Умный дом своими руками: оборудования, системы, схемы, как сделать

Умный дом – что это

Умный дом — это домашняя автоматизация, которая является продолжением автоматизации зданий. Домашняя автоматизация может включать централизованное управление освещением, HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), бытовой техникой, замками, дверями, GSM и другими системами для повышения удобства, комфорта, энергоэффективности и безопасности. Следует отметить, что для некоторых категорий людей (пожилых, инвалидов) этот вид деятельности может стать необходимым.

Фото — Идеи распространения умного дома

Содержание дома напрямую зависит от потребностей его владельцев. Несмотря на все рекламные кампании, безопасность систем сильно преувеличена. На электрощит приходится большая нагрузка, и это может быть опасно, если проводка в доме некачественная. Кулаков советует начать с замены всей проводки.

Фото — Простой умный дом

С недавним внедрением в нашу жизнь технологии SMART многие люди уже не могут представить свою жизнь без автоматических настроек, программных устройств, необходимого нам беспроводного интернета, бытовой техники.

Автоматизация дома — это использование компьютерных и информационных технологий для управления приборами и их функциями. Это может варьироваться от простого дистанционного управления освещением до сложных сетей на базе компьютеров/микроконтроллеров с различной степенью интеллекта и автоматизации. Домашняя автоматизация в идеале должна быть максимально простой.

Фото — Умный дверной замок

Преимущества использования интеллектуальной домашней автоматизации на базе PIC- или WAVE в доме

1. Экономное использование времени на ежедневную настройку различных механизмов, ответы на звонки, отправку почты;
2. Использование газообразного или жидкого топлива, а позднее и электричества, позволило повысить уровень автоматизации систем отопления, сократив трудозатраты на ручную дозаправку радиатора и плиты.
3. Разработка термостатов позволила установить более автоматизированное управление нагревом, а затем и охлаждением;
4. Промышленные объекты и жилые дома часто защищаются таким образом;
5. По мере увеличения количества управляемых приборов в доме возрастает их взаимосвязь. Например, духовка может отправлять уведомления о необходимости очистки, а холодильник — о необходимости обслуживания.
6. В простых установках «умная» система может включать свет, когда человек входит в комнату. Кроме того, в зависимости от времени суток телевизор может настраиваться на соответствующие каналы, регулировать температуру воздуха и устанавливать освещение.

Умный дом может предоставить интерфейс для доступа к бытовой технике или автоматике для обеспечения управления и мониторинга на смартфоне, через сервер, mini smart для iPhone, iPod touch, а также с помощью портативного компьютера (требуется специальный софт: AVR Studio).

Фото — Управление домом с помощью планшета

Умных колонок недостаточно для настоящей автоматизации

Маркетинг заставляет нас верить, что умные колонки, такие как Google Nest Audio, являются идеальным решением для умного дома. На самом деле, они очень плохо справляются с реальной частью автоматизации.

Процедуры Google Assistant, позволяющие настроить автоматизацию, не поддерживаются и не выполняются локально. Другими словами, если вы не сможете подключиться к Интернету, ваша ежедневная вечерняя рутина автоматического включения света также перестанет работать.

Кроме того, платформа «умного дома» от Google еще не настолько полнофункциональна, как специализированный центр «умного дома». Например, он не поддерживает открывание дверей или датчики движения, поэтому вы не сможете включить свет, когда войдете в комнату. Триггеры между устройствами также полностью исключены из подпрограмм. Это означает, что вы не сможете сделать даже такую простую вещь, как автоматическое включение вентилятора в зависимости от текущей температуры в помещении.

Технически вы можете использовать устройства Nest в качестве датчиков присутствия, но они не умеют работать независимо в каждой комнате. Автоматизация возможна только с помощью геолокации, которая срабатывает, когда вы уходите или возвращаетесь домой.

Стоит отметить, что серия Amazon Echo предлагает более продвинутые функции в этой области. Умный дисплей Echo Show и динамик Echo Plus поддерживают функцию концентратора со встроенной поддержкой Zigbee. Их возможности все еще несколько ограничены по сравнению с автономным концентратором Zigbee, но их комплектация намного лучше. Компания Amazon даже разработала базовые голосовые команды, которые работают в автономном режиме.

Я люблю свои умные колонки и дисплеи Google Nest, но только в качестве пульта дистанционного управления и многокомнатной аудиосистемы.

С умом подходите к выбору концентратора для умного дома

Теперь, когда мы выяснили, почему вам может понадобиться отдельный концентратор для вашего умного дома, давайте рассмотрим возможные варианты. Концентратор (его называют просто «хаб») — это специальный блок управления, к которому подключаются все остальные гаджеты в вашем доме, поэтому надежность и простота использования имеют первостепенное значение.

В принципе, существует два типа концентраторов — те, которые привязаны к производителю, и те, которые могут подключаться практически ко всему без ограничений. Закрытые экосистемы часто обещают более разумное управление и взаимодействие. В ходе тестирования я заметил, что это больше бесполезный маркетинг, говорящий либо о проприетарных протоколах с требованиями сертификации, либо о неоправданной надбавке к цене.

Всем, кто собирается в ближайшем будущем создать «умный дом», я бы рекомендовал обратить внимание на следующие системы:

• SmartThings. Разработанная компанией Samsung, система SmartThings проста в использовании и интуитивно понятна. Он совместим с широким спектром продуктов Zigbee и Z-Wave и даже поддерживает плагины, разработанные сообществом для пользовательских сценариев работы устройств.
• Домашний помощник. Эту платформу для умного дома можно назвать самой мощной и настраиваемой в списке, но, к сожалению, она не очень удобна для новичков. Как и другие проекты с открытым исходным кодом, Home Assistant имеет огромное сообщество, которое постоянно изобретает и добавляет новые функции в экосистему. Если вы такой энтузиаст, то это предложение идеально подходит для вас.
• Хабитат. Хотя Hubitat считается одним из второстепенных игроков в индустрии умных домов, система сочетает в себе лучшие аспекты SmartThings и Home Assistant. Концентратор умного дома компании отличается простотой, многофункциональностью и локальным управлением. Hubitat гордится своей настраиваемостью и отличной поддержкой устройств.
• HomeKit. Платформа «умного дома» от Apple невероятно функциональна и универсальна. HomeKit превращает ваши любимые гаджеты в единый шлюз, поэтому совместимость распространяется от iPhone и iPad до Mac, HomePod и Apple TV. Еще одно преимущество — автоматизация на локальном уровне, в отличие от «умного дома» Google. Минусы? Нет поддержки Zigbee или Z-Wave, для которых вам потребуется отдельный концентратор. В то же время она устраняет проблемы фрагментации Wi-Fi и локального контроля.

Подготовка

Прежде чем приступить к созданию «умного дома», необходимо:

• Решите, какую систему вы хотите использовать: готовую или самодельную;
• Выбрать протокол будущей сети и ее тип, руководствуясь финансовыми и техническими возможностями. Выберите набор устройств;
• Составьте подробный план проекта;
• Провести визуальный осмотр дома или квартиры, оценить состояние помещений и их коммуникаций, определить готовность к установке датчиков и элементов управления;
• Определите места для прокладки проводов (при наличии проводки) и установки узлов интеллектуальной системы.

Важно: для некоторых типов систем вам понадобится компьютер со специальным программным обеспечением, которое отображает схему расположения компонентов и их взаимодействия. Управление и настройка готового умного дома также будет осуществляться с компьютера или смартфона/планшета — это зависит от реализации.

Все это потребует глубокого понимания того, как работают устройства и как они взаимодействуют, поэтому перед началом любых манипуляций необходимо получить исчерпывающую информацию. Или обратитесь за советом и помощью к специалисту.

Схема «умного дома»

Для того чтобы успешно установить систему умного дома, сначала необходимо разработать схему системы. Это самый важный элемент подготовительного этапа работы: схема определяет состав комплекса, места, где будут установлены его компоненты, и механизмы взаимодействия. Схематическое описание является наглядным представлением конфигурации сети.

Последняя состоит из трех условных групп:

• Датчики. Они передают информацию блоку управления или исполнительным механизмам о состоянии контролируемого параметра и, в случае изменения, инициируют определенные события;
• Приводы. Они изменяют режимы работы соответствующего оборудования (например, кондиционирования и вентиляции), действуют по связи, выполняют другие запрограммированные команды;
• Контрольные устройства. Это может быть центральный блок или блок управления в децентрализованной сети. Они синхронизируют работу других устройств, управляют ими и обеспечивают взаимодействие между умным домом и пользователем.

Элементы умного дома

Компоненты домашней автоматизации включают в себя датчики (например, температуры, дневного света или обнаружения движения), контроллеры и исполнительные устройства, такие как клапаны, выключатели, двигатели и другие.

Фото — Принципиальная схема управления домом

HVAC

Это отопление, вентиляция и кондиционирование, HVAC может контролировать температуру и влажность, например, интернет-термостат позволяет домовладельцу дистанционно управлять системами отопления и кондиционирования здания, система может автоматически открывать и закрывать окна, включать радиаторы и котлы, а также подогрев полов.

Освещение

Эти светорегуляторы могут использоваться для управления домашним освещением, бытовой техникой. Можно также включить естественное освещение, жалюзи или шторы.

Фото — Схема умного дома

Аудио-визуальные .

В эту категорию входят аудио- и видеосигналы для обеспечения безопасности. К ним относятся:

• Эффект присутствия дистанционного управления (Это самая передовая технология, которая используется для повышения безопасности). Завершение в освещении огней, музыкальном сопровождении.
• Моделирование присутствия
• Контроль температуры
• Диммирование (электрические фонари, уличное освещение)
• Безопасность (сигнализация, рольставни).

Схема интеллектуальной системы управления

Любой полный набор устройств умного дома напоминает строительный набор, из которого можно создать что угодно.

Поэтому маловероятно, что пользователь, желающий собрать любой из его вариантов в домашних условиях, найдет подходящую схему для своих домашних условий. Например, стандартный вариант для трехкомнатной квартиры или для дома определенной площади и этажности.

Все номера имеют свои особенности, а их владельцы — свои предпочтения и бюджеты. Соответственно, используются различные блоки управления, приводы и т.д.

Необходимые схемы придется составлять самостоятельно или с помощью профессионалов. Исключением могут быть простейшие варианты «умного дома» или децентрализованные системы, которые также не отличаются сложностью.

Примером может служить схема подключения для установки сетевого диммера и парного датчика движения, так как она является стандартной, поэтому одинакова во всех случаях.

Желающие самостоятельно построить интеллектуальную систему должны знать, что они должны обладать определенными навыками и знаниями в различных областях. Например, на рисунке показан графический интерфейс для управления, контроля и получения необходимой информации. И он создается для каждого отдельного случая, посредством программирования.

Но даже в этом и подобных случаях рекомендуется обратиться к специалисту. Причина в том, что все системы работают от электричества, и любые очевидные ошибки могут привести к пожарам, поражению электрическим током и повреждению дорогостоящих компонентов.

Без чего же наш умный дом не станет «полной чашей»?

Умный пульт

Это устройство, которое подключается по Wi-Fi к вашей базовой системе и служит своего рода проводником между ней и различными компонентами домашней автоматизации — от умных лампочек до датчиков открытия/закрытия дверей.

Чтобы управлять всеми интеллектуальными устройствами в вашем доме, достаточно приобрести и настроить универсальный пульт дистанционного управления.

Схема работы одинакова для всех пультов: контроллер подключается по Wi-Fi к смарт-динамику, а к другим смарт-устройствам — по ИК-порту или также по Wi-Fi.

В случае с решением Xiaomi контроллер входит в оригинальную упаковку, а для Google Home и Amazone Echo подойдет любой универсальный пульт, например, Logitech Harmony Smart Control или аналогичный.

После того как вы достанете пульт из коробки и установите программное обеспечение на свой смартфон, вам нужно будет подключить его к колонке Google или Amazon, чтобы настроить ее, или, как считает Xiaomi, оставить все как есть.

Умное освещение

Самые запоминающиеся эпизоды в фильмах о будущем — это те, где главный герой входит в комнату, и в ней загорается свет. На самом деле, все, что вам нужно сделать, это вкрутить умную лампочку в плафон и установить соответствующее приложение на свой смартфон или планшет. Эти устройства легче всего интегрировать в интеллектуальную экосистему.

Умные лампочки легче всего интегрировать в экосистему умного дома

Сегодня многие производители предлагают такие устройства, как IKEA, Xiaomi, Prestogio, TP-Link, Redmond — практически все. Часто лампочка поставляется с соответствующим пультом дистанционного управления, но если вы соедините ее с универсальным пультом, лампочка будет работать и на нем.

Такие лампы могут не только включаться и выключаться с кнопки, но и работать по определенному расписанию, например, зажигаться вечером, чтобы хозяин не входил вечером в темный дом, а собака не завывала в темноте, если установить датчик движения — просто включаться, когда кто-то входит в квартиру, или, если установлен датчик открытия/закрытия двери — когда она захлопывается.

Сегодня на отечественном рынке такая лампа стоит от 1,5 до 5 тысяч рублей.

Готовые решения и сборка своими руками

Умный дом сегодня интересует не только обычных людей, которые хотят сделать свое жилье более комфортным, но и энтузиастов, которым нравится сам процесс проектирования и создания такой современной системы. Существует множество ресурсов, на которых DIYers обсуждают, как лучше внедрить умное освещение или устранить протечку труб. Но ведь не всем интересно рассматривать создание умного дома своими руками, верно? Но именно для нас, обычных пользователей, самые умные разработчики крупных компаний предлагают готовые решения (хабы), которых в наше время очень много.

Xiaomi Smart Home Suite

Посмотреть все 1 изображение

Китайская компания Xiaomi в настоящее время известна своими недорогими смартфонами, которые завоевывают бюджетный рынок благодаря высокому качеству и впечатляющим характеристикам. Однако компания занимается не только производством смартфонов — из-под ее крыла регулярно выходит множество необычных и инновационных устройств. Например, недавно компания запустила собственное решение для автоматизации дома — Smart Home Suite.

Сегодня мы далеки от того, что мы считаем «умным домом» — все еще очень мало устройств, которые могут быть интегрированы с ним. Тем не менее, есть надежда, что список поддерживаемых устройств будет расширен в ближайшем будущем.

На данный момент в комплект Smart Home Suite входит сам концентратор, контроллер, датчики движения и двери, а также универсальная кнопка. Smart Home Suite может управлять довольно большим количеством устройств от Xiaomi и других производителей.

В качестве центрального узла используется довольно большой «планшет», подключаемый к сети. Предусмотрена поддержка управления со смартфона через специальное приложение. Концентратор может подключаться к Интернету, что позволяет удаленно контролировать состояние устройств. С помощью Smart Home Suite можно управлять телевизорами MiTV, колонками, умными лампами, увлажнителями воздуха и другими устройствами.

Smart Home Suite, который снимет все хлопоты по созданию умного дома своими руками, будет стоить около 4 000 рублей, что недорого, учитывая комплектацию и возможности. Тем не менее, это устройство от Xiaomi далеко от понятия «умный дом», которое подразумевает более гибкие функции. Smart Home Suite — это простой способ автоматизировать работу электрических устройств в доме.