Как сделать умный дом своими руками. Система умный дом своими руками

Умный дом своими руками комплектуется по модулям, каждый из которых подключается к автоматике. Управление пространством дома из любой комнаты и через интернет осуществляется просто и безопасно. Бюджетный вариант автоматики справится с основными задачами по созданию комфорта. Существуют готовые решения по автоматизации оборудования. Одним из них является модульная система на Arduino. Она позволяет подобрать оборудование по собственному усмотрению и установить нужное ПО.

С чего начать?

Основным звеном, которое будет управлять всей системой, является компьютер. Он будет являться сервером нашей системы умного дома. В процессор необходимо подключить специальную плату, на которую будет установлено программное обеспечение. Оптимально решение — приобрести плату Arduino, а на компьютер установить одноименную среду разработки.

Готовые продукты данного производителя по назначению можно разделить на 2 категории — платы Arduino и шилды. Плата представляет собой специальный модуль, главным элементом которого является контроллер. На контроллер записываются необходимые программы для управления умным домом. Шилд — дополнительная плата, которая расширяет возможности. В ней содержится та или иная периферия, которая управляет контроллером. Шилд нужно одевать на контроллер сверху.

Важно: Для каждого модуля плата расширения приобретается отдельно.

Существует стартовый набор Arduino, в котором содержится наиболее часто применяемые компоненты. В комплекте имеется руководство, позволяющее реализовать своими руками 15 автоматизированных проектов. Программный продукт совмещается с Windows, Linux и Mac OS X. Для программирования микроконтроллера используется специальный язык Arduino.

Автоматизация системы отопления

Автоматизации подлежит, как электрическое, таки и централизованное (газовое) отопление. Умный дом своими руками реализовать достаточно сложно. Необходимы знания по электрике и физике. Стандартная отопительная система состоит из котла (газового, электрического, реже твердотопливного), трубопроводов — прямого и обратки. Оборудование подключается к датчикам, информация с которых будет считывать контроллер. Для подключения «умного» отопления понадобится:

• — контроллер Arduino;
• — модуль расширения Arduino;
• — термопара, которая выполняет замер дымовых газов;
• — блоки реле — 4 штуки (по 2 на активатор и насос);
• — дисплей и переходники к нему;
• — водяной термометр цифровой.

Собирается схема на основе вышеуказанных компонентов, готовая плата устанавливается в процессор компьютера. Описание, как собрать Arduino, можно наглядно посмотреть на видео. Для последующей сборки создается проект печатной платы в программе Fritzing, на нее в среде программы устанавливают нужные компоненты. Плата проходит тестирование на работоспособность с помощью ПО. Затем посредством среды разработки Arduino записывается программный код на собранный контроллер.

Важно: В процессе сборки необходимо соблюдать пропорции платы. Технические параметры модулей подбираются строго по схеме.

Код подбирается с учетом подключаемых модулей и возможностей умного дома. Одна схема способна реализовать несколько сложных решений по автоматизации отопления умного дома. Существует множество учебников, позволяющих запрограммировать самостоятельно нужные опции в модуле. Контроллер позволяет менять параметры системы на ходу посредством программирования. Система будет считывать показания датчиков и управлять работой котла.

«Умный» водопровод

Задача умного дома — бесперебойная поставка холодной воды и управление горячей. Автономная система водообеспечения состоит из резервуара, в котором будет накапливаться и храниться вода, и насоса. Бак должен быть рассчитан на суточную норму. Насос закачивает воду из источника, набираться она может в емкость самотеком. Чтобы не было переливов, устанавливают запорные клапаны. Когда количество воды достигнет в баке нужного уровня, залив воды в него прекратится.

Вода из хранилища перекачивается по трубам насосной станцией. Когда открывается кран, давление внутри труб снижается, установка начинает работать. Когда кран закрыт, давление, наоборот, повышается, станция отключается. На водопровод устанавливают фильтры глубокой очистки, на канализацию — многоступенчатые, которые позволяют стоки использовать вновь, например, для полива.

Горячее водоснабжение реализуется с использованием солнечных батарей. Вода нагревается и накапливается в специальном резервуаре. Бак оснащают качественной теплоизоляцией для предотвращения быстрого остывания. В комплект к такому подогреву устанавливают газовое или электрическое оборудование для нагрева воды. Водонагреватель включают, когда нагрев солнечной батареей неэффективен либо исчерпан запас горячей воды. Такая реализация «умного» водопровода позволяет экономить затраты на ее подогрев.

«Умный» полив эффективен на больших участках. Он позволяет снизить затраты и сэкономить время на выполнение орошения. Насосы по команде, отосланной с компьютера, начинают подавать воду по системе трубопроводов. Распрыскивание воды может быть организовано по кругу либо точечно. Все зависит от конструкции установленных форсунок. Они скрываются в зелени растений либо траве и начинают орошать при подаче воды. Система орошения программируется по зонам: одни поливают часто, другие — раз в день либо еженедельно.

В местах разветвления труб устанавливают электромагнитные клапаны, которые препятствуют подачу воды в чужую зону. Клапан открывается только при подаче команды с компьютера. Только тогда в этой зоне будет осуществлен полив. В местах, где требуется необильный полив, устанавливают капельную систему орошения. Здесь главная задача — рассчитать частоту полива так, чтобы растениям было достаточно воды и не было застоя. Накопительный бак устанавливают на возвышенности. Вода поступает по трубам самотеком и попадает в почву через механические дозаторы.

Автоматизированный учет потребления ресурсов

Система «умного» учета реализуется с помощью специальных приборов учета газа, света и воды. Традиционные устройства технически не способны передавать информацию самостоятельно для дальнейших расчетов. На выходах приборов устанавливают клеммы с импульсным выходом. С импульсных выходов счетчиков информация передается в контроллер. Контроллер передает данные в концентратор, где происходит расшифровка импульсов, а затем ПО.

Дальнейший расчет выполняется специальными программами, например, создается таблица расчетов в Excel. Большинство ПО умеет не только рассчитывать стоимость затрат по услугам, но и планировать их на заданный период. Система может подключаться к банку и производить платежи без участия хозяев. Также она сопоставляет соответствие расхода лимитам и корректирует работу оборудования.

Управления мультимедийными устройствами и безопасностью

Система умного дома может управлять работой аудио- и видеопроигрывателей, телевизоров и прочей техники не только из одной комнаты, но и с улицы. Сигнал передается либо по кабельной системе, предварительно установленной в стене, либо по беспроводным сетям. К системе можно подключать дополнительно любое мультимедийное оборудование по Wi-Fi либо Bluetooth. Каждый член семьи в своей комнате будет слушать свой контент и смотреть любое видео без привязки к другим жильцам. Дистанционно либо при помощи панели настраивается одновременно работа нескольких каналов.

Система настраивается так, что при переходе из одной комнаты в другую звук с видео «следует» за человеком. Таким же способом можно настроить работу видеонаблюдения. При переходе из одной комнаты в другую можно следить за происходящим в доме и на улице. Такой симбиоз двух систем необходим, когда в доме есть маленькие дети.

«Умная» акустика может оповещать жильцов о чрезвычайных событиях, например, при утечке воды либо отключении света, показывает по видео, где находятся дети. Мультимедийный комплекс легко подключается к интернету для просмотра домочадцами контента онлайн. Подключение «умного» мультимедийного модуля не является обязательным.

Система безопасности собирается согласно схеме. В процессе сборки учитывают, что несанкционированно ее можно отключить только после разборки корпуса самой платы. Для оповещения используются пожарные извещатели. Для отключения системы рекомендуется устанавливать магнитные выключатели. Они устойчивы к загрязнениям, менее поддаются повреждениям и деформации.

Сегодня в Минске можно найти немало предложений от компаний, которые занимаются автоматизацией жилых и офисных помещений «под ключ». Но до широкого внедрения новой технологии в жизнь еще далеко, ведь большинство таких решений имеют высокую цену. Минский программист Александр Богданович самостоятельно спроектировал и установил в своем доме «умную автоматизацию» с помощью белорусского производителя «Ноотехника». Своим опытом он поделился с читателями КВ .

- Александр, расскажите, сколько времени у вас ушло на проектирование и монтаж «умного дома»?

Я не очень люблю название «умный дом». На мой взгляд, это больше маркетинговый ход, который не особо отражает саму суть системы, а суть заключается в умной автоматизации.

Началось все с того, что после долгих скитаний по съемным квартирам, мы с женой решили строить собственный дом. Уже на момент покупки участка я начал задумываться над системами умной автоматизации. Хотелось чего-то необычного, к тому же это была прекрасная возможность применить свои знания, ведь по образованию я инженер-программист.

Я понимал, что еще на этапе постройки надо закладывать возможность для того, чтобы в будущем можно было что-то «прикрутить», автоматизировать там, где это будет разумно.

Примерно за три года до начала стройки я начал все проектировать на бумаге. Много вещей испытывал, грубо говоря, на колене, собирал, писал код. Работает – хорошо. Откладывал это, как проработанный момент, и двигался дальше.

Три года шла стройка, и примерно полтора года назад мы переехали в свой дом, в котором на тот момент были готовы только две комнаты. И вот, когда дошло до практической реализации, некоторые из задумок «отвалились» сами собой за ненадобностью.

- Какие основные элементы включает ваша система?

На сегодня моя система "умной" автоматизации включает в себя четыре основных элемента.

Во-первых – это дистанционное управления светом с помощью решений компании «Ноотехника» Noolite. Это очень важный для меня момент. Для тех, кто живет в квартире, он может быть не понятен, ведь площади совсем другие.

Возможность беспроводного управления светом (системы Noolite управляют освещением по радиоканалу) меня сразу заинтриговала, плюс, подкупил ценник. Я с самого начала хотел, чтобы помимо комфорта моя умная автоматизация была и достаточно бюджетной.

Выключатель, который, по сути, представляет собой пульт-радиопередатчик, работает от батарейки. Его можно поставить где угодно, можно даже приклеить к мебели, главное – чтобы поверхность, на которую он устанавливается, была неметаллическая. Одним светильником может управлять сразу несколько выключателей.

Теперь у нас дома абсолютно нет привычных механических выключателей. Иногда передатчик Noolite просто лежит где-то в комнате, и только через полгода, когда мы решим, что вот в этом месте он действительно нужен, приклеиваем. Одно время у меня такой выключатель даже лежал в машине, чтобы можно было включать свет еще на подъезде к дому.

Управление освещением происходит не по электрической сети, поэтому нет необходимости прокладывать проводку под каждый выключатель. Исполнительный блок, который используется для включения/выключения света, у меня аккуратно вмонтирован в стену, можно также прятать его под подвесной потолок.

Есть также возможность управлять системой освещения Noolite через USB-адаптер, как в принципе и любой нагрузкой. А управляя нагрузкой, можно управлять практически любым электрическим прибором, вплоть до того, что с помощью решений «Ноотехники» можно включать или выключать телевизор.

Еще одним плюсом стало то, что ребята из «Ноотехники» находятся в Минске, это белорусский производитель. Так что за время проектирования своей системы я много с ними общался, и в общем-то остался всем доволен. Летом у «Ноотехники» должны выйти блоки с обратной связью, которые я опять же планирую применить у себя.

Дальше мне надо было знать показания температуры по комнатам. Я начал искать решения. Беспроводное? На тот момент, чтобы его реализовать, нужны были большие деньги. Один такой датчик стоил около 30 долларов, а ведь он нужен в доме не один. В итоге я нашел двунаправленную шину 1-Wire, которую и заказал в Англии . При магистрали до 200 м она работает даже без каких-то дополнительных питаний.

Сразу от компьютера провода выходят через USB-адаптер. Дальше, купил в Китае температурные датчики DS18B20 по доллару за штуку, микросхему DS2408 для управления 8 каналами за 8 долларов.

Еще один важный элемент моей системы – автоматизированный полив газонов. Когда я полил летом из шланга 5-6 соток, я понял, что автополив необходим. Пока он, конечно, в полусобранном состоянии, но уже протестирован – все работает. Управляется он через 8-канальную микросхему и плату ключей, которая открывает соленоидный клапан.

Видеонаблюдение. За год я протестировал несколько систем видеонаблюдения. Выбрал Xeoma: выиграл у них ключ на 8 камер по акции, снова получилось сэкономить.

- Как происходит управление системой?

Система состоит из обычного системного блока, сервера с Ubuntu. Все это работает и общается через USB-адаптер по 1-Wire топологии. Из языков программирования я использовал Python плюс MongoDB и микрофреймворк Flask.

Несколько раз я все переписывал, делал систему проще, удобнее . Сейчас управлять ей можно через Web-интерфейс, который используется в основном для добавления сценариев, и Windows Phone-приложение – непосредственно для управления. Набросал его за пару дней, и теперь у меня на телефон выводится вся нужная информация .

Любой сценарий можно запустить в ручном режиме или автоматически. Вскоре собираюсь подключить к системе интернет, и управлять ей можно будет уже извне.

- Что будет, если в доме отключится электричество?

Если электричество отключается, то отключается все. А чтобы «переподнять» после этого работу умной автоматизации стоит система Monit, которая следит за всеми процессами, как родитель за детьми. Если вдруг что-то «падает», подвисает, она просто перезапускает сервис. Конечно, «упасть» может и сама Monit, такое не исключено. Но почти за два года тестовой работы проблем не было. Когда свет снова включается, сервер сам автоматически «поднимается». За минуту-две все уже снова работает.

- Насколько реально для человека, который не имеет инженерного образования, собрать подобную систему?

Когда мы покупаем коробочку и к ней датчики, ставим приложение, и все работает – это одно. В моем же случае система do it yourself, и в ней все упирается в ПО. 1-Wire протокол предполагает написание специального софта, посредством которого и происходит общение с устройствами системы, а его написать сможет уже не каждый. Скорее всего, есть какие-то фреймворки на базе 1-Wire. Но это будут обобщенные решения, которые надо «допиливать» под себя.

- Каким важным требованиям в вашем доме отвечает «умная автоматизация»?

Критерия у меня два: моя система должна быть достаточно удобной и в то же время бюджетной. Основные элементы - переключатели Noolite , температурные датчики - я могу без проблем купить самостоятельно. Кроме того, гибкости системы я смог добиться потому, что проектировал, паял, устанавливал и писал код я сам. Мне нужна была автоматизация, которая будет удобной не только для меня, но и для моей семьи, гостей. В итоге я могу легко добавлять новые элементы, изменять систему по своему желанию, чего не получишь при покупке готовых дорогих решений.

Беседовала Надежда Абрамчук

Тема «Умный дом» уже у всех на слуху. Про неё говорят, в неё вкладывают, её развивают… По этой теме к таким гигантам как Siemens , General Electric и др. присоединились, казалось бы, не совсем профильные компании, такие как Microsoft , Google , Apple .

Единого стандарта по теме нет, равно как нет инструкции, мол, «делай так и вот так», поэтому теоретически построить свой умный дом может каждый и именно так, как ему захочется и потому эту тему я не смог пропустить и активно к ней подключился. Не скажу, что с умными домами я собаку съел… нет, скорее так, понадкусывал, но тем не менее, на основе свое опыта и своих наблюдений попробую выложить развёрнутый… ммм… How-To? Нет, не потянет. Обзор? Тоже не то… Скорее это будет напутствие или некий набор советов.

Театр начинается с вешалки, а я начну с того, что сразу расставлю все точки над «И», чтобы у читателей не возникало в процессе чтения необоснованного негатива или просто какого-то недопонимания.

Самое главное - это то, что статья рассчитана на людей, которые толком ещё не поняли, нужен ли им вообще этот самый «Умный дом» и нужно ли влезать в эту тему?

Теперь термин.
Будем честны, «Умный дом» - это не только такая система с искусственным интеллектом, которая разговаривает с Вами по утрам в ванной (пока вы бреетесь) и готовит Вам ужин пока вы едете домой. Не нужно путать систему с женой.

Умный дом - это любая система автоматизации/автоматики (или комплекс систем автоматизации/автоматики), которая хоть как-то, хоть на мельчайшую долю, но облегчает Ваш быт. Не важно что это: автоматическое выключение света в туалете после выхода оттуда человека и закрытия двери, или система, которая сама поливает домашние цветы, кормит любимую кошку и перекрывает протекающую трубу водоснабжения, если вы задержались на работе допоздна. Если в Вашем доме что-то срабатывает на основе какого-то алгоритма, значит это уже можно назвать системой «Умный дом», только с ограниченным функционалом.

Так же «Умный дом» - это не только особняк, напичканный электроникой, но и квартира, в которой работает Ваша система автоматизации и/или управления, т.е. «Умная квартира» - это тоже «Умный дом» и дальше по тексту мы будем пользоваться именно этим термином.

Вообще излишнее занудство человеку ни к чему, а вдаваться в полемику по вопросу насколько умным оказался «Умный дом», который сделал студент Коля - я считаю, неуважение труда того самого Коли. Он это сделал? Оно работает и чем-то управляет? Великолепно, молодец! Пусть дальше растёт над собой.

Возвращаемся к теме.

Мы хотим построить наш «Умный дом», с чего начать? С покупки, строительства? Нет, в этом деле, как и во всех инженерных задачах, начинать нужно с бумаги, а точнее - с проекта. Будет ли это жеванная бумажка с понятными только Вам схемами и чертежами или это будет что-то нарисованное в *CAD… главное, чтобы было понятно хотя бы Вам что же там изображено.

Не бойтесь описывать «далёкие планы», записывайте и продумывайте всё, даже то, что сможете сделать в очень далёкой перспективе. Лучше всё продумать сейчас ибо потом будет уже поздно. Это опыт оплаченный кровью многих инженеров, наступивших на многочисленные грабли.

На что следует обратить внимание?

1. Пользователи

Подумайте, как с вводимой вами системой будут обращаться пользователи, т.е. жильцы Вашего дома или члены Вашей семьи. Смогут ли этим пользоваться не подкованные в техническом плане люди (старики, дети или жена - не важно кто именно). Сценарий типа: «Дорогая, свет в туалете сейчас включиться, сейчас я только прошивку в Ардуину долью.» не подходит. Представьте, что Вы сдаёте свою систему богатому «быдловатому» бандиту, который видя Ваши выключатели со светодиодной подсветкой скажет Вам: "Эта… слыш, а чо эта за хрень? Куда тут чо жать? ". То, что очевидно Вам может быть абсолютно не понятно остальным.

2. Технология

Проводная или беспроводная. Если проводная, значит нужно строить планы прокладки всех необходимых кабелей (и лучше с большим запасом). Где штробить стены, где размещать розетки и элементы автоматизации - всё должно быть на схеме. Если система беспроводная, то продумайте где будут стоять передатчики/приёмники, где будут размещены повторители сигналов.
Сейчас Вы это помните, через месяц, когда информации будет очень много, в голове будет каша и что-то будет забываться.

3. Исполнитель

Кто будет всё это делать? Вы сами или нанятая специализирующаяся по теме фирма? Самостоятельно будет дешевле, но потребуется от Вас глубокого погружения в вопрос. Мы всё же будем полагаться на самостоятельное развёртывание, ведь категория статьи «Сделай сам», не так ли?

4. Автономность

Продумывая функционал и возможности умного дома всегда рассчитывайте на то, что в доме не будет Интернета. Конечно, многие умные дядьки возразят мне, мол, нужно продумывать возможность сопряжения с чем-то во внешнем мире… продумывайте, закладывайте, ни кто не спорит, но Ваш умный дом должен работать исправно в режиме полной автономности/изоляции. Человеку, живущему в мегаполисе, возможно будет трудно понять, как так, чтоб совсем не было Интернета… GPRS, ADSL, хоть что-то же должно быть резервное? Нет, нет и ещё раз нет! Ничего может и не быть, но работать должно всё .

Вот пример:
Вы соорудили забавную систему: говорите «Нафаня, включи мультиварку/свет в туалете» и система выключает мультиварку или свет в туалете, попутно произнося «Включаю». Но вдруг из-за злобных хакеров Аль-Каеды сеть Вашего провайдера отвались, а за ней посыпалась и сеть Вашего мобильного оператора «Рупор», который обеспечивает Вас резервным LTE каналом. Естественно Google TTS, в основе которого и лежала Ваша система голосового управления, отвалился и умный дом в мгновение ока превратился в немого тупицу, который не может ничего включить. Сделайте возможность ручного управления, а ещё лучше, сделайте систему так, чтобы она могла, например, зачитывать вслух погоду без голосового сервиса Google. Сложно, но можно. Никто не говорил, что развернуть «Умный дом» - это как MS Office установить.

Второй пример:
Вы сделали управление умным домом через приложение на Android, но после описанной выше злобной атаки хакеров ваш смартфон не смог обратиться на облачный сервис и дать команду умному дому выключить забытый утюг. Напишите своё приложение, которое сможет работать удалённо через 2G-сеть мобильного оператора или по Wi-Fi, если вы находитесь в зоне покрытия Вашей домашней точки доступа.

5. Следующий момент, который нужно помнить при проектировании, вытекает из предыдущего: «Ядро» Вашей системы автоматизации.

В Вашем доме может быть роутер (ADSL, LTE или ещё какой), свитч или ещё какое-то сетевое коммутирующее устройство, но умным домом должно управлять «ядро» - отдельное и самостоятельное устройство. Ни в коем случае не объединяйте управление сетевым трафиком и управлением домом в одной железке. Сейчас много роутеров, на которые можно установить прошивки с миниатюрной копией Linux, а многие знакомящиеся с этой темой люди пытаются на такие роутеры навешать всё что в голову приходит. Лично я люблю такие роутеры, в которых можно подстроить более точно всё то, что мне нужно, но я не считаю верным установку средств управления на устройство, изначально не рассчитанное на это.
Ваш дом может остаться полностью без сети, но должна работать домашняя автоматизация или наоборот, домашняя автоматизация может «вылететь», но это не должно утянуть на дно и работу ЛВС (локальной сети).

6. Размещение ядра

Под всю эту котовасию с роутером, свитчем, ядром системы управления, системам резервного питания и т.п. нужно выделить отдельное место: шкаф, чулан, закрытая ниша/антресоль. Что угодно, где есть вентиляция (оборудование будет греться и нужно подумать об охлаждении) и где это не будет мешаться/попадать на глаза. Ваша система не должна портить общего вида жилья и вносить негативных изменений в домашний уют.

Если у Вас есть подвал, то лучше Ваш «центр управления полётами» развернуть там.

7. Расходы

Возможно это нужно было вставить где-то ближе к началу, но если предыдущие пункты до конца не проработаны, то до расходов дело может и не дойти.
Самое главное что нужно знать, это то, что «Умный дом» - чертовски дорогая затея. Вы можете делать что-то самостоятельно (травить платы, программировать микроконтроллеры), но это только уменьшит Ваши расходы, а не исключит их совсем.
Следующее по важности, что в этом пункте нужно учесть - дубликация. Закупку всякого оборудования и исполнителей закладывайте в двойном размере и всегда округляйте в бОльшую сторону. В Вашем доме на каждого исполнителя (выключатели, датчики и т.п.) должен лежать в загашнике дублёр (если, конечно, обслуживанием Вашего дома не занимается сторонняя организация). Не рассчитывайте на то, что если что-то сломается, то Вы поедете в магазин и купите.

Пример:
Скакнуло напряжение. Защита хоть и сработала, но часть встроенных выключателей света сгорело, я Вы вчера заболели и лежите дома с температурой 39,2 градуса. Допустим, что Вы мужчина мужественный (вот ведь каламбур получился), и, наплевав на своё здоровье, решили подняться с постели и заменить все выключатели самостоятельно, но… чем? Дублёром.

Решили перед входом разместить камеру? Закупайте две. Прикинули, что по дому Вам нужно 12 «умных» выключателей? Закупайте 24. Думаете не бывает так, что вылетят сразу все 12? Бывает, к сожалению и самое первое, что у Вас должно быть продублировано - ядро системы.

Итог

Я описал ничтожно малую часть начала такого большого и интересного для большинства «технарей» проекта, как «Умный дом». Эта тема затрагивает почти все сферы в IT: сети, программирование, администрирование, автоматизация, электрика и электроника… и от этого она является темой сложной, требующей особого подхода. Это видно из того, что я написал выше, ну а если не видно, значит писатель во мне так и не созрел.

Запихать весь текст в одну статью никак не получится, я и так достаточно насокращал, потому будет, как минимум, ещё одна часть материала, которая, в принципе, будет содержать в себе советы/рекомендации по выбору программной и аппаратной части. Звучит немного странно, мол, такое разнообразие технологий, какие тут могут быть советы? Тем не менее, советы и рекомендации есть даже в такой ситуации.

Спасибо всем за внимание, и тем, кто дочитал все это до конца.

Свое загородное жилье - мечта многих, при этом очень важно, чтобы оно было тщательно продуманным и удобным для проживания. Например, многие хотят сделать «умный дом» своимируками. Что это такое и как продумать, чтобы ваше жилье было не только красивым и хорошо спланированным, но и функциональным?

"Умный дом": что это?

Специалисты утверждают, что подобная система основана на полной автоматизации всех составляющих жилья. Например, если вы не хотите вставать ночью и выключать свет в коридоре, можно сделать это гораздо проще: одним пультом решаются сразу несколько проблем. Чтобы сделать «умный дом» своимируками, придется потрудиться, а потому многие предпочитают уже готовые системы, предлагаемые различными компаниями. Например, с помощью разнообразных контроллеров, датчиков, проводов, исполнительных устройств, которые убираются в стены здания, можно одновременно управлять всеми компонентами своего жилья: электро- и водоснабжением, освещением и вентиляцией. При этом участие хозяина в этом процесс минимальное - управление исключительно пультом.

Как это делается?

Современная система «Умный дом» продумана до мелочей. То есть хозяин такого жилья может держать под контролем все жизненно важные составляющие своего коттеджа или квартиры. При этом большинство компаний, которые специализируются на подобных конструкциях, выполняют монтаж системы « Умный дом » с учетом пожеланий заказчиков. Примечательно, что каждая подобная разработка индивидуальна, создается она под конкретный объект, соответственно, и проектное решение совершенно иное под каждый конкретный случай.

Система «Умныйдом» дляквартиры или загородного коттеджа предполагает, что объект будет наполнен своеобразными «электронными слугами». Причем это не только и не столько телевизоры, холодильники и домашние кинотеатры, сколько теплые полы, системы кондиционирования и вентиляции, котлы и насосы. Плюс источники Конечно, монтировать все эти системы самостоятельно не так легко, но попробовать сделать свой дом «умным» все же стоит.

С чего начать?

Наш дом представляет собой своеобразный пазл, который нужно грамотно собрать. То есть мы должны насытить его с помощью различных технических устройств, коммуникаций, которые будут работать для нашего же удобства. Чтобы сделать «Умныйдом»своимируками, нам нужно объединить ряд составляющих в единую стабильно работающую систему. Причем элементарную конструкцию вполне можно создать и самостоятельно. Для этого нужно только иметь определенные навыки:

1. Знать электрику и уметь управлять различными электрическими приборами, работать с током.
2. Разбираться в принципах построения автоматических систем, то есть понимать, какими бывают контроллеры, какие сигналы они подают.
3. Уметь программировать, чтобы создать настольную или мобильную операционную систему и интерфейс, через который будет осуществляться управление.
4. Четко понимать алгоритмы, по которым будет работать система «Умныйдом».
5. Хорошо знать используемое оборудование.

То есть наша задача - объединить все решения в одно, чтобы управлять всем зданием посредством компьютера или мобильного устройства. Попробуем разобраться, какое понадобится для системы «Умныйдом» оборудование.

Первое: система предупреждения

Своевременное предупреждение аварий - залог того, что хозяин не будет переживать по поводу поломки какой-нибудь конструкции или протечки труб. Если установить в свой дом автоматическую можно держать под контролем допустимую нагрузку на сеть электропитания. При этом даже при коротком замыкании подача электричества будет отключена, а само оборудование будет в целости и сохранности. Если вы вдруг забудете выключить утюг или кран, датчик обязательно предупредит вас об этом, а в случае необходимости перекроет все системы.

Второе: электроснабжение

Система «Умный дом» (своими руками вполне возможно выполнить монтаж определенных ее составляющих) предполагает, что должно быть надежным электроснабжение, особенно если свет в вашем районе выключается довольно часто. Чтобы уберечь свою технику и жилье в целом, следует установить в «умном доме» стабилизированные блоки питания, в которые встроен аккумулятор. Это сохранит работоспособность всех систем в случае возникновения чрезвычайных ситуаций. Чтобы не думать о возможных перебоях в электрическом питании, можно монтировать в своем жилье дизельный генератор и блоки резервного питания. Благодаря автоматическому управлению уровень топлива в генераторе будет под постоянным контролем, а нагрузка на сеть - распределяться равномерно.

Третье: охранная сигнализация

Защита своего жилья играет важную роль, в том числе и в системе «Умныйдом».Своими руками установить сигнализацию не составит никакого труда. Например, датчики можно расположить вдоль забора, который ограждает территорию, на стенах, окнах, дверях, а также в комнатах. Если вдруг сработает хотя бы один из них, активизируются все системы оповещения, которые запрограммированы в конкретном алгоритме. Подобная система будет состоять из датчика присутствия, контрольной панели, источника бесперебойного питания с аккумулятором (в случае отключения энергии он проработает примерно 6-7 часов), сирены, считывателя ключей-таблеток.

Четвертое: управление освещением

Оно необходимо, чтобы грамотно управлять системой «Умный дом». Своими руками (схема должна быть составлена совместно с грамотными проектировщиками) можно разработать систему управления освещением, благодаря которой можно будет существенно сэкономить на содержании дома и создать в нем уют. Подбирать количество и виды осветительных приборов нужно в зависимости от того, в каком помещении они будут монтироваться, как в нем будет оформляться интерьер и так далее. При этом систему освещения каждый может обустроить так, как ему нравится и нужно. Главное - автоматическое управление, когда владелец дома может не задумываться о том, выключил он свет или нет. Можно настроить систему так, что освещение будет зажигаться при приближении человека и гаснуть, когда он будет уходить.

Пятое: энергопотребление

Чтобы ограничить мощности, которые дом потребляет, стоит обязательно установить систему управления энергопотреблением. Благодаря такому решению можно избежать серьезных проблем, которые могут возникнуть, если мощность достигнет своего пика. Например, если в вашем коттедже установлены теплые полы, работающие от электричества, может случиться перегрузка питающей сети. Если создать интеллектуальную систему, можно добиться плавного включения полов в разных помещениях, пока дом не прогреется полностью. Это позволит избежать резких скачков и перегруза сети. Кроме того, наличие такой системы приведет к тому, что по мере приближения мощности к пиковой генератор включится сам, а как только она снизится, он отключится.

Шестое: розетки должны быть в норме

Самое простое, что вы можете сделать для системы «Умный дом», - оборудование своими руками розеток. Это решение отличается экономичностью, поскольку достаточно иметь антенну и возможность управлять ею на расстоянии с помощью брелка. Суть подобной системы в том, что все розетки в доме соединяются по единой электрической цепи. Соответственно, при получении команды на включение, например, чайника или тостера, приборы начинают работать в определенное, установленное вами время. Кроме того, наличие такой централизованной системы позволяет отключить все включенные электроприборы одним нажатием кнопки на брелке.

Седьмое: теплый пол

Сегодня такие напольные покрытия пользуются большой популярностью, и это при том, что стоит монтаж недешево. По такому полу удобно и приятно ходить, на нем всегда тепло и безопасно. Современные теплые покрытия могут быть водяными или электрическими. Если установить в доме систему «Умный дом», то можно постоянно держать под контролем температуру в помещении. Причем управление ею производится посредством дистанционного управления. Интеллектуальная система — залог того, что в доме или квартире будет поддерживаться оптимальная для проживания температура. При этом энергопотребление будет рациональным, а значит, выгодным для владельцев.

Восьмое: отопительная система

Согласитесь, возможность самостоятельно регулировать состояние и степень нагревания батарей в доме дорогого стоит. В обычных квартирах мы не можем просто взять и отключить их, например, если стало слишком жарко. В «умном доме» сделать это просто, поскольку в нем радиаторное отопление имеет встроенные интеллектуальные модули. Благодаря им в помещении поддерживается определенная температура, которая автоматически меняется с помощью пульта. Эта система может быть легко внедрена в любой интерьер, при этом ему не будет нанесено никакого вреда.

Делается это просто: на обычные радиаторы устанавливаются регулирующие клапаны. Ими можно управлять автоматически посредством пульта управления, в который встроен датчик температуры. Если делать более сложную конфигурацию, то в ней клапаны и пульты связываются с помощью радиоканала, а регулировка и управление могут осуществляться через компьютер или Интернет.

Существует огромное количество решений, технологий, чтобы сделать свой дом «умным», то есть функциональным и грамотно обустроенным. Многие из них довольно просты. Что-то можно сделать самостоятельно, например установить систему антиобледенения крыш и лестниц или автоматическую конструкцию водоснабжения. А некоторые системы следует устанавливать только с профессионалами, например, если речь идет о приборах электропитания. В любом случае стоит потратить средства и сделать так, чтобы ваше жилье отвечало всем современным требованиям надежности, безопасности, качества.

В последнее время стала модной комфортная жизнь. Каждый пытается ее себе облегчить посредством использования разных приборов. Самый простой пример – пульт от телевизора, позволяет переключать каналы, управлять звуком, не вставая с дивана. Управлять дистанционно можно почти всем, лишь бы позволяла система.

Таким же образом можно обустроить своё собственное жильё, что позволит регулировать его с компьютера или телефоне. Это очень удобно и просто. Умный дом позволит экономить средства и время на многих вещах, которые раньше требовали приложения сил, энергии или личного присутствия. Это можно делать во время работы в офисе или отпуска – с дачи, моря, другого города.

Умный дом своими руками позволит сделать жизнь владельца и его семьи максимально комфортной и уютной.

Эта система выполняет такие функции:

• регулировка климата (отопления и кондиционирования);
• освещение (удобное расположение источников света, контроль яркости);
• безопасность (камеры, датчики движения, управление замками, сигнализацией, мониторинг утечек газа и воды);
• управление домом.

Но совсем не обязательно, что бы умный дом выполнял их все. Если не позволяют возможности или нет такой необходимости, вполне реально настроить только несколько или одну систему. Если человек создает умный дом своими руками, для удобства можно настроить их по очереди, а не все сразу.

Способы создания

Умный дом – это автоматизированная система для управления электрическими приборами в месте проживания при помощи компьютера или другого гаджета. Полная автоматизация жилого помещения.

Умный дом можно создать двумя способами:

1. Своими силами.
2. Купить готовые технологии.

В первом варианте можно проявить смекалку и на чем-то сэкономить. Второй вариант предполагает ряд преимуществ и недостатков.

Плюсы:

• проверено;
• надежно;
• качественно;
• есть готовые модули, которые решают нужные задачи.

Минусы:

• дорого;
• небольшая гибкость в управлении;
• ограниченность в возможностях модуля;
• протоколы, схемотехника – закрыты;
• невозможность сопряжения с другими системами.

Поэтому чтобы сделать максимально удобное и комфортное жильё, самый лучший выход – создать умный дом своими руками.

Фундамент для старта

В данном случае нужны знания и необходимое оборудование. Если за предметами техники достаточно будет съездить в строительный магазин, то знания нужно будет получать и необходимо знать какие, в какой области.

На чем нужно основываться во время создания умного дома своими руками:

• на открытых стандартах, протоколах;
• дешевых компонентах;
• уже накопленном опыте других людей;
• получении удовольствия от процесса.

Так как реализация такой затеи довольно сложна, чтобы обойтись без профессионалов нужно быть специалистом в проблемах, с которыми придётся столкнуться. Сферы, знания в которых необходимы для того, чтобы построить умный дом своими руками:

1. Электрика (знание техники, принципов работы с потоком электричества, сборка электроприборов и их деталей).
2. Принципы строения автоматических систем (все о контроллерах и сигналах).
3. Программирование (для создания пульта управления).
4. Знание самой системы и оборудования, с которым придется работать.

Очень часто умный дом представляет собой достаточно простую структуру. К примеру, контроль утечки воды, смс информирование, управление лампами с помощью пульта.

Возможные решения

Для того чтобы создать надёжный умный дом своими руками и контролировать его нужно правильно подобрать технику, разработать программы, опыт в инженерии и проектировании.

Самым сложным будет соединение этой системы с кондиционерами, кинотеатрами и прочими сторонними приборами.

Главным элементом умного дома своими руками считается пульт управления, как правило, это компьютер. Он будет выполнять функцию мозга в этом большом организме. С его помощью можно решать огромное количество задач в пределах системы. Он гибок, может выполнять много функций, объединяет все компоненты в одно целое. На него следует установить операционную систему Linux.

После установки операционной системы на сервер/компьютер следует создать для него сайт на Apache. Это одна из самых сложных задач. Реально отыскать готовые модули в интернете, но если есть желание сделать все самостоятельно, то придется поработать. Для начала следует разобраться в работе php и MySQL, понять, в какой последовательности устанавливать скрипты, которые будут все время задействованы, сообщать информацию о системе. Библиотека JQuery поможет создать удобный для работы сайт, его внешний вид. Движок для сайта облегчит работу с базами данных.

В современных компьютерах есть много протоколов и стандартов (RS232, USB, Ethernet, TCP/IP, Wi-F), которые облегчают интеграцию всех блоков и создание умного дома своими руками. По сути, происходит процесс обмена информацией между разными структурными частями. Поскольку дом создается своими руками, а не коммерческой компанией, то главный принцип в понимании того, что нужно это начать. А проблемы решать по мере их поступления. На экспериментах и строится эволюция.

До начала работы нужно определиться с функциями, которые являются самыми необходимыми. Например:

• управление светом/отоплением;
• пожарная безопасность;
• сигнализация/блокировка дверей.

Система безопасности

Необходимо установить видеокамеры в местах, которым требуется обзор. Сигнал от них будет передаваться на главный пульт, и записываться (в зависимости от настроек). Таким образом, можно будет контролировать все, что происходит в доме, когда хозяина в нем нет.

Вместе с видеонаблюдением можно оборудовать датчики движения. Они будут работать по принципу камер, нужно лишь скачать необходимые модули, разобраться в них.

Также можно контролировать замок. Вполне реально настроить его так, чтоб управление осуществлялось с помощью смартфона. Но есть один момент, нужно подбирать замок с возможностью доступа без электрики, чтоб не остаться на улице или запертым, в случае ее отсутствия.

Выключатели

Перед сном так не хочется вставать с кровати, чтобы нажать на клавишу выключателя. Умный дом своими руками может облегчить жизнь и в этом. На всех клавишах управления светом можно установить приборы, которые позволят делать это дистанционно. Также реально регулировать яркость света (с помощью диммеров) и количество горящих лампочек со своего смартфона.

Также можно контролировать уровень влажности и температуру, если подключить к серверу 1-wire датчики. Это обеспечит комфортное проживание при любых погодных условиях.

Система отопления

Контроль тепла – очень удобная вещь. Можно отрегулировать, чтобы батареи выключались сразу после ухода владельца, а включались за несколько часов до возвращения. Это позволяет значительно экономить финансы и ресурсы.

Отопительное оборудование (котел, трубопроводы) нужно подключить к датчикам, которые будут передавать информацию на контроллер. Также пригодятся модули расширения, термопара, блоки реле, дисплей и переходники, водостойкий цифровой термометр. Все эти компоненты устанавливаются по схеме, тестируются, затем пишется программный код на контроллер с учетом модулей и возможностей системы.

Такая схема может решить проблему с автоматизацией отопления в доме. Можно самостоятельно запрограммировать необходимые параметры или менять их в дальнейшем. Контроллер будет считывать показатели датчиков, и управлять котлом.

Выгода

Всем известно, что за комфорт нужно платить и, как правило, немалые суммы. Как уже говорилось, создание умного дома своими руками, а не с помощью специализированной компании позволит сэкономить и избежать установки огромного количества предлагаемых ими, но не нужных хозяину жилья функций.

Даже такой вариант – это не маленькие затраты. Хотя эта система и позволяет экономить. Если кто-то забыл выключить свет, утюг, оставил что-то в розетке, все можно исправить удаленно.

Также есть возможность настроить расписание для работы разных приборов: кофеварки, кондиционера и прочих. Это значительно облегчит жизнь домовладельца и позволит максимально экономить на электроэнергии.

Самое удобное – это возможность регулирования системы отопления. Правда, нужно будет установить специальные термодатчики, но это позволит не перегружать ресурсы, а нагревать комнаты до установленной температуры. Теперь не нужно будет, чтоб батареи работали круглосуточно.

Но все же если нет возможности создать такую систему, можно обойтись установкой определенных элементов. К примеру, замок можно синхронизировать с телефоном, то же самое можно проделать с освещением, но понадобятся специальные лампы.

Умный дом в офисе

Такую же систему можно установить на работе. Например, если, уходя, человек все время забывает выключить компьютер, кофе-машину, кондиционер другие приборы, это можно сделать из любой точки города не возвращаясь назад. Такая система сделает работу более продуктивной и менее затратной. И при таком же количестве времени, проведенном в офисе, продуктивность увеличится вдвое.

Если человек дорожит корпоративным секретами, на помощь придет система безопасности и электронные замки, которыми можно управлять из дома. Идеальным вариантом будет еще и установка камер видеонаблюдения. Тогда все тайны и важные документы точно останутся на своем месте.

Выводы

Умный дом своими руками сделает жизнь легче и комфортнее. К тому же процесс его создания поможет сплотить семью вокруг решения еще одной не простой проблемы, повысит уровень знаний в технических областях. Ведь для оборудования системы управления домом нужно много знаний и немало затрат.

Все системы управляются компьютером/сервером. Некоторые можно перевести на телефон, особенно, все, что касается оповещений.

Умный дом своими руками позволит управлять:

• Системами безопасности;
• Розетками;
• Электрическими приборами;
• Освещением;
• Замками;
• Отоплением.

Также другими необходимыми вещами. И самое главное, это поможет сэкономить много денег на малых сумах, если использовать их по расписанию. Это увеличит комфортабельность и общий уровень безопасности в доме. И теперь не так страшно будет детей оставлять одних.

Если установить такую систему в офисе, все коммерческие тайны ими и останутся, а уровень результативности увеличится.

Умный дом своими руками гораздо лучше, чем купленные программы у специальных организаций. Ведь владелец не установит сознательно массу ненужных приложений. Что также позволяет снизить финансовые затраты на оборудовании.

Поэтому если есть желание улучшить качество жизни, поэкспериментировать и модернизировать свое место проживания. Вперед! Ведь это залог эволюции и развития.