принципе.

Наиболее распространенные примеры автоматических действий в «умном доме» — автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды.

Домашняя автоматизация в современных условиях — чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства куда установить и какие задачи они будут исполнять.

Первым шагом на пути к домашней автоматизации стало собственно изобретение первых бытовых приборов, которые использовали электричество для выполнения простых задач по приготовлению пищи и уборки: пылесос (1901), тостер (1909), домашний холодильник (1913), посудомоечная машина (1913), утюг с регулируемой температурой (1927), диспоузер (1927), стиральная машина (1935), сушильная машина (1935), микроволновая печь (1945), рисоварка (1945), электрическая кофеварка (1952).

В середине XX века появились первые, единичные попытки домашней автоматизации в современном понимании. Для своего времени они выглядели футуристическими экспериментами и причудами изобретателей и практического распространения не получили. Наиболее известными были «Дом с кнопками» (Push-Button Manor, 1950) американского инженера Эмиля Матиаса, где расположенные по всему дому кнопки автоматизировали выполнение основных бытовых задач, и компьютер Echo IV (1966) американского инженера Джеймса Сазерленда, который мог регулировать работу домашней климатической техники, включать и выключать некоторые приборы и распечатывать списки покупок.

В 1975 году шотландская Pico Electronics разработала первый специализированный стандарт управления домашними устройствами: X10. Для передачи сигналов использовались обычная электрическая сеть. Кроме того, создатели предусмотрели беспроводное управление на радиочастоте 433 МГц (в США 310 МГц). Новая система позволяла включать и выключать приборы и менять яркость света, а также получать данные о текущем состоянии приборов. Для управления X10 были разработаны специальные пульты и компьютерный интерфейс. Широкому распространению систем на X10 способствовали простота их установки и низкая цена.

В 1980-х основным рынком X10 стали США, а в Европе устройства на X10 использовались значительно меньше, в первую очередь из-за особенностей государственного регулирования, не позволявшего применять весь функционал устройств. Одновременно европейские электротехнические компании готовили собственные аналоги X10. Чтобы эффективнее продвигать свои разработки, немецкие компании во главе с Siemens в итоге решили использовать единый стандарт, который назвали Европейской инсталляционной шиной (EIB, 1990). Группа компаний во главе с французской Electricité de France создала стандарт BatiBus. Голландская Philips, немецкая Daimler Benz, французская Thomson Consumer Electronics, British Telecom и ряд других создали Европейскую ассоциацию домашних систем (EHSA, 1991) и третий европейский стандарт — EHS.

В 1984 году американская Ассоциация жилищно-строительных компаний (National Association of Home Builders) изобрела для домов с использованием автоматизации термин «умный дом» (smart house), а в 1999 году студия Disney выпустила фильм Smart House, представивший идею умного дома широкой публике.

В 1988 году Nippon Homes Corporation и еще 15 японских компаний различного профиля объединились для строительства умного дома будущего. Общее руководство, разработку дизайна и архитектуры осуществлял к тому времени уже известный в Японии Кен Сакамура (坂村健). Проект получил название TRON Intelligent House и был реализован к июлю 1989 года.

В 1999 году компании, производившие устройства на трех европейских стандартах, договорились об объединении и создании единого протокола KNX, который был представлен в 2002 году и стал открытым.

Переворот в технологиях домашней автоматизации произошел в 2010-х, толчком к нему послужило появление iPhone (2007) и других смартфонов. На рынке домашней автоматизации появились сразу несколько прорывных разработок, за которыми последовали сотни новых устройств. В 2010 году Dropcam представила недорогую (200 долларов) камеру видеонаблюдения с современным дизайном, онлайн-доступом к видео со смартфона и возможностью хранить записи в облаке. В 2011 году компания Nest представила программируемый термостат, призванный решить проблемы предыдущих: они были слишком сложными, и пользователи были не в состоянии настраивать их так, как хотели, и экономить энергию.^[1] В отличие от них, термостат Nest был самообучаемым, а кроме того, давал возможность управления со смартфона. В 2014 году обе компании купила Google.

В 2012 году на рынке была представлена смарт-система домашнего освещения на основе ламп с регулируемым спектром и яркостью свечения под маркой Philips HUE. В каждую лампу этой системы встроен свой микроконтроллер, который оснащен радиоинтерфейсом ZigBee.

В 2012 году ещё одна компания из Кремниевой долины SmartThings представила прорывную систему домашней автоматизации, стоившую в сотни раз^[2]^[3] меньше существовавших до сих пор аналогов: хаб за 100 долларов, датчики по 30—40 долларов, розетки и выключатели по 50 долларов и ряд других устройств. Вдобавок SmartThings поддерживала более 100 тысяч сторонних устройств и приложения 8 тысяч сторонних разработчиков.^[4] В 2014 году компанию купила Samsung.

В 2014 году появилась первая «умная колонка» Amazon Echo — небольшое устройство со встроенным умный помощником Alexa с голосовым управлением. Она позволяла получать ответы на бытовые вопросы и управлять домашними устройствами. В 2016 году появился аналог Google Home на основе собственного умного помощника Google Assistant. Компания Apple в 2017 году выпустила умную колонку Apple HomePod на базе голосового помощника Siri. Китайская Xiaomi представила свой вариант умной колонки Xiaomi Mi Al Speaker в 2017 году.

В России в 2018 году компания Яндекс выпустила на рынок свою Яндекс.Станцию с похожим функционалом и голосовым помощником Алиса^[5]. Её отличие от иностранных аналогов заключается в том, что на момент 2019 года, это была единственная платформа умного дома, которая поддерживает голосовое управление на русском языке^[6]^[7]. Также её платформа является открытой, что позволяет производителю или разработчику интегрировать в неё собственные экосистемы умного дома (например, Xiaomi Mi Home, Samsung SmartThings, Redmond Ready for Sky и т.д.^[8]). Голосовой интерфейс для пользователя не изменяется и управляется через Алису^[9].

Система умного дома включает три типа устройств:

Контроллер (хаб) — управляющее устройство, соединяющее все элементы системы друг с другом и связывающее её с внешним миром.
Датчики (сенсоры) — устройства, получающие информацию о внешних условиях.
Актуаторы — исполнительные устройства, непосредственно исполняющие команды. Это самая многочисленная группа, в которую входят умные (автоматические) выключатели, умные (автоматические) розетки, умные (автоматические) клапаны для труб, сирены, климат-контроллеры и так далее.

В большинстве современных умных домов контроллер общается с остальными устройствами системы через радиосигналы. Самые распространенные стандарты радиосвязи для домашней автоматизации — Z-Wave (частота зависит от страны, в Европе 868 МГц, в России 869 МГц) и ZigBee (868 МГц или 2,4 ГГц), Wi-Fi (2,4 ГГц), Bluetooth (2,4 ГГц). Почти все они используют шифрование данных (AES-128), в Wi-Fi применяется шифрование WPA, WPA2 или WEP.

Для связи с внешним миром контроллер, как правило, подключается к интернету.

Эти устройства позволяют сконструировать подходящую систему безопасности, от сравнительно простой до достаточно сложной.

Среди основных алгоритмов:

регистрация нежелательного проникновения
уведомление владельцев
включение сирены
запуск видеосъемки
запирание входных или межкомнатных дверей

Вдобавок, системы безопасности умного дома интегрируются с охранными системами, по тревоге высылающими группы реагирования. В большинстве стран рынок охранных систем существует достаточно давно, в то время как системы умного дома стали широко распространяться лишь в 2010-х годах. Отдельные поставщики охранных услуг позволяют интегрировать свою сигнализацию с умными устройствами, которые устанавливает сам пользователь, либо соглашаются высылать группы реагирования по сигналам тревоги с таких устройств.

Электронные замки, видеодомофоны и видеоглазки позволяют также организовать систему контроля доступа с возможностями дистанционного управления, видеозаписи и так далее.

Такие устройства позволяют автоматизировать управление светом и чаще всего используются, чтобы:

автоматически включать свет, когда люди входят в помещение, и выключать, когда выходят
автоматически поддерживать освещенность на постоянном уровне, регулируя яркость светильников и положение жалюзи или штор
автоматически регулировать освещенность в зависимости от сезона и времени суток или по другим заранее заданным правилам

Датчики влажности
Датчики температуры
Термостаты для поддержания постоянной температуры или её автоматического регулирования
Терморегуляторы для управления мощностью батарей отопления
Климат-контроллеры, передающие команды умного дома на технику предыдущих поколений, которая управляется обычными дистанционными пультами, прежде всего на кондиционеры
Гигростаты для поддержания постоянной влажности или её регулирования

Основная задача устройств умного дома в этом случае — автоматически регулировать работу климатических систем так, чтобы одновременно обеспечить комфортный микроклимат и сократить расходы на его поддержание. Наиболее распространенные функции умного дома здесь:

автоматически поддерживать комфортную температуру в помещениях, где находятся люди
автоматически снижать мощность батарей и кондиционеров в отсутствие людей и ночью
автоматически поддерживать влажность, комфортную для людей и подходящую для помещения и предметов обстановки
автоматически вентилировать помещения и очищать воздух, поддерживая комфортное качество воздуха

Основные вызовы для домашней автоматизации касаются фрагментированности отрасли и безопасности данных^[10]^[11].

Острота проблемы безопасности данных зависит от применения устройств. Чем серьезнее потенциальные последствия, тем опаснее взлом. Если для автоматизации в промышленности или медицинских учреждениях риски могут быть чрезвычайно велики, то для домашней автоматизации, отвечающей за управление светом или системой датчиков, они значительно ниже.

Производители создают устройства на собственном программном обеспечении, с собственными мобильными приложениями и контроллерами. Это усложняет взаимодействие устройств и создание единой сети из устройств различных производителей.

Крайний случай представляет собой применение проприетарного софта с закрытым кодом. Работающие на таком программном обеспечении устройства зачастую вообще невозможно связать с устройствами других производителей.

Некоторые протоколы, в первую очередь Z-Wave, создавались с целью преодолеть эту проблему и дать производителям возможность создавать устройства, способные взаимодействовать друг с другом. Конструировать устройства с возможностью свободного взаимодействия друг с другом стали также производители на ZigBee. Готовность производителей создавать устройства на одном и том же стандарте — один из путей решения проблемы, они объединяют свои усилия в рамках единого консорциума (например, Z-Wave Alliance) и совместно развивают стандарт.

Второй путь — разработка устройств, способных взаимодействовать с разными стандартами.^[12] Некоторые производители встраивают в главный контроллер домашней сети возможность управлять устройствами на нескольких стандартах, например на Z-Wave, ZigBee, Bluetooth LE и KNX. В этом случае устройства все ещё не могут взаимодействовать напрямую, но получают возможность работать друг с другом через хаб, который переводит сигналы с одного стандарта на другой.

Российский регулятор разрешает свободно использовать устройства, работающие на радиочастотах 433 МГц, 868 МГц и 2,4 ГГц^[13].

Согласно Перечню радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств, подлежащих регистрации, не подлежат регистрации и доступны для свободного приобретения и использования устройства дистанционного управления, охранной сигнализации и оповещения в полосе радиочастот 868—868,2 МГц с допустимой мощностью излучения передатчика не более 10 мВт, а также Неспециализированные (любого назначения) устройства в полосах радиочастот 433,075 — 434,790 МГц и 868,7 — 869,2 МГц с допустимой мощностью излучения передатчика не более 25 мВт.

Использование устройств на неразрешенных частотах наказывается штрафом и конфискацией устройств^[14].

↑ Assessing the number of users who are excluded by domestic heating controls — International Journal of Sustainable Engineering, 7 дек 2016
↑ How a high-tech home can make life easier for people with disabilities — Sydney Morning Herald, 7 дек 2016
↑ Home Automation: From the Basement to the Cloud — Scout Blog, 7 дек 2016
↑ A Q&A With SmartThings CEO Alex Hawkinson After Selling To Samsung For $200M — Tech Crunch, 7 дек 2016
↑ «Яндекс» начинает продажи умной колонки «Яндекс.Станция» (неопр.). Ведомости (9 июля 2018). Дата обращения 18 декабря 2019.
↑ Обзор умной колонки Яндекс.Станция (неопр.). ai-news.ru (9 ноября 2019). Дата обращения 18 декабря 2019.
↑ Как я собираю умный дом с Алисой за копейки. Впечатления (неопр.). iPhones.ru (26 июня 2019). Дата обращения 18 декабря 2019.
↑ Как работает умный дом (неопр.). yandex.ru. Дата обращения 18 декабря 2019.
↑ Обзор умного дома «Яндекса»: скажите «Алисе», что делать (неопр.). 3DNews (28 июня 2019). Дата обращения 18 декабря 2019.
↑ Internet of Things: Opportunities and challenges for semiconductor companies — McKinsey, 6 дек 2016
↑ Internet of Things: Five critical questions Архивная копия от 19 сентября 2017 на Wayback Machine — McKinsey, 6 дек 2016
↑ An executive’s guide to the Internet of Things — McKinsey, 6 дек 2016
↑ О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств — Гарант, 7 дек 2016
↑ КоАП — Административные правонарушения в области связи и информации — Гарант, 7 дек 2016

Как сделать простую систему автоматизации для дома своими руками

Перевёл alexlevchenko для mozgochiny.ru

Доброго времени суток! В сегодняшней статье речь пойдёт о домашней автоматизации.

Благодаря внедрению автоматизация, мы можем контролировать различные приборы и устройства с мобильного телефона или другого устройства в любой точке мира. Сердцем такой системы выступает контроллер. Это может быть Arduino, Raspberry pi, BeagleBone Black, Spark Core, DigiSpark или ExtraCore.

Для ручного управления такой системой можно использовать технологию инфракрасного дистанционного управления. С её помощью вы сможете управлять любым устройством (АC/DC) используя для этого простой пульт от телевизора.

Транзистор BC548;

Штекер/гнездо;
5В блок питания;
Корпус;
Винтовые клеммники;
Панелька;

IR радиоприёмник;

Фольгированный текстолит;

DipTrace — система автоматизированного сквозного проектирования электрических схем и разводки печатных плат.

Разводим плату. Распечатываем схему на фотобумаге используя лазерный принтер. Очищаем поверхность заготовки (фольгированный текстолит) от жира и пыли. Переносим схему с фотобумаги на плату, а затем травим её хлорным железом. После этого сверлим отверстия мини-дрелью (диаметр отверстий должен соответствует выводам радиодеталей). Более подробнее процесс изготовления описан в статье.

Home Automation

Первое с чего следует начать – это ознакомится с распиновкой выводов транзистора, соединение с реле, выводами светодиодов, блоком питания и ИК радиоприёмником т.д. Далее расположим все детали и очень аккуратно припаяем их на плату.

На печатной плате линия, к которой подключается эмиттер транзистора всегда соединяется с землей.

Arduino nano выдаёт 5В, поэтому положительный вывод LED соединяется с выводом Arduino.

Отрицательный вывод LED соединяется с базой транзистора (светодиод используется в качестве индикации состояния вкл/выкл).

Выводы 7,8,9 используются для подачи выходных сигналов вкл/выкл на релюшки.

11 вывод используются для приёма сигнала с ИК приёмника.

Далее подключаем IR радиоприёмник (проверьте конфигурацию выводов). Устанавливаем Arduino nano и подсоединяем реле.

В последнюю очередь подключаем 5В источник питания.

Скачиваем библиотеку для ИК и устанавливаем её в Arduino IDE. Открываем Arduino IDE и жмём на File—Example—IRremote—IRrecvDemo.

Соединяем Arduino с компьютером. Выбираем COM порт и тип используемой платы в Tools. После выбора обоих пунктов, загружаем скетч (прошивку) в Arduino. Соединяем ИК приемник с платой Arduino.

После этого понажимаем кнопки, на некотором расстоянии от платы. Плата примет шестнадцатеричные значения.

Home Automation

Завершим работу со скетчем и загрузим его в Arduino Nano. После этого установим Arduino на плату.

HomeAutomation_IR_3SW

Пришло время протестировать систему.

Надеюсь, вам понравилась данная статья. Спасибо за внимание!)

(A-z Source)

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About alexlevchenko

Ценю в людях честность и открытость. Люблю мастерить разные самоделки. Нравится переводить статьи, ведь кроме того, что узнаешь что-то новое — ещё и даришь другим возможность окунуться в мир самоделок.

умный дом и системы управления

Чем отличается автоматизация дома от умного дома

Очень многие владельцы недвижимости любое автоматическое или полуавтоматическое устройство, которое выполняет функции по включению/выключению какого-либо прибора или считают элементом «умного дома». Это далеко не так. И даже возможность дистанционного управления отдельными функциями с помощью интернета не делает дом «умным».

Истинно «умный» дом – это комплексная умная автоматизация управления всем комплексом систем жизнеобеспечения основанная на искусственном интеллекте компьютеризированной системы управления и работающая в полностью автономном режиме. Вмешательство человека в работу требуется только в аварийных ситуациях или в процесс программирования.

Поэтому многочисленные фирмы-инсталляторы элементов автоматизации дома не всегда объективно и достоверно доносят до потенциального пользователя-заказчика смысл новшеств.

Не всегда разъясняется, что подавляющее большинство электробытовых приборов, включаемых в «умный дом», в автоматизации не нуждаются, поскольку уже имеют встроенные функции:

Холодильники – полностью автоматические приборы, которые работают по жесткой программе;
Кондиционеры не требуют вмешательства извне, чтобы поддерживать заданную температуру;
Стиральные машины имеют таймер отсроченного включения;
Системы включения/отключения освещения легко управляются реле с фотодиодами, реагирующими на уровень освещенности и так жале.

Создание специализированных каналов управления системами жизнеобеспечения – собственно «умный дом» необходим только в тех случаях, когда жилое помещение функционирует в полностью автономном режиме. К таким относятся загородные дома (коттеджи), где единственным благом цивилизации является подъездная дорога.

Именно в них можно полностью реализовать все преимущества дистанционно управления и контроля.

Автоматизация квартиры

Квартира в МКД всего лишь ячейка, включенная в отлаженную систему коммунального хозяйства здания. Она редко нуждается в полноценной работе оборудования автоматизации умного дома. Владельцу не надо заботиться об отоплении, освещении, вентиляции. Система подачи воды, вообще, лежит вне пределов возможности как-либо влиять на её наличие. В случае отключения горячего водоснабжения на период профилактических ремонтов те, кто имеет финансовые возможности устанавливают накопительные или проточные бойлеры, которые работают в автоматическом режиме и в постороннем управлении не нуждаются.

Любое произвольное вмешательство своими руками в работу общедомовых сетей жизнеобеспечения совершенно не приветствуется со стороны управляющих компаний. Поэтому реализовать концепцию «умного дома» в многоквартирном доме можно в очень ограниченных масштабах:

Установить несколько управляемых дистанционно розеток, к которым подключить устройства, таймером включать/выключать освещение или допотопный утюг, не имеющий реле отключения при перегреве или по времени или другой неавтоматический электроприбор.
Принудительно вмешаться в работу автоматики кондиционера или электрического теплого пола полностью отключив их, или, напротив – включив.
Автоматизировать закрывание/открывание штор или жалюзи на окнах.
Включение/выключение системы аудиовизуального контроля.

Внимание! С установкой скрытых видеокамер или микрофонов, даже в собственном доме нужно быть крайне осторожным. Все без исключения, приборы, не имеющие датчика-сигнализатора о работе, или замаскированные под другие предметы в РФ запрещены к использованию. Их приобретение – уже состав преступления, которое в самом неблагоприятном случае может обернуться реальным сроком лишения свободы.

Поэтому, подбирая компоненты для оборудования дома (квартиры), помните, что подавляющее большинство гаджетов китайского производства запрещены к реализации на территории РФ, а владение ими – уголовное преступление.

Система охранной и пожарной сигнализации обычно не включаются в перечень элементов «умного дома», поскольку работают независимо от желания владельца, находясь во включенном состоянии. А при их отключении утрачивают какой-либо смысл.

Автоматизация частного дома

Большинство загородных домов строятся в пределах выделенных участков для ИЖС и по требованиям благоустройства имеют подвод электрических и газовых сетей. Некоторые поселки более благоустроены и имеют комплексы центрального водоснабжения и канализации.

Все это облегчает содержание загородной недвижимости, не освобождая полностью о заботе поддержания комфортных условий внутри и снаружи помещения.

Частный дом может быть в полной мере оснащен системой интеллектуального управления по концепции «умного дома».

Еще на стадии проектирования могут быть заложены элементы автоматизации, связанные:

С электроснабжением (от автономного электрогенератора).
Регулировкой температуры за счет управления газовым/жидкотопливным водонагревательным котлом.
Управлением системой подачи воды (при скважинном/колодезном водоснабжении).
Системой регулирования температуры воздуха в различных помещениях (жилых, подсобных, хозяйственных).
Системой регулирования внутридомового и наружного освещения приусадебного участка.
Управлением системой полива и кормления сельскохозяйственных животных.
Системой визуального контроля внутри и снаружи помещения и обзора придомовой территории.
Возможна реализация аварийного отключения систем газоснабжения и электроснабжения при возникновении аварийных ситуаций.

Для некоторых владельцев, большую часть времени находящихся вне дома, «умный дом» это система автоматизации жилых домов, являющаяся насущной необходимостью.

Выбор системы управления умным домом

Современные системы позволяют управлять подключенными к модулю управления электроприборами: датчиками, терморегуляторами, электроклапанами по беспроводным технологиям. Не требуется закладывать провода и кабели внутри стен или плинтусов помещения, штробить стены и нарушать существующие коммуникации или отделку.

Наиболее распространенными является путь управления по Wi-Fi каналу. Неудобство заключается в том, что эта функция предназначена для передачи значительных объемов информации и не адаптирована для большинства приборов «умного дома», которые работают с короткими командами: «включить/выключить», «прибавить/убавить», «вверх/вниз» и т. п.

Z-Wave – специализированный протоколом управления «умным домом» работающий на частоте 869 МГц и имеющий высокую защищенность от постороннего воздействия и помех.
ZigBee – похожий специализированный протокол, специально разработанный для работы устройств в комплекте «умного дома», но использующий другую частоту 2400–2485 МГц.

До сих пор широкая автоматизация жилых домов в РФ буксует из-за высоких цен на оборудование и инсталляцию, наладку и обслуживание оборудования. Ведь оно должно работать круглосуточно 24 часа в неделю без каких-либо сбоев. В противном случае неисправное оборудование умного дома может само стать источником ЧП – пожара, затопления помещения, разморозки систем отопления.

В первую очередь рассчитывается экономический эффект от внедрения систем автоматизации. Чтобы примерно оценить эффективность и срок окупаемости вложений, нелишним будет перечитать инструкции к имеющимся в доме электроприборам. Большинство владельцев пользуются только основными, самыми распространенными функциями, не утруждая себя программированием полного функционала телевизора, кондиционера или водонагревательного бойлера.

Вполне возможно, что кажущиеся вам «новые» возможности, которые откроются после установки системы «умный дом» уже заложены и реализованы в имеющейся у вас технике, причем на более высоком уровне, чем «включить/выключить» или «прибавить/убавить».

Просчитайте, настолько ли критична возможность дистанционной регулировки температуры воздуха в различных помещениях? Эта функция окупается только для владельцев загородных домов, когда на время отсутствия хозяев температура снижается до приемлемого минимума, а ко времени приезда хозяев повышается до комфортной жилой.

Большинство функций, реализуемых в «умном доме», интересны только в первое время после их установки. Возможность дистанционного визуального контроля удовлетворяет только любопытство владельца помещения, ни сколько не препятствуя действиям злоумышленников, проникших в дом. Гораздо эффективнее система централизованной охраны. Использование функции автоматического открытия/закрытия штор в спальне или возможность регулировать громкость музыки в соседней комнате – настолько сомнительны, что могут заинтересовать только истинных фанатов непрерывного общения с мобильным устройством, вместо физического движения рукой.

Вероятно, потому, что функционал, предлагаемых в рамках умного дома – мал и неактуален для большинства, домашняя автоматизация не пользуется особой популярностью.

Автоматика для дома своими руками / Habr

От домашней автоматизации и умных домов в общем к конкретному примеру / Habr

78 идей автоматизации домашних систем

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ МУЗЫКИ

ИДЕИ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РАЗВЛЕЧЕНИЙ

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДОМАШНЕГО КИНОТЕАТРА/ВИДЕО

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ

ЕЖЕДНЕВНЫЕ СООБЩЕНИЯ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЕЖЕДНЕВНОГО КОМФОРТА И РОСКОШИ

ИДЕИ КЛИМАТ-КОНТРОЛЯ

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ МУЗЫКИ

ИДЕИ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РАЗВЛЕЧЕНИЙ

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДОМАШНЕГО КИНОТЕАТРА/ВИДЕО

ИДЕИ ДЛЯ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ

ЕЖЕДНЕВНЫЕ СООБЩЕНИЯ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЕЖЕДНЕВНОГО КОМФОРТА И РОСКОШИ

ИДЕИ КЛИМАТ-КОНТРОЛЯ

ИДЕИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Умный дом: оборудование для квартиры — обзор

Что такое умный дом и умная квартира: основные отличия двух систем

Общие принципы работы автоматики для новичков

Чем отличается умная квартира от умного дома

Состав оборудования и возможные проблемы: как их решать

Как составить проект умной квартиры: научный подход

Как выполнить электромонтажные работы в жилых помещениях: практические советы

Как работает оборудование умной квартиры: обзор устройств

На какие технические стороны охраны необходимо уделить внимание в первую очередь

Домашняя автоматизация — Википедия

Как сделать простую систему автоматизации для дома своими руками

Home Automation

Home Automation

HomeAutomation_IR_3SW

About alexlevchenko

умный дом и системы управления

Чем отличается автоматизация дома от умного дома

Автоматизация квартиры

Автоматизация частного дома

Выбор системы управления умным домом

alexxlab

You might also like

Чем утеплить мансарду в частном доме – как правильно утеплить изнутри своими руками для зимнего проживания, толщина пенопласта и пенополиуретана для стен

Добавить комментарий Отменить ответ