Funcțiile și capacitățile unei case inteligente. Cum funcționează sistemul Smart Home și în ce constă - prezentare generală a tipurilor și recenziilor. Pregătirea pentru instalarea unei case inteligente

Până nu demult, o „casă inteligentă” ni se părea o fantezie: controlul automat al temperaturii, asigurarea securității camerei în timp ce proprietarul este plecat sau rularea unui sistem home theater. Astăzi, acest sistem pare destul de accesibil și chiar natural pentru mulți. Articolul nostru vă va spune despre caracteristicile tehnologiei, capacitățile și funcțiile unei „case inteligente”.

La mijlocul anilor 1970, în Scoția a fost dezvoltată tehnologia X10, care a devenit baza sistemului de casă inteligentă. În termeni profesionali, X10 este un protocol de comunicare internațional utilizat pentru a comunica între dispozitivele electronice din sistemele de automatizare a locuinței. Acesta definește metodele și metodele de transmitere a semnalelor de control către modulele la care sunt conectate dispozitivele.

Dispozitivele care acceptă acest protocol sunt produse de mai multe companii, dar toate sunt compatibile între ele. Sistemele X10 sunt absolut complete în ceea ce privește controlul autonom al echipamentelor și, în același timp, foarte ușor de instalat și configurat. Pentru fiecare dispozitiv există instrucțiuni și manuale speciale care explică procedura de instalare și caracteristicile de programare. Modulele de rețea X10 comunică folosind sursa de alimentare de acasă sau impulsuri de frecvență radio. Ceea ce este important aici este capacitatea de a bloca semnalele din afara rețelei, astfel încât modulele unei case să nu afecteze rețeaua alteia.

O casă inteligentă, în sensul cel mai larg al cuvântului, este un sistem unificat de control al aparatelor electrice și are propriile sale elemente:

Senzorii speciali pot percepe diverși parametri de mediu - temperatură, umiditate, presiune, lumină, precum și prezența unei persoane, scurgeri de apă sau gaz.
Elementele de control reglează funcționarea aparatelor de uz casnic, ventilație, încălzire, iluminat, canalizare și sisteme de securitate.
Dispozitivele de feedback permit proprietarului casei să aibă contact direct cu sistemul de control folosind butoane, comutatoare, telecomenzi, telefoane mobile și PDA-uri.

Baza sistemului este centrul de control și procesare a informațiilor. Casa inteligentă este programată să realizeze scenarii-sarcină, care pot fi reacții simple precum pornirea aparatului de aer condiționat din cauza schimbărilor de temperatură, sau unele complexe - aprinderea luminilor, televizorul și închiderea rulourilor cu ajutorul unei comenzi vocale. Pentru fiecare subsistem al unei case inteligente, cum ar fi climatizarea, iluminatul, securitatea, există scenarii tipice.

Acestea pot fi comutatoare tradiționale cu buton și telecomenzi, care sunt asociate cu un anumit dispozitiv sau dispozitiv și sunt programate pentru diverse sarcini. Cel mai modern instrument de control este un panou tactil, care are capabilități avansate, inclusiv vizualizarea planului de etaj și imagini de la camerele video. Panourile pot fi atât staționare, cât și mobile, și este posibil să le accesați prin Wi-Fi, rețea locală sau Internet.

Înainte de a vă oferi casei sisteme de control, trebuie să vă decideți asupra funcțiilor de care veți avea nevoie:

Iluminat

Aceasta este cea mai populară funcție, care vă permite să controlați grupuri de corpuri de iluminat (pornit/oprit), să setați nivelul de luminozitate necesar și să programați timpul de funcționare al dispozitivelor.

Pentru a crea iluminarea pornită automat la intrare, veți avea nevoie de un senzor de mișcare, temporizator și spoturi. Sistemul poate controla mai multe dispozitive atunci când este detectată mișcare și poate aprinde luminile la o anumită oră - de exemplu, de la 23:00 la 6:00. În casă este instalat un întrerupător de perete multicanal, care trimite semnalele necesare lămpilor și reglează luminozitatea lămpilor. Un modul suplimentar de lampă cu memorie și stare vă permite să vă amintiți luminozitatea și, de asemenea, să controlați pornirea (lumina poate clipi lin mai degrabă decât ascuțit, ceea ce afectează în mod semnificativ durabilitatea becurilor). Dacă se dorește, controlul sistemului poate fi încredințat comutatoarelor radio sub formă de brelocuri.

Climat

Astăzi, aparatele de aer condiționat, „pardoselele calde” și încălzitoarele electrice și pe gaz sunt folosite ca elemente de climatizare într-o casă. Fiecare dintre aceste dispozitive este controlat folosind un singur sistem, ceea ce elimină problema temperaturilor camerei disparate.

Baza unui sistem inteligent de climatizare pentru casă este un termostat. Monitorizează temperatura mediului și răspunde la modificările acestuia, trimițând semnale de control dispozitivelor de încălzire. În general, o astfel de automatizare permite economisirea de până la 10-15% din energie. Proprietarul poate crește sau scădea în mod arbitrar temperatura sau poate programa termostate prin setarea anumitor indicatori.

Proprietarii de tot felul de dispozitive media se confruntă adesea cu problema unui număr mare de telecomenzi - de la DVD, CD, panou cu plasmă, receptor satelit, subwoofer etc. Conceptul de casă inteligentă presupune combinarea tuturor sistemelor de telecomandă într-un singur întreg. În aceste scopuri, există telecomenzi universale programabile și panouri tactile care vă permit să controlați funcționarea a 10-15 dispozitive. Pe lângă controlul unificat, aceste dispozitive sunt echipate cu funcții pentru crearea de scenarii precum pornirea televizorului, a sistemului audio, a luminii, lansarea unui disc de film etc.

Există chiar și un termen separat pentru a desemna un astfel de sistem - „multiroom”. Când este configurat corect, distribuie inteligent semnalele audio și video în zonele casei și vă permite să utilizați funcții media în orice parte a camerei. Principalul avantaj al multiroom este capacitatea de a concentra toate echipamentele într-un singur loc, cu acces constant la el.

Siguranță

Un sistem automat de securitate și alarmă de incendiu este destul de eficient, datorită controlului său constant asupra casei. Ca răspuns la declanșarea senzorilor, dispozitivele de securitate efectuează o serie de acțiuni într-o anumită secvență, de exemplu, intrarea străinilor într-o clădire implică chemarea poliției, activarea unei alarme, deschiderea unei case de câine, alerte vocale și SMS. În plus, pentru a preveni astfel de situații, o casă inteligentă poate crea iluzia prezenței proprietarilor în casă prin aprinderea luminilor, muzicii și „lătratul” unui câine.

O funcție importantă a sistemelor de securitate este supravegherea video. Conceptul de casă inteligentă presupune trimiterea unui semnal de la camere la orice monitor din casă, precum și arhivarea și procesarea înregistrărilor.

Tehnologia de identificare personală include carduri fără contact, sisteme biometrice și comunicatoare. Dispozitivele și senzorii speciali citesc informațiile din mass-media și le compară cu datele preprogramate. Sistemul poate fi controlat folosind un telefon mobil sau internet.

Senzorii de fum și căldură răspund imediat la apariția unor situații negative asociate cu funcționarea sistemelor de inginerie și previn situațiile de forță majoră - incendii, niveluri excesive de gaz în încăpere etc.

Infrastructura locala

Casele moderne de țară au multe funcții secundare pe care este logic să le transfere la electronice. În principal, acțiunile legate de întreținerea infrastructurii locale și a teritoriului sunt supuse automatizării. La panoul de control sunt conectați tot felul de senzori, care sunt responsabili pentru udarea gazonului în cazul scăderii umidității solului; îndepărtarea zăpezii și a gheții de pe acoperiș; deschizător de uși de garaj de la distanță; controlul microclimatului într-o grădină de iarnă sau într-o seră.

O casă inteligentă diferă de una proastă cam la fel ca o mașină de spălat automată de una obișnuită, dacă cineva își mai amintește una. Cu toate acestea, cu greu este posibil să uiți pentru ce ai dedicat atât de mult timp și efort. La urma urmei, aceste unități erau complet lipsite de orice inițiativă: modurile trebuiau schimbate manual, persoana a fost legată de procedura de spălare de rutină timp de câteva ore. Desigur, aceasta a fost mai bună decât o cadă și o placă de spălat: a economisit energie. Dar nu timpul. Acum este diferit: am dat sarcina, iar după timpul alocat am primit rezultatul sub formă de cearșafuri și cămăși curate, aproape uscate.

Probabil că la fel este și cu o casă inteligentă: descendenții noștri se vor întreba cum am putea trăi practic „de mână”! De fiecare dată apăsau întrerupătoare, apăsau butoanele telecomenzilor, trăgeau diverse șireturi și sfori. Desigur, apăsarea butonului nu durează mult și nu este deloc dificilă, nu este o chestiune de lene. Și adevărul este că, trăind într-o casă stupidă, de fapt, facem în mod constant munca altcuiva - munca pe care ar trebui să o facă casa în sine. Și să o faci mai bine, mai conștiincios și mai rapid. La urma urmei, aici este cam la fel ca cu o mașină de spălat, doar că nu la nivel local, ci la nivel global. Este suficient să explicăm casei odată cum vrem să trăim, punând în ea datele relevante și gata. Apoi, dacă trebuie să intervii, va fi doar dacă vrei să faci ajustări fie la „programul vieții”, fie la o anumită parcelă a acestuia.

Să presupunem că ne-am trezit la patru dimineața, nu am putut dormi, am decis să citim și am aprins lumina. Sau ai venit de la frig și ai nevoie urgent de o baie fierbinte în afara orului programat. La urma urmei, „controlul manual” rămâne și are întotdeauna prioritate față de „pilot automat”.

Notă pentru client
De asemenea, puteți afla în ce constă de fapt o casă inteligentă pe site-ul companiei TRIA Complex of Engineering Systems tria-komm.ru în secțiunea Smart Home System: proiectare și instalare. O atenție deosebită în această secțiune este acordată funcțiilor unei case inteligente pentru gestionarea diferitelor sisteme și dispozitive. Site-ul web conține fotografii ale echipamentelor inteligente pentru casă instalate la diferite facilități din Moscova și regiunea Moscovei.

Optimizează consumul de energie

Dar când totul decurge conform planului, locuitorii unei case sau apartament inteligente sunt eliberați de partea leului din grijile casnice. Nu, bineînțeles, o casă inteligentă nu va merge la magazin pentru tine și va face curățenia, dar va putea crea un confort incomparabil, precum și un nivel ridicat de securitate și utilizarea eficientă a resurselor, care a devenit recent din ce în ce mai mult relevante, mai ales în ceea ce privește resursele energetice. În plus: ținând cont de cantitatea de echipamente disponibilă în timpul nostru, în special într-o cabană de țară (și acestea pot fi obiecte atât de consumatoare de energie, cum ar fi piscine încălzite, saune, jacuzzi, pardoseli încălzite, sobe etc.), limită alocată pentru energia electrică consumată o singură dată Pur și simplu nu este suficient pentru tot. Și doar un sistem inteligent de distribuție prioritară a sarcinii, care este o componentă importantă a unei case inteligente, permite implementarea multor proiecte ambițioase.

Casa inteligentă avertizează despre accidente

Să ne amintim, de asemenea, accidentele bruște la substații, întreruperile de curent de scurtă durată (și nu atât de scurtă): o casă inteligentă în orice condiții trebuie să mențină cel puțin un nivel minim de susținere a vieții, iar aici nu se poate face fără mijloace de alimentare autonomă. aprovizionare, care includ sisteme de baterii, generatoare diesel și etc. Întreaga economie este controlată și de inteligența artificială. Ceea ce este foarte eficient datorită faptului că rezolvă problemele în momentul în care acestea apar (să zicem, un sistem de protecție împotriva scurgerilor), și nu atunci când locuitorii află despre asta (care, apropo, poate să nu fie acasă la momentul respectiv a accidentului). Sau chiar nu preventiv, amintind proprietarilor de necesitatea înlocuirii echipamentelor a căror durată de viață este limitată. Sistemul de control al casei inteligente monitorizează continuu echipamentul acoperit și raportează prompt proprietarului orice problemă.

Casa inteligentă îmbunătățește securitatea

O casă inteligentă combate eficient nu numai amenințările tehnologice, ci și cele provocate de om. În ciuda faptului că diverse tipuri de sisteme de securitate și alarmă de incendiu, supravegherea televiziunii de securitate și controlul accesului au un grad ridicat de autonomie, iar interferența terților în funcționarea lor este inacceptabilă, acestea pot fi, de asemenea, integrate într-o casă inteligentă la nivel ca surse. a mesajelor de alarmă. Acestea din urmă devin instantaneu cunoscute nu numai de serviciile speciale, ci și de proprietar, oriunde s-ar afla în acest moment.

Foarte des, o casă inteligentă în sine se dovedește a fi capabilă să respingă oaspeții neinvitați: de exemplu, se declanșează blocarea automată a ușilor și ferestrelor, iar intrușii se trezesc prinși până la sosirea poliției sau a securității private.

O casă inteligentă este un complex de sisteme

În ce constă o casă inteligentă? Ar fi incorect să enumerați ca componente ale sale aceleași sisteme de inginerie - control climatic, iluminat etc., care sunt prezente într-o casă obișnuită. Și fiecare astfel de sistem, sau mai bine zis, aproape fiecare dintre unitățile sale, în vremea noastră are propria sa inteligență, sau sistem de control și automatizare, care asigură funcționarea, să zicem, a aceluiași cazan, în regimuri sigure și cu randament maxim.

Un alt lucru este că fiecare dintre sisteme se dovedește a fi „pe cont propriu”, iar menținerea unui mediu de viață optim este o sarcină complexă, la soluția căreia iau parte simultan mai multe sisteme de inginerie. Și, prin urmare, deciziile ar trebui să fie luate întotdeauna nu în mod autonom, ci colectiv. O bună ilustrare a celor de mai sus este dependența reciprocă de ventilație și încălzire, care, cu excepția cazului în care se iau măsuri speciale, de obicei lucrează „una față de cealaltă”. Deci, se pare că mediatorul între sistemele de inginerie dintr-o casă proastă este o persoană care ar trebui să fie un consumator de confort, și nu un ofițer de serviciu de confort.

Despre automatizarea inteligentă a locuinței

În general, automatizarea modernă, desigur, poate elimina o cantitate destul de mare de muncă manuală, iar dacă vorbim despre o cabană la țară, atunci, printre altele, poate fi și udarea zonei, ceea ce necesită mult timp - sau este este cazul când procesul se desfășoară de la sine, conform programului și luând în considerare și condițiile meteorologice. Dar principalul lucru într-o casă inteligentă este că eliberează o persoană nu de munca manuală, ci de „gândirea manuală” și își schimbă stilul de viață, oferindu-i un sentiment de satisfacție de îngrijirea și tutela permanentă, dar deloc discretă, a „ servitori electronici”.

Deci, componentele principale ale unei case inteligente sunt o rețea de informații care acoperă toate sistemele de acasă și unitățile lor individuale, un „creier” electronic (controler) și o interfață „om-mașină”, prin care interacționează inteligența naturală și artificială.

O casă inteligentă este un organism în rețea

O rețea este reprezentată de fire și cabluri obișnuite formate din perechi răsucite. Aceasta este cea mai fundamentală componentă care ar trebui stabilită în primele etape de proiectare și construcție ale creării unui sistem de control, deoarece în viitor implementarea sa este foarte dificilă - ce se întâmplă dacă uitați de alimentarea cu apă și începeți să perforați podeaua sub țevi " retroactiv”, când parchetul este deja montat?

Multe tipuri de echipamente sunt acum echipate cu funcții de rețea, de ex. sunt gata de conectare la rețea (de exemplu, unități compatibile BEI fabricate în Europa). Puteți cumpăra același cazan în două versiuni: cu automatizare convențională și cu acces la autobuzul Instabus (standard EIB). A doua opțiune, desigur, este mult mai scumpă. Chiar și comutatoarele obișnuite, variatoarele și alte componente de instalare au adesea un cip și un conector special pentru conectarea la rețea: astfel de dispozitive primesc propria adresă de rețea și interacționează cu alte componente ale sistemului. Același lucru este valabil și pentru alte standarde, precum LON (adoptat în SUA), C-Bus (originar din Australia, dar din ce în ce mai răspândit în alte regiuni) sau BACnet (eventual un standard global în viitor). Fiecare dintre rețelele standardelor de mai sus are propriul protocol - un limbaj de comunicare. Uneori, o casă inteligentă este construită pe baza mai multor standarde, iar apoi convertoare de cod, sau gateway-uri, care acționează ca „traducători” sunt incluse între secțiuni disparate ale rețelei.

Despre protocoalele de transfer de date

Protocoalele de transfer de date din sistemul de control pot fi închise sau deschise. A doua opțiune este mult mai convenabilă pentru producătorii de echipamente compatibile și garantează o creștere mai rapidă a popularității. Luați, de exemplu, protocolul TCP/IP, care a fost inclus de mult în fiecare casă, chiar și în cele inteligente - pe el funcționează Internetul și rețelele locale de computere, „pe deasupra IP”, care joacă un rol de „transport”, transmite din ce în ce mai mult o mare varietate de informații: de la audio digital la video în sistemele Multiroom până la aceleași semnale de control și variabile de rețea care sunt utilizate în diferite sisteme de casă inteligentă.

Controlorii

Acum despre „creierele” unei case inteligente. Există sisteme de control concentrate și distribuite. În special, BEI este un sistem distribuit în care dispozitivele de rețea se pot accesa direct unele pe altele. Dacă toate comenzile trec prin controlerul central al unei case inteligente, atunci acesta este un sistem concentrat. Fiecare opțiune are avantajele și dezavantajele sale, iar cel mai adesea una este combinată cu cealaltă, obținând viteză mare și evitând încărcarea inutilă a „centrului”, dar menținând în același timp ierarhia.

Interfață de control

În sfârșit, interfața de control. Acesta este cel mai adesea un panou tactil (mai precis, panouri care pot fi cel puțin în fiecare cameră). Cu alte cuvinte, un instrument de vizualizare și, în același timp, un „panou de control” cu butoane virtuale, secțiuni și o structură de meniu, organizate astfel încât o persoană să aibă acces rapid la orice funcții, setări de microclimat și iluminare, parametrii actuali ai sistemelor de inginerie, arhive audio și video (dacă în casă există un server special și un sistem Multiroom), etc. Aceasta nu este altceva decât o „fereastră către propria ta casă” și adesea și spre lumea exterioară. Același ecran, din care puteți activa unul sau altul scenariu (care determină temperatura individuală a aerului din incintă, starea iluminatului zonei și mulți alți parametri), poate fi folosit ca organizator, televizor, răspuns video interfon, un monitor de cameră CCTV sau un cuptor cu panou de control la distanță sau sistem de udare etc. Cu ajutorul acestuia, puteți vizualiza e-mailurile, navigați pe internet, efectuați tranzacții bancare, comandați bilete și cumpărați excursii și chiar lansați aplicații pentru computer. Rezultatul este un comunicator personal super-universal, situat chiar în vârful piramidei ierarhice a unei case inteligente.

Programarea algoritmilor de operare

În sfârșit, dacă vorbim nu doar despre hardware, ajungem la cea mai importantă componentă a unei case inteligente - software-ul. La urma urmei, o casă inteligentă este întotdeauna „creată pe măsură” și are capacitatea de a-și rearanja rapid algoritmii de operare la nivelul utilizatorului. Ceva s-a schimbat în viață - proprietarul casei ar trebui să poată, fără a fi un specialist, să-și informeze imediat mediul despre aceste schimbări. Și, întrucât într-o casă inteligentă totul este conectat prin dependențe complexe și pe mai multe niveluri, cu fiecare schimbare în condiții particulare sistemul trebuie să treacă la o nouă stare de echilibru, oferind confort maxim, siguranță și utilizarea eficientă a resurselor la un nou nivel.

Prin urmare, programarea unei case inteligente este o artă specială, este o experiență și cunoștințe colosale în multe domenii ale științei, și nu doar tehnic, ci și umanitar. Ideea nu este doar că proprietarul poate „cu o singură atingere” să pornească sau să oprească tot ce are nevoie, să lanseze un anumit scenariu de iluminare sau să dea o comandă în avans pentru a pregăti sauna. Puteți alerga prin camere, apăsați butoane și rotiți butoanele. Dar nu are rost să concurezi cu un sistem smart home bine conceput: nu numai că va face totul mai rapid decât tine, ci și mai bine. Aceasta este meseria ei, a fost învățată asta!

Este general acceptat că conceptul de „Smart House” (din engleza smart house) își are originea la mijlocul secolului trecut, dar din cauza costului ridicat de implementare, astfel de proiecte nu s-au răspândit. Situația s-a schimbat radical odată cu dezvoltarea electronicii, iar în prezent astfel de sisteme, deși încă nu sunt implementate peste tot, nu mai sunt percepute ca o curiozitate. Ne propunem să luăm în considerare ce este o „Casa inteligentă”, gama sa de sarcini, precum și posibilitatea de a implementa independent un astfel de proiect.

Ce este sistemul Smart Home?

Acest termen se referă la un complex software și hardware care vă permite să automatizați și să simplificați gestionarea diferitelor sisteme, precum și a altor echipamente ale unei case sau apartamente.

De exemplu, iată care sunt funcțiile care pot fi atribuite „Casă inteligentă” (denumită în continuare SH):

Controlul sistemului de iluminat, de exemplu:

aprindeți lumina pe baza unui semnal al senzorului de mișcare;
imitarea prezenței proprietarilor (luminile sunt aprinse periodic în camere diferite);
modificarea diferitelor opțiuni de iluminare interioară;
controlul de la distanță al luminii folosind o tabletă sau un smartphone etc.

Opțiune de set funcțional al sistemului de securitate:

primirea de mesaje SMS in cazul activarii, dezactivarii si functionarii sistemului;
trimiterea de mesaje MMS de la camerele video atunci când se primesc semnale de la senzorii de mișcare;
posibilitatea de a vizualiza înregistrări video prin Internet etc.

Sistem de climatizare:

menținerea temperaturii la un anumit nivel, cu posibilitatea de a o seta de la distanță (de exemplu, folosind un smartphone);
stabilirea modului de economie maximă în absența proprietarilor etc.

Acesta este departe de a fi un set funcțional complet; acesta poate fi extins în funcție de dorințe și capacități financiare. Datorită dezvoltării tehnologiilor wireless, scalabilitatea sistemului nu necesită o revizuire majoră.

Care sunt dezavantajele Smart Home:

Orice dispozitiv electronic nu este imun la defecțiuni sau înghețuri. Trebuie să fiți pregătit pentru faptul că în orice moment va trebui să reconfigurați manual sistemele și componentele electronice individuale;
Scump. Pe piețele din Rusia și CSI, producătorii vând sisteme la un preț minim de 2.000 USD până la 5.000 USD, în funcție de „umpluturi” și de dorințele clientului.

Cum să-ți faci casa „inteligentă”?

În mod ideal, implementarea unor astfel de soluții ar trebui efectuată în timpul etapei de construcție, dar această opțiune nu este populară în rândul dezvoltatorilor din diverse motive. Ca rezultat, au rămas două opțiuni de automatizare:

Contactați o firmă specializată, unde, pe baza specificațiilor clientului, se va întocmi un proiect cu implementarea lui ulterioară. Costul minim al unei astfel de soluții variază, după cum am menționat mai sus, în intervalul 2000-5000 USD, maximul depinde de setul funcțional și de echipamentul utilizat.
Dezvoltați și implementați în mod independent sistemul Smart Home.

În primul caz, clientul primește o soluție gata făcută la cheie. În al doilea, costul implementării poate fi redus semnificativ, dacă nu cu un ordin de mărime, atunci de mai multe ori, mai ales dacă utilizați platforma Arduino în acest scop (vom vorbi despre asta puțin mai jos). Trebuie să vă avertizăm că vor fi necesare abilități de programare pentru implementarea proiectului, dar dezvoltatorii au încercat să simplifice această sarcină cât mai mult posibil.

Pe scurt despre platformă

Baza platformei este o placă cu un microcontroler (denumit în continuare MK) și un kit de caroserie electronică pentru aceasta. Există mulți senzori diferiți și carduri de expansiune disponibile pentru controler cu diferite funcții.

Desemnare:

Port pentru intermitent (USB standard).
Buton de resetare hard.
Semnal de tensiune de referință.
Contacte pentru semnale digitale.
semnal TX.
semnal RX.
Port pentru conectarea unui programator extern.
Contacte pentru semnale analogice.
Conectarea energiei externe.
+5 V.
+3,3 V.
Resetare semnal.
Conector pentru alimentare.
Microcontroler.

Particularitatea platformei este că procesul de programare a MK este simplificat cât mai mult posibil. Firmware care utilizează programul de încărcare încorporat prin portul USB de pe placă. În cazul „suprascrierii” accidentale a acestui program, este posibil să-l flash folosind programatoare standard.

Pentru programare se folosește un shell gratuit (Arduino IDE), compatibil cu cele mai comune sisteme de operare (Windows, Linux, Mac OS). Acest shell include un editor de text pentru scrierea programelor, un compilator și biblioteci. O versiune simplificată a C++ este folosită ca limbaj de programare de bază. Informații mai complete despre programarea MK pot fi obținute pe site-ul dezvoltatorului și pe forumurile tematice. În aceleași surse puteți afla totul despre vizualizarea managementului sistemului.

Shell de programare Arduino

Costul estimat al modulului de bază original este de 30 USD-50 USD (în funcție de modificare), analogii chinezi sunt de 10 USD-16 USD.

Exemple de carduri de expansiune și senzori

Iată o scurtă descriere a scuturilor care pot fi necesare atunci când vă dezvoltați propriul proiect SH.

Modul pentru conectarea la o rețea locală sau la Internet folosind protocolul standard TCP/IP. Elementul principal este controlerul ENC28J60. Acest dispozitiv vă permite să organizați gestionarea vizualizată a sistemului de pe un site web.

Conectarea modulului de rețea la Arduino

Modulul GPRS/GSM SIM900 vă permite să gestionați sistemul folosind schimbul de date prin rețeaua oricărui operator de telefonie mobilă. Pentru conectarea la rețea se folosește o cartelă SIM standard. Este posibil să trimiteți mesaje SMS și MMS; biblioteca modulului acceptă alte funcții.

Releu electromecanic 10 A 250 V, poate fi folosit pentru controlul iluminatului sau a altor sarcini aferente. Când alimentarea este conectată, LED-ul roșu se aprinde; dacă releul este activat, indicatorul verde se aprinde suplimentar. Semnalul poate fi furnizat de la orice ieșire digitală a MK.

Din păcate, la sarcină maximă sau aproape de aceasta cu relee electromecanice, după câteva săptămâni de funcționare contactele pot începe să se lipească, deci nu sunt potrivite pentru controlul funcționării cazanelor sistemului de încălzire electrică. Dar nu vă supărați, puteți găsi module pentru platforma Arduino pentru toate ocaziile; în această situație, puteți rezolva problema folosind un releu cu stare solidă, de exemplu SSR-25DA.

Denumiri:

GND pe placa de bază.
La ieșirea digitală, de exemplu D
Alimentare: 220 V.
Conexiune de încărcare.

Vă rugăm să rețineți că acest modul este implementat pe un triac, iar pentru funcționarea sa stabilă necesită îndepărtarea căldurii, așa că vă recomandăm să achiziționați un calorifer standard împreună cu modulul.

Senzori

Acum să ne uităm la mai multe tipuri de senzori care pot fi utili și pentru proiect, începând cu detectorul de mișcare HC-SR501 IR.

Denumiri:

Alimentare de la o sursă în intervalul 5-12 V (poate fi conectată la +5 V pe placa de control).
Semnal care vine de la senzor (se conectează la orice intrare digitală a MK)
GND este conectat la pinul corespunzător de pe placa de bază.
Timp de întârziere (ținând unul logic la ieșire) – de la 5 la 300 sec.
Sensibilitatea senzorului (poate fi setată de la 3 la 7 metri).
Treceți la modul „H” (cu o serie de operații, este setată o unitate logică).
Setarea modului „L” (când este activat, este trimis un singur impuls).

Nu mai puțin util este senzorul digital de temperatură DS18B20 (fabricat în versiuni sigilate și obișnuite). Particularitatea lor este că dispozitivele nu necesită calibrare și fiecare dintre ele are propriul său identificator unic. Adică, senzorul transmite date de temperatură și numărul său unic. Datorită acestui lucru, mai mulți senzori pot fi instalați într-o singură buclă, iar informațiile primite pot fi procesate programatic. Limita de lungime pentru firele de semnal este de 50 de metri.

Încheind subiectul senzorilor, vă prezentăm un modul pentru măsurarea umidității; acesta poate fi folosit ca indicator de scurgeri de apă sau pentru organizarea udării plantelor de interior sau de seră.

Denumiri:

Ieșire digitală, se conectează la orice conector corespunzător de pe placa de bază MK. Semnale despre umiditate corespunzătoare pragului de răspuns.
Ieșirea analogică informează despre umiditatea curentă.
Alimentare +5 V.
Controlul pragului de sensibilitate.

Am furnizat doar trei senzori tipici compatibili cu platforma; de fapt, sunt mult mai multi. Vă puteți familiariza cu varietatea acestor produse pe site-urile producătorilor.

După ce am terminat cu revizuirea echipamentului, să trecem la proiectarea unui sistem de control și automatizare; trebuie să începem prin a enunța problema.

Definiția initial conditions

În primul rând, este necesar să se decidă asupra enunțului problemei, adică asupra funcționalității sistemului. Să presupunem că avem un apartament cu o cameră, care poate fi împărțit în următoarele zone:

Tambur.
Holul.
Toaletă combinată cu baie.
Bucătărie.
Sufragerie.

Sarcina: automatizarea controlului sistemului de iluminat, cazan și ventilație.

Să stabilim sarcini pentru fiecare dintre zone.

Tambur

În acest caz, puteți aprinde automat lumina când vă apropiați de ușa din față. Adică veți avea nevoie de un senzor de mișcare. În acest caz, este necesar să se țină cont de nivelul de iluminare; în consecință, automatizarea ar trebui să funcționeze numai în întuneric. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de un senzor GY302 sau unul similar (nu l-am inclus în recenzie, dar găsirea unei descrieri nu va fi o problemă). Aprinderea și stingerea becului (după timpul specificat în program) poate fi încredințată unui releu semiconductor de putere redusă, de exemplu G3MB-202P , proiectat pentru un curent de sarcină de 2 A.

Holul

Controlul luminii în această zonă poate fi organizat după același principiu ca și în vestibul. Puteți adăuga lumina pentru a se aprinde când deschideți ușa din față. Un comutator standard pentru ușă este potrivit ca senzor.

Toaletă și baie

Pornirea cazanului poate fi asociată cu prezența proprietarilor în apartament. Dacă nimeni nu este prezent, automatizarea oprește forțat încălzitorul de apă folosind modulul SSR-25DA. Nu are rost să monitorizezi temperatura de încălzire, deoarece aceste dispozitive se opresc automat când se atinge un prag specificat. Luminile și hotele ar trebui să se aprindă automat când o persoană intră în zonă și să se stingă după un anumit timp dacă nu este detectată nicio mișcare.

Automatizare bucatarie

Controlul luminii pentru această zonă poate fi lăsat manual, dar poate fi duplicat automat, stingând lumina dacă mișcarea nu este detectată o perioadă lungă de timp. Când utilizați o sobă electrică sau pe gaz, hota ar trebui să pornească și să se oprească ceva timp după gătit. Puteți controla funcționarea hotei folosind un senzor de temperatură, care detectează creșterea temperaturii atunci când aragazul este pornit.

Sufragerie

În această cameră, este mai bine să controlați iluminarea manual, dar puteți implementa capacitatea de a opri automat lumina atunci când există un nivel suficient de iluminare.

Exemplul dat este destul de arbitrar, deoarece toată lumea dezvoltă algoritmul pentru funcționarea unei case inteligente în funcție de preferințele personale.

Caracteristici ale termoreglarii

In concluzie, vom da cateva recomandari pentru controlul incalzirii. Ar trebui luată în considerare inerția mai mare a acestui sistem. Există o mare probabilitate ca controlul prin simpla pornire și oprire a încălzirii, în conformitate cu un anumit interval de temperatură, să poată crea condiții destul de incomode. În acest caz, ar trebui să utilizați algoritmul de reglare PID; o bibliotecă cu implementarea sa pentru Arduino este disponibilă pe Internet.

Fără a intra în detalii, putem descrie funcționarea acestui algoritm după cum urmează:

Se face o analiză între temperatura necesară și cea actuală din cameră, iar pe baza rezultatului se setează o anumită putere a sistemului de încălzire.
Se iau în considerare pierderile constante de căldură. Acestea pot depinde de temperatura exterioară sau de alți factori. Prin urmare, atunci când temperatura setată este atinsă, încălzirea nu este oprită complet, ci este redusă la nivelul necesar pentru a compensa pierderile de căldură.
Ultimul factor care influențează funcționarea algoritmului ia în considerare inerția sistemului de încălzire, care nu permite temperaturii să depășească intervalul setat.

Confortul pe care îl poate oferi o casă inteligentă este foarte greu de comparat cu orice altceva. Aceasta este o oportunitate de a automatiza orice date din sistemele de supraveghere video și de securitate, iluminat, încălzire, precum și capabilitățile media. În plus, puteți conecta orice aparat de uz casnic la alegere la sistem; toate acestea sunt incluse în capacitățile unei case inteligente.

Sistem de control integrat - automatizarea tuturor soluțiilor inginerești într-o clădire modernă, asigurând confort și siguranță, folosind tehnologie înaltă. Aceasta nu este doar conectarea tuturor componentelor și sistemelor necesare, ci și capacitatea de a le controla de la un singur panou, de exemplu, un ecran de computer sau o tabletă, și la plecare, chiar și de pe un telefon mobil.

Ce poate fi inclus într-un singur lanț

Controlul luminii și ventilației.
Monitorizarea si managementul audio, video si TV.
Monitorizarea și gestionarea alarmelor de incendiu și a sistemelor de supraveghere video.
Monitorizarea și controlul senzorilor, acționărilor și eliminarea situațiilor de urgență.

O casă plină cu electronice nu este doar prestigioasă, dar vă permite și să economisiți semnificativ la costurile cu electricitatea și încălzirea casei. Poate monitoriza diverse dispozitive și sisteme și totul depinde de ceea ce va fi inclus în obiectul monitorizat.

Confortul confortabil al tehnologiilor inteligente

Majoritatea oamenilor nici nu realizează câte sarcini de zi cu zi pot fi transferate către sisteme automate. De exemplu, la plecare, puteți seta un program pentru a uda florile, a controla încălzirea locuinței, cantitatea de zăpadă de pe acoperiș sau în alte locuri. Camerele pot fi dotate cu aer condiționat în perioadele calde sau încălzite în perioadele reci. Climatizarea, personalizată pentru un anumit client, îți permite nu doar să trăiești în condiții familiare, ci și să le întreții chiar și în absența ta, dacă în casă există plante sau animale exotice.

Beneficiu:

Acest sistem de casă inteligentă poate controla obiectul pe care utilizatorul dorește să-l specifice. Umpleți piscina cu apă, porniți sauna când ajungeți, fierbeți fierbătorul înainte de a vă trezi, porniți prăjitorul - toate acestea sunt ușor cu ajutorul unei case inteligente.
În același timp, toate echipamentele și funcționalitatea acestuia sunt monitorizate. Dacă echipamentul este defect, pur și simplu nu se va porni, iar sistemul va trimite un semnal „sos” proprietarului sub forma unui apel sau SMS.
Iluminare optimă, temperatură, alte condiții confortabile, toate acestea vor fi selectate în funcție de dorințele clientului.
Economiile de energie cu această conexiune pot fi de până la 40%.

Anterior, un astfel de sistem necesita cablare specială, ceea ce era o problemă pentru proprietarii de case și apartamente, deoarece nu toată lumea dorea să renoveze, dar trebuia să pună un cablu radio rezistent la interferențe. Acum toate astfel de dificultăți sunt în trecut.

Un sistem Hi-Fi unic ajută la controlul oricărui dispozitiv fără a tăia pereții. Întrerupătoarele convenționale echipate cu transmițătoare radio pot înlocui întregul sistem complex de cablare.

Unde poate fi folosită tehnologia wireless pentru casă inteligentă?

Intr-un apartament obisnuit cu cablaj electric clasic si renovari deja facute.
În case sau apartamente mici, unde semnalul va ajunge fără probleme la transmițător.
Pentru automatizări cu sarcini simple, de exemplu: controlul climatizării, sistemul de securitate, protecția împotriva scurgerilor, precum și sarcinile ușoare și electrice în general.

O casă inteligentă poate face toate acestea, așa că are sens să adoptați tehnologii unice și să încercați capabilitățile wireless ale unei case inteligente. Desigur, un sistem cu fir va fi mai fiabil, dar dacă nu doriți să schimbați radical ceva și să începeți o renovare globală, atunci capabilitățile de casă inteligentă pot fi oferite pentru fiecare casă.

Un pic de realitate și ficțiune

O casă inteligentă poate face multe. El poate face față destul de mult nevoii de a aprinde lumina dacă ușa este deschisă sau de a simula prezența proprietarilor în casă dacă aceștia nu sunt acolo. În plus, pe vreme însorită poate deschide ferestrele, iar pe vreme ploioasă nu numai că le poate închide înapoi, ci și să coboare jaluzelele. Sistemul de control va activa ventilația și va crea un aflux de aer proaspăt dacă parametrii de mediu s-au modificat. De asemenea, o casa inteligenta poate regla incalzirea incalzirii in pardoseala iarna si sistemul de incalzire. Într-o astfel de casă nu va trebui să plătiți în exces pentru excesul de lumină și energie termică, totul va fi optimizat și, prin urmare, economisiți resursele proprietarului. Acest lucru este convenabil mai ales dacă casa nu este în oraș și necesită gaz sau alte surse de căldură pentru încălzire.

Dacă este necesar, proprietarul poate scrie diferite scripturi de control acasă și le poate modifica de un număr nelimitat de ori. Puteți controla sistemul smart home chiar dacă proprietarul este situat la sute și mii de kilometri distanță - cu ajutorul automatizării și a internetului, orice capricii ale proprietarului pot fi îndeplinite.

Diverse caracteristici ale unei case inteligente pot fi oferite într-un complex sau conectate treptat la cererea proprietarului. Deoarece echipamentele care pot fi comandate sunt deja la vânzare, puteți echipa un apartament sau altă locuință cu dispozitive inteligente care își vor face treaba la un moment dat.

Securitatea locuinței și a perimetrului

Capacitățile de automatizare sunt utile în special în cazul intrării neautorizate într-o casă sau într-un loc. Inspectorii vă vor anunța imediat că există un străin în casă. Programul poate anunța proprietarul, poate face o fotografie a intrusului, poate suna poliția, poate bloca ușile sau poate executa comenzile incluse în acesta. Supravegherea video este necesară pentru a captura intruși.

Aceeași imagine apare atunci când există o scurgere de gaz sau apă, incendiu sau altă problemă. Senzorii pot bloca alimentarea cu apă pentru a preveni inundațiile. Ei vor apela automat serviciul necesar și vor informa proprietarul despre problema apărută. Când apare fum, se activează senzorii de stingere a incendiilor, după care alimentarea este blocată. În cazul unui incident, numărul specificat în sistemul de securitate este format automat, iar dacă este ocupat, se formează următorul.

Oportunități de a crea confort

Dacă în casă sunt copii, se poate înregistra un mesaj audio sau video pentru ei de la părinți.
La sosirea personalului, se vor da instrucțiuni pentru curățarea sau întreținerea casei.
Când există o mulțime de oaspeți, aerul condiționat, muzica, aparatul sau iluminatul din bucătărie pot fi pornite automat.

De fapt, orice dorește proprietarul să programeze, o poate face singur dacă are senzori conectați și întregul sistem de control este depanat. Desigur, este mai bine să încredințați instalarea unui astfel de software și a altor senzori specialiștilor, deoarece aceștia pot garanta că toate funcțiile sistemului de casă inteligentă funcționează corect.

Metode de control

Proprietarul unei case inteligente poate alege mai multe metode de control:

Monitor cu control tactil.
Internet.
Monitor cu buton sau telecomandă.
Smartphone.

Atunci când există puține sisteme de control, o telecomandă sau un monitor cu buton va face treaba; puteți chiar transmite controlul către un interfon video. Cu un număr mare de conexiuni diferite, este mai bine să preferați un monitor tactil sau chiar internetul. În zilele noastre, tehnologiile fac posibilă controlul oricăror acțiuni ale unei case inteligente, chiar și de la distanță, astfel încât acest serviciu este foarte popular. Puteți verifica vremea, aflați numărul de persoane din casă și alte detalii.

Automatizarea unei case sau a unui apartament nu este doar prestigioasă, ci și convenabilă. Această unitate de control poate fi încredințată cu o mulțime de sarcini mici care sunt uitate. De exemplu, controlați nivelul de umiditate din grădina de iarnă, dați mâncare peștilor, udați florile, aerisește camera. Și bineînțeles, cel mai important lucru este asigurarea siguranței, care este greu de garantat dacă echipamentul necesar nu este instalat. Iluminarea potecilor din grădină la deplasare, aprinderea luminii la intrarea în casă, capacitatea de a controla iluminatul pe șantier sau în casă pentru a economisi bani.

Oferte de pret

În medie, costul unui sistem de până la 50 de mii de ruble poate include servicii precum:

Canal GSM – alarmele de securitate și incendiu sunt declanșate, alimentarea cu energie este întreruptă.
SMS - incalzire, iluminat, ventilatie.
Controlați prizele folosind o telecomandă.

De la 50 la 250 de mii de ruble, lista se extinde semnificativ:

Gestionarea sursei de alimentare și oprirea acesteia, dacă este necesar, atunci când proprietarul pleacă.
Interfon si supraveghere video.
Avertizare asupra unui posibil accident.

De la 250 la 600 de mii de ruble implică următoarele oferte:

Alarma de securitate si incendiu cu captare perimetrala.
Supraveghere video prin internet.
Control automat al luminii.
Automatizarea portilor de intrare.
Mesaje de urgență despre apă, scurgeri de gaz etc.

De la 600 la 1 milion 200 de mii de ruble:

Managementul tuturor sistemelor printr-un singur sistem de control
Posibilitate de control de pe panouri tactile și PDA-uri.
Unitate de control individuală pentru încălzire, ventilație, încălzire prin pardoseală etc. în fiecare cameră.
Controlul calității aerului și al umidității (manual sau automat).
Controlul prizelor și al luminii (manual sau automat).
Managementul canalizării și al alimentării cu apă.

De la 1 milion 200 de mii de ruble:

Controlul înghețului cablului extern și al încălzirii acestuia.
Încălzirea canalelor de scurgere, dacă este necesar, pentru a evita gheața și gheața.
Multicamera.
Automatizare completă a tuturor sistemelor din casă.
Control și management prin Internet.

Aceste intervale de preț sunt oferite ca ghid pentru a vă oferi o idee aproximativă a situației. De asemenea, acest serviciu sau acela poate fi găsit într-un segment de preț mai ieftin - totul depinde de caracteristicile, complexitatea și numărul de dispozitive necesare din sistem.

Calcul și specificații tehnice

Este mai bine să planificați în avans proiectarea unei case inteligente pentru a nu numai să țineți cont de toate nevoile clientului, ci și să le îndepliniți la cea mai înaltă calitate posibilă. Companiile oferă adesea specificații tehnice pentru calcule gratuit, astfel încât să puteți afla cât va costa rapid și fără cheltuieli speciale o anumită instalație de sisteme de control. Experții vor explica ce anume poate fi făcut și controlat, precum și ce capacități are acest sistem de casă inteligentă.

Desigur, posibilitățile unei locuințe inteligente sunt aproape nelimitate, deoarece apare o tehnologie nouă, mai avansată, gata să vină în ajutorul proprietarilor pentru a le oferi orice confort.

În prezent capabilitățile și funcțiile unei „casă inteligentă” sunt capabili să schimbe radical opiniile asupra modului în care este organizată viața într-un apartament sau casă la țară. O rețea inteligentă care funcționează pe baza unui singur program de operare pentru dispozitivele utilizate. Face posibilă atât gestionarea casei în ansamblu, cât și controlul complet al sistemelor de inginerie și al diferitelor aparate de uz casnic. Despre exact ce capacități are o „casă inteligentă”, avantajele si dezavantajele sistemului vor fi discutate mai jos.

Posibilitățile unei „case inteligente”

Sistem inteligent are o gamă largă de capabilități care pot satisface nevoile celor mai pretențioși proprietari. Utilizarea sistemului literal din primele zile creează un confort maxim și, de asemenea, reduce semnificativ nevoia de a menține anumite comunicații și dispozitive. Chiar și cea mai complexă tehnologie modernă devine accesibilă și simplu de utilizat. Este intuitiv pentru utilizatorii de orice nivel de pregătire.

Funcționalitatea principală a sistemului conține instrumentele necesare pentru a utiliza cu succes controlul automat programabil.

Folosind sistemul „casă inteligentă”, devine posibil să se controleze sursele de iluminat instalate, echipamentele de securitate și divertisment, precum și alte componente ale rețelei inteligente integrate:

da sarcini pentru a menține o temperatură confortabilă;
controlați sistemele suplimentare de încălzire;
configurați automatizarea iluminatului cu parametri zilnici temporari;
gestionează sistemele și dispozitivele de inginerie pentru a utiliza în mod economic energia electrică;
asigură controlul și monitorizarea echipamentelor audio și video pentru o distribuție de înaltă calitate a semnalului care vine de la acestea în mod uniform în întreaga cameră;
asigura prevenirea scurgerilor de gaze si apa;
controlează încălzirea de la distanță a băilor sau a saunelor;
activarea mecanismelor care asigură deschiderea și închiderea draperiilor, porților, barierelor etc.;
, simulând prezența proprietarului locuinței, supraveghere video și multe alte procese.

Avantaje și dezavantaje ale unei case inteligente într-un apartament

Fiecare sistem sau dispozitiv are atât avantaje, cât și dezavantaje. Casa inteligentă are avantajele și dezavantajele sale. Printre principalele avantaje ale unui sistem inteligent se numără: urmatoarele avantaje:

în cazul oricărei amenințări, asigură securitatea prin controlul accesului și notificare;
capacitatea de a controla dispozitivele de la distanță folosind o singură telecomandă ca parte a sistemului (pentru aceasta există condiții pentru utilizarea diferitelor dispozitive, de exemplu, telefoane mobile, panouri tactile etc.);
disponibilitatea opțiunilor de configurare a sistemului foarte flexibile;
control de înaltă calitate asupra proceselor de funcționare a sistemului de încălzire și a consumului de energie electrică;
capacitatea de a automatiza funcționarea unui număr mare de aparate electrocasnice.

Acestea sunt principalele avantaje ale unei case inteligente. Putem numi mai multe, dar este și necesar să atingem unele dintre dezavantajele sistemului pentru a avea o înțelegere mai completă și obiectivă a acestuia.

Dezavantaje ale sistemului:

Prețuri mari pentru achiziționarea echipamentului necesar, precum și pentru instalarea și întreținerea acestuia (conform reclamei, se plătesc singuri după cinci ani).
Necesitatea de a instala o cantitate mare de echipamente suplimentare în cameră, inclusiv senzori, fire, senzori etc. Acest lucru nu numai că provoacă o mulțime de probleme, dar poate să nu fie complet sigur pentru sănătate, deși publicitatea este tăcută despre acest lucru.
Echipamentul trebuie să funcționeze fără probleme și fără defecțiuni. În cazul oricăror circumstanțe neprevăzute, pentru a asigura funcționarea neîntreruptă a sistemului de casă inteligentă, va fi necesară o sursă de alimentare de rezervă. Ceea ce va implica, fără îndoială, costuri suplimentare și căutarea unui loc unde să-l instaleze. În această calitate, de regulă, se folosesc generatoare care funcționează cu motorină sau benzină. Pentru ei trebuie alocate spații special echipate și, de asemenea, trebuie întreținute. Și dacă ai un apartament, nu o clădire separată...
În cele din urmă, nu trebuie uitat că la instalarea sistemului vor fi necesare reparații majore. Și această sarcină, după cum știți, nu este ușoară.

Concluzie

După cântărirea principalelor avantaje și dezavantaje, fiecare are dreptul de a alege. Principalul lucru este să aveți întotdeauna o imagine clară a imaginii de ansamblu și să știți la ce să vă așteptați dacă decideți să instalați un sistem inteligent. Atunci nu vor exista momente neașteptate sau neplăcute în timpul procesului de instalare și puteți folosi în mod optim finanțele și timpul. Și ai mai puțină încredere în publicitate, care nu este întotdeauna adevărată.