Розумний будинок своїми руками

У міру розвитку технічного прогресу людина стала замислюватися про те, щоб зробити перебування у своєму будинку безпечним та комфортним, максимально спростивши виконання всіх побутових функцій. Але якщо в минулому реалізація подібного проекту була неможлива через відсутність відповідного обладнання, то сьогодні з його появою стало цілком досяжним завданням. Сучасні розробки дозволили автоматизувати домашні інженерні мережі, об'єднавши в одну систему, і керувати процесами за допомогою набору «розумних» гаджетів. Оскільки різновидів подібних пристроїв існує безліч, спочатку доцільно розібратися, що таке «розумний» будинок, і лише потім перейти до реалізації проекту своїми руками.

Що таке система Розумний будинок

Під терміном «Розумний дім» мається на увазі інтелектуальна система, яка включає цілий комплекс обладнання, покликаного вирішувати найрізноманітніші побутові питання. Вигідною особливістю є те, що вона здатна самостійно приймати рішення. Управління апаратурою здійснюється людиною за допомогою натискання кнопок, відправки голосових команд або дистанційно, використовуючи смартфон, планшет або ноутбук.

Технологія «Розумний дім» є структурованою та багаторівневою системою, яка здатна до самотестування та самовідновлення у разі непередбачених збоїв. По суті, вона має на меті єдину мету – максимально можливу автоматизацію всіх процесів, виконання яких допустимо без участі людини. Його втручання стає необхідним у разі виникнення нештатних ситуацій, коли потрібне прийняття кардинального решения.

Базовий набір апаратури дозволяє налаштувати систему освітлення: увімкнення або вимкнення світла відбуватиметься, коли хтось входить до приміщення або виходить із нього. У розширеній комплектації смарт-мережа здатна керувати сотнями приладів та пристроїв, що належать до систем:

• загального моніторингу;
• внутрішнього та зовнішнього освітлення;
• опалення та кондиціювання повітря;
• водопостачання;
• фільтрації та каналізації;
• аварійних джерел живлення (генератори, акумулятори);
• попередження аварійних ситуацій (витік газу, проблем в електромережі) і т. п.

На додаток до всього вона здатна контролювати роботу сигналізації, камер спостереження, а також безлічі іншого обладнання - побутової техніки, мультимедійної апаратури, розміщеної по всій квартирі або будинку.

Головною перевагою системи «Smart House» є суттєва економія витрат енергоресурсів, оскільки:

• По-перше, управління системами здійснюється автоматично, а не вручну;
• по-друге, за відсутності мешканців всі прилади переходять на економічний режим роботи.

Принцип роботи та влаштування Розумного дому

Висока гнучкість – ще одна важлива перевага інтелектуальної системи домашньої автоматизації. Завдяки цьому власник отримує можливість адаптувати її до поточних потреб мешканців будинку, а в майбутньому додавати додаткові функції, підключати нові системи та, відповідно, апаратуру. Можливість розширення залежить від типу обраної системи:

• З закритим протоколом. Цей тип передбачає використання програмного забезпечення, технологій та пристроїв лише від одного певного виробника. Застосування продукції інших компаній виключено.
• З відкритим протоколом. Допускають використання програм, апаратури та додаткових аксесуарів від різних виробників. Як правило, всі елементи в такій системі сумісні, хоча випускаються різними компаніями.

Оскільки обладнання для організації «розумного будинку» коштують недешево, варто переконатися, що воно відповідає індивідуальним вимогам кожного мешканця квартири або будинку. Необхідно також вивчити функціональні можливості кожної системи. За способом організації підключення вони поділяються на два основні типи.

Провідні

Всі елементи: датчики, контролери, камери тощо з'єднуються між собою за допомогою електричних кабелів.

Подобная система характеризується:

• високою надійністю – відсутня ризик пошкодження проводки, оскільки вона надійно прихована;
• тривалим експлуатаційним періодом - у приладах відсутні батарейки, які потребують періодичної заміни;
• високою швидкістю відгуку – після натискання кнопки або запуску програми команди виконуються моментально, без затримок, що позбавляє мешканців від очікування;
• відсутністю ризиків злому системи.

Керування обладнанням здійснюється за допомогою сенсорної панелі, яка виконує функцію центрального контролера (приймає сигнали, що надходять, і запускає нові команди).

Провідні системи рекомендується встановлювати на етапі ремонту житла, оскільки потрібне прокладання та розведення кабелю. Для встановлення рекомендується використовувати щит (60х150 см). Через складність проекту та схему розташування приладів ремонтні та монтажні роботи доцільно довірити майстрам.Це дозволить уникнути помилок і зберегти дорогу апаратуру.

Бездротові

На відміну від попереднього варіанту, у цій системі виконавчий сигнал від керуючого пристрою передається не кабелем, а виділеним радіоканалом. Це полегшує розробку схеми розміщення приладів, що дозволяє значно заощадити на електропроводці та інсталяції. Монтаж не вимагає попередньої підготовки проекту, та й ціна його цілком прийнятна.

Бездротова смарт-система поступається в надійності провідної, оскільки її нормальне функціонування безпосередньо залежить від якості зв'язку. На погіршення сигналу можуть впливати:

• мобільні телефони та електроприлади, що створюють радіоперешкоди;
• матеріал, з якого виготовлені стіни квартири або будинку:
• акумуляторні батареї, які швидко виходять з ладу та потребують регулярної заміни.

До недоліків даного варіанту можна віднести низький рівень безпеки системи, оскільки під впливом радіосигналу зовнішнього зв'язку її легко вивести з ладу.

Ознайомившись із варіантами смарт-систем залежно від типу підключення, варто звернути увагу і на конструкції, що класифікуються за принципом роботи.

Централізована

Завдяки наявності великої кількості виходів, до контролера можна підключати різну апаратуру в залежності від обраного сценарію та його складності. Незважаючи на популярність централізованого способу управління розумним будинком, система має низку істотних недоліків:

• Залежність від людини, тобто програміста. Якщо зв'язок з ним буде втрачено, доведеться шукати іншого фахівця та перепрограмувати систему.
• Вибір якісного контролера. Якщо логічний модуль вийде з ладу, система повністю перестане функціонувати.
• Висока вартість . Вона включає не тільки витрати на обладнання та сполучні елементи, але також на використання послуг програміста.

Децентралізована

Робота смарт-мережі побудована на використанні мікропроцесора з незалежною платою, що дозволяє їй справно функціонувати при перебоях з електропостачанням або виході з ладу будь-якого обладнання. Керувати такою системою дуже просто, до того ж в ній однаково легко замінити будь-який існуючий блок або додати новий. На сьогоднішній день популярністю користуються системи «Розумний дім» саме з децентралізованим варіантом управління.

Прикладна схема Розумного будинку

Як згадувалося вище, найпростіший варіант конструкції «Розумний дім» складається з базового набору приладів. Однак у процесі монтажу, подібно до конструктора, їх можна міняти місцями і доповнювати довільною кількістю елементів. Це дозволяє скласти проект з певною кількістю підключених систем, і чітким позначенням функцій кожної з них.

Що необхідно для створення Розумного дому

Перш ніж зайнятися встановленням інтелектуальної системи, необхідно створити грамотний проект та придбати необхідне обладнання. Залежно від призначення системи та комплексу завдань, які вона покликана вирішувати, а також особистих переваг господаря житла, набір пристроїв може відрізнятися. Проте фахівці виділяють ряд елементів, що входять до базової комплектації.

Назва пристрою	Опис та призначення
Контролер або хаб	Є «мозковим» центром системи. Його основними функціями є: збір та аналіз інформації, що надходить з усіх датчиків та приладів, встановлених у будинку; визначення поточних завдань для кожного пристрою згідно з заданою програмою.
Датчики	Фіксують зміни, що відбуваються в будинку та зовні, контролюють включення та відключення апаратури, передають інформацію на центральний хаб. До них відносяться: датчики руху, витоку газу, протікання води, задимлення і т.п.
Актуатори	Відповідають за виконання команд, що надходять до них з контролера. Яскравим прикладом є електричне реле, яке за сигналом включає або вимикає світло в приміщеннях.
Пристрої управління	Сама назва відображає мету та призначення даних пристроїв. До них відносяться пульти ДУ, якщо керування системою здійснюється дистанційно, сенсорні панелі, кейпади і т.п.

Іншими, не менш важливими та обов'язковими елементами є:

• монітори, на які подаватиметься відеоінформація;
• камери відеоспостереження;
• програми-додатки для мобільних пристроїв;
• хмарні мережеві канали, що спрощують дистанційне підключення та керування апаратурою.

Додатково можна підключити обладнання, що входить до системи освітлення, контролю температурного режиму, кондиціювання.

Як зробити Розумний дім своїми руками

Установка інтелектуальної системи «Розумний дім» вимагає правильного виконання, тому багато користувачів звертаються за допомогою до професіоналів. Однак володіючи лише елементарними навичками, монтаж та підключення апаратури цілком доступно здійснити своїми руками.

Все обладнання для організації розумного будинку умовно ділиться на три основні категорії:

• 

  датчики – реагують на зміни, що відбуваються, і відправляють сигнал на основний пристрій;

• 

  центральний контролер – обробляє отриману інформацію, приймає рішення та відправляє сигнал на прилади;
• виконавчі пристрої – елементи, які отримують та беззаперечно виконують команди.

Всі компоненти системи підключаються до смарт-системи за допомогою дротового та бездротового зв'язку. Перший варіант вважається застарілим, але досі залишається найнадійнішим способом з'єднання на відміну від другого, який навпаки менш стабільний. Зв'язок між приладами в цьому випадку здійснюється за допомогою Wi-Fi, Bluetooth та інших стандартів.

Датчики, відеокамери та інші елементи

Основні функції в системі розумного будинку виконують датчики. Умовно їх можна розділити на дві групи: що відстежують рух та реагують на зміну стану довкілля. Перші використовуються в охоронних цілях та реалізації інтелектуального підсвічування. До них відносяться:

Тип пристрою	Опис
Датчик руху	Реагує на зміну ультразвукового або інфрачервоного поля
Датчик присутності	Використовує аналогічну технологію, але більш чутливий до зміни параметрів
Індикатор присутності	Використовується для керування світильниками та побутовою технікою
Сповіщувач розбитого скла	Реагує на звук при руйнуванні скла
Фотоелектричний датчик	Визначає переміщення людини, підходить для встановлення у дверних отворах або на в'їзних воротах
Лазерний датчик переміщення	Реагує на рух навіть невеликих об'єктів і характеризується охопленням великого радіусу.
Камери, мікрофони	Дозволяють дистанційно відстежувати події, що відбуваються в будинку

Если датчики руху здатні функціонувати самостійно, сенсори, реагують на параметри довкілля працюють у спільно з інженерними мережами. До цієї групи входять:

Тип пристрою	Опис
Зовнішній температурний датчик	Зчитує значення про температуру повітря поза приміщенням
Внутрішній температурний датчик	Отримує дані про температуру всередині будинку
Газовий реєстратор	Реагує на витік газу пронизливим сигналом
Протипожежний сенсор	Реагує на появу диму та підвищення температури повітря в приміщенні
Датчик тиску води	Контролює рівень тиску в трубах, у разі зміни показників самостійно приймає рішення про перекриття потоку
Сенсор протікання	Відслідковує стан труб і у разі появи води, подає сигнал
Датчик вогкості	Демонструє підвищені показники вологості та вказує на проблеми з опалювальною системою
Датчик дощу	Використовується на ділянці під час поливу, регулює подачу води

Система управління та зв'язку

Важливу роль організації «Розумного будинку» грають різні системи. Залежно від призначення розрізняють такі види.

Різновид	Функціональне призначення
Система зв'язку	Забезпечує взаємодію всіх елементів та передачу інформації
Система управління	Відповідає за роботу всіх пристроїв
Освітлювальна мережа	Контролює рівень освітлення в приміщеннях
Мережа електроживлення	Здійснює безперебійну подачу електрики
Система контролю мікроклімату	Включає опалення, вентиляцію та кондиціювання. Регулює температуру, рівень вологості,
Система водопостачання	Контролює подачу води, очищення каналізації
Система безпеки	Включає систему відеоспостереження та контролю доступу до приміщення, охоронну сигналізацію.
Мультирум	Контролює автоматичне включення та відключення аудіо та відеопристроїв.

Порядок монтажу

Якщо власник будинку впевнений у своїх здібностях, йому знадобиться виконати такі етапи роботи.

• Встановити серверну шафу та прокласти мережу кабелів, після чого замаскувати монтажними коробками.

• 

  У технічному приміщенні встановити вимикачі, розмістити обладнання для електропостачання, підключити автоматику.

• 

  Встановити систему управління, акустичні колонки, відповідно до схеми провести монтаж приладів.
• Виконати перевірку системи у тестовому режимі для виявлення прорахунків та недоробок.
• На завершальному етапі провести остаточне налаштування апаратури, та ввести систему в експлуатацію.

При правильному виконанні всіх етапів робіт, починаючи зі створення проекту і закінчуючи встановленням обладнання, «Розумний дім» почне ефективно функціонувати, забезпечуючи комфорт та безпеку його мешканців.

Складнощі в процесі встановлення

Встановлення інтелектуальної системи Smart House вимагає грамотного виконання. При самостійному монтажі можливе ряд помилок, які нерідко призводять до серйозних наслідків. Щоб цього уникнути, потрібно навчитися уникати їх появи.

Проблема	Рішення
Поганий вибір техніки. Купуючи дешевий комплект розумного будинку, користувач ризикує отримати систему, що погано працює, несумісність гаджетів.	Запросити фахівців для виправлення існуючих помилок або повного демонтажу системи з наступним встановленням нового комплекту обладнання.
Недолік досвіду, мінімальні навички. Це може призвести до займання електропроводки, протікання системи водопостачання, опалення та каналізації тощо.	Звернутися до профільної компанії та запросити висококваліфікованих підрядників, які мають професійні навички та багаторічний досвід.