Що таке розумний будинок: пристрій системи, принцип роботи, схема + рекомендації по збірці своїми руками

Зміст:

Anonim

Численні інженерні системи, обгризені загальною назвою «Розумний будинок», забезпечують користувачам високий рівень комфорту, безпеки. Але існує сотні різновидів варіантів такого обладнання, причому вирішальних кардинально відрізняються завдання.

Давайте разом спробуємо розібратися у всіх тонкощах і зрозуміти, що таке розумний будинок, а потім перейдемо до практичних кроків, що дозволяє підвищити комфортність проживання. Так як дорогі комплектуючі не залишають місця для помилок.

Що являє собою така система?

Будь-комплект електроніки, виготовленої для розумного будинку, є високотехнологічним устаткуванням. Призначеним для автоматизованого і, найчастіше, централізованого контролю, гнучкого, точного управління діяльністю систем комунікацій квартири, будинки.

Основні можливості розумного будинку

Інтелектуальні командні блоки розумного будинку здатні створювати оптимальний мікроклімат в квартирі, будинку.

Причому для вирішення цього завдання здійснюється управління всіма обігрівальними приладами, кондиціонерами, спліт-системами, фільтрами, озонаторами і іншими подібними виробами.

Суть процесу в наступному: центри управління, оснащені процесорами, отримують результати вимірів хімічного складу повітря, її температури, вологості і дають сигнали потрібних елементів конструкції.

Так, якщо приміщення потрібно охолодити, то подається команда на включення кондиціонера, а одночасно вимикається все опалювальне обладнання, якщо таке працювало. Тобто командні блоки систем також забезпечують злагодженість всіх виконуваних процесів.

Детальніше про те, як працює система клімат контроль і особливості її вибору читайте далі.

Сучасні інтелектуальні системи для приміщень є наборами автоматики, що дозволяють істотно підвищити рівень життя, а також забезпечити економію електроенергії, причому на значні 30-40%. Але слід пам'ятати про те, що з огляду на чималу вартість обладнання покупка окупиться через багато років активної експлуатації

А взагалі «Розумний будинок» в просунутій комплектації здатний одночасно керувати декількома сотнями приладів, що відносяться до систем:

  • освітлення, причому, як внутрішнього, так і зовнішнього;
  • аварійних джерел живлення, якими можуть бути, як акумулятори, так і генератори;
  • контролю енергоспоживання;
  • опалення, охолодження повітря;
  • обігріву окремих елементів будівлі (зливової каналізації, сходинок);
  • водозабезпечення;
  • каналізації;
  • фільтрації;
  • визначення аварійних ситуацій (витоків газу, води, проблем в електромережі);
  • моніторингу.

А також може здійснюватися управління сигналізацією, камерами спостереження і безліччю іншого обладнання, до якого відносяться навіть штори, вікна, телевізори, аудіо-, відеотехніка, розміщена по всій квартирі, будинку.

Функціональність і інші характеристики будь-якої інтелектуальної системи можливо адаптувати під будь-які умови, що дозволить створити гнучку систему управління всією домашньою електронікою, опалювальними приладами, кондиціонерами, освітленням і всім іншим обладнанням

Самі процеси бувають, як затребуваними, так і рідкісними, разовими, наприклад, до перших можна зарахувати управління температурою, яскравістю освітлення і багато інших.

До другої категорії відноситься настройка індивідуальних потоків теплого або холодного повітря. Наприклад, здатних обігрівати ноги користувачам, які переглядають зимовими вечорами телепередачі.

Особливість сучасних систем розумного будинку в тому, що з їх допомогою дозволено встановлювати відмінні один від одного режими у всіх приміщеннях квартири, будинки. Наприклад, температура в дитячій може бути найвищою, а в коридорі найнижчою, так як він в опаленні практично не потребує.

Одночасно у ванній система може регулярно боротися з підвищеною вологістю, на кухні ж з забрудненням повітря.

Електроніка в силах враховувати і масу корисних дрібниць. Наприклад, вона здатна автоматично забезпечити ввечері в спальні вищу температуру, ніж вранці, так як такі особливості сприяють повноцінному відпочинку, легкому пробудженню

Максимально ефективними вважаються комплексні системи, здатні керувати всіма важливими процесами.

Але ознаками розумного будинку володіють і найпростіші комплекти обладнання, що виконують лише одну функцію. Наприклад, до таких відноситься процесор керуючий включенням / виключенням встановленого на дачі обігрівача.

Встановлений в електромережу диммер, який регулює яскравість ламп, а разом з тим знижує витрату електроенергії, також відноситься до інтелектуального обладнання.

Як працює і влаштована система?

Спробуємо розібратися в тому, як працює затребувана сьогодні система розумного будинку і якою вона буває. Основою будь-якого комплекту інтелектуального обладнання є процесор, який представляє собою досить потужний і сучасний комп'ютер.

Ефективність йому забезпечує програмне забезпечення з десятками, а то й сотнями встановлених режимів, які відносяться до найбільш затребуваним.

В результаті, в багатьох випадках, користувачам залишиться просто внести необхідні параметри, наприклад, температури і т.д. і активізувати потрібну програму.

Далі блок управління буде здійснювати контроль методом порівняння актуальних значень з запрограмованими. Вся необхідна інформація надходить від внутрішніх органів управління входить до складу системи обладнання, контролерів, датчиків, які встановлюються в кожному приміщенні.

Основним принципом роботи будь-якої інтелектуальної системи є забезпечення зручності, гнучкості, простоти в управлінні всіма розміщеними в житло обладнанням. Робиться це з метою скоротити до мінімуму необхідність участі користувача, підвищенні ефективності, економічності, безпеки експлуатації. Тобто користувач повинен отримувати користь, задоволення від діяльності системи, при цьому майже не приділяючи їй уваги

Якщо отримані в режимі реального часу дані не відповідають встановленим, то блок управління подає відповідні команди, що дозволяють внести коригування. Причому всі вони забезпечують обладнанню злагоджену роботу.

Тобто, щоб збільшити температуру в потрібному приміщенні спочатку вимикається кондиціонер і тільки потім включається опалювальне обладнання. Що дозволяє економити до 40% електроенергії, а також виключається небезпечна критичне навантаження на мережу.

Різновиди розумного будинку

Виробники враховують потреби різних категорій користувачів, в результаті ринок насичений відмінними видами інтелектуального обладнання.

Так воно буває:

  • проводовим;
  • бездротовим.

У першому випадку командний блок, виконавчі датчики, сервомотори, контролери та інші елементи конструкції з'єднуються між собою проводами.

Перевагою такого способу є висока коректність виконання команд. Це означає, що практично відсутня ймовірність перевантаження передавальної шини великою кількістю сигналів. Крім того, оптико-волоконні дроти забезпечують високу швидкість відгуку.

Найважливішим недоліком вважається складність монтажу, так як доводиться прокладати і ховати від очей велика кількість проводів.

Це ж призводить до суттєвих додаткових витрат на необхідні будівельні матеріали, тому оптимальним моментом установки дротяних систем є виконання ремонту в приміщеннях.

А також прокладання проводів є трудомісткою, тому на таку процедуру витрачається досить багато часу.

У будь-якому житло є обладнання, що дозволяє вирішувати різні завдання - опалювати приміщення, висвітлювати їх, забезпечувати безпеку і т.д. І розумний будинок здатний впоратися з усіма перерахованими функціями або управляти кожною окремо. Причому те, який спосіб буде оптимальним доведеться вирішувати користувачеві в кожному окремому випадку. Це ж свідчить про те, що важливими перевагами будь-якої інтелектуальної системи є гнучкість, адаптивність

Бездротові різновиди обладнання відрізняються тим, що зв'язок між елементами конструкції здійснюється за допомогою радіосигналів, для чого використовуються відповідні комунікації.

Важливою перевагою такого варіанту обладнання є простота монтажу. Під час якого немає необхідності змінювати конструкцію приміщень, витрачатися на будівельні матеріали, що робить установку легкою та швидкою процедурою.

Основним недоліком бездротових систем є сам спосіб зв'язку між компонентами. Так як радіосигнали істотно обмежують їх функціональність, крім того, досить часто доводиться виконувати заміну батарейок, що незручно і є регулярною статтею витрат.

Ще одна класифікація систем Розумний будинок по типу управління - це може бути централізований або децентралізований варіант.

Хоча централізація управління є одним з найважливіших переваг будь-якого комплекту такого устаткування і в більшості випадків воно належить саме до цього різновиду, але децентралізовані системи також мають право на життя.

Причина в тому, що цей спосіб дає можливість нівелювати наслідки відмови будь-якого окремого компонента розумного будинку.

Також використання підсистем з різними блоками управління дозволяє підвищити надійність ключових функцій.

Наприклад, якщо власник приміщення хоче його надійно захистити від несанкціонованого проникнення, то використання двох децентралізованих систем більш практичне рішення, ніж однієї централізованої.

Багато хто вважає, що централізоване управління всім домашнім обладнанням є важливою перевагою і особливістю розумного будинку. Але таке твердження не завжди справедливо, так як окремі децентралізовані системи здатні підвищити безпеку, надійність і ефективність застосування інтелектуального управління. Наприклад, окремими вигідно робити системи безпеки (як зазначено на фото), виявлення аварійних ситуацій

Основним недоліком використання декількох систем розумного будинку одночасно є складність в налаштуванні, налагодження.

Відбувається це тому, що збільшується кількість компонентів - кожна децентралізована система має окремий процесор, що нерідко виникає плутанина при їх взаємодії або управлінні користувачем. А також ця особливість призводить до подорожчання комплекту обладнання.

В результаті децентралізовані системи рекомендується використовувати тільки в окремих випадках, коли переваги явно переважають над негативними моментами.

Важливою особливістю є поділ за видами протоколів, які бувають:

  • відкритими;
  • закритими.

До першої категорії відносяться системи, управління якими відбувається за допомогою мови, яка використовується різними виробниками.

Перевагами такого різновиду обладнання є функціональність, доступність, універсальність, що забезпечує значний вибір компонентів, які можливо включити до складу. Але нерідко попередньо їх доведеться адаптувати для спільного використання, що, втім, не виключає збоїв

Закритими системами вважаються ті, що управляються на мові, створеному і використовуваному тільки одним виробником, що дає можливість включити до складу комплекту тільки компоненти розроблені і виготовлені ним же.

Що знижує функціональність, універсальність, зате забезпечує високу ступінь сумісності пристроїв, приладів.

Схема інтелектуальної системи управління

Будь-комплект обладнання для розумного будинку схожий з конструктором, з якого можна створити все, що завгодно.

Тому навряд чи користувач, охочий зібрати у себе вдома будь-яку її різновид, знайде відповідну схему для своїх побутових умов. Наприклад, стандартний варіант для 3-х кімнатної квартири або для будинку певної площі і поверховості.

Будь-які приміщення мають свої особливості, а у їх власників власні переваги, бюджет. В результаті використовуються різні керівні органи, виконавчі елементи

Потрібну схему доведеться складати самому або за допомогою фахівців. Винятками можуть бути найпростіші варіанти розумного будинку або децентралізовані системи, які також складністю не відрізняються.

Прикладом, може бути схема установки диммера в електромережу та працює з ним в парі датчика руху, так як вона стандартна, тому однакова у всіх випадках.

Тим, хто бажає зібрати інтелектуальну систему самостійно слід знати про те, що слід володіти певними навичками, знаннями, причому в різних сферах. Наприклад, на фото зображений графічний інтерфейс, що дозволяє здійснювати управління, контроль, отримувати потрібну інформацію. І він створюється для кожного випадку окремо, методом програмування

Але навіть в цьому і подібних випадках рекомендується звернутися до фахівців. Причина в тому, що всі системи працюють від електроенергії і якісь грубі помилки можуть призвести до пожеж, ураження електричним струмом, поломкою дорогих елементів конструкції.

Рекомендації по самостійній збірці

Оскільки вартість інтелектуальних систем дорога, а їх монтаж принесе додаткові витрати, причому чималі (до 50% від вартості комплекту обладнання), то їх самостійна установка допоможе істотно заощадити.

А ще така робота приносить задоволення, тому збірку розумного будинку своїми власними руками, починаючи зі створення проекту, можна розглядати в якості хобі.

Одним з найважливіших порад для тих, хто бажає зібрати інтелектуальну систему самостійно, полягає в тому, що б початку робіт передувало складання проекту. Так як він допоможе виявити безліч особливостей, тонкощів, а значить і уникнути помилок

Але слід розуміти, що не кожен бажаючий користувач здатний здійснити власноручний монтаж подібної системи - для цього потрібно володіти цілим набором знань і навичок.

До яких відносяться:

  1. Уміння працювати з електроприладами. Причому в цій сфері потрібно володіти широкими знаннями, наприклад, такими елементарними, як навички надійного з'єднання елементів конструкції, кабелю між собою. Знадобиться і вміння в збірці електрощитів, розуміння принципів управління сучасними електроприладами, інші подібні. Знання правил техніки безпеки також належить до обов'язкових.
  2. Навички програмування, причому для різних операційних систем. Вони потрібні, так як при кожному монтажі інтелектуальної системи доведеться створювати графічний інтерфейс, за допомогою якого в подальшому здійснюється управління.
  3. Знання принципів побудови сучасних систем автоматики. Тобто необхідно хоча-б розбиратися в типах контролерів, їх входах / виходах, розуміти які датчики та інше обладнання з ними дозволено використовувати і т.д.
  4. Розуміння алгоритмів роботи системи в цілому і всіх її окремих частин.

Якщо всі перераховані знання, навички є, тоді необхідно перейти до підготовчих процедур. Для початку важливо визначити завдання, які повинен вирішувати комплект обладнання.

Важливим моментом при самостійній збірці розумного будинку є необхідність високої якості монтажу. Якщо це ігнорувати, то результатом може стати некоректна робота всього комплекту обладнання, зниження пожежної безпеки та інше

Після чого слід розібратися чи можливо це втілити в життя технічно - чи витримає електромережу, достатніми чи є характеристики комплектуючих. Крім того, слід обстежити житло з метою виявлення місць для монтажу. А також потрібно розуміти вистачить для покупки грошей.

І після цього можна приступати до створення робочого проекту майбутньої системи.

Якщо обстеження приміщення з метою виявлення оптимальних місць для установки окремих частин комплекту для розумного будинку ще можна виконати самому, не маючи навичок і досвіду в подібних питаннях, то за розробку проекту слід братися тільки зі знанням справи.

У випадках відсутності досвіду і невпевненості в своїх силах краще звертатися до фахівців за консультацією перед самою процедурою або після неї з метою виконання перевірки. Що дозволить знизити ймовірність помилок і наступних фінансових втрат, інших неприємностей

Навіть, якщо практичних навичок і знань достатньо, то рекомендується почати знайомство з інтелектуальними системами з найпростіших варіантів.

Тобто слід придбати комплект, в який входить контролер, комплект датчиків та інше обладнання, що дозволяє вирішувати будь-яку одну важливу задачу.

Наприклад, контролювати появу витоку води, здійснювати відеоспостереження або регулювати яскравість світла. А затем досконально разобраться со всеми особенностями.

Описанный подход позволит получить практический опыт, найти квалифицированных специалистов, способных оказать эффективную помощь и, кроме того, избежать значительных финансовых потерь, даже, если интерес к умной системе пропадет или что-то пойдет не по плану.

Если принято решение самостоятельно собрать систему, то начинать нужно с простейших вариантов. Это позволит получить опыт, понять есть ли желание заниматься такой работой и дальше, при этом расходы будут минимальными

Еще для первой самостоятельной попытки собрать интеллектуальную систему желательно приобрести оборудование, которым управляют контроллеры Beckhoff, Siemens, ОВЕН, другие подобные. Так как они являются свободно программируемыми, простыми в использовании и пригодны для решения различных задач.

Если совместно с каким-либо из перечисленных контроллеров использовать специальный комплект программного обеспечения, предназначенного для управления системой с компьютера, оснащенного Windows, планшета, смартфона с iOS, Android, то появится возможность легко изменять сценарии.

А также оперативно преобразовывать интерфейс, удалять ненужные и добавлять новые элементы конструкции.

Причем все перечисленное сможет выполнять самостоятельно каждый пользователь даже с базовыми навыками программирования. Примером управляющего ПО может являться Easy Home, способная работать со всеми востребованными операционными системами, перечисленными выше.

Висновки і корисне відео по темі

Первый ролик даст возможность разобраться с возможностями умного дома, как и чем комплектуют такие простейшие системы и каким образом это можно делать самостоятельно.

Следующий видеоматериал также посвящен монтажу интеллектуальных систем своими руками.

Современная интеллектуальная автоматика способна не просто повысить комфорт, но и повысить уровень жизни всех обитателей дома. Но для этого необходимо разобраться в принципе работы умного дома .

В противном случае владельца ждет не просто разочарование, но и существенные финансовые потери. Так как функциональные комплекты стоят немалых денег.

Залишилися питання по темі статті? Или можете дополнить наш материал ценной информацией о принципах функционирования системы “Умный дом”? Будь ласка, залишайте свої коментарі, діліться досвідом в розташованому нижче блоці.