Умные приборы. Умный дом своими руками. Оборудование. Рассмотрение данной категории начнем, пожалуй, с выключателей света

Главным предназначением умного дома является обеспечение максимального комфорта пользователей с помощью автоматизации некоторых процессов. В целом, задачи умного дома можно свести к трем следующим направлениям:

безопасность хозяев и дома;
комфорт;
постоянный контроль.

Система выполняет такие функции:

осуществление контроля за освещением и работой электроприборов;
управление аудио и видео системами;
управление вентиляцией и климат-контроль;
осуществление безопасности — пользователи могут контролировать работу этой системы с помощью интернета и сотовой связи;
удобные автоматизированные сценарии работы системы;
дистанционное управление системами дома.

При этом, все эти задачи контролируются жильцами с помощью удобных, современных и высокотехнологичных управляющих механизмов, таких как: сенсорные выключатели, панели управления, кнопочные выключатели с красивой подсветкой, а также многие другие.

Оборудование для умного дома

В системе умного дома широко используется высокотехнологичное оборудование, которое условно можно разделить на две категории:

оборудование, которое требует управления;
системы, которые осуществляют управление оборудованием, относящимся к первой категории.

Второй вид оборудования является абсолютно бесполезными, но в сочетании с первым он демонстрирует эффективное взаимодействие.

К первому виду оборудования можно отнести системы управления освещением, климат-контролем, мультимедиа. Такие приборы могут работать автономно, то есть, они существовать без системы умного дома. Это могут всевозможные устройства и электрические приборы. Однако, если вы собрали различную технику у себя дома, это еще не значит, что вы создали умный дом.

Для интегрирования всех составляющих в единую систему необходимо наличие специальных систем. Таким образом, фактически именно второй вид оборудования формирует интеллект умного дома, объединяет отдельные приборы и системы управления в единое целое. Ко второму виду относятся различные датчики, коммутаторы, интерфейсные модули и сенсорные панели.

Виды умных домов

Существуют различные виды систем умных домов. Так, их можно разделить на следующие виды в зависимости от архитектуры:

централизованный;
децентрализованный.

В зависимости от среды передачи сигналов между модулями и компонентами системы умный дом подразделяется на:

проводной;
беспроводной.

Каждый из видов имеет определенные преимущества и недостатки. Так, проводные умные дома отличаются высокой скоростью передачи сигнала, бесперебойностью, а также высокой надежностью, относительной дешевизной и устойчивостью к внешним воздействиям.

Минусом такой системы является то, что прокладывать кабеля нужно на этапе застройки, ведь процесс монтажа проводов может сопровождаться разрушением и корректировкой некоторых конструктивных элементов жилья. К тому же, достаточно тяжело проводить перепланировку в помещениях с проводной системой умного дома.

Беспроводные умные дома будут более подходящими для недавно отремонтированного жилья. При этом, в некоторых случаях прокладка кабелей все равно необходима. Явным недостатком можно назвать то, что такая система может быть уязвимой перед злоумышленниками, которые способны блокировать беспроводной сигнал. К тому же, возможны перебои в передаче сигнала и быстродействии системы.

Для систем с централизованной архитектурой характерным является наличие единого мощного процессора, который осуществляет управление всей системой. В условиях работы на централизованной платформе такой процессор может быть одновременно и преимуществом, и самым уязвимым местом. В случае возникновения сбоев в процессоре — из строя выйдет вся система.

Децентрализованная система функционирует за счет того, что каждый исполнительное устройство оснащено отдельным контроллером, действующим вполне автономно. Контроллер, в свою очередь, подключается к управляющей шине, объединяющей все приборы дома.

Конструкция

Умный дом имеет достаточно простую конструкцию, несмотря на сложность процессов управления и применение высоких технологий. Его схема включает в себя такие компоненты:

исполнительные устройства — электрические приборы, находящиеся в доме;
линии связи;
сервер — обрабатывает информацию, получаемую от исполнительных устройств и контроллеров.

Сервер подключается с помощью специального программного обеспечения к компьютеру хозяина дома. Таким образом, пользователь может задавать необходимые параметры, а мозг системы с помощью линий связи и контроллеров будет обеспечивать выполнение заданной программы.

Также вводить требуемые настройки и контролировать работу системы можно с помощью дистанционного пульта или панели управления.

Энергосберегающий дом

Еще одной важной особенностью умного дома является то, что данная система помогает серьезно сократить потребление энергоресурсов, что стало особенно актуальным в наше время.

Система «умный дом» помогает сэкономить время и сделать жизнь гораздо комфортнее. Элементы умного дома – это, в первую очередь, устройство управления, а также оборудование, которое выполняет команды, и центральный контроллер. Отдавать команды этой системе можно даже на расстоянии, используя мобильный телефон или планшет. Правильно настроенная система «умный дом» помогает ежедневно экономить деньги, сохраняет спокойствие и хорошее настроение всех членов семьи.

Оборудование для организации «умного дома»

Автоматизация дома становится с каждым годом популярнее, а разнообразие оборудования на любой вкус и кошелек позволяет каждому создать атмосферу уюта в своем жилье.

В основе умного дома стоит система, которая состоит из множества элементов:

Управление системой . Сюда относится все, что необходимо для командования своим домом и получения желаемых действий. Зависимости от выбранного способа, это может быть , компьютер или планшет, мобильное устройство, сенсорная панель.
Контроллер . Это главный модуль, основа всей системы, которая управляет дискретным входом и выходом.
Различные датчики , приборы для измерения температуры, сенсоры. Они позволяют поддерживать в помещении необходимый уровень комфорта и настраивать его по желанию владельца.
Модули расширения и связи. Они соединяют всю систему с устройством управления.
Исполнительные механизмы , без которых функционирование «умного дома» невозможно. Сюда относятся реле, которые выпускаются блоками, диммеры, светодиодные системы.

Существует большое количество готовых проектов «умного дома», оборудование для которого продается в комплекте. Монтаж такой системы не занимает много времени, а выполнить его можно самостоятельно. Для ценителей истинного комфорта и желающих полностью настроить свой дом под свои потребности, имеется возможность самостоятельно собрать систему.

Преимущества такого решения:

подключить к единому центру управления можно абсолютно всю технику и любые коммуникации в доме;
самостоятельный выбор наиболее качественного или бюджетного оборудования и программного обеспечения;
выбор пути передачи информации.

Самостоятельный монтаж оборудования позволит полностью изучить все функции системы, легко переоборудовать ее при необходимости и менять настройки.

Управление «умным домом»

Умный дом значительно превосходит человека по быстроте реакции и моментальном выполнении всех команд. Это особенно приятно, когда хочется расслабиться после трудового дня и не отвлекаться на мелочи, вроде непогашенного света и необходимости сварить кофе. Правильно настроенная система самостоятельно выполнит все повседневные дела : приготовит тосты и кофе, отправит на уборку робот-пылесос, наполнит горячую ванну. Человеку нет необходимости вмешиваться в запрограммированный процесс, но иногда случается форс-мажор, который требует участия владельца.

Существует 4 уровня управления, от самого примитивного к современному, не требующему приложения усилий.

Уровень первый

В этом уровне управления всевозможные датчики постоянно контролируют перемещения жильцов дома, регулируя уровень комфорта. Например, датчик температуры может заставить помещение нагреться до определенной температуры при появлении в нем человека. А датчик движения включает свет, как только в помещении начинается активность.

Выключатели и регуляторы тоже относятся к первому уровню. С их помощью владелец может самостоятельно настроить любые параметры, например, уровень освещения. Подобрав новый режим, имеется возможность сохранить его и сделать одним из стандартных.

Уровень второй

Пульты управления и панели, позволяющие настраивать систему. К несомненным преимуществам относится возможность полностью изменять настройки и регулировать работу различных приборов. К минусам же можно отнести индивидуальную направленность этих способов управления.

Для каждой функции необходим свой пульт или панель , кондиционер не станет «слушаться» средства управления пылесосом.

Уровень третий

Это один из самых популярных уровней управления, которому значительно уступают все остальные.

Сюда относятся:

Стационарные и переносные универсальные панели управления . Это сенсорные экраны, с которых можно управлять абсолютно всем домом. Они могут быть закреплены в одном месте или перемещаться по желанию владельца и в зависимости от плана умного дома
Имеется возможность изменить любые настройки и вмешаться в процесс работы.
Смартфон, планшет, компьютер. Работают по принципу универсальных панелей при подключении к сети.
Голосовое управление . Невероятно удобно, но требует привыкания. Указания необходимо отдавать четко и умеренно громко.
Дистанционное управление . Позволяет отправить команду «умному дому», находясь за его пределами. Для этого требуется планшет, некоторые функции можно программировать при помощи смс.

Использование одного из этих способов поможет почувствовать всю прелесть системы «умный дом».

Уровень четвертый

Полный доступ имеет администратор.

Их может быть несколько, управление осуществляется с компьютера. Для доступа потребуется кодовое слово. Помимо владельца дома, доступ к четвертому уровню управления часто предоставляется инженерам, которые обслуживают систему. Администратор имеет возможность полностью управлять всем зданием

Области управления системы «умный дом»

Система «умный дом» позволяет с легкостью управлять практически всем, что имеется в помещении. Не имеет значение площадь, количество комнат, сложность техники и ее количество, планировка – умный дом справится с любой квартирой, коттеджем или офисом.

При помощи системы можно управлять:

Освещением . Изначально владелец настраивает свет по своим параметрам, например, при наступлении темноты датчики подают сигнал и на улице зажигаются фонари, а в доме закрывают шторы и включаются светильники. При необходимости можно отрегулировать настройки при помощи управления.
Микроклиматом в помещении . Система сама нагреет комнату при появлении человека или в определенное время, при этом при отсутствии необходимости будет поддерживать режим экономии. Влажность, состав воздуха и многое другое регулируется автоматически.
Вентиляцией и кондиционированием. Постоянный приток свежего воздуха и предотвращение перегрева помещения также можно настроить или регулировать самостоятельно.
Уходом за садом и придомовой территорией. Подогрев воды в бассейне, его очистка, полив газона и многое другое будет происходить автоматически с системой «умный дом».
Всеми бытовыми приборами и техникой в доме. При необходимости, система сварит кофе и сделает тосты, отправит пылесос убираться, включит посудомоечную машину.

В некоторых вариантах системы имеется функция «имитация присутствия». Она дает возможность без переживаний покидать свой дом, при этом окружающие будут считать, что в помещении кто-то живет. С утра «умный дом» будет открывать шторы, а на ночь закрывать их. Можно настроить периодическое включение света, музыки или телевизора. Имитация лая собаки или проецированные силуэты людей на окна помогут спокойно отдыхать вдали от дома, не переживая за сохранность имущества.

Управление – от простого к сложному

Система «умный дом» значительно облегчает жизнь, помогая экономить время и наслаждаться комфортом. Большой выбор вариантов системы позволит собрать «умный дом» в зависимости от размеров помещения, количества функций и финансовых возможностей.

Производители оборудования для системы постоянно улучшают производство, облегчая покупателям уход за своим домом. Установив самый современный и полный комплект оборудования, можно забыть о домашних делах, доверив их «умному дому».

Выключатели света

Выключатель света знаком каждому человеку, является простым, надежным гениальным изобретением. Изделия, имеющие такую большую историю, трудно усовершенствовать, тем более значительно улучшить его эксплуатационные качества. Но вот, пришла эпоха «умных домов», и вся бытовая техника, переходит на новый, технических уровень.

«Умный» выключатель не отличается от «глупого», устанавливается в стандартную коробку. На этом сходство заканчивается, автоматический выключатель подключен к системе «умный дом» и выполняет широкий диапазон функций. Подобно диммерам, регулирует яркость лампы. Может получать управляющие команды от дистанционных пультов. Дистанционный пульт управления по размерам меньше сотового телефона, дает возможность управлять восемью выключателями.

Средняя стоимость одного автоматического выключателя и пульта, составляет 10-15 долларов. Основное отличие от пультов телевизионных, работа которых основана на передаче инфракрасных лучей, состоит в том, что световые пульты работают в радиодиапазоне. Это очень удобно, так как нет нужды направлять сигнал в приемник, он может быть невиден или сознательно спрятан. Место установки радиовыключателя, не влияет на качество его работы.

Современные многоканальные выключатели управляют осветительными приборами с помощью команд стандарта Х10, при этом патроны ламп, комплектуются специальными переходниками и могут быть запрограммированы на работу в режиме плавный пуск/стоп, то есть после включения лампа постепенно набирает яркость, что продлевает срок ее службы и экономит электроэнергию.

Для повышения комфорта, выпускаются универсальные, дистанционные пульты. Они позволяют управлять всем набором «умной», бытовой техники(телевизор, проигрыватель, чайник, музыкальный центр, и т.п.) Вся эта техника должна быть подключена через проходное электрическое устройство - релейный модуль.

Датчики движения

Датчик движения срабатывает на любое перемещение в секторе обзора и подает управляющий сигнал на исполнительный механизм, это может быть осветительный прибор, звуковой сигнал и т.п. Очень удобно установить датчик движения для включения уличного освещения. При входе во двор, загородного дома, он включит вам свет, обычный выключатель обычно устанавливается в коридоре и бывает бесполезным в таких случаях. Современные датчики движения, комплектуются датчиком освещенности, это исключает включение освещения в дневное время.

В настоящее время, стоимость датчиков движения значительно снизилась и составляет от пятнадцати до семидесяти долларов, все зависти от фирмы производителя и технических характеристик (величина сектора обзора и комплектация датчиком освещенности).

Датчики герконы, загазованности, дождя.

В «умном доме» находит применение еще один вид датчиков - геркон (герметичный контакт), которые работают в паре с магнитом. При приближении магнитной полоски, происходит замыкание контактов датчика. Это тип приборов применяют для контроля положения дверей, окон и т.п. В системе охранной сигнализации герконы не заменимы, хотя легко придумать им и другое назначение.

Применяются разнообразные управляющие датчики для контроля возгорания, принцип из работы разнообразный, некоторые срабатывают от перегорания контрольного элемента, другие включаются при повышении температуры, датчик задымленности подает сигнал при уменьшении яркости инфракрасного луча.

Датчики дождя, применяются в системе полива или как сигнальные в случае подтопления. Широкое применение получила модель - Mini-Clik, цена примерно восемьдесят долларов, рабочее напряжение 24 вольта. Гигроскопическая головка является чувствительным элементом. От влажности увеличивается в размерах и включает контакты, при высыхании происходит обратное срабатывание. Конструкция прибора позволяет регулировать чувствительность в широком диапазоне.

Датчик загазованности реагирует содержание в воздухе углеводородов и углекислого газа, сигнал подается, когда концентрация газов еще некритическая. Управляющий сигнал может использоваться для включения звукового или светового сигналов или закрывания крана на подающем газопроводе. Стоимость приборов такого типа (модель Cofem Keepergas Detector), составляет примерно восемьдесят долларов. Для правильной работы датчик должен размещаться, как рекомендует фирма производитель.

Автоматизация основных систем, существенно повысит комфорт и безопасность вашего дома. Какие именно устройства должны быть автоматизированы определять вам!

Концепция обустройства «умного дома» давно перешла из разряда фантастических в статус реализуемых. В той или иной мере эта идея воплощается во многих частных коттеджах и квартирах, облегчая эксплуатацию техникой со стороны пользователей. Впрочем, на данном этапе о массовом распространении этой идеологии можно говорить с большими оговорками, поскольку полноценное комплексное устройство многофункциональных систем управления стоит недешево и многими представляется очень сложным. Собственно, сердцем таких систем является контроллер «умный дом», присутствие которого и отличает принципы данной идеи от привычной электронной автоматики.

Что представляет собой управляющий контроллер?

Любой контроллер является средством управления определенными процессами и находится в связке с автоматизированным оборудованием. Обустройство «умного дома» предполагает наличие эксплуатируемых компонентов, которые могут контролироваться интеллектуальной системой. Как раз ее и представляет небольшой прибор, в котором сосредотачиваются средства обработки входящих сигналов от инженерного и бытового оборудования. На основе поступающей информации и будет принимать решения контроллер. «Умный дом» может иметь разное наполнение эксплуатируемыми устройствами. В частности, это могут быть сигнализационные системы безопасности, осветительное оборудование, мультимедиа, инжиниринговая коммунальная инфраструктура и т. д. В зависимости от количества объектов, подчиняющихся интеллектуальному управлению, определяется и программа работы контроллера.

Важно отметить многокомпонентность функционала таких средств контроля. Главная их задача ориентируется на управление вышеназванной пользовательской техникой. Однако, для поддержания функции самого контроллера также отводится часть его ресурсов, не говоря о вспомогательных модулях. Кроме того, отдельное внимание при разработке таких систем уделяется способам коммуникации. Например, GSM-контроллеры для «умного дома» оснащаются специальными модемами, передающими данные о состоянии обслуживаемых компонентов непосредственно пользователю через сотовую связь. Если же речь идет об управлении охранных комплексов или инженерных систем, то в случае тревоги или аварии контроллер может программироваться на информирование специальных служб. Причем система GSM является вовсе не единственной из тех, благодаря которым реализуется удаленная связь с владельцем дома.

Составные части контроллера

Базовый набор функциональных компонентов включает центральный управляющий шкаф, дополнительную панель контроля, серверный компьютер, коммутаторы и модемы. На случай прекращения подачи электроэнергии также предусматривается источник бесперебойного питания, но чаще всего он рассчитывается на кратковременное отключение, поэтому в постоянном режиме эксплуатации полагаться на него не стоит. Центральный шкаф, в свою очередь, содержит счетчик энергии, вводный автоматический выключатель, операторскую панель, силовые контакторы и программируемый блок контроллера. Иногда применяются также выключатели линий питания, модули ввода-вывода, упомянутый GSM-модем и т. д. При этом набор может иметь и урезанное количество компонентов - в зависимости от того, какие задачи выполняет контроллер.

«Умный дом» на базе небольшого коттеджа, к примеру, может не иметь модулей ввода-вывода, если в блок управления изначально заложена оптимальная программа работы. Также сокращение количества функциональных единиц может быть обусловлено стремлением к оптимизации ресурсов, требуемых для поддержания работы комплекса. И это не говоря об упрощении системы с целью обеспечения пользовательской эргономики в процессе эксплуатации.

Теперь стоит рассмотреть состав дополнительного шкафа. Как правило, в него включают или дублирующие резервные системы, которые уже присутствуют в составе основного шкафа, или же вспомогательные средства коммуникации, а также системы безопасности. То есть его интеграция в систему повышает надежность функций, которые реализует основной контроллер «умный дом». Оборудование в этом сегменте, к примеру, может быть представлено средствами сетевой локальной коммуникации, усилителями и тем же блоком бесперебойного энергоснабжения.

Какие задачи выполняет контроллер?

Спектр задач, которые может выполнять контроллер, весьма широк и определяется только желанием пользователя, обустраивающего свой дом. Конечно, это в первую очередь относится к управлению электротехникой и компонентами инжиниринга. Сама идея «умных домов» некогда была популярна в связи со стремлением потребителя с максимальным удобством пользоваться Современные контроллеры позволяют управлять дистанционно и в автоматическом режиме домашним и уличным освещением, а также электропитанием в целом. Уже в базовых комплектациях контроллеры для системы «умный дом» ориентируются и на регуляцию электропитания для газового оборудования, холодильников, бойлеров, вентиляционных систем и т. д.

При этом независимые каналы управления могут программироваться в отдельном порядке. Это касается наиболее ответственных объектов. Например, для контроля «теплого пола» зачастую предусматривают линию сложного четырехзонного управления в нескольких помещениях. Это же можно сказать об охранной инфраструктуре, которую обычно обслуживают GSM-контроллеры для «умного дома» с возможностью отправки SMS-сообщений пользователю и на пульты служб безопасности. Причем оповещение может параллельно производиться и по каналам беспроводных модулей коммуникации на базе интернет-соединения.

Принцип работы устройства

Общая концепция систем интеллектуального управления базируется на создании автоматизированного контроля. То есть комплекс изначально настраивается на самостоятельное управление целевыми компонентами «умного дома». Здесь важно отметить, что именно подразумевается под таким управлением. Это может быть настройка температуры котла, «теплого пола», включение или выключение светильников, регулировка параметров работы аудио- и видеотехники и т. д. При этом контроллеры управления «умным домом» могут работать, то есть принимать решения и на основе заранее заложенной программы, и на базе обратной связи от того же оборудования. В первом случае пользователь вводит определенные параметры функционирования с указанием логических цепочек. Классический пример - установка уличного освещения на работу в определенные часы ночью и полное отключение днем.

В случае обработки сигналов обратной связи контроллер действует тоже по изначально заложенной программе, но решения принимаются на основе данных, которые могут меняться в зависимости от текущего состояния обслуживаемой техники. Например, бойлер должен накапливать воду при определенном давлении в системе водоснабжения. От манометра, установленного на линии подачи воды, поступает сигнал с тем или иными показаниями и на их основе система дает уже обратную команду электронике бойлера. Другой вопрос, насколько полезна для пользователя будет команда, которую отдал контроллер. «Умный дом» является интеллектуальной системой, но и она может не оправдать ожиданий, если владелец неверно просчитал режим функционирования в тех или иных ситуациях.

Контроллер «Овен»

В качестве базового решения компания предлагает контроллер модификации ПЛК100, к особенностям которого можно отнести применение для организации каналов обмена информацией. Система рассчитана на обслуживание частных жилых домов с двумя этажами, уличным освещением, напольным обогревом, сигнализацией и т. д. Основным элементом комплекса выступает логический контроллер, связанный с операторской панелью и устройствами ввода-вывода по интерфейсу RS-485. То есть «умный дом» на контроллере «Овен» этой версии может программироваться самим владельцем при его желании. Системы ввода-вывода представлены аналоговым модулем МВА8 и коммутирующими устройствами от производителя INSYTE.

Главное меню оператора имеет 6 блоков управления, каждый из которых берет на себя один из подчиненных сегментов. В частности, это энергоснабжение, система напольного обогрева, осветительное оборудование, средства контроля температуры в разных частях дома, диспетчеризация и событийный журнал. Важно отметить, что это тот же GSM-контроллер для управления «умным домом», посредством которого может производиться отправка SMS. Оповещение в данном случае будет выполняться при аварии в линии энергоснабжения уличного освещения, при неполадках в питающем контуре и т. д.

Контроллер Vera

Сегодня на рынке доступно огромное количество различных контроллеров, но специалисты рекомендуют обращаться к продукции производителей, имеющих большой опыт работы в данном сегменте. И в этом отношении модели семейства Vera имеют огромный запас доверия, поскольку компания существует на рынке много лет. Одним из новейших решений является комплекс VeraEdge. К отличительным чертам этой системы относится компактность, высокая производительность и эргономика. Причем разработка выделяется даже на фоне остальных представителей линейки Vera. Контроллер «умного дома» в этом исполнении привлекателен и технологичной начинкой. Создатели применили высокопроизводительную платформу SoC, частота которой составляет 600 МГц. При этом объем операционной памяти был повышен до 128 Мб.

Главное же нововведение, реализованное в VeraEdge, представляет чип системы Z-Wave Plus. Это уже пятое поколение микросхемы, в то время как большинство конкурентных аналогов все еще работает на платформах третьей генерации. Что это означает на практике эксплуатации? Пользователь может с максимальной нагрузкой использовать протоколы коммуникации, одновременно обслуживая более 200 устройств. Помимо этого, блок снабжен модулем Wi-Fi, что избавляет от сложностей с организацией проводных линий локальной связи. Это тоже новое решение, которым пока не могут похвастаться контроллеры управления «умным домом» от других производителей. Правда, не обошлось и без недостатков системы. К сожалению, она лишена интегрированного источника бесперебойного энергоснабжения.

Контроллер Arduino

Система Arduino предлагает довольно необычное, но вполне логичное решение для управления «умным домом». Ее справедливо называют комплексом, который реализуется своими руками, поскольку участие пользователя в организации контролирующей инфраструктуры в данном случае является основополагающим. Итак, что же предлагается в комплекте Arduino? Основу набора составляет непосредственно логический контроллер небольшого размера, а остальные компоненты представлены датчиками, сенсорами и всевозможными индикаторами. Когда говорилось, что количество компонентов может быть ограничено, то речь шла немного о других принципах сокращения элементов, но контроллер «умного дома» Arduino довел концепцию оптимизации практически до совершенства. Во-первых, все его датчики функционируют по беспроводному принципу, что избавляет от прокладки многочисленных сетей. Во-вторых, для непосредственного управления контроллером используются не традиционные блоки с операторскими панелями, а удобная и современная веб-страница, которая доступна и в качестве мобильного приложения. Что касается самих датчиков, то они представлены устройствами, фиксирующими данные потребления энергии, параметры влажности и температуры, открытие дверей и т. д.

Контроллеры Siemens

Немецкие управляющие контроллеры в основном ассоциируются с автоматизацией процессов в промышленности. Однако, недавно появилась весьма интересная линейка LOGO, в которой представлены системы для «умного дома». Компания при разработке данных комплексов придерживалась традиционного направления, предложив на выходе двухкомпонентную модель. Первичный модуль формирует инфраструктуру ввода-вывода информации, имеет в составе клавиатуру и дисплей. Второй модуль позволяет работать с контроллером через проводной интерфейс, то есть загружать программы с помощью компьютера. Для самостоятельной разработки рабочих режимов производитель предлагает и специальную программу - Soft Comfort. Если система используется как центральный контроллер «умного дома», то для нее вполне можно самостоятельно создавать алгоритмы управления и рабочие схемы. В плане производительности и функциональных возможностей модели этого семейства отличаются гибкостью. Дело в том, что каждую версию контроллера LOGO можно модифицировать посредством введения новых подсистем и модулей, которые и повысят эксплуатационные качества аппаратуры.

Плюсы и минусы контроллеров для «умного дома»

К бесспорным достоинствам контроллеров этого типа можно отметить эффективное решение задач по управлению инжинирингом, мультимедиа и другой бытовой техникой. Действительно, интеллектуальные способности даже простых комплектов дают массу преимуществ рядовым домовладельцам, избавляя их от рутинных действий. В качестве примера достаточно привести типовой Ethernet-контроллер. «Умный дом» под его управлением с помощью сетевых интерфейсов сводится в единую информационную панель, через которую хозяин может отслеживать все необходимые рабочие показатели и данные об эксплуатируемых компонентах. Конечно, есть и недостатки у такого рода контроллеров. К ним относится сложность технической реализации с подключением и введением в пользование, зачастую непростое обслуживание и, конечно, существенная стоимость.

Заключение

Хотя многих потенциальных пользователей управляющих систем «умного дома» настораживает их многокомпонентность и громоздкость, с отдельными их элементами они давно знакомы. Например, электроника в современных котлах, холодильниках, акустических наборах и осветительных приборах нередко действует на тех же принципах. Более того, многие неосознанно делают тот же контроллер для «умного дома» своими руками, когда устанавливают систему безопасности на датчиках и модуле GSM. Только если в случае с охранными комплексами центром выступает панель, связывающая, например, сенсоры движения и детекторы дыма, то рассматриваемые контроллеры обслуживают весь спектр бытовых устройств, которые в принципе поддаются автоматическому управлению. Другое дело, что второй вариант оказывается более требовательным в части энергоснабжения, сложнее в реализации и эксплуатации.

Человек всегда стремится к усовершенствованию и модернизации своего жилища. Именно разработка системы «умный дом» даёт возможность максимально автоматизировать все возможные процессы, происходящие в нём. За счёт этого достигается комфорт и безопасность квартиры или дома. То есть, умный дом - это многофункциональное комплексное устройство систем управления, которое может работать как в автономном (полностью автоматическом режиме), так и в ручном. Последнее время этот комплекс устройств стал всё более популярен, хоть и стоит достаточно дорого. Сердцем любого умного дома является так называемый контроллер, который и превращает весь этот сложный механизм в уникальную сеть и именно он отличает её от обычной автоматики на основе электронных устройств.

Из чего состоит умный дом

На сегодняшний день существует множество модификаций и конфигураций системой управления умным домом, это зависит от того:

Каких целей хочет достичь хозяин жилья;
Материальных возможностей;
Размеров и функциональности дома.

В любом случае основными составляющими системы являются:

Контроллер выполняет роль руководствующего и регулирующего механизма между модуляторами ввода и вывода. То есть основной соединительной частью между управляющим человеком и нужным процессом;
Системы расширения связи, включает в себя всевозможные роутеры, коммутаторы, GPS/GPRS модули;
Приборы коммутации электрической цепи с их помощью происходит включение или выключение нужного механизма или устройства. Это реле, блоки питания, различные диммеры;
Датчики и сенсоры, а также измерительные приборы разного направления. Они могут измерять движение, температуру, насыщенность света, влажность и т. д.;
Элементы, за счёт которых, происходит непосредственное управление всей системой или её частями;
Механизмы, приводящие в исполнение сигнал от контроллера, то есть превращающие электрический сигнал в соответствующий выбранному устройству. Это двигатели вентиляции, роллеты, клапаны подачи воды, осветительные приборы, обогревательные элементы и т. д.

Что собой представляет контроллер для управления

Сердце этой системы контроллер не только руководит всеми потребителями и приборами входящими в систему умного дома, но ещё и высылает отчёт хозяину о том в каком состоянии той или иной прибор в данный момент. Он может быть запрограммирован на выполнение различных действий в нужный промежуток времени или же по утверждённому графику включения. Вся система умного дома может работать в автономном режиме, то есть без участия человека, связь с ней происходит несколькими способами через:

Компьютерную сеть;
Мобильный телефон;
По радиопередатчику.

Выбор контроллера нужно выполнять в зависимости от архитектуры системы управления. То есть весь комплекс может быть:

Принцип работы контроллера

Основный принцип работы всей системы интеллектуального дома базируется на автоматизации и контроле всех процессов, происходящих в нём. Первоначально всё управление настраивается на самостоятельные включение и отключение тех или иных механизмов, упрощающих жизнь человека в доме. Контроллер умного дома может выполнять и контролировать задачи которые заложены у него в программе или же ранее были выставлены пользователем. При этом обязательна обратная связь между человеком управляющим домом и контроллером. Все системы, завязанные на работе с контроллером имею один или группу датчиков, и поэтому пользователю остаётся выбрать только режим их срабатывания, или же попросту отключить их автоматическую работу. А вот насколько полезна вся информация, подающаяся с контролера, это уже вопрос. Так как часть их может быть неинтересна обычному обывателю, не вникающему в подробности работы системы. Поэтому во время настройки и установки всей системы умного дома, хозяин должен решить насколько он будет автоматизирован. Так как, например, не всем нужно знать давление воды в магистрали холодной воды, или же напряжение в сети.

Типы связи систем

Связь для управления этой довольно сложной системой является немаловажным компонентом. Существует несколько основных типов связи:

Беспроводная локальная. Этот тип связи имеет ограниченный радиус действия и производится с помощью радиосигнала, Wi-Fi, или же в крайнем случае Bluetooth. Управление осуществляется с любой точки помещения или даже придомовой территории. Однако, если дом многоэтажный и ещё выполнен из материала, который выполняет экранирующую функцию (обшитый железом или даже состоит бетонных плит с арматурной увязкой), то устанавливаются специальные, усиливающие беспроводной сигнал, приборы или же дополнительные радиоточки;
Удалённая беспроводная связь. Она возможна при условии подключения контроллера умного дома к глобальным сетям или системам расширения связи, которые обеспечивают постоянный доступ к ним. Это такие сети, как GSM/GPRS, любой мобильны интернет. То есть, даже если отсутствует интернет можно отправить или получит смс на телефон о состоянии той или иной системы управляемой контроллером. Основные устройства связи это телефон (смартфон), планшет или ноутбук.
Проводной локальный. Это один из устаревших и выходящих из обихода способов, но всё же обладающих хорошей надёжностью. Связь происходит по кабелю, витой паре или электрической проводке. Любой центральный или региональный контроллер умного дома имеет такое подключение. Расширение связи и функции происходит с помощью коммутатора, который создаёт несколько ответвлений. Управление осуществляется путём нажатия кнопок на панели управления, она может быть сенсорной или же механической. Но иногда и через компьютер можно выполнять соединение, но это не совсем удобно теряется мобильность в управлении.
Проводной удаленный способ. Это довольно дорогой способ, так как подразумевает прокладку большого количества кабельной продукции. И чем дальше будет расположен блок управления тем проблемнее его связь с контроллером. Чаще всего такой метод связи применяется не для частных а для государственных организаций и структур для управления несложными процессами корпусов зданий и близлежащей территории. Для домашнего пользования применяется крайне редко.

То есть устройства, за счёт которых, и происходит непосредственное управление чаще всего идут в комплекте. Представляют они из себя графические панели управления с кнопочным или сенсорным воздействием, также это могут быть пульты дистанционного управления, настроенные на радиочастоту передатчика. Такие приборы управления, как мобильные телефоны, компьютеры или планшеты, естественно, приобретаются отдельно. Связь через них и управление происходит при помощи специально разработанного программного управления, которое и обеспечивает удалённый доступ при помощи интернета.

Основные варианты конфигураций

Постоянно, стремясь к совершенству и автоматизации, человек изобретает всё новые и новые механизмы для этого. Также это стремление направлено и на уменьшение габаритов устройств без потерь их функциональных особенностей.

Для контроллера управляющего механизмами так и для всей системы умный дом есть основные требования это:

автоматизм;
самоконтроль;
чёткость управления, без совершения ошибок.

Варианты конфигурации любой такой системы зависят от многих факторов, о который уже говорилось выше, вот варианты систем которое могут подключаться к контроллеру:

Регулировка и управление освещением как в самом помещении, так и на придомовой территории, и в местах архитектурных сооружений;
Климатические установки (кондиционирование, вентиляция, обогрев);
Закрывание и блокировка дверей, ворот и окон;
Аудиосистемы, и телевидение, домашний кинотеатр;
Управление шторами, жалюзи и солнцезащитными роллетами;
Системой водоснабжения;
Кормление домашних животных и аквариумных рыбок.

То есть всё заключается в желании клиента и его материальных возможностей.

Распространённые марки контроллеров

Качество выполнения команд и функциональность любой системы интеллектуального дома напрямую зависит от контроллера и его производителя.

Овен

Этот контроллер для умного дома модификации ПЛК 100 является базовым решением. Особенностью которого можно выделить применение протокола Modbus. Именно он выполняет организацию обменом информации между каналами связи. Рассчитан контролер «Овен» для использования и создания автоматических систем жилых домов и коттеджей с этажностью не более двух, уличного освещения, обогрева напольного, и устройств сигнализации. Логический контроллер связан с панелью оператора и аппаратом ввода-вывода через интерфейс RS-485. Программирование происходит самим владельцем, если, конечно, у него есть такое желание. Меню состоит из шести информативных блоков управления, каждый из которых отвечает за определённый сегмент. Есть функция отправки СМС с помощью элемента GSM-контроллера. Оповещение происходит в случае аварийных ситуаций энергоснабжением или неисправности питающих контуров отдельных ключевых элементов системы «умный дом».

VeraEdge

Модель семейства Vera отличается большим запасом доверия пользователей, из-за применения их аппаратуры в данной отрасли уже многие годы. Основные преимущества данной модели это:

Высокая производительность;
Эргономика;
Компактность;
Надёжность.

Разработчики применили здесь новую платформу, дающую высокие показатели производительности под названием SoC, её частота составляет 600 МГц, а оперативная память увеличена до 128 Мб. Основное нововведение реализовано на чипе Z-Wave Plus являющимся пятым поколением данных микросхем. Пользователь одновременно может контролировать и управлять механизмами количество которых доведено до 200 устройств. Оборудован контроллер VeraEdge модулем связи через Wi-Fi. Одним из недостатков которые всё же имеются в любой системе можно считать отсутствие интегрированного блока бесперебойного питания, который можно докупить и установить дополнительно.

Arduino

Контролер Arduino предлагает довольно необычное, но довольно логичное решение для управления «умным домом». Некоторые умельцы с лёгкость выполняют подключение и установку своими руками, это возможно из-за простоты работы с ним. Логический контроллер имеет очень небольшие габариты. И также в комплекте есть датчики, сенсоры, а также всевозможные индикаторы. Разработчикам почти удалось довести оптимизацию устройства до совершенства. Все датчики имеет беспроводную связь и отличаются минимальными погрешностями в работе, а для управления служат блоки которые отличаются необычным внешним видом, с удобной и уникальной веб-страницей. Она же доступна и в качестве мобильного приложения.

Siemens

Эти системы немецкого качества применяются не только для автоматизации систем в быту, но и на производстве, в промышленности. Контроллер этой компании выражен линейкой LOGO, участвующей в создании «умного дома». Это традиционная двухкомпонентная модель. Один, из которых, выполнен в виде клавиатуры с дисплеем и являющийся системой ввода-вывода, а второй позволяет выполнять манипуляции и подключение к контролеру через удобный и надежный проводной интерфейс. Компания предлагает также самостоятельную разработку определённых режимов в работе, для чего прилагается специальная программа Soft Comfort. Когда LOGO используется как центральный контроллер, то с помощью него можно создавать целые алгоритмы работы схем. Постоянно новые введения и модификация повышают эксплуатационные качества этого аппарата.

Положительные и отрицательные стороны контроллеров

Бесспорное достоинство применения контролеров для управления домом или помещением направлено на эффективное решение разнообразных задач, а также на воспроизведение интеллектуальных способностей, казалось бы, у самых простых и элементарных механизмов. Домовладельцы реально избавляются от многих рутинных действий. Однако как и у каждой системы существуют обязательно недостатки. К ним стоит отнести:

сложность подключения и введение в работу;
дорогостоящее обслуживание и стоимость всех элементов системы.

Однако развитие и технологии не стоят на месте и когда-то системой «умный дом» будет оборудован каждый дом или дачный участок, как буквально столетие назад не знал человек об электричестве, а теперь оно существует в каждом доме.