Домашняя автоматизация своими руками

Умный дом: стартовый набор для начинающих

Содержание

Содержание

В экосистеме умного дома существуют десятки датчиков и актуаторов, отвечающих за безопасность, автоматизацию бытовой техники, освещения и поддержания климата. У нового пользователя возникает соблазн увешать квартиру датчиками, как новогоднюю елку игрушками. Цель статьи — выделить «основной состав» и рассмотреть аспекты его применения.

Какие бывают датчики

Датчики предназначены для преобразования физической величины в электрический сигнал. В результате мы можем измерить эту величину количественно (температура, влажность) или зафиксировать ее изменение (распознать движение). Ниже перечислены датчики, доступные в свободной продаже у большинства крупных игроков рынка:

• движения/присутствия;
• открытия окон/дверей;
• освещенности;
• параметров окружающей среды;
• протечки;
• задымления;
• разбития стекла;
• утечки газа;
• мониторинга качества воздуха;
• видеокамеры.

Какие бывают актуаторы

Под актуаторами понимают исполнительные устройства, генерирующие сигналы для воздействия на другие элементы умного дома. Это прямое воздействие либо сигналом (кнопка), либо посредством привода (электронный клапан). Исполнительным устройством может быть также и бытовой прибор, управляемый со смартфона, например, умный кондиционер. При этом можно управлять и обычным кондиционером, но уже с помощью умного пульта, который станет посредником между прибором и смартфоном. Задача в данном случае одна, а варианты решения разные. Отдельный класс устройств составляют интеллектуальные световые приборы. Про умный свет подробно рассказано в недавней статье.

Перечень умных исполнительных устройств:

• многофункциональная кнопка;
• выключатель;
• реле;
• розетка;
• световые приборы (лампа, цоколь, светильник, светодиодная лента);
• бытовая техника (холодильник, кондиционер, кофеварка и т. д.);
• инфракрасный пульт;
• электронный клапан;
• привод для штор.

Рассмотрим подробнее, какие устройства являются самыми необходимыми для построения базовой системы домашней автоматизации. Есть несколько вариантов готовых стартовых наборов от производителя.

Каждый из них не полностью закрывает минимальные потребности, будучи более ориентированным либо на безопасность, либо на удобство. Соберем комплект, удовлетворяющий обеим задачам.

Датчики движения

Старожилы умного дома, известные еще со времен первых пультовых охранных систем. Чаще всего встречаются пассивные инфракрасные датчики (PIR-сенсоры). Они содержат чувствительный пироэлектрический элемент, регистрирующий изменение инфракрасного излучения при движении объекта в зоне контроля. Радиус такой зоны составляет 4-8 метров, что позволяет охватить комнату одним датчиком. Стандартное расположение — верхний угол стены, противоположной входу в помещение.

Датчики движения настолько распространены, что являются, в том числе, частью других устройств, например, лампочек. Наиболее активно такие датчики используются именно в сценариях освещения: автоматическое включение и отключение света, исходя из активности в помещении. В плане интеграции с остальной системой умного дома нет проблем, поскольку представлено множество девайсов с различными интерфейсами. Эти датчики, имеющие большое количество сценариев применения, железно входят в основу умного дома.

Датчики открытия окон/дверей

Датчики открытия дверей и окон состоят из двух частей — геркона и магнита. Они устанавливаются на дверной коробке/оконной раме и створке, а при их разъединении происходит срабатывание датчика.

Простая и долговечная конструкция давно зарекомендовала данные сенсоры как неотъемлемую часть охранных систем. Также они широко используются в сценариях умного света. Умный дом сложно представить без этих устройств.

Датчики протечки воды

В большинстве своем работают за счет разницы электропроводности воздуха и воды. Когда вода попадает на один из контактов, расположенных на дне устройства, возникает сигнал. Датчики устанавливаются в непосредственной близости от вероятных источников протечки: под шлангом стиральной машины, рядом со стояками, раковиной, радиатором отопления. Также в случае, если есть небольшой уклон, удачной для монтажа будет самая низкая по уровню точка.

Чтобы система не только сигнализировала о происшествии, но и предотвращала его последствия, применяют устройства, перекрывающие подачу воды. Обычно это специальный электронный клапан, но есть и оригинальные воплощения китайской инженерной мысли в виде электропривода для рукоятки шарового крана.

С точки зрения интеграции в умный дом данная система не всегда удобна, поскольку идет как самостоятельный комплект. Проприетарный контроллер не подружится с общим шлюзом и останутся только варианты с работой через умную розетку или поддержкой голосового помощника. Поэтому в основной состав проходят только датчики, а актуаторы — в запасной.

Датчики задымления

По принципу действия аналогичны стандартным пожарным извещателям, которые в обязательном порядке устанавливаются в новых домах. При попадании частиц дыма в поле фотоприемника датчика, изменяется интенсивность излучения и происходит срабатывание. При этом активируется сирена, а если извещатель адресный, то он передает сигнал на пульт пожарной охраны. При наличии такого оборудования смысла в дополнительном датчике дыма нет. В обратном случае датчик обязателен.

Датчики утечки газа

Реагируют на повышение концентрации бытового газа в воздухе. Имеет смысл использовать при наличии газовой плиты и (или) колонки. Устанавливать такие датчики необходимо поблизости от газовых приборов.

Датчики температуры и влажности

Контроль параметров окружающей среды — еще одна важная функция умного дома. Хороший климат в доме полезен для здоровья семьи, питомцев и комнатных растений. Измерения температуры и влажности все чаще доступны в рамках одного устройства. Без этих датчиков невозможно представить умный дом. К ним добавляют атмосферное давление, но на этот показатель повлиять нельзя, поэтому он носит справочный характер. А двумя основными параметрами управлять можно и нужно.

Для этого мы пользуемся кондиционерами и увлажнителями воздуха. Это уже более дорогие аппараты по сравнению с датчиками, их можно рассмотреть для приобретения в долгосрочной перспективе. Они также бывают умными и помогают полностью автоматизировать процесс регулировки погоды в доме. В случае выхода температуры или влажности за пределы заданных порогов, включится соответствующий прибор. Он будет работать до достижения необходимых показателей.

Кстати, не забудьте про уход за климатической техникой. Про кондиционеры мы писали тут.

Определяемся с актуаторами

В качестве базовых исполнительных устройств предлагаем рассмотреть умные розетки, выключатели, кнопки и лампы.

Некоторые умные розетки позволяют не только управлять состоянием светильников и бытовых приборов, но и вести учет потребляемой мощности. Выключатели и кнопки также пригодятся для реализации сценариев освещения и включения/выключения техники.

Еще одна удобная вещь — умный инфракрасный пульт. Им можно заменить все остальные пульты для телевизора, кондиционера и т. п. Представьте, что вам теперь вообще не придется их искать!

Во всех наборах умного дома присутствует обязательный элемент — блок управления, он же шлюз или центр управления. Это «мозг» системы, который отвечает за управление всеми устройствами умного дома и выполнение сценариев автоматизации. Он принимает данные от датчиков и передает их на сервер производителя для обработки. Благодаря этому вы можете отслеживать эти данные в удобном формате — в приложении на мобильном устройстве, откуда можно в пару кликов передать команды для исполнительных устройств.

Шлюзы поддерживают различные протоколы беспроводной передачи данных, необходимых для обмена данными со всеми компонентами системы: Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, RF. Если устройств много, их объединяют в группы, для чего используются хабы.

Особняком стоят несколько облачных систем умного дома, не требующие управляющего блока. Это платформы Apple HomeKit, Google Home и Умный дом Яндекса. В таком случае команда из приложения улетает прямиком в облако, где обрабатывается при помощи библиотеки функций от производителя конкретного устройства. На примере Яндекса схематически это выглядит так:

Приложения для смартфонов

Каждый производитель имеет собственное приложение для управления умным домом. Все они умеют отображать список устройств, показания датчиков и передавать команды. Пример настройки Mi Home здесь, а Rubetek — здесь. С точки зрения поддержки сторонних вендоров хорошо себя зарекомендовал Mi Home.

Основная функция приложений — создать сценарии автоматизации для достижения заданных условий. Именно в них состоит главная «фишка» умного дома — автоматическое выполнение действий без участия человека. Есть и другая «фишка», о которой речь пойдет далее.

Будьте услышанным

Голосовое управление тесно интегрируется в умный дом. Все три рассмотренных выше разработчика облачных платформ развивают собственных голосовых помощников: Siri, Alexa и Алиса. На русском языке полноценно понимает только Алиса. Управление голосом выводит систему умного дома на совершенно иной уровень, но ему свойственны и некоторые недостатки.

По сравнению с приложениями производителей умных устройств голосовые помощники обладают более скромными возможностями по поддержке устройств и их функций. Список устройств, которые можно подружить с Mi Home, гораздо шире. Кроме того, Алиса пока не воспринимает все команды для устройств, доступных в приложении. Тем не менее, перечень будет расширяться, а удобство управления голосом нивелирует эти несовершенства.

Для того, чтобы Алиса увидела ваши девайсы, достаточно установить на смартфоне приложение Яндекс и перейти в меню «Устройства — Умный дом».

Далее необходимо выбрать производителя и на соответствующей вкладке объединить аккаунты, например, с Mi Home. После этого устройства будут отображены с доступными голосовыми командами.

Можно управлять отдельными устройствами и объединять их в группы. Для более комфортного общения с Алисой используйте умную колонку.

На видео демонстрируются несколько сценариев умного дома Xiaomi + Алиса.

Команда умного дома

Подведем итог в подборке минимального комплекта умных устройств:

• датчик движения;
• датчик открытия двери;
• датчик протечки воды;
• розетка;
• выключатель;
• кнопка;
• IR-пульт;
• лампа;
• шлюз;
• колонка с Алисой.

Если пока нет четкого понимания, какие сценарии будут использоваться, то можно взять все устройства в одном экземпляре. Одно из преимуществ системы — масштабируемость. Большинство датчиков работает от батареек и крепятся на 3М-скотч, поэтому добавить такие элементы не составит труда. Не забывайте предварительно почитать про совместимость оборудования и приложения или голосового помощника. Если вы планируете монтаж на этапе ремонта, то рассмотрите варианты с умными реле и заранее определите выводы питания под устройства умного дома.

Добавление в систему датчиков и актуаторов у всех производителей максимально упрощено и состоит из нескольких шагов:

1. Подключите устройство к сети электропитания (если требуется).
2. Инициируйте добавление устройства в приложении. Далее действуйте в соответствии с инструкциями приложения. Обычно достаточно несколько раз нажать кнопку на устройстве.
3. После сопряжения с устройством в приложении появится перечень доступных функций. Их можно использовать независимо либо включать в сценарии автоматизации совместно с другими элементами умного дома.

Умный дом — отдельная инженерная система, заслуживающая вдумчивого проектного подхода. В этом случае умные устройства станут вашими надежными помощниками по дому.

Источник

«Умный» дом своими руками: гид для начинающих

Освещение

Освещение — самая популярная часть «умного» дома, которая у всех на слуху. Создать «умное» освещение можно одним из двух способов. Первый — приобрести «умные» лампочки, светильники и люстры, а затем управлять ими через приложение со смартфона. Этот способ подойдет для тех, кто только переехал или планирует покупать новые осветительные приборы.

Если же не хочется обновлять торшеры, люстры и ночники, а на «умные» лампочки жалко денег, то есть и более бюджетный способ. Можно приобрести «умные» выключатели или беспроводное реле и с их помощью управлять той же люстрой в комнате без необходимости покупать дорогие «умные» лампочки или целые люстры.

Хорошая «умная» лампочка обойдется примерно в ₽1 500. В люстру с пятью плафонами вам понадобится пять таких лампочек, это уже ₽7 500. При этом «умный» выключатель стоит ₽2 000 и ₽1 500 возьмет электрик за работу по его установке. Также при покупке выключателя нужно будет купить и специальный переходник, так как в России монтажные коробки круглые, а большинство «умных» выключателей рассчитаны на прямоугольные, их цена варьируется от ₽300 до ₽700. Итого разница между лампочками и выключателем почти двукратная, при этом последний еще и надежнее, а лампочки придется каждый раз когда они сгорят.

Если же не хочется даже менять переключатели, то можно установить в щиток беспроводное реле, которое будет управлять включением и выключением света в разных комнатах. Для этого решения, как и для замены выключателя, вам потребуется вызвать электрика.

Помимо реле и выключателей стоит отметить и «умные» розетки, которые можно использовать в паре с простыми ночниками: подобный гаджет будет просто включать/выключать питание по вашим командам или сценариям.

А еще контролировать освещение можно с помощью «умных» карнизов. В карниз встроен специальный моторчик, открывающий и закрывающий шторы, управлять им можно со смартфона, а подключается карниз к обычной розетке. Открытие штор по расписанию может стать отличной альтернативой классическим будильникам, однако стоит помнить, что разбудить может не только свет из окна, но и звук двигающихся штор, что уже звучит не так заманчиво.

Регулировка температуры

Для регулировки температуры нужен интеллектуальный термодатчик, кондиционер и обогреватель. Последние два могут быть с поддержкой «умного» управления или без нее, рассмотрим оба варианта.

Если кондиционер или обогреватель из коробки поддерживает синхронизацию с «умным» домом, то после включения достаточно просто добавить их в соответствующее приложение, а затем настроить различные сценарии использования. Важно проследить, чтобы кондиционер был совместим с «умным» домом. Проверить поддержку той или иной системы можно в описании к устройству. А еще производители гаджетов для «умного» дома в фирменных интернет-магазинах сразу продают и совместимые с ними кондиционеры и обогреватели. Например, на сайте Rubetek можно найти в продаже конвекторы Electrolux или кондиционеры Haier, которые поддерживают работу с «умным» домом Rubetek.

Если же у вас старый кондиционер или обогреватель и менять его ради «умного» управления вы не хотите, можно воспользоваться одним из двух способов. В случае с кондиционером подойдет подключенный к беспроводной сети пульт, который может имитировать сигнал пульта кондиционера и управлять им дистанционно. С помощью такого пульта можно без проблем сделать кондиционер частью «умного» дома.

Для обогревателей можно использовать «умную» розетку, задав простую логику: «если температура опускается ниже 20 ºC, то розетка включает обогреватель, если поднимается выше 25 ºC — выключает». Перед ее использованием нужно убедиться, что розетка рассчитана на мощность обогревателя.

Регулировка температуры может также пригодиться, если требуется заранее охладить или нагреть комнату, например перед возвращением домой с работы. В этом случае можно включить кондиционер или обогреватель со смартфона заранее. Или привязать их включение к местоположению смартфона в заданном промежутке времени.

Безопасность

В блок «безопасность» входят гаджеты двух типов. Первые следят за несанкционированным входом в жилье, а вторые — за непредвиденными аварийными ситуациями.

Чтобы избежать возможной утечки газа, протечки воды или задымления, стоит установить соответствующие датчики на кухню или в ванную — тогда при прорыве воды или загазованности в помещении на смартфон придет сообщение, также сработает сигнализация, если настроен соответствующий сценарий.

За отслеживание несанкционированного входа отвечают датчики движения, датчики открытия дверей и камеры. Последние как раз могут включаться, когда дверь открывается или появляется движение в комнате. В этом случае также приходит соответствующее сообщение на телефон, а камера начинает запись и трансляцию происходящего.

Совместимость и голосовое управление

При создании «умного» дома можно пользоваться гаджетами не только одного производителя, но и комбинировать между собой устройства разных компаний. Первый вариант более надежный и позволяет управлять домом через одно приложение. Зато второй существенно расширяет функциональность. Например, вы можете управлять устройствами Xiaomi с помощью голосового помощника «Яндекса» или «Ассистента» Google и по одной голосовой команде включать одновременно «умные» лампочки и Xiaomi, и «Яндекса».

Также «умный» дом можно создать и на основе экосистемы Apple, для этого нужно будет приобрести соответствующие сертифицированные датчики. Но, как правило, у подобных датчиков уже есть свое управляющее приложение и часто оно оказывается более функциональным, чем Apple HomeKit. HomeKit пригодится для ситуаций, когда используются датчики разных производителей и у них нет синхронизации друг с другом, в этом случае HomeKit станет связующим звеном, объединяющим устройства разных компаний. А еще важно помнить, что подобное решение обойдется вам дороже, чем пак «все-в-одном» от одного производителя.

«Умный» дом на примере однокомнатной квартиры

Вот как бы выглядела небольшая однокомнатная квартира человека, который купил все описанные выше гаджеты.

• Утром вместо классического будильника он использует открытие штор с помощью «умного» карниза, зимой, когда светает поздно, эту функцию выполняет ночник, который включается на минимальной яркости и постепенно увеличивает ее.
• Через минуту после пробуждения голосовой помощник рассказывает сводку сегодняшних новостей, прогноз погоды и запланированные события из календаря. в это же время на кухне включается чайник и пока хозяин квартиры умывается и чистит зубы, он как раз успевает закипеть.
• По дороге в ванную, благодаря датчикам движения и освещения, свет в коридоре включается автоматически. Когда человек заходит в ванную, то свет тоже включается автоматически, но здесь уже используются датчики присутствия, а не движения. Они выполняют ту же функцию, но при этом обладают большей чувствительностью.
• Во время завтрака с помощью голосовой команды включается любимый плейлист или очередной выпуск подкаста, на вкус владельца «умного» дома.
• Затем хозяин квартиры собирается на работу и уходит. Если за время его отсутствия кто-то взломает замок и откроет дверь, тут же включится Wi-Fi камера, а на телефон хозяина придет уведомление о том, что дверь была открыта. Он сразу же сможет посмотреть трансляцию с камеры. Дополнительно можно настроить активацию сигнализации при несанкционированном входе.
• Вечером хозяин квартиры возвращается домой, за полчаса до прихода он выставляет в приложении желаемую температуру и к моменту его прихода в квартире уже тепло (если мы говорим про осень и зиму) или наоборот прохладно. При желании можно включить автоматическую регулировку температуры к определенному времени.
• Ближе к ночи шторы закрываются, свет выключается (его можно выключить голосом или с помощью расписания) и хозяин квартиры ложится спать.

Что важно помнить при создании «умного» дома?

Для начала нужно определиться с тем, какую часть дома небходимо сделать «умной». Отличными гаджетами для начинающих пользователей станут лампочки и ночники, а также «умные» колонки. После ознакомления с ними можно докупать и остальные устройства.

Совсем необязательно обновлять всю бытовую технику, чтобы управлять старыми устройствами (телевизор, кондиционер, обогреватель) достаточно «умного» пульта.

При создании «умного» дома надежнее покупать устройства одного производителя, исключение составляют голосовые помощники, сейчас большинство популярных «умных» домов умеют работать и с «Яндексом», и с Google Ассистентом, и с Siri.

Источник