Как сделать умный дом

Как сделать умный дом своими руками: какие умные вещи и датчики вам понадобятся

Наверняка, уважаемые читатели, вас интересует вопрос – можно ли создать умный дом своими руками. Забежим в самый конец статьи и скажем сразу – можно, а если очень хочется, то и нужно. Ведь цена вопроса значительно снизилась. На рынке полно готовых систем, для которых вы можете докупать умные вещи, датчики. Планируя такой проект, вам надо будет решить на базе какой системы вы будете делать умный дом:

1. Xiaomi Smart Home Suite
2. Google Home
3. Amazone Echo
4. Ардуино
5. Zigbee

Системы «Умный дом» появились еще в прошлом столетии, но именно в наши дни они стали обретать все большую популярность.

Главная задача подобных систем – сделать жилище человека более комфортным и автоматизированным. Такие дома включают в себя умные вещи, устройства и датчики, которые делают за жильца самые привычные действия – включают свет, отопление, регулирует температуру внутри помещения и так далее.

И, если до недавних пор о подобных системах оставалось только мечтать, посмотрев какой-нибудь фантастический фильм, в котором герои посредством голоса отдают команды своему дому, то теперь эту мечту можно воплотить в жизнь, приложив немного усилий и денежных сбережений.

С чего все начиналось?

Умные дома, здания или транспортные средства в книгах авторов-фантастов появились еще в начале XX века, но, естественно, в те времена о создании столь грандиозного проекта и мечтать никто не мог. Идеи о создании дома, который будет во всем помогать своим хозяев, пришли американским ученым в 50-е годы прошлого века, когда активно стала появляться различная электроника. Ничего сверхнеобычного для нас, современных пользователей, носящих в кармане мобильный телефон, который в сотни раз мощнее любой вычислительной машины того времени. Однако в 1950-е годы это был действительно прорыв. В одну систему объединялись все электрические устройства в доме, а управлять ими можно с одного пульта, да еще и назначать какие-никакие режимы работы. Позволить такое удовольствие мог не каждый – инновации стоят дорого.

Позже, в тех же Соединенных Штатах, начали появляться целые здания, которые получали централизованное управление, но даже и их сегодня сложно назвать умным домом – уж все в них выглядело простым. И все же потенциал у умного дома был огромный, поэтому проекты активно поддерживались многими инвесторами. В 1978 году две американские компании разработали технологию, которая позволяла управлять различными устройствами посредством проводов. Однако основной «бум» интереса к подобным системам случился ближе к 90-м годам, когда десятки компаний стали работать над различными устройствами и пультами управления. Появлялись новые технологии передачи сигнала, способы взаимодействия между устройствами, да и интерес простых пользователей только рос.

Отметились и отечественные инженеры, разработав систему умного дома «СФИНКС», которая могла управляться посредством радиосигнала, да и довольно сильно походила на современные концепции. Особенностью «СФИНКС» стал центральный процессор, который дополняли пульты с поддержкой голосового управления и псевдосенсорными кнопками. Неплохо для 1987 года, правда?

Ну а сегодня похожими проектами регулярно отмечаются и компании-гиганты, и небольшие фирмы. Огромное число производителей разрабатывает оборудование для умного дома, чтобы любой желающий мог собрать систему своими руками. Высокая конкуренция в этом направлении рынка приводит к тому, что устройства для умного дома становятся дешевле, что позволяет даже среднестатистическому жителю осуществить мечту об жилище, с которым можно пообщаться.

Что входит в состав умного дома?

Итак, закончим с историей. Умный дом это, если очень коротко, система, включающая в себя набор устройств, управление которыми осуществляется с единого пульта. Какое бы умное название не носила система, представлена она довольно просто.

В состав умного дома входят, если не вдаваться в подробности:

• устройства, которыми нужно управлять (датчики освещения, системы безопасности, отопления, электропитания, умные розетки, умные чайники – в общем, все то, что нас окружает дома);
• устройства, умные вещи, которые управляют (пульты управления, системы связи).

Естественно, все это разбивается на подкатегории, причем довольно обширные, постоянно расширяющиеся ввиду технического прогресса, но при построении умного дома своими руками далеко не обо всем обязательно знать. Поэтому пройдемся по основному.

Начнем с устройств, которыми мы управляем. Сюда мы относим различные системы, которые присущи любому жилищу: освещение, отопление, электропитание, кондиционирование, безопасность. Чтобы автоматизировать все эти системы используются специальные датчики и прочие устройства, которые входят в готовые комплекты оборудования для умного дома или приобретаются отдельно, если система создается своими руками.

Что же можно включить в систему умного дома?

Очень часто автоматизируется освещение, для чего используются «умные» лампочки или розетки. Это не только удобно, так как позволяет удаленно включать/отключать свет или вовсе настроить работу в соответствии с каким-либо режимом, но и поможет сберечь семейный бюджет. Как правило, пользователи, которые создают своими руками умный дом, настраивают систему освещения таким образом, чтобы свет включался только в период времени, когда жилец находится в помещении. А если еще докупить датчик движения, то свет будет включаться только, когда человек присутствует в комнате.

Автоматизации часто подвергаются и системы отопления, что очень удобно для дач и загородных домов. Обычно для точности работы используются температурные датчики, которые, замерив температуру в помещении, передают информацию на центральные пульт управления, которой либо самостоятельно, либо согласно установке пользователя решает, нужно ли включать отопление. Не так часто, но в состав умного дома включают и системы кондиционирования и вентиляции. Управлению подвергаются как кондиционеры, так и окна, которые автоматически открываются, когда система решает, что пришла пора проветрить комнату.

В единую систему умного дома включаются и бытовые приборы. Так, при помощи одного пульта управления вы сможете переключить телеканал, и в то же время отключить электрический чайник. Довольно таки удобно, еще не встав с кровати, заставить удаленно кофеварку приготовить чашечку американо. Многие не на последнее место отодвигают безопасность жилища. Умный дом позволяет в единую систему объединить систему видеонаблюдения и пожарные оповещатели. Всю информацию касательно этих систем вы сможете получить в любом месте, если, конечно, пульт поддерживает дистанционную связь.

И это далеко не все системы, которые сегодня могут быть включены в умный дом, и возможности с каждым днем только расширяются. Умный дом действительно может избавить жильца от многих действий, которые отнимают драгоценное время.

Устройства и умные вещи

Теперь к устройствам, которые отвечают за управление системами. Здесь можно сделать две подкатегории:

• управление устройствами по отдельности;
• объединение их в одну систему.

В первом случае подразумевается использование в доме, к примеру, только умного освещение, управление которым будет производиться через пульт или смартфон, предназначенный специально для лампочек. Во втором же случае речь идет об умном доме, в состав которого входит сразу несколько систем или устройств. Чтобы ими было проще управлять, необходимы специальные пульты, к которым каждая система и подключаются.

Подобные пульты представляют собой устройства, часто с экраном, чтобы пользователь мог видеть состояние каждой системы и настраивать ее работу. Они устанавливаются в удобном месте дома, нередко дополняются небольшими пультами, к которым получает доступ каждый жилец.

Подключение систем к основному пульту, как правило, осуществляется посредством проводов, а вот для управления уже могут быть использованы беспроводные пульты, которые поддерживают радиосвязь, Bluetooth , Wi – Fi или что-то другое. Многие современные модели поддерживают управление через интернет, что позволяет, используя специальное приложение на ПК или смартфоне, например, отключить отопление дома, находясь в другом городе за тысячи километров.

Готовые решения и сборка своими руками

Умный дом сегодня интересен не только обычным людям, желающим сделать свое жилище более комфортным, но и энтузиастам, которым нравится сам процесс проектирования и создания столь современной системы. Немало существует ресурсов, на которых мастера-самоучки обсуждают, как лучше реализовать умное освещение или разработать защиту от протечек труб. Но ведь далеко не каждому интересно корпеть над созданием умного дома своими руками, правда? Вот как раз для нас, среднестатистических пользователей, умнейшие разработчики крупных компаний предлагают готовые решения (хабы), которых в наши дни немало.

Xiaomi Smart Home Suite

Китайская компания Xiaomi сегодня известна своими недорогими смартфонами, которые завоевывают бюджетный рынок благодаря высокому качеству и впечатляющим характеристикам. Однако фирма занимается не только изготовлением смартфонов – из-под ее крыла регулярно появляется масса необычных и инновационных устройств. К примеру, относительно недавно она представила собственное решение для домашней автоматизации – Smart Home Suite.

Сегодня этой системе далековато до того понятия, что мы подразумеваем под умным домом – все еще мало устройств могут быть интегрированы в нее. Несмотря на это, можно надеяться на то, что в ближайшее время список поддерживаемых устройств будет пополняться.

Сейчас в комплект поставки Smart Home Suite входит сам хаб, контроллер, датчики движения и открытия двери, а также универсальная кнопка. Smart Home Suite может управлять немалым числом устройств от Xiaomi и других производителей.

В качестве центрального устройства-хаба имеем довольно крупную “таблетку”, которая подключается к сети электропитания. Есть поддержка управления со смартфона посредством специального приложения. Хаб может подключаться к сети интернет, что позволяет контролировать состояние устройств на расстоянии. Купив Smart Home Suite, вы сможете управлять телевизорами Mi TV , колонками, смарт-лампами, увлажнителями воздуха и другими приборами.

Smart Home Suite, который избавит от создания умного дома своими руками, обойдется примерно в 4000 рублей, что недорого, учитывая комплект поставки и возможности. И все же это устройство от Xiaomi далеко от понятия «умный дом», которое подразумевает более гибкие возможности. Smart Home Suite – это легкий способ автоматизировать работу электрических устройств в доме.

2017 Xiaomi Smart Home Gateway 3, Aqara умный светильник ZiGBee/Wifi беспроводной ключ и.

Что такое умный дом и как его собрать

Чтобы сделать собственный J.A.R.V.I.S., быть гением-миллиардером необязательно.

Что такое умный дом

Под ним подразумевают систему, обеспечивающую взаимодействие бытовой электроники, освещения и климатического оборудования, которая призвана повысить уровень энергосбережения, безопасности и комфорта жилища.

В классическом понимании — это автономный комплекс управления всеми системами здания без участия человека на основе заданных условий. В более широком смысле умным домом считают любые системы, позволяющие управлять техникой удалённо и настраивать автоматические сценарии, привязанные к тем или иным событиям.

Из-за очень высокой цены, сложности и необходимости внедрения на стадии строительства первый вариант мало распространён, поэтому рассмотрим второй.

Зачем нужен умный дом

Энергосбережение, безопасность и комфорт — три основные задачи умного дома.

Эффективное использование энергоресурсов достигается за счёт работы освещения, климатического оборудования и другой техники только в присутствии человека. За безопасность отвечают различные сенсоры, фиксирующие протечки воды, запахи дыма и газа, а также способные обнаружить вторжение в дом и сообщить об этом владельцу. Комфорт обеспечивается возможностью управления со смартфона и работой автоматических сценариев.

Как устроен умный дом

В состав умного дома входят десятки различных компонентов, но все они делятся на три типа: контроллер, умная техника и сенсоры. Сердцем системы является основной блок, который ещё называют хабом, или шлюзом. К нему по кабелю или беспроводным протоколам связи подключаются датчики, кнопки, камеры и различные домашние гаджеты.

Шлюз соединяется с сервером, на котором хранятся все данные с устройств и выполняются сценарии. Серверы бывают локальными и облачными. Первые требуют установки на отдельный ПК, но работают без интернета. Вторые — избавляют от дополнительного звена в цепи, но зависимы от подключения к Сети. Кроме того, некоторые локальные решения поддерживают хабы нескольких типов, что позволяет объединить в единую инфраструктуру умные устройства разных производителей.

После первичной настройки всё вышеописанное остаётся за кадром и взаимодействие с системой осуществляется через приложения на смартфоне или компьютере, которые связываются с сервером.

Что умеет умный дом и как это работает

В зависимости от установленных модулей и настроенных сценариев возможности умного дома почти безграничны. Как правило, в базовых системах есть управление освещением и розетками, а также функции домофона и охранной сигнализации. Более продвинутые комплексы могут похвастаться реализацией управления климатом и вентиляцией, пожарной сигнализацией, контроля утечек воды и газа.

С помощью сценариев легко настроить заваривание кофе по утрам, а также использование жалюзи в солнечный день и открывание гаражных ворот по приезде домой. Умный дом будет автоматически поливать домашние растения в зависимости от состояния почвы, а когда вы уйдёте на работу, даст пылесосу команду убраться.

Вся магия происходит на сервере, куда стекаются данные с хабов, к которым в свою очередь подключены компоненты умного дома.

Управлять процессами можно через мобильное приложение, с помощью универсального пульта либо просто голосом, используя интеграцию с Siri, ассистентом Google или другим виртуальным помощником. При этом почти всегда остаются дублирующие механические кнопки для ручного управления приборами.

Как собрать умный дом

1. Выберите контроллер

На рынке доступны десятки различных систем умного дома, которые отличаются друг от друга ценой, экосистемой устройств и возможностями масштабирования. Выбирайте основываясь на этих параметрах.

Наибольшей популярностью пользуются решения с доступным ценником, обширной базой поддерживаемых девайсов и дружным сообществом. В России среди всех прочих выделяются следующие системы.

Xiaomi

У известного китайского бренда есть сразу несколько хабов в виде розеток, отдельных приборов, а также специальных версий с поддержкой определённых платформ, например Apple HomeKit.

Главные плюсы умного дома Xiaomi — самая большая экосистема устройств и лучшее соотношение цены и качества. Среди минусов — привязка к китайскому языку и сервисам.

Rubetek

Относительно доступная отечественная разработка с не очень обширным семейством умных устройств. Последнее отчасти компенсируется возможностью масштабирования за счёт компонентов, работающих по распространённому протоколу Z-Wave.

К преимуществам Rubetek можно отнести хоть и не официальную, но интеграцию с Apple HomeKit прямо из коробки, а также русскоязычную поддержку.

Яндекс

Умный дом версии российского интернет-гиганта не может похвастаться большим количеством фирменных устройств. Помимо колонки есть лишь лампочка, розетка и пульт. Зато решение «Яндекса» имеет поддержку датчиков и приборов сторонних производителей, среди которых Xiaomi, Rubetek, Samsung, Redmond и Philips.

Неоспоримым преимуществами системы является прекрасное голосовое управление на русском языке, а также возможность использования в качестве шлюза не только «Яндекс.Станции», но и любого гаджета с Алисой — например, смартфона с приложением «Яндекс». Правда, без интернета работать ничего не будет.

Raspberry Pi

Более сложный, но гибко настраиваемый и доступный вариант, предполагающий разворачивание на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi платформы MajorDoMo или другого программного хаба.

За счёт установки плагинов и физических модулей расширения «Малинка» позволяет добавить поддержку почти любых протоколов связи и устройств. Однако придётся покопаться с командной строкой, поизучать документацию и, возможно, даже написать несколько строк кода.

2. Определитесь с набором датчиков

Чтобы сделать свой дом умнее, понадобятся розетки, лампы, различные датчики и другие приборы. Начинать лучше с малого — базовых компонентов, которые продаются вместе с хабом. Такие варианты поставки наиболее выгодны по цене и есть у большинства производителей.

Если понимание требований к умному дому сложилось ещё на этапе внедрения, можно сразу приобрести все необходимые сенсоры и устройства для автоматизации. Однако это вовсе не обязательно, поскольку любые платформы при надобности легко масштабировать в пределах своей экосистемы.

3. Установите и включите компоненты

Все современные системы работают по беспроводным каналам связи, поэтому их легко смонтировать без ущерба для ремонта и дизайна жилища.

Большинство элементов не требуют подключения к электросети и работают от литиевых батареек-таблеток, которых хватает примерно на год. Небольшие модули крепятся на двусторонний скотч, устройства покрупнее остаются в розетке или монтируются на стену шурупами.

Процедура предельно проста и занимает пару минут. Всё, что нужно делать, — это следовать инструкции. В некоторых случаях перед креплением компонентов требуется отсканировать QR-код на обратной стороне с помощью фирменного приложения.

4. Настройте систему

Как правило, все настройки осуществляются через мобильное приложение, которое загружается по QR-коду. Для добавления хаба и других компонентов следуйте подсказкам. Обычно нужно зажать кнопку на устройстве и выбрать его в приложении из списка.

После подключения выберите Wi-Fi-сеть и укажите расположение текущего устройства в доме.

5. Добавьте сценарии автоматизации

Просто включать и отключать розетки или лампы неинтересно. Чтобы система действительно оправдывала звание умной, необходимо настроить сценарии действий, которые будут запускаться при заданных условиях.

Для этого обычно есть специальная вкладка «Автоматизация» в приложении либо отдельный пункт в меню каждого устройства. Все сценарии работают по принципу простой логики: если (условие) → то (действие). Условий при этом может быть несколько. Например, когда в комнате темно и срабатывает датчик движения, включается ночник.

Как сделать умный дом своими руками arduino, knx

В фильмах часто демонстрируется жилое помещение, которое как будто живет своей жизнью. Лампочки загораются по мановению руки, открываются шторы, после определенного слова играет музыка. Все это оборудования является интеллектуальной домашней системой, и мы предлагаем рассмотреть, как сделать умный дом своими руками, что для этого нужно, а также какова схема такой системы.

Умный дом – что это

Умный дом – это домашняя автоматика, которая является жилым расширением автоматизации зданий. Главная автоматизация может включать централизованное управление освещением, ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), бытовую технику, открывать замки ворот, дверей, GSM и других систем, чтобы обеспечить улучшенное удобство, комфорт, энергоэффективность и безопасность. Нужно отметить, что для некоторых категорий населения (пожилых людей, инвалидов) это мероприятие может стать необходимым.

Фото — Умный дом идеи распределения

Содержание дома напрямую зависит от потребностей хозяев. Несмотря на все рекламные компании, безопасность систем значительно преувеличена. Осуществляется сильная нагрузка на электрощиток, это может быть опасно, если в квартире слабая разводка. Кулаков советует для начала поменять полностью проводку.

Фото — Простой умный дом

С новейшим внедрением в нашу жизнь SMART технологий, многие уже не представляют свою жизнь без автоматических установок, программного оборудования, нам необходим беспроводной интернет, бытовые приборы.

Домашняя автоматика относится к использованию компьютерных и информационных технологий для управления бытовой техникой и их функциями. Она может варьироваться от простого дистанционного управления освещением до сложных сетей на базе компьютера/микро-контроллера с разной степенью интеллекта и автоматизации. Домашняя автоматика преимущественно должна быть максимально простой.

Фото — Умный дверной замок

Достоинства использования «умного дома» в квартире на базе PIC или WAVE:

1. Экономичный расход времени на ежедневную настройку разнообразных механизмов, прием звонков, рассылку почты;
2. Использование газообразных или жидких топливных материалов, а позже использование электричества, позволило увеличить автоматизацию в системах отопления, уменьшая рабочую силу, необходимую, для ручной дозаправки обогревателя и печи.
3. Развитие термостатов позволило настроить более автоматизированное управление отопление, а позже охлаждение;
4. Так часто осуществляется охрана промышленных объектов, жилых помещений;
5. По мере увеличения числа управляемых устройств в доме поднимается их взаимосвязь. Например, печь может отправлять уведомления, когда он нуждается в чистке, или холодильник, когда он нуждается в обслуживании.
6. В простых установках, smart может включать свет, когда человек входит в комнату. Также в зависимости от времени суток, телевизор может настраиваться на нужные каналы, выставлять температуру воздуха, освещение.

Умный дом может предоставить интерфейс-доступ к бытовой технике или автоматизации, чтобы обеспечить контроль и мониторинг на Вашем смартфоне, через сервер, мини Smart для iPhone, iPod touch, а также при помощи переносного компьютера (необходим специальный soft: AVR Studio).

Фото — Контроль дома через планшет

Видео: система Schneider Electric умного дома

Элементы умного дома

Элементы домашней автоматизации включают в себя датчики (например, температуры, дневного света или обнаружения движения), контроллеры и приводы, таких как моторизованные клапаны, выключатели, двигатели и другие.

Фото — Схема управления дома

ОВК

Это отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, ОВК может контролировать температуру и влажность, к примеру, термостат интернет-контроля позволяет домовладельцу удаленно управлять системами отопления и кондиционирования воздуха здания, система может автоматически открывать и закрывать окна, включать радиаторы и котлы, теплый пол.

Освещение

Эти механизмы управления освещением могут быть использованы для управления бытового света, техники. Также сюда можно отнести систему естественного освещения, работу жалюзи или штор.

Фото — Схема умного дома

Аудио-визуальная

Эта категория включает в себя аудио-, видеосигналы для безопасности. Сюда входят:

• Эффект присутствия дистанционного управления (Это самая современная технология, которая применяется для увеличения безопасности). Заключается в зажигании света, музыкальном сопровождении.
• Имитация присутствия
• Регулирование температуры
• Регулировка яркости (электросветильники, уличное освещение)
• Безопасность (сигнализация, жалюзи).

Как сделать умный дом

Интеллектуальную систему можно сделать своими руками, самый бюджетный вариант – это настройка контроля освещения в доме или включения компьютера.

Фото — Вариант управления умным домом

Чтобы сделать лампу, которая будет «сама» загораться, к ней понадобится подключить специальное оборудование. Есть несколько вариантов решения это задачи:

1. Установить акустическое реле (1 или x10-wire);
2. Присоединить диммер;
3. Подключить датчик движения.

Проще всего работать с датчиком. Его продажа осуществляется в любом интернет-магазине, можно купить канальный прибор, можно разработать свой собственный по своим параметрам. Единственное замечание, нельзя устанавливать с таким прибором лампу накаливания, она может не выдержать нагрузки и взорваться, лучше работать со светодиодной.

Фото — Концепция умного дома

Еще один «умный» бесшумный вариант – это диммер. Здесь Вам понадобится прикоснуться к лампе, в зависимости от количества прикосновений, говорящий прибор будет менять яркость. Это очень удобно использовать на лампе в спальне, детской.

Чтобы настроить контроль и регулирование температуры, нам понадобится многоканальная система. Центральная схема контроля температуры и влажности состоит из:

• Датчиков (ds1820), которые измеряют физическое состояние жидкости, воздуха.
• Контроллеров (rfm12), которые могут быть простыми физическими компонентами и сложными устройствами специального назначения или встроенных компьютеров.
• Приводов люнекса, которые реагируют на сигналы контроллеров.

Самый современный способ – это купить все составляющие умного дома, провода, термостаты. После установить приборы в каждой комнате, по терморегулятору на радиатор и один на котел. Также понадобится управляемый блок, или «мозг» всей системы. Его рекомендуется смонтировать на входной трубе отопления.

Фото — Система умного дома

Наиболее просто осуществляется монтаж системы видеонаблюдения и сигнализации. Принципиальные положения установки систем безопасности:

1. Нужно подключить датчики на окнах, дверных проемах, там электрика будет самой продуктивной;
2. Сложнее всего подбирается плата, от неё зависит контроллер умного дома, работа посредственных деталей, уровень сигналов;
3. Многие специалисты считают, что монтировать индикаторы нужно на уровне пола. Где-то см 20 от плинтуса, это повышает эффективность;
4. Желательно установить постоянный мониторинг, установить цифровую систему контакта со службой охраны. Часто ответственными хозяевами устанавливается специальная программа к себе на персональный компьютер, которая позволяет контролировать работу системы из любой точки, где есть интернет (так советует поступить Елена Тесля и её книга: «Умный дом: как сделать своими руками», также там есть и другие решения). Можно подключить sms-оповещения.

Умный дом – это очень удобный способ сделать свою жизнь проще, часто целая система покупается полностью (Arduino, KNX, Linux).

Стоимость каждой системы индивидуальна. Самые популярные марки следующие: beckhoff, gira, lpt, redeye, Smart Switch IOT screen, teleco. Мы рекомендуем, перед тем, как построить такое жилье, посоветоваться со специалистами, они помогут вычислить уровень нагрузки, рассчитать потребляемую мощность.

Фото — Управление светом через телефон

Чтобы почерпнуть идеи, можно пролистать В.Н.Гололобов «Умный дом» своими руками, DJVU или PDF, бесплатно посмотреть у нас фото и видео- инструкции, прочитать советы известных мастеров.

Источники:

https://smartbobr.ru/umnyj-dom/umnyj-dom-svoimi-rukami/
https://lifehacker.ru/umnyj-dom/
https://www.asutpp.ru/umnyj-dom-svoimi-rukami.html