«Умный дом» своими руками

Высокие технологии перестают быть чем-то недоступным, принадлежащим только учёным в их лабораториях. Они входят в быт человека всё плотнее, обеспечивают уют и комфорт. Одним из наглядных примеров, ранее встречавшихся только в фантастических романах, является система «умный дом», позволяющая снять с владельца массу забот: автоматизировать управление всеми коммуникациями, снизить расходы на отопление и электроснабжение, увеличить удобство и безопасность жилища. В реальности это компьютерная технология, логичная и понятная всем желающим разобраться в её устройстве, позволяющая создать эту систему своими руками.

Что такое «умный дом»

Это высокотехнологичная система автоматизации, управляющая всеми системами, инженерными коммуникациями или устройствами жилого помещения. Проще говоря, это процессор, осуществляющий надзор и согласование работы всех подключённых к нему устройств.

Большинство проблем, возникающих перед жителями, происходит из-за недостатка внимания, проявленного к тому или иному коммуникационному узлу или подсистеме. Отопление, водоснабжение, электрические сети дома — все эти группы оборудования периодически выходят из строя вследствие не обнаруженных вовремя мелких неисправностей, понемногу выросших до размеров серьёзной проблемы. Комплекс же осуществляет постоянный контроль за функционированием коммуникаций, вовремя предупреждает о возникающих угрозах или возможных неисправностях.

Управление элементами системы со смартфона

Структура комплекса рассчитана на максимальное удобство для пользователя, например, есть возможность управлять всей системой с помощью смартфона

Благодаря этой технологии становится возможным запрограммировать время включения или отключения того или иного узла, переход с одного режима работы на другой. Например, организовать ежедневное включение/отключение уличного освещения, увеличение или снижение температуры в отопительной системе в зависимости от погодных условий. Появляется возможность управлять электронными устройствами всего дома при помощи одного пульта, позволяющего включить ДВД-диск в гостиной, но смотреть его по телевизору, установленному на кухне, если так удобнее владельцу.

Возможности такой системы велики и зависят только от видов и вариантов реализации.

Виды

Существует множество разновидностей комплекса, каждая со своими плюсами и минусами, которые удобней всего рассмотреть в таблице.

Разновидности системы Особенности Достоинства Сложности
Проводные работают напрямую, передавая сигналы с датчиков контроля на блок управления или на исполнительные устройства по проводам, проложенным в доме
  • быстрота отклика проводных устройств;
  • нет риска перегрузки передающей шины разными командами, то есть «зависаний» и сбоев в работе.
  • сложная установка, требует времени и трудозатрат;
  • необходимость монтажа во время строительства, для готовых домов неприемлемы
Беспроводные связь исполнительных механизмов и подсистем управления осуществляется по теле- и радиокоммуникациям нет необходимости в прокладке проводов, что существенно ускоряет процесс установки, исключает вмешательство в конструкцию или нарушение итоговой отделки дома
  • необходимость частой замены батареек в элементах управления;
  • связь с базой по радио несколько ограничивает функциональные возможности.
Централизованные комплексы позволяют осуществлять полный контроль за состоянием и режимом работы всех коммуникаций дома с единого управляющего блока -процессора с большим количеством разъёмов для подключения техники и устройств способен согласовать и объединить все задействованные элементы помещения высокая степень зависимости работы от способностей и качества программы, установленной в процессор
Децентрализованные комплексы представляют собой набор независимых друг от друга микропроцессоров возможность минимизировать последствия отказа отдельного узла большое количество отдельных управляющих элементов, что иногда создаёт путаницу и усложняет процесс наладки или настройки
Оборудование
с открытым протоколом
управляющие команды, используемые в системе, используются многими производителями позволяет присоединять устройства от различных производителей, которые смогут быть опознаны процессором и работать под его управлением возможна необходимость частичной адаптации элементов друг под друга
Комплекты с закрытым протоколом управление производится на собственном языке, разработанном производителем, и допускает использование только соответствующих устройств или приборов имеет высокую степень соответствия всех узлов и элементов не допускает подключения посторонних устройств — они не будут опознаны системой и не смогут работать в связке с ней

Разработка новых, усовершенствованных видов этой технологии происходит непрерывно. Постоянно появляются обновлённые или созданные заново варианты программного или конструктивного решения, способные выполнять более сложные и ответственные задачи.

Преимущества и недостатки

«Умный дом» — сложная и многофункциональная система, несомненно обладающая рядом достоинств:

  • Возможность установить в помещении и настроить по собственным параметрам любой её вид, от безопасности до водоснабжения или отопления.
  • С первых дней функционирования этот комплекс позволяет экономить до 30% расходов на содержание дома.
  • Высокий уровень комфорта.
  • Возможность использовать эту систему не только как управляющего, но и как источник развлечения.
Управление системой с помощью смартфона

В рамках этой технологии можно настраивать не только работу аудио- и видеотехники, но и, например, температуру воды в бассейне

Однако с ней связаны и не самые приятные моменты:

  • Высокая стоимость. Это основная проблема, ограничивающая распространение технологии. Расходы на приобретение и монтаж слишком высоки, а выход из строя некоторых узлов системы иногда не подлежит восстановлению по причине неподъёмных цен.
  • Сложность прокладки проводов для системы. Эта процедура является весьма трудоёмкой, доступна только на этапе строительства (внутренней отделки). Если заменить систему на беспроводной вариант, её стоимость мгновенно увеличивается в несколько раз.
  • Необходимость иметь отдельное помещение или пространство для установки оборудования. Для небольшого жилища этот момент становится не менее проблематичным, чем остальные. Понадобится резервный источник питания, стабилизаторы напряжения, защищающие узлы с блоком управления от перепадов напряжения. Все это необходимо где-то установить, обслуживать или ремонтировать.

Несмотря на существующие сложности, установка этой системы становится все более востребованной и распространённой.

Подготовительные работы перед монтажом своими руками

Прежде чем приступить к непосредственной установке системы, необходимо произвести некоторые подготовительные работы:

  1. Выбрать определённый тип, доступный по техническим и финансовым позициям.
  2. Создать подробный проект, рабочий чертёж всей системы.
  3. Обследовать дом и оценить состояние коммуникаций, их готовность к установке элементов управления и датчиков контроля.
  4. Определить наиболее удобное место для монтажа, установки и расположения основных узлов и элементов комплекса.

Некоторые разновидности системы нуждаются в наличии компьютера, на котором устанавливаются необходимые программы, создаётся сайт дома, отображающий схему системы и основные элементы управления. Настройка и регулировка такого комплекса производится с пк, планшета или смартфона.

Плашет с интерфейсом управления системой

Подобное расположение иконок, отвечающих каждая за свой «участок», делает управление системой значительно проще

Выполнение подготовки требует чёткого понимания принципов работы, конфигурации, особенностей или устройства выбранного комплекса. Если познаний не хватает, придётся ознакомиться с устройством системы и получить необходимую информацию или отказаться от затеи организовать настолько сложный комплекс, задействуя только свои руки и голову, и обратиться за помощью к специалистам.

Схема «умного дома»

Перед началом работ по установке необходимо составить схему, позволяющую определить все точки монтажа, способы соединения, коммуникации и контроля за элементами.

Примерная схема комплекса для установки своими руками

Схема комплекса включает в себя множество элементов, например, камеры, видеосервер, датчики исполнители

Схематическое изображение позволяет наглядно представить себе конфигурацию, принцип действия системы, определить наиболее ответственные её узлы и участки. Она состоит из трёх основных групп элементов:

  • Датчики. Они являются «органами чувств» системы, сигнализирующими об изменениях или обнаруженных нарушениях.
  • Исполнительные элементы, механизмы. Эти устройства осуществляют непосредственное воздействие на коммуникации, изменяют режим работы, переключение или регулировку.
  • Приборы управления, контроллеры, серверы. Это центральная часть системы, производящая контроль, выполняющая установленные программы и управляющая её функционированием.

Это поможет наглядно представить себе конфигурацию, обнаружить допущенные ошибки, составить спецификацию на состав системы.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Для сборки системы своими руками лучше всего приобрести готовый набор, соответствующий потребностям и возможностям дома или квартиры. Порядок монтажных работ подробно изложен в руководстве пользователя, с которым необходимо внимательно ознакомиться перед началом работ и постоянно сверяться во время практических действий.

Процесс установки комплекса состоит в подключении к центральному процессору исполнительных элементов и датчиков. Порядок действий следующий:

  1. Установка датчиков контроля.
  2. Монтаж исполнительных элементов — сервомоторов, переключателей, кранов и т.д.
  3. Подключение устройств к соответствующим разъёмам платы процессора.

После завершения монтажа производится пробный запуск, настройка системы.

Датчики контроля

Для некоторых подсистем разрабатываются отдельные небольшие схемы

Рекомендуется начинать с простейших функций и постепенно переходить к более сложным операциям. Сразу программировать многоступенчатые режимы работы не следует, сначала надо отрегулировать, настроить систему при помощи элементарных действий.

Особенности установки в коттедже и квартире

Состав и конфигурация комплекса в значительной степени привязана к типу или размерам помещения.

  • Для частного дома, коттеджа или дачи актуальны подсистемы отопления, водо- и электроснабжения, которые нередко используются в автономном режиме.
  • Для квартиры, подключённой к централизованным сетям, управление этими элементами сводится к своевременному включению или отключению. Нередко эти элементы вообще не включаются в состав системы.

Количество исполнительных механизмов, задействованных в комплексе, возрастает с увеличением автономности жилища. Чем меньше зависимость от сетевых или прочих ресурсов, поставляемых со стороны, тем больше наполненность комплекса управления, выше его ответственность и значимость для жизнеобеспечения жилища.

Элементы управления: голосовые и ручные

Существует две группы этих элементов:

  • Беспроводные. Используют для связи теле- или радиотехнологии.
  • Проводные. Присоединяются посредством специального кабеля (иногда — с помощью обычной витой пары), имеют быстрый отклик на команды, высокую степень надёжности.

Управление функциями системы может производиться с разных устройств:

  • Пульт управления.
  • Панели управления.
  • Блок управления, щит — все эти три вида подразумевают использование кнопок или сенсорного экрана.
  • Планшет, смартфон, пк — здесь можно задействовать и голосовой способ.

Пульты относятся к беспроводным устройствам и в основном применяются на комплексах с закрытым кодом. Панели управления имеют стационарный тип установки, обычно оборудуются сенсорным экраном.

Панель управления «умного дома»

По желанию заказчика может устанавливаться стационарная система корректировки работы комплекса

Способ коммуникации с исполнительными элементами одинаков для всех видов устройств, поскольку в конечном счёте команды приходят на процессор, который передаёт их определённому механизму.

Монтаж системы «умного дома» доступен подготовленным людям, представляющим себе принципы и особенности устройства комплекса. Неуверенность в своих силах, непонимание каких-либо моментов являются основаниями для обращения к специалистам. Ошибки, допущенные при монтаже этого сложного комплекса на даче или в квартире, могут вызвать серьёзные последствия, поэтому надо реально оценивать свои возможности, чтобы созданная система могла принести лишь дополнительный комфорт.