Умный дом своими руками — схема и описание

По мере развития технического прогресса человек стал задумываться о том, чтобы сделать пребывание в своем доме безопасным и комфортным, максимально упростив выполнение всех бытовых функций. Но если в прошлом реализация подобного проекта была невозможна из-за отсутствия подходящего оборудования, то сегодня с его появлением стала вполне досягаемой задачей. Современные разработки позволили автоматизировать домашние инженерные сети, объединив их в одну систему, и управлять процессами с помощью набора «умных» гаджетов. Поскольку разновидностей подобных устройств существует великое множество, вначале целесообразно разобраться, что такое «умный» дом, и только потом перейти к реализации проекта своими руками.

Что такое система Умный дом

Под термином «Умный дом» подразумевается интеллектуальная система, которая включает целый комплекс оборудования, призванного решать самые разнообразные бытовые вопросы. Выгодной особенностью является то, что она способна самостоятельно принимать решения. Управление аппаратурой осуществляется человеком при помощи нажатия кнопок, отправки голосовых команд либо дистанционно, используя смартфон, планшет или ноутбук.

Технология «Умный дом» является структурированной и многоуровневой системой, которая способна к самотестированию и самовосстановлению в случае непредвиденных сбоев. По сути, она преследует единственную цель – максимально возможную автоматизацию всех процессов, выполнение которых допустимо без участия человека. Его вмешательство становится необходимым при возникновении нештатных ситуаций, когда требуется принятие кардинального решения.

Базовый набор аппаратуры позволяет настроить систему освещения: включение или выключение света будет происходить, когда кто-то входит в помещение или выходит из него. В расширенной комплектации смарт-сеть способна управлять сотнями приборов и устройств, относящихся к системам:

• общего мониторинга;
• внутреннего и внешнего освещения;
• отопления и кондиционирования воздуха;
• водоснабжения;
• фильтрации и канализации;
• аварийных источников питания (генераторы, аккумуляторы);
• предупреждения аварийных ситуаций (утечки газа, проблем в электросети) и т. п.

В добавок ко всему она способна контролировать работу сигнализации, камер наблюдения, а также множества другого оборудования – бытовой техники, мультимедийной аппаратуры, размещенной по всей квартире или дому.

Главным преимуществом системы «Smart House» является существенная экономия затрат энергоресурсов, поскольку:

• во-первых, управление системами осуществляется автоматически, а не в ручную;
• во-вторых, при отсутствии жильцов все приборы переходят на экономичный режим работы.

В соответствии с заложенными программами смарт-сеть начинает исправно «выполнять» все указания хозяев, благодаря чему в квартире появляется «внештатный домоправитель».

Принцип работы и устройство Умного дома

Высокая гибкость – еще одно важное достоинство интеллектуальной системы домашней автоматизации. Благодаря этому владелец получает возможность адаптировать ее к текущим потребностям обитателей дома, а в будущем добавлять дополнительные функции, подключать новые системы и, соответственно, аппаратуру. Возможность расширения зависит от типа выбранной системы:

• С закрытым протоколом. Этот тип предполагает использование программного обеспечения, технологий и устройств только от одного определенного производителя. Применение продукции других компаний исключено.
• С открытым протоколом. Допускают использование программ, аппаратуры и дополнительных аксессуаров от разных производителей. Как правило, все элементы в такой системе совместимы, хотя выпускаются различными компаниями.

Поскольку оборудование для организации «умного дома» стоят недешево, стоит убедиться, что оно соответствует индивидуальным требованиям каждого обитателя квартиры или дома. Необходимо также изучить функциональные возможности каждой из систем. По способу организации подключения они делятся на два основных типа.

Проводные

Все элементы: датчики, контроллеры, камеры и т. п. соединяются между собой посредством электрических кабелей.

Подобная система характеризуется:

• высокой надежностью – отсутствует риск повреждения проводки, поскольку она надежно скрыта;
• длительным эксплуатационным периодом — в приборах отсутствуют батарейки, требующие периодической замены;
• высокой скоростью отклика – после нажатия кнопки или запуска программы, команды выполняются моментально, без задержек, что избавляет жильцов от ожидания;
• отсутствием рисков взлома системы.

Управление оборудованием осуществляется при помощи сенсорной панели, которая выполняет функцию центрального контроллера (принимает поступающие сигналы и запускает новые команды).

Проводные системы рекомендуется устанавливать на этапе ремонта жилья, поскольку требуется прокладка и разводка кабеля. Для монтажа рекомендуется использовать щит (60х150 см). Из-за сложности проекта и схемы расположения приборов ремонтные и монтажные работы целесообразно доверить мастерам. Это позволит избежать ошибок и сохранить дорогостоящую аппаратуру.

Беспроводные

В отличие от предыдущего варианта, в данной системе исполнительный сигнал от управляющего устройства передается не по кабелю, а по выделенному радиоканалу. Это облегчает разработку схемы размещения приборов, позволяет значительно сэкономить на электропроводке и инсталляции. Монтаж не требует предварительной подготовки проекта, да и цена его вполне приемлема.

Беспроводная смарт-система уступает в надежности проводной, поскольку ее нормальное функционирование напрямую зависит от качества связи. На ухудшение сигнала способны влиять:

• мобильные телефоны и электроприборы, создающие радиопомехи;
• материал, из которого изготовлены стены квартиры или дома:
• аккумуляторные батарейки, которые быстро выходят из строя и требуют регулярной замены.

К недостаткам данного варианта можно отнести низкий уровень безопасности системы, поскольку под воздействием радиосигнала внешней связи ее легко вывести из строя.

Ознакомившись с вариантами смарт-систем в зависимости от типа подключения, стоит обратить внимание и на конструкции, классифицирующиеся по принципу работы.

Централизованная

Основу функционирования такой системы составляют режимы программирования, которые предусматривают отправку команд из единого логического модуля. Ключевым устройством является контроллер, в который загружается программа, отвечающая за управление коммуникационными системами и исполнительными устройствами.

Благодаря наличию большого количества выходов, к контроллеру можно подключать различную аппаратуру в зависимости от выбранного сценария и его сложности. Несмотря на популярность централизованного способа управления умным домом, система имеет ряд существенных недостатков:

• Зависимость от человека, то есть программиста. Если связь с ним будет утеряна, придется искать другого специалиста и перепрограммировать систему.
• Выбор качественного контроллера. Если логический модуль выйдет из строя, система полностью перестанет функционировать.
• Высокая стоимость . Она включает не только затраты на оборудование и соединительные элементы, но также на использование услуг программиста.

Децентрализованная

Работа смарт-сети построена на использовании микропроцессора с энергонезависимой платой, что позволяет ей исправно функционировать при перебоях с электроснабжением или выходе из строя любого оборудования. Управлять такой системой крайне просто, к тому же в ней одинаково легко заменить любой существующий блок либо добавить новый. На сегодняшний день популярностью пользуются системы «Умный дом» именно с децентрализованным вариантом управления.

Примерная схема Умного дома

Как упоминалось выше, простейший вариант конструкции «Умный дом» состоит из базового набора приборов. Однако в процессе монтажа, подобно конструктору, их можно менять местами и дополнять произвольным количеством элементов. Это позволяет составить проект с определенным количеством подключенных систем, и четким обозначением функций каждой из них.

Именно поэтому найти схему размещения аппаратуры, идеально подходящую для конкретных бытовых условий становится крайне сложной задачей. Намного легче отыскать типовой вариант, которые предлагают производители, грамотно доработать, внеся необходимые коррективы и, в результате, получить проект, который будет максимально соответствовать бюджету и пожеланиям владельца дома.

Что необходимо для создания Умного дома

Прежде чем заняться установкой интеллектуальной системы, необходимо создать грамотный проект и приобрести необходимое оборудование. В зависимости от назначения системы и комплекса задач, которые она призвана решать, а также личных предпочтений хозяина жилища набор устройств может отличаться. Однако специалисты выделяют ряд элементов, которые входят в базовую комплектацию.

Другими, не менее важными и обязательными элементами являются:

• мониторы, на которые будет подаваться видеоинформация;
• камеры видеонаблюдения;
• программы-приложения для мобильных устройств;
• облачные сетевые каналы, упрощающие дистанционное подключение и управление аппаратурой.

Дополнительно можно подключить оборудование, входящее в системы освещения, контроля температурного режима, кондиционирования.

Как сделать Умный дом своими руками

Установка интеллектуальной системы «Умный дом» требуют правильного исполнения, поэтому многие пользователи обращаются за помощью к профессионалам. Однако обладая лишь элементарными навыками, монтаж и подключение аппаратуры вполне доступно осуществить своими руками.

Все оборудование для организации умного дома условно делится на три основные категории:

• датчики – реагируют на происходящие изменения и отправляют сигнал на основное устройство;
• центральный контроллер – обрабатывает полученную информацию, принимает решение и отправляет сигнал на приборы;
• исполнительные устройства – элементы, которые получают и беспрекословно выполняют команды.

Все компоненты системы подключаются к смарт-системе посредством проводной и беспроводной связи. Первый вариант считается устаревшим, но до сих пор остается самым надежным способом соединения в отличие от второго, который, напротив, менее стабилен. Связь между приборами в этом случае осуществляется посредством Wi-Fi, Bluetooth и других стандартов.

Датчики, видеокамеры и другие элементы

Основные функции в системе умного дома выполняют датчики. Условно их можно разделить на две группы: отслеживающие движение и реагирующие на изменение состояния окружающей среды. Первые используются в охранных целях и реализации интеллектуальной подсветки. К ним относятся:

Если датчики движения способны функционировать самостоятельно, сенсоры, реагирующие на параметры окружающей среды работают в совместно с инженерными сетями. В эту группу входят:

Система управления и связи

Важную роль в организации «Умного дома» играют различные системы. В зависимости от назначения различают следующие виды.

Порядок монтажа

Если владелец дома уверен в своих способностях, ему понадобится выполнить следующие этапы работы.

• Установить серверный шкаф и проложить сеть кабелей, после чего замаскировать монтажными коробками.
• В техническом помещении установить выключатели, разместить оборудование для электроснабжения, подключить автоматику.
• Установить систему управления, акустические колонки, в соответствии со схемой произвести монтаж приборов.
• Выполнить проверку системы в тестовом режиме для выявления просчетов и недоделок.
• На завершающем этапе произвести окончательную настройку аппаратуры, и ввести систему в эксплуатацию.

При правильном выполнении всех этапов работ, начиная с создания проекта и заканчивая установкой оборудования, «Умный дом» начнет эффективно функционировать, обеспечивая комфорт и безопасность его обитателей.

Сложности в процессе установки

Установка интеллектуальной системы «Smart House» требует грамотного исполнения. При самостоятельном монтаже возможно возникновение ряда ошибок, которые нередко приводят к серьезным последствиям. Чтобы этого избежать, нужно научиться избегать их появления.