Как собрать умный дом. Умный дом: Какими бывают датчики и какая от них польза
Сегодня существует множество элементов системы управления электричеством – разнообразные , датчики температуры, движения и звука. В единой связке с внутренней электропроводкой дома или квартиры, они способны автоматизировать процессы включения/выключения света, отопления, контролировать работу некоторых бытовых приборов с учетом временных режимов. Но при этом не будет централизованной системы управления, то есть, Вы не сможете управлять светом и другими потребителями с единого устройства.
Тем и хороша система умный дом, ведь с помощью нее можно управлять всеми потребителями, подключенными к проводке, при помощи одного устройства – мобильного (планшет, смартфон, пульт ДУ) и/или стационарного (компьютер/ноутбук, графический интерфейс системы). При этом все датчики и реле также присутствуют в системе и производят управление электропитанием в автоматическом режиме.
Кроме элементарных бытовых потребителей, интеллектуальный (умный) дом может производить контроль и управление за системами связи, пожаротушения, охранных сигнализаций, телефонных линий и многим другим, включая инженерные коммуникации.
Однако, для полного контроля бытовых приборов, например, регулирование режимов кондиционера или холодильника, в самих приборах должен быть специальный разъем, по средствам которого производится подключение к электронному логическому контроллеру системы управления. Далее рассмотрим те основы, которые дадут Вам понятие о системе умный дом, ее принципе работы и составных элементах.
Составляющие элементы системы умный дом
Прежде всего, стоит заметить, что на сегодня появилось множество модификаций и комплектаций, в которых система управления умный дом может быть выполнена. Множество производителей предоставляют комплекты системы со встроенными Wi-Fi и/или Bluetooth передатчиками (модулями связи), вшитыми в контроллер, по средствам которых можно управлять системой беспроводным способом через мобильное устройство в пределах квартиры/дома.
Разновидность архитектуры системы умный дом
Имеются модификации, в которых управление происходит через интерфейс Ethernet (проводным способом, через ); к ним дополнительно нужно подключать коммутаторы и Wi-Fi роутеры для беспроводного управления, если они не встроены в контроллер. Что касается ручных выключателей, то они также могут подключаться к центральному контроллеру беспроводным способом или через электропроводку. В общем, имеется разнообразное оборудование для системы умный дом, и система состоит из таких элементов:
- контроллер умного дома (главный и дискретные модуляторы ввода-вывода);
- модули расширения и связи (коммутаторы, роутеры, GPS/GPRS модули);
- элементы коммутации электрической цепи (реле, диммеры, блоки питания);
- измерительные приборы, датчики и сенсоры (движения, температуры, света и др.);
- элементы управления системой (пульты, сенсорные панели, КПК, планшеты);
- исполнительные механизмы (клапаны воды, вентиляции, газа, ролеты и т. д.).
При выборе оборудования также важно учесть, какой протокол (способ) передачи данных системы «Умный дом» используется. Например, распространенный протокол EIB\KNX, использует в качестве передачи данных компьютерные сети, радиоканалы, силовые электрические сети. Имеется и протокол X10, который для передачи данных использует бытовую сеть переменного тока 230 В: устройства обмениваются сигналом, поданным в момент перехода переменного тока через нулевое значение. Такие сигналы представляют собой радиочастотные импульсы в 120 кГц, длительностью 1 мс.
Что такое контроллер для системы умный дом.?
Контроллер умного дома – это аппарат, который руководит всеми потребителями, приборами, а также высылает отчет хозяину о состоянии этих потребителей. Руководствуется датчиками температуры, воздуха, света для контроля систем освещения, обогрева, кондиционирования. Может быть запрограммирован на совершение различных действий с течением времени, по временному графику. Кроме автономного режима, с контроллером можно связаться через специальный интерфейс (компьютерную сеть, мобильный оператор или радиосеть), и управлять вручную приборами.
Приборы, управляемые контроллером системы умный дом
Подбирать контроллер необходимо в зависимости от того, как Вы желаете построить архитектуру системы управления. Например, есть две разновидности системы управления: централизованная и децентрализованная. В основе централизованной системы управления лежит единственный высокопроизводительный центральный контроллер, который руководит всеми потребителями (приборами) и инженерными сетями в доме.
В случае децентрализованного управления, интеллектуальная система умный дом состоит из нескольких более простых контроллеров, каждый из которых несет функции по управлению определенной зоной – комнатой и всеми приборами в ней, отдельно группами освещения во всем доме, определенного назначения бытовыми приборами и т. д. (региональные контроллеры).
Центральный контроллер для системы умный дом современного образца представляет собой компьютер, заключенный в небольшой пластиковый корпус, имеющий собственную ОС (операционную систему), оперативную память и множество электронных компонентов коммутации (управления) сигналами: электронные реле, терристорные ключи и др.
Одна из комплектаций центрального домового контроллера системы умный дом (на борту модуль беспроводной передачи, USB, COM, Ethernet порты)
Также в зависимости от комплектации, может быть встроенный GSM модуль для удаленного управления через мобильный телефон, Wi-Fi передатчик для управления системой из любой точки дома и графический сенсорный или кнопочный интерфейс (ЖК экран). Кроме того, разъемы для подключения к компьютеру и/или сетевому оборудованию: Ethernet, USB.
Такой контроллер способен управлять интеллектуальной техникой, как холодильники, микроволновки, инженерные коммуникации и т. д. (если в самой технике предусмотрена такая функция), докладывая хозяину даже такие данные, как температура в холодильнике, входные-выходные звонки телефонной линии и многое другое.
Региональный контроллер , дискретный модулятор ввода-вывода – это маломощный логический электронный блок управления, на котором реализована технология умный дом (к сравнению, частота микропроцессора ЦК – около 500 мГц, РК – около 50 мГц), как правило, не имеющий операционной системы и настраиваемый системно. Его можно настроить на любые элементарные сценарии по времени или по сигналам тех или иных датчиков.
Программируемый контроллер системы умный дом с интерфейсом (разьемом для подключения к сети) Ethernet
Он руководит элементарными задачами и событиями. Например, датчик света, подключенный к нему, дает сигнал (при наступлении темноты); контроллер подает сигнал на исполнительное реле или группу для управления освещением. Также он уведомляет хозяина о каждом действии. Другими словами, дискретный модулятор ввода-вывода – это своего рода интеллектуальное программируемое электронное реле.
Состоит такой аппарат также из электронных компонентов коммутации сети и интеллектуальной части: микропроцессор с памятью. В нем (зависит от производителя и комплектации) может быть USB, интерфейс Ethernet и другие порты для управления, программирования и предоставления отчетов хозяину.
Что такое модули расширения и связи для системы умный дом.?
Модули расширения – это устройства, подключаемые к контроллеру и расширяющие его функциональность. Отчасти переходники, двоители-троители и измерительные приборы также являются модулями расширения. Такие устройства могут быть встроенными в контроллер, подключаемыми отдельно через специально предназначенный разъем или общий разъем Ethernet, USB и другие интерфейсы. По причине того, что компании производители систем умный дом используют различные системы шифрования передачи данных, при выборе модуля расширения важно обратить внимание на его совместимость, если контроллер приобретен другого производителя.
Справа — контроллеры системы умный дом со встроенными модулями беспроводной передачи данных
Модули расширения связи для системы умный дом представляют собой устройства передачи данных беспроводным или проводным способом. К первым относятся всем известные Wi-Fi роутеры, которые подключаются к контроллеру так же, как и к компьютеру, через Ethernet или USB (есть и специально «заточенные» фирменные модули со своей системой подключения). Реже используются отдельно подключаемые GSM/GPRS модули (так как обычно они встроенные), с помощью которых система умный дом может связываться с хозяином через СМС-оповещения на его номер телефона. Существуют модули беспроводной связи Bluetooth (радиосигнал) и ИК (передача по средствам инфракрасного луча).
Модули беспроводной связи GSM и Wi-Fi; коммутатор для проводной сети Ethernet
Для проводного способа расширения связи используются коммутаторы – устройства, которыми подключают несколько клиентов (компьютеров, контроллеров и других интеллектуальных устройств) в одну локальную сеть. Они необходимы при устройстве децентрализованной системы умного дома, когда имеется несколько региональных контроллеров, а также для создания общей сети с компьютерами и другими интеллектуальными устройствами, использующими соответствующие интерфейсы. При большом расстоянии передачи сигнала, для его усиления применяются специальные цифровые усилители – репитеры.
Модули расширения функциональности системы умный дом имеют самый разнообразный функционал, и, как правило, подключаются в общий или специальный разъем интерфейса. Они расширяют перечень функций контроллера, например, модуль голосовых сообщений дает возможность руководить системой по средствам звуковых (голосовых) команд. Также имеется возможность сделать так, чтобы система управления умный дом воспроизводила звуковые сообщения (приветствия, предупреждения, поздравления и др.) на динамики.
Модули расширения для управления сложными механизмами, шаговыми двигателями и т. д.
Также стоит отметить расширение функционала по средствам модулей-переходников, которыми можно добиться совместимости различных стандартов устройств. Специальные модули управления предназначены для контроля различных специфических приборов (двигателей, механизмов открытия/закрытия дверей, клапанов вентиляции; многое другое) и элементов коммутации электрической цепи. Так, контроллер умного дома не имеет власти над силовыми защитными автоматами (пробки, автоматические выключатели), а при подключении модуля управления автоматами и использования управляемых автоматов, функция их включения/выключения по средствам контроллера становится доступной. Для подключения к системе умного дома регуляторов освещения (диммеров – см. ниже) также необходимы специальные модули расширения.
Что такое элементы коммутации цепи системы умный дом.?
Под понятием коммутации электрической цепи стоит понимать замыкание/размыкание ее, а также регулирование напряжения и других параметров электрического тока. Регуляторы напряжения (освещения), преобразователи/трансформаторы, блоки питания, автоматические выключатели и реле – все это элементы коммутации, без которых монтаж системы умный дом (как и любой электропроводной системы), выполнен не может быть. Они могут иметь встроенную защиту от перегрузки сети и короткого замыкания и срабатывают, размыкая цепь, таким образом, выполняя защитную функцию.
Простая схема системы умный дом с контроллером, элементами коммутации (управления) электрической цепи и элементарные потребители (в данном случае — лампы освещения)
Автоматические выключатели предназначены для предохранения электропроводки от перегрузки или замыкания. Они подбираются по мощности, на которую рассчитана контролируемая ими линия электропроводки. Для системы умный дом существуют как обыкновенные ручные, так и управляемые автоматические выключатели.
На изображении — простые однополюсные автоматические выключатели
Первые имеют в своей конструкции механизм, который при нагревании вследствие перегрузки размыкает цепь, а также могут быть выключены вручную. Контролируемые же автоматы имеют специальный интерфейсный выход на модуль управления, через который главный контроллер и хозяин может ими управлять дистанционно, не заглядывая в щитовую вообще.
Реле и релейные блоки – это элементы управления силовыми цепями при помощи подаваемого сигнала от контроллера. Сигнал может выглядеть в виде тока небольшой мощности, как правило 24 В (опять-таки, единого стандарта нет, есть разные системы и производители) или другого сигнал.
На изображении — электромагнитные реле для контроля одной и несколькими линиями силовой цепи
В отличие от автоматических выключателей, реле не имеют защиты и механизм замыкания/размыкания цепи выглядит противоположно: при подачи управляющего напряжения на электромагнитную часть, последняя приводит в действие якорь и механическим влиянием замыкает контакты силовой цепи питания (220 В). Самое элементарное реле управления одной силовой линией фазы имеет три входа и один выход: ноль и фаза управления электромагнитом (24 В которые), вход фазы силовой (220 В) от защитного автоматического выключателя и выход ее на потребитель.
Регуляторы напряжения (освещения) применяются в основном для контролирования подаваемой мощности и напряжения тока для осветительных приборов. В основе таких регуляторов лежит элемент цепи – реостат, прибор для регулирования освещения. Для обыкновенной цепи питания представляет собой механизм с ползунком, заключенный в коробку с габаритами выключателя и имеет также функцию вкл/выкл.
Диммер, управляемый вручную (справа) и дистанционно (слева)
Нового образца система управления умный дом группами освещения вмещает в себе прибор, именуемый диммером (подключают его к контроллеру также через специальный модуль управления). Этот прибор рассчитан на управление одной или несколькими группами питания освещения и управляется при помощи контроллера в автоматическом режиме или дистанционно хозяином, что есть удобно. Еще преимущество диммера – через него контроллер может контролировать яркость освещения, руководствуясь данными про уровень освещенности, полученными из датчиков света.
Блоки питания, трансформаторы, преобразователи – это сложной архитектуры приборы, которые предназначены для изменения параметров электрического тока при необходимости на том или ином участке цепи или на всей цепи.
Блок питания с 220 В на 12 В
Применяют их в связи с тем, что некоторые потребители рассчитаны на другие характеристики тока, нежели переменного 220 В/50 Гц, подаваемые в быту в СНГ и Европе. К примеру, взять то же освещение: есть специальные люминесцентные, неоновые и другие высокодекоративного освещения, которые работают от 10/12/24 В постоянного тока. Для того чтобы добиться таких характеристик, на соответственный участок цепи монтируют блок питания 220-10В, 220-12В, 220-24В. Такие устройства могут работать в одном режиме, например 220-24В, или во всех трех, вышеперечисленных.
Что такое измерительные приборы, датчики и сенсоры в системе умный дом.?
Эти устройства – как органы обоняния и осязания для человека: они дают представление о происходящем в окружающей среде. Благодаря современным измерительным приборам, датчикам и сенсорам (коих разнообразие на сегодня очень велико), на контроллер системы умный дом поступают данные о температуре, влажности, степени освещенности и атмосферном давлении снаружи и внутри помещения.
На рисунке датчики с элементарными функциями
Имеются контрольно-измерительные приборы для контроля состояния инженерных коммуникаций: давления и учета расхода воды и утечки газа с электронным интерфейсом, позволяющим передавать эти данные интеллектуальной системе умного дома, которая будет строить отчеты и отправлять их хозяину.
Датчики и сенсоры аналоговые традиционного образца используют в качестве передачи данных низковольтный ток до 24 В, как правило, и электрическую проводку малого сечения в качестве среды передачи. К примеру, самый элементарный датчик света содержит фотоэлемент с входом и выходом, через который проходит фаза низковольтного тока. Этот фотоэлемент меняет сопротивление при попадании на него света, таким образом, выдавая различные параметры тока в разное время суток.
На рисунке — элементарные аналоговые датчики, реагирующие на бытовой и углекислый газы
Контроллер получает эти значения, обрабатывает их и, соответственно, посылает сигнал о включении/выключении групп осветительных приборов, а также регулировании уровня освещения (при наличии диммера). Примерно аналогичная система, только с разными рабочими элементами, имеется в датчиках контроля температуры (на основании их данных интеллектуальная система умный дом управляет обогревом), движения и шума (свет, сигнализация), утечки газа и воды (управление клапанами, перекрывающими газ и воду) и многое другое.
Датчики и сенсоры цифровые нового поколения имеют расширенный функционал и являются интеллектуальными устройствами. Например, современные многофункциональные датчики движения, способны не просто выводить данные на контроллер в двух параметрах: 1 («да», есть движение) или 0 («нет», нет движения).
На рисунке — цифровой датчик контроля влажности воздуха
Они способны измерять расстояние от датчика до движущейся цели, засекать задержки при передвижении объекта и многое другое. Все это обрабатывается встроенным в датчик микропроцессором и подается на контроллер в виде цифровых сигналов. Стоит отличать датчики от контрольно-измерительных приборов: датчики и сенсоры засекают события, а контрольно-измерительные приборы засекают физические величины измеряемого тела, объекта (скорость, вес, оббьем и т. д.).
Контрольно-измерительные приборы – это более сложные в отличие от простых аналоговых сенсоров аппараты, которые вмещают в себе новые технологии умный дом и контролируют широкий диапазон параметров, предоставляют их физические единицы измерения. Цифровые барометры, счетчики воды и газа, того же напряжения – все это контрольно-измерительные приборы.
Контрольно-измерительный прибор температуры и расхода горячей воды
В отличие от аналоговых приборов и датчиков, современные цифровые, имеют собственную систему вычисления на основе простого микропроцессора; они обрабатывают сигналы и в готовом виде подают данные на контроллер умного дома, тем самым частично разгружая его процессор. В качестве среды передачи данных цифровые контрольно-измерительные приборы и датчики используют специальный интерфейс.
Какие бывают элементы и способы управления системой умный дом.?
Управление системой интеллектуального (умного) дома может производиться тремя способами: беспроводным локальным, удаленным беспроводным, проводным локальным, удаленным проводным. Устройства управления идут в комплекте с системой – это графические панели управления с сенсорным или кнопочным вводом, пульты с приемниками, настроенными на определенную частоту. Не идущие в комплекте устройства, как мобильные компактные компьютеры (смартфоны, планшеты) настраиваются при помощи специального программного обеспечения для управления удаленным способом, через всемирные информационные сети.
Системой умный дом можно управлять пультом, панелью управления и мобильными устройствами
Беспроводной локальный способ управления с ограниченным радиусом производится с применением устройств управления через локальный (местный) радиосигнал, Wi-Fi или Bluetooth беспроводные радиосети. В принципе, таким способом можно управлять системой с любой точки дома и даже находясь на приусадебном участке неподалеку. Однако, в больших домах, возможно, понадобятся дополнительные радиоточки, усилители беспроводного сигнала. Управление осуществляется пультами, сенсорными панелями, мобильными устройствами (смартфонами, планшетами, ноутбуками), которые имеют встроенный или подключенный извне передатчик той или иной сети Wi-Fi, Bluetooth или фирменного радиочастотного сигнала.
На экране планшета — программное обеспечение для контроля показателей и приборов, подключенных к системе умный дом
Беспроводной удаленный способ управления доступен, если произведен монтаж системы умный дом к глобальным сетям или модулям расширения связи, обеспечивающим к ним доступ. К таковым сетям можно отнести GSM/GPRS (управление по средствам мобильной связи), мобильный интернет, специальный выделенный радиосигнал. Наличие выхода в GSM/GPRS сеть дает возможность системе отсылать СМС, ММС и звуковые сообщения на номер телефона владельца дома. Также теоретически возможно управление через голосовое меню. Средства для управления системами умного дома через глобальные сети – это, как правило, смартфоны, а также планшеты и ноутбуки со встроенными модулями-передатчиками для мобильного интернета.
Проводной локальный способ управления , в зависимости от применяемых протоколов передачи данных системы умный дом, может иметь среды передачи данных по витой паре (кабелю компьютерной сети), электрической проводке (протокол системы X10) или каким-либо другим кабелем. В каждом региональном и центральном контроллере система управления умный дом предусматривает выход для проводной связи с управляющими устройствами, а также обмена информацией с другими интеллектуальными устройствами, которые находятся у него в «подчинении». Если устройств несколько, то интерфейс расширяют при помощи коммутатора (см. выше «модули расширения связи»), создавая несколько ответвлений. Для проводного локального способа управления применяются идущие в комплекте и отдельно панели управления и выключатели (кнопочные и сенсорные), а также можно управлять через подключенный к кабелю компьютер или ноутбук.
Сенсорная панель управления системой умный дом, совмещенная с домофоном
Проводной удаленный способ управления системами умного дома – это сеть, по размерам больше локальной, то есть, управление домом происходит извне по проложенному кабелю, подключенному к внутренней сети управления. Как правило, такой способ управления применяется в управлении автоматизированными процессами корпусов зданий. В общем, для домашнего пользования этого (управления системами через региональные проводниковые сети) знать не нужно.
Что такое исполнительные механизмы системы умный дом.?
В отличии от реле, которые отчасти можно назвать исполнительными элементами (подача команды – реле замыкает/размыкает цепь), исполнительные механизмы, которыми руководит интеллектуальное оборудование для системы умный дом, являются сложными электромеханическими изделиями, приборами, рассчитанными на испытание высоких механических нагрузок.
На изображении можно наблюдать объекты, в которые могут быть встроенные исполнительные механизмы системы умный дом
Рабочий орган более сложных приборов (приводов открытия/ закрытия ворот, жалюзей и т. д.) – это двигатель, у менее сложных (клапанов, замков) – сердечник, приводящийся в движение электромагнитом. Управляются в большинстве от низковольтного тока до 24 В включительно, но есть и высокомощные приводы, рассчитанные на 220 В.
Электромеханические приводы открытия/закрытия ворот, калиток, дверей, окон, жалюзей и штор; встроенные в мебель электромеханические детали, делающие ее моторизированной. В комплекте они могут иметь интерфейс подключения и пульт ДУ.
Девушка управляет оконным механизмом системы умный дом при помощи беспроводного пульта
В продвинутых моделях приводов имеются элементарные системы автоматизированного управления: встроенные датчики и возможности настройки скоростей и крайних положений открытия/закрытия. Сегодня чаще всего встречаются автономные приводы для штор и жалюзей, которыми не управляет интеллектуальная система умный дом: управляемые с пульта инфракрасного передатчика, и не имеющие никакой связи с контроллером умного дома. Тем не менее, такие устройства тоже считаются отдельными элементами умного дома.
Клапаны низкого, среднего и высокого давления – это более простые механизмы для управления водопроводными сетями (в т. ч. и пожаротушения), газовыми трубами и вентиляцией. Клапаны применяются в системах контроля: газовые – в системах контроля за газом, водные – контроль водообеспечения, предотвращения затопления и пожаротушения.
На изображении — клапан воды, управляемый системой умный дом
Очень полезно для здоровья, и стоит отметить систему вентиляционных клапанов, которая срабатывает от датчиков углекислого газа (CO2). Система выветривает вредный для человека газ и создает благоприятный микроклимат. К подобным элементарным механизмам можно отнести электромагнитные замки и другие элементы контроля доступа в помещение, входящие в систему безопасности умного дома. Такие устройства в основном не имеют микропроцессоров, имеют только два положения: открыто и закрыто.
Благодаря различным датчикам эксплуатация систем «умного дома» станет более удобной.
Однако для того, чтобы устройства эффективно функционировали, необходимо тщательно подойти к их выбору и настройке параметров работы
При подборе, установке и настройке датчиков движения (присутствия) потенциальные пользователи сталкиваются с рядом трудностей.
Так, покупатели не только путают термины или типы датчиков, но иногда вообще плохо представляют, какие функции выполняют те или иные устройства.
Датчик движения или датчик присутствия
Датчик движения отслеживает перемещения в контролируемой части дома (зоне чувствительности), при этом чаще всего используются детекторы инфракрасного излучения. Одновременно встроенный светочувствительный элемент регистрирует уровень освещения, и если последний недостаточен, то устройство включает свет.
Датчик присутствия оснащён более совершенной оптической системой и способен обнаруживать даже незначительное движение (например, перелистывание страниц).
Это более точное и дорогое устройство снабжено регистратором уровня освещения.
Кроме того, существуют сотни разновидностей датчиков (так, одна из самых длинных продуктовых линеек B.E.G. насчитывает две с лишним сотни моделей).
Как показывает практика, установка «самого лучшего» (то есть самого дорогого в серии) устройства проблемы не решает.
Что же делать?
Параметры выбора датчиков
Последний параметр - мощность нагрузки, обусловленная количеством подключаемых ламп или других устройств.
Тип датчика. Выпускаются модели для сухих, влажных и холодных помещений (например, гаража), а также для уличного монтажа.
Отдельный тип - устройства узконаправленного действия для коридоров, галерей и других вытянутых в длину помещений. Некоторые датчики присутствия оснащены несколькими выходными цепями: к одной подключается освещение, а к другой, например, вытяжной вентилятор.
Наконец, существуют датчики присутствия для ванных комнат.
Они оборудованы звуковым сенсором: по шуму воды устройство понимает, что хозяева находятся в ванной. При этом свет не погаснет, даже если шторми задвинуты и движение отсутствует. Есть и датчики .
Варианты монтажа датчиков.
Помимо стандартных, для электроустановочных изделий накладных и врезных моделей выпускаются датчики для монтажа в подвесные потолки (такие модели есть, например, у B.E.G.).
Этот вариант установки позволяет монтировать устройства заподлицо. Внешне такой датчик сложно отличить от галогенного светильника. Установка. Может быть потолочной и настенной. Последний способ часто применяют в помещениях со слишком высокими потолками (оптимальная высота размещения большинства потолочных моделей - 2-3 м).
Перед монтажом датчик необходимо настроить. На корпусе изделия имеется один или несколько регуляторов.
С их помощью задаются уровень освещённости (пороговое значение, при котором устройство срабатывает), уровень чувствительности, время задержки срабатывания и специальные режимы работы, например когда свет только отключается датчиком, а загорается при нажатии на клавишный выключатель.
Таким же образом нужно настраивать угол обзора устройства. Для этой цели в комплекте предусмотрены накладные пластиковые шторки - так называемый фильтр отсечки сигнала. Необходимый угол обзора у датчиков задаётся путём удаления части шторки, ненужный пластик вручную выламывается по насечкам.
Следует учитывать максимально допустимую нагрузку, то есть количество приборов, включаемых по команде датчика.
Современные светодиодные и люминесцентные лампы (в отличие от ламп накаливания) имеют неприятную особенность - они создают очень большую стартовую нагрузку на подключающее устройство, из-за чего датчик присутствия может просто перегореть.
Оптимальная нагрузка на подключающие электроустановочные изделия (датчики и диммеры) для светодиодных ламп должна быть в 2-3 раза меньше расчётной мощности нагрузки. На практике это означает, что если датчик рассчитан на 300 В. то общая мощность подключённых к нему светодиодных ламп не превышает 150 В.
На заметку:
Датчики движения и присутствия надо устанавливать так, чтобы они не срабатывали от едущих по улице автомобилей или других ложных сигналов.
На заметку: непривычно умные двери
Простейшая электронная СКУД состоит из двух устройств - запирающего (электромагнитный или электромеханический замок) и считывающего. Считывающее устройство получает данные с пластиковой карточки и открывает замок.
Такие двери повсеместно устанавливают в офисах, производственных зданиях, гостиничных комплексах и жилых домах. Программно может решаться вопрос о времени доступа в помещение, о количестве посещений.
Но код карточки, хотя он и является индивидуальным, можно считать, подделать, а карточку - украсть. Тогда производители дверей пошли дальше, и на свет появились биометрические детекторы, которые распознают отпечаток пальца, сканируют сетчатку глаза, идентифицируют голос. «Умные» двери способны интегрироваться с системами безопасности и видеонаблюдения.
Это предоставляет дополнительные возможности - например, пересылку на вашу электронную почту фотографий людей, подходивших к двери, с конкретной датой и временем визита. Недалек тот день, когда дверь издалека будет автоматически распознавать своего хозяина и приветливо распахиваться перед ним.
Важно: большое значение имеет замок. Если он ненадежен, то, имея хоть сто уровней защиты, конструкция не сможет обеспечить нужную безопасность.
«Умная» дверь оснащена цилиндрической замковой системой, защищенной от вскрытия любыми методами - отпиранием, подбором ключей, сверлением, взрыванием. В случае незаконных попыток проникновения на охраняемую территорию система оповестит нарушителя, что объект находится под охраной. Часто такого предупреждения бывает достаточно, чтобы отпугнуть преступника. Дополнительно обо всех предпринятых попытках проникновения хозяин будет оповещен с помощью SMS. Если же преступник попробует отключить радиосигнал, об этом тоже станет известно благодаря станции мониторинга, которая в постоянном режиме контролирует окружающую обстановку.
На заметку: Умные окна и как они работают
Современные окна могут открываться по заданной программе, закрываться в дождь, регулировать свою светопроницаемость, уровень шума и температуру внутри помещения.
настоящее время популярность среди смарт-устройств для окон набирают ручки, поддерживающие заданную температуру в помещении путем подачи сигнала на систему кондиционирования при открывании окна, - в результате кондиционер временно отключается. Такими оконными ручками можно управлять удаленно через специальное приложение на компьютере или мобильном устройстве. Смарт-ручки можно установить как на новые, так и на уже существующие окна.
Системы автоматического проветривания - как, например, МАСО Window-Matic, которая программируется на срок до одного месяца, - позволяют открывать и закрывать окна в заданное время. Функционал таких систем может быть увеличен путем установки дополнительных сенсорных датчиков, благодаря которым створки будут автоматически закрываться при сильных порывах ветра или дожде.
С помощью современных окон можно регулировать освещенность помещения. Это стало реальным благодаря электро-хромным стеклам (разработка NREL - National Renewable Energy Laboratory, Американской национальной лаборатории по возобновляемой энергии), прозрачность которых изменяется в зависимости от поданного на них напряжения. Голландская компания Реег+ пошла дальше и предлагает стекла с фотоэлектрическим покрытием (Smart Energy Glass - SEG), которые могут не только менять свою прозрачность, но и аккумулировать солнечную энергию. Ученый Сарбаджит Банерджи из Университета Буффало предложил покрывать стекла вольфрамом, легированным оксидом ванадия (V205).
Оксид ванадия может изменять структуру своей решетки в зависимости от температуры, претерпевая так называемый фазовый переход. При температуре ниже +32°С это соединение является полупроводником, который не пропускает инфракрасное излучение, но и не поглощает его. При более высоких температурах кристаллическая решетка изменяется, соединение становится про- водником и начинает поглощать инфракрасное излучение. Поэтому при сильном нагреве стекла с таким покрытием оно может работать как охладитель, поглощая избыточное количество тепла.
Несколько лет назад компания Samsung представила на суд общественности свою наноразра-ботку Transparent Smart Window, представляющую собой 46-дюймовую LCD-панель с разрешением 1 366 х 768 пике, и контрастностью 500: 1.
Обычные LCD-панели имеют прозрачность 5 %, a Transparent Smart Window - 15-20 %.
Это делает возможным использование панели в качестве окна. Управляя устройством при помощи видже-тов, можно делать окно прозрачным, «закрывать жалюзи», использовать Smart Window в качестве обычного тачскрина для «компьютерных» задач, просматривать видео.
Днем в качестве подсветки используется внешний свет, в темное время суток включается встроенная LED-подсветка.
100 шт. гиацинт бонсай, многолетний гиацинт горшечных растений, Крытый легкое…
14.72 руб.
Бесплатная доставка★★ ★★ ★★ ★★ ★★ (4.80) | Заказы (1546)
Компания Xiaomi уже несколько лет строит свою собственную экосистему для домашней автоматизации и управления климатом. В настоящий момент в нее, в частности, входят несколько моделей , (гейт для датчиков), видеокамеры, воздухоочистители, ИК-контроллер. Также в сервисе программы Xiaomi MiHome могут участвовать роутеры, телевизор, ТВ-приставки, очиститель воды, кондиционер и другое оборудование. Объединяет все это возможность удаленного управления и контроля через облачные сервисы и фирменные программы для мобильных устройств на базе Android и iOS. Отметим, что официального русского языка у этих утилит нет, но есть английский. При этом без этого программного обеспечения не обойтись.
Одной из наиболее часто реализуемых задач в системе автоматизации является контроль и управление домашним климатом. Для этого используются датчики температуры и влажности, которые нужно разместить в требуемых местах. Требования к ним вполне закономерные – небольшой размер, беспроводное подключение, долгое время автономной работы.
Xiaomi предлагает схему их подключения через гейт Xiaomi Mi Smart Gateway. Он сам устанавливается в розетку питания (к сожалению, варианта с европейской вилкой не предусмотрено, так что потребуется переходник) и соединяется с облаком через Wi-Fi роутер. Отметим также, что в этом устройстве есть подсветка и динамик, что позволяет использовать его в сценариях ночника, дверного замка и других. Датчики в нужных количествах подключаются к шлюзу по протоколу ZigBee, который отличается невысоким энергопотреблением.
В комплект Smart Home Suite входят датчик движения и датчик открытия двери или окна, а также беспроводная кнопка, подробнее о них можно прочитать по приведенной выше ссылке.
Здесь же мы познакомимся с датчиком температуры и влажности, который, как и другие устройства серии, можно приобрести отдельно. В комплекте поставки идет краткая инструкция на китайском языке и запасное крепление в виде кольца из двухсторонней клейкой полоски.
В его характеристиках заявлено следующее:
- Измерение температуры от -20°C до +60°C с точностью 0,3 градуса
- Измерение влажности от 0% до 100% с точностью 3%
- Протокол ZigBee 2,4 ГГц
- Питание от литиевой батареи
Про дальность и длительность работы от одной батареи информации нет. Формально для ZigBee заявлено 10-100 метров, в нашем тестировании в пределах одной средней квартиры проблема появилась только в самом сложном случае – гейте в одном конце и датчике в другом с препятствиями в виде стен и шкафов между ними.
При необходимости работы на больших расстояниях или площадях вам может быть придется добавить шлюз или несколько. По времени на одной батарее можно говорить как минимум о нескольких месяцах или даже пары лет. К сожалению, в программе мы не нашли статуса питания. Возможно, что в системе предусмотрены сообщения при снижении емкости, но мы их не дождались. О частоте обновления показаний также нет информации, но ее мы хотя бы можем попробовать проверить. С другой стороны, для бытового применения обычно не требуется очень детальные данные, тем более, что повышение частоты отправки снижает время автономной работы.
Корпус датчика выполнен из белого матового пластика. Размеры – диаметр 35,5 мм, высота 10 мм. Вес минимальный – около 9 г. Для крепления предлагается использовать двухстороннюю клейкую полоску.
На лицевой стороне есть логотип и практически незаметный светодиод, который используется при сопряжении с гейтом. Под ним на ребре можно увидеть решетку для поступления воздуха непосредственно к сенсорам, а с противоположной стороны находится кнопка сопряжения. В рабочем режиме при ее нажатии на гейте проигрывается сообщение на китайском языке (голосовой переводчик дал версию «Нормальное соединение»). На дне есть щель для открытия корпуса с целью замены батареи. В нашем датчике крышка держалась очень крепко, снять ее не удалось. Так что реальный формат батареи остался неизвестным - в некоторых источниках указан элемент питания CR1632, а на сайте производителя можно встретить упоминание CR2032.
Для начала работы с датчиком нужно подключить его к шлюзу. Эта операция осуществляется из мобильного приложения и не вызывает сложностей.
Возможностей использования немного, что вполне ожидаемо от такого простого и недорогого устройства:
- просмотр текущих показателей температуры и влажности в цифровом или графическом виде
- демонстрация общей оценки комфорта
- просмотр трендов за определенный промежуток времени
- назначение действий при выходе показателей из заданных границ (верхняя и нижняя границы для температуры и влажности, всего четыре варианта)
Если говорить только про гейт и датчик, то вариантов немного, например можно отправлять push-уведомление на смартфон, проигрывать мелодии на гейте или включать на нем подсветку. Также есть возможность назначить сразу несколько действий, включая добавления паузы между ними. Удобно, что для событий можно использовать и временные рамки для создания более сложных условий или расписаний.
 |  |
Для проверки точности мы попробовали использовать три популярных датчика DHT22 и два аналоговых сенсора – температуры Microchip MCP9701A и влажности Honeywell HIH-4010. Показания считывались микроконтроллером Arduino и выводились на OLED экран. Первая строка – аналоговые датчики, три следующие – цифровые.
В комнате с кондиционером за рабочим столом вполне комфортно.
На улице даже в тени сейчас жарко.
А уж если вы решили принять горячий душ и не включать вентилятор…
В комнате без кондиционера находиться сложно.
Лучше вернуться в первую комнату.
Прежде всего, заметим, что использованные для сравнения датчики не отличаются высокой точностью. Заявленные для них погрешности являются скорее мечтами маркетологов, чем реальными техническими характеристикам. Здесь конечно больше доверия аналоговым датчикам, но работа с ними имеет свои особенности. В любом случае, для дома и этого вполне достаточно, особенно если говорить о температуре, которую в целом все могут оценить неплохо. Проверка влажности является более сложной задачей, но и для этой задачи можно вполне применять данные устройства. Что касается оперативности обновления показаний, то вероятно датчик проверяет относительные изменения и если они значительные, отправляет значения на гейт, а не ждет какой-то промежуток времени. По крайней мере, при изменении обстановки информация на смартфоне изменяется достаточно быстро.
,В современных домах всё большее значение приобретает автоматизация, которая позволяет выйти на новый, ранее не доступный обывателю уровень комфорта и уюта.
Комплекс автоматических систем, используемых в жилых помещениях, получил название « умный дом». Работа такой системы построена на основе специальных регулирующих элементов и самых разнообразных датчиков, регистрирующих и передающих параметры среды и другую важную информацию.
Умный дом: датчики
Датчики в жилых помещениях разделяют на несколько типов, каждый из которых выполняет строго определённую функцию, и лишь комплексное их использование позволяет достичь экономии энергоресурсов, обеспечить высочайших уровень безопасности и защиты имущества.
Условно все датчики для умного дома принято разделять на 2 большие группы: реагирующие на параметры окружающей среды и отслеживающие движение объектов.
Типы датчиков:
— объёмный акустический;
— температуры;
— загазованности;
— освещённости;
— движения;
— ИК датчики;
— ёмкостные и индуктивные;
— индикаторы присутствия;
— фотоэлектрические;
— лазерные датчики передвижения;
— датчики утечки газа;
— протечки;
— давления воды, газа;
— дождя;
— индикаторы сырости;
Все эти приборы используются в совокупности с интеллектуальным управлением, что позволяет собирать данные и анализировать их в комплексе. Благодаря этому достигается безошибочность и безопасность работы систем « умный дом». Например, при компьютерном регулировании ворота гаража не просто откроются на какое-то время для въезда или выезда автомобиля. Прежде чем закрыть ворота система убедится, что машина не остановилась в проходе.
Анализ погоды на улице совместно с показаниями датчиков температуры внутри помещения позволяет рассчитать и поддерживать оптимальный режим функционирования систем вентиляции и отопления. Достигается это подачей правильного сигнала на обратную линию регулирования расхода теплоносителя.
Описание датчиков
Наиболее сложными являются детекторы умного дома, ответственные за определение перемещения и присутствие объектов. На их основе построены системы автоматического освещения, безопасности. Они, как правило, тесно взаимодействуют с интеллектуальной частью всей системы. Также для одной такой сети датчиков часто совместно используются разные устройства, отличающиеся по принципу работы. Например, одновременно устанавливаются инфракрасные датчики вместе с детекторами движения, присутствия и сенсорами освещённости.
Программное обеспечение умного дома выполняет не менее важную роль, чем правильное расположение и настройка всех других компонентов. Например, датчик движения может не реагировать в тех случаях, когда человек в помещении длительное время не двигается, а программный анализ позволяет запоминать, где именно и сколько людей находится в доме.
Самый часто используемый детектор в системах умный дом — датчик температуры. На их основе работает отопление, которое является одной из основных систем любого дома.
Противопожарные датчики отслеживают состояние воздуха в доме и срабатывают при резком повышении температуры сверх критической величины или при наличии дыма.
Датчики сырости позволяют определить, закрыты ли в доме окна, есть ли где-либо протечки или проблемы с отоплением.
Всем привет, с вами команда Wiren Board!
Нас часто спрашивают: «Что можно подключать к вашему контроллеру? Как на нём собрать “умный дом”?»
Чтобы немного прояснить этот вопрос, мы покажем стенд, где к Wiren Board 4 подключены периферийные устройства. На его примере расскажем про типовые варианты подключения устройств и датчиков.
На стенд можно посмотреть на него через онлайн-трансляцию и зайти в демонстрационный веб-интерфейс .
Краткий список подключаемого оборудования:
Счётчики
На стенде установлены импульсные счетчики электроэнергии и воды. Кроме них можно подключать электросчетчики “Меркурий” по RS-485 и CAN, но они большие, и на стенд решили не ставить.
В импульсных счетчиках принцип работы такой - на каждые N единиц (указано на устройстве) происходит замыкание контактов. В водосчётчиках используют герконы, электросчетчиках - оптроны.
Подключать счётчик нужно к входам типа “сухой контакт”. В конфигурационном файле указывается тип счётчика и константа (импульсов на единицу). После этого в веб-интерфейсе отображается как общая сумма показаний и скорость их изменения (мощность в ваттах, литры в секунду и т. д.)
Датчики
Для сбора информации можно подключать следующие типы датчиков:
Беспроводные погодные датчики Oregon Scientific
Работают на частоте 433.92 МГц, в интерфейсе контроллера появляются автоматически - контроллер показывает все пойманные датчики.Из недостатков - маленькая антенна в передатчике датчика, поэтому уже через пару стен может не ловиться. Хотя на Хабре была про то, как увеличить дальность.
Датчики температуры и влажности, подключающиеся по RS-485
и работающие по протоколу Modbus. Они подключаются к общей шине RS-485 совместно с другими устройствами. Чтобы появились в веб-интерфейсе, нужно указать тип и адрес датчика в конфигурационном файле.Датчики температуры 1-Wire
Недорогие. При подключении сразу появляются в веб-интерфейсе.
Детектор движения
Большинство детекторов делают сразу для коммутирования нагрузки 220В, такие весьма проблематично подключать к контроллеру. Но есть модели с релейным выходом и питанием 12В - именно такая подключена на стенде.Резистивные датчики
Сопротивления 1-50кОм, перед применением потребуется калибровка с конкретным Wiren Board. Для домашних применений большого смысла в них нет. Но может быть полезно. На стенде подключен датчик качества воздуха MQ-135 и термистор 10k.Датчики дыма, огня, газа, утечки воды и пр.
Таких устройств на рынке много, для удобного подключения надо брать с релейными выходами, нормально замкнутыми. Тогда на один провод можно последовательно подключать несколько штук. При срабатывании одного датчика он разорвет общую цепь, и сигнал поступит на контроллер. На стенде нет, но подключение аналогично детектору движения.Внешние кнопки
Кнопки - это не совсем датчики, но тоже удобны для организации сценариев. Их можно подключать как напрямую к цифровым входам контроллера, так и к внешним модулям на Modbus.Управление светом
Кто-то говорит, что управление светом не нужно, другие считают его основной функцией “умного дома”. Поэтому сегодня уделим свету побольше внимания.
Управление светодиодными лентами
Светодиодные ленты бывают двух основных типов: с меняющимся цветом (RGB) и одноцветные. Цветные ленты можно использовать дома для декоративной подсветки, а одноцветные белые и как основное освещение.Чтобы включить ленту, нужно подключить её к источнику напряжения 12В (или 24В) через диммер для лент. Тогда при помощи диммера вы сможете управлять цветом RGB-лент и регулировать яркость одноцветных.
На стенде установлены диммеры WB-MRGB нашего производства и диммеры производства Uniel и “Разумный Дом”. Все они подключены по шине RS-485.
Кроме них, по радиоканалу 433 МГц подключен RGB-диммер nooLite. Но так как монтаж светодиодных лент сам по себе предполагает большую работу по монтажу самих лент, проводов, дополнительных блоков питания, то мы бы советовали бы и управляющие устройства использовать проводные. Тогда вы получите надежную работу при низкой цене модулей, а радиоканал 433 МГц всё-таки не застрахован от помех.
Диммирование ламп 220В
Контроллер поддерживает диммеры от Uniel, подключаемые по RS-485. Если лампы нужно просто включать/выключать, то могут пригодиться релейные блоки (поддерживаются наши собственные, компаний ICP-DAS, Разумный Дом, Uniel, etc.).Новички (такие часто встречаются и среди разработчиков) часто думают так - вот запилю себе управление лампочками с айфончика и будет счастье. Более опытные понимают, что управление необходимо дублировать настенными выключателями (или панелью управления). Конечно, ходить в туалет с айфоном - это инновационно, но приехавшей из деревни бабушке придется долго объяснять, как этим всем пользоваться.
Варианты решения проблемы:
- настенные панели управления - красиво, удобно, дорого
- обычный выключатель. Сигнал с него заводится либо непосредственно в контроллер, либо в подключаемый по RS-485 модуль цифровых входов. А вот релейном и диммерном модулях нашего производства есть входы для двух внешних кнопок управления. Это позволяет модулям работать полностью автономно - нажал кнопку, включился свет - и при этом оставаться управляемыми с контроллера. В целом это повышает надежность всей системы: при отказе центрального контроллера, обрыве шины RS-485 и при других экстренных случаях, освещение и настенные выключатели продолжают нормально работать.
“Классическая” схема монтажа предполагает установку всего управляющего оборудования на DIN-рейку внутрь электрощитков. Это удобно, но расплата за это - десятки метров проводов от каждой лампочки и выключателя до щитка. Но этого можно избежать, если располагать управляющие модули ближе к лампам и выключателям - тогда все лампы запитываются от общей проводки 220В, а управляющие устройства подключаются одной шиной RS-485. Для удобства монтажа по такой схеме мы разработали - компактный релейный блок на два канала по 5А, он помещается даже в стандартном подрозетнике.
Другая нагрузка
Мощную силовую нагрузку - насосы, тепловые пушки, группы розеток - следует коммутировать через контакторы. Управляющие катушки у них обычно на 220В (редко бывают и на 12/24В), так что для управления контактором придется использовать релейный выход.
Примеры других устройств на стенде:
- небольшой нагреватель на 12В подключен напрямую к релейному выходу контроллера
- вентилятор 12В включается выходом “открытый коллектор”
- водяной насос 220В управляется через внешний релейный блок по RS-485
Для имитации сценария на поддержание определенной температуры собрана мини установка из нагревателя, вентилятора, термодатчика и большого радиатора. При этом, детали расположены так, что бы проявлялась задержка между показаниями датчика и работой нагревателя.
Такая ситуация часто наблюдается на практике - сначала котел греет воду в трубах, и лишь потом тепло передается в воздух. Для поддержания постоянной температуры на встроенном в Wiren Board движке сценариев написано правило для термостата.