Умные гаджеты для кухни и дома: расширяем функционал. Что такое Умный дом: оборудование, конструкция, энергосбережение

Главным предназначением умного дома является обеспечение максимального комфорта пользователей с помощью автоматизации некоторых процессов. В целом, задачи умного дома можно свести к трем следующим направлениям:

• безопасность хозяев и дома;
• комфорт;
• постоянный контроль.

Система выполняет такие функции:

• осуществление контроля за освещением и работой электроприборов;
• управление аудио и видео системами;
• управление вентиляцией и климат-контроль;
• осуществление безопасности — пользователи могут контролировать работу этой системы с помощью интернета и сотовой связи;
• удобные автоматизированные сценарии работы системы;
• дистанционное управление системами дома.

При этом, все эти задачи контролируются жильцами с помощью удобных, современных и высокотехнологичных управляющих механизмов, таких как: сенсорные выключатели, панели управления, кнопочные выключатели с красивой подсветкой, а также многие другие.

Оборудование для умного дома

В системе умного дома широко используется высокотехнологичное оборудование, которое условно можно разделить на две категории:

1. оборудование, которое требует управления;
2. системы, которые осуществляют управление оборудованием, относящимся к первой категории.

Второй вид оборудования является абсолютно бесполезными, но в сочетании с первым он демонстрирует эффективное взаимодействие.

К первому виду оборудования можно отнести системы управления освещением, климат-контролем, мультимедиа. Такие приборы могут работать автономно, то есть, они существовать без системы умного дома. Это могут всевозможные устройства и электрические приборы. Однако, если вы собрали различную технику у себя дома, это еще не значит, что вы создали умный дом.

Для интегрирования всех составляющих в единую систему необходимо наличие специальных систем. Таким образом, фактически именно второй вид оборудования формирует интеллект умного дома, объединяет отдельные приборы и системы управления в единое целое. Ко второму виду относятся различные датчики, коммутаторы, интерфейсные модули и сенсорные панели.

Виды умных домов

Существуют различные виды систем умных домов. Так, их можно разделить на следующие виды в зависимости от архитектуры:

• централизованный;
• децентрализованный.

В зависимости от среды передачи сигналов между модулями и компонентами системы умный дом подразделяется на:

• проводной;
• беспроводной.

Каждый из видов имеет определенные преимущества и недостатки. Так, проводные умные дома отличаются высокой скоростью передачи сигнала, бесперебойностью, а также высокой надежностью, относительной дешевизной и устойчивостью к внешним воздействиям.

Минусом такой системы является то, что прокладывать кабеля нужно на этапе застройки, ведь процесс монтажа проводов может сопровождаться разрушением и корректировкой некоторых конструктивных элементов жилья. К тому же, достаточно тяжело проводить перепланировку в помещениях с проводной системой умного дома.

Беспроводные умные дома будут более подходящими для недавно отремонтированного жилья. При этом, в некоторых случаях прокладка кабелей все равно необходима. Явным недостатком можно назвать то, что такая система может быть уязвимой перед злоумышленниками, которые способны блокировать беспроводной сигнал. К тому же, возможны перебои в передаче сигнала и быстродействии системы.

Для систем с централизованной архитектурой характерным является наличие единого мощного процессора, который осуществляет управление всей системой. В условиях работы на централизованной платформе такой процессор может быть одновременно и преимуществом, и самым уязвимым местом. В случае возникновения сбоев в процессоре — из строя выйдет вся система.

Децентрализованная система функционирует за счет того, что каждый исполнительное устройство оснащено отдельным контроллером, действующим вполне автономно. Контроллер, в свою очередь, подключается к управляющей шине, объединяющей все приборы дома.

Конструкция

Умный дом имеет достаточно простую конструкцию, несмотря на сложность процессов управления и применение высоких технологий. Его схема включает в себя такие компоненты:

• исполнительные устройства — электрические приборы, находящиеся в доме;
• линии связи;
• сервер — обрабатывает информацию, получаемую от исполнительных устройств и контроллеров.

Сервер подключается с помощью специального программного обеспечения к компьютеру хозяина дома. Таким образом, пользователь может задавать необходимые параметры, а мозг системы с помощью линий связи и контроллеров будет обеспечивать выполнение заданной программы.

Также вводить требуемые настройки и контролировать работу системы можно с помощью дистанционного пульта или панели управления.

Энергосберегающий дом

Еще одной важной особенностью умного дома является то, что данная система помогает серьезно сократить потребление энергоресурсов, что стало особенно актуальным в наше время.

Отопление, горячая и холодная вода, электричество – основные похитители солидной части семейного бюджета. Но и на них можно найти управу. А точнее уменьшить расходы в несколько раз.

Не обязательно включать режим жесткой экономии. Достаточно воспользоваться «умными» приборами и расходы на ЖКХ сократятся в несколько раз.

Экономия воды

Сначала проведите общий осмотр «мокрой зоны» в квартире. Например, протечки (капающий кран, подтекающий бочок) могут в несколько раз увеличит расходы на потребление воды. Когда видимые причины устранены, переходим к следующему этапу – установке приборов для экономии потребления воды.

• Водосчетчики . Общие нормативы намного выше реального потребления воды. Не платите за других.
• Насадки на кран и душ . Аэраторы , ограничители напора и другие насадки снижают поток воды до 8л/минуту. Подобные приборы используют на кухне для экономии воды во время мытья посуды, на кране в ванной для снижения расходов во время умывания, на душе для минимизирования расходов во время купания.

• Сенсорный смеситель или рычаг . Преимущество таких приборов в том, что не придется каждый раз настраивать нужную температуру воды. А значит впустую выливать несколько литров.
• Посудомоечная машина . Да, она «съедает» электроэнергию. Но можно установить для мойки режим ЭКО, тогда траты будут снижены. А вот экономия воды налицо: посудомойка тратит ее меньше на 50%, чем при обычной мойки вручную. Плюс огромная экономия времени и сил, что тоже немаловажно.
• Диспоузеры . Измельчители пищевых продуктов набирают популярность. Используя диспоузеры, вы значительно снижаете время при мойке посуды. Остатки пищи можно смело счищать прямо в раковину, об их переработке позаботится диспоузер. И хотя он тратит воду и электроэнергию, зато высвобождает время, препятствует распространению неприятных запахов. Прибавьте сюда экономию на пакетах для мусора, траты на очистку труб и получится не такая уж плохая экономия.

• Экономичный слив в бачке унитаза . Современные устройства снабжены двумя кнопками, которые регулируют подачу воды. Для сравнения: малая кнопка сливает в среднем 2-4 литра воды, большая – 6-8 литров. Кроме этого слив может быть оснащен функцией «аква-стоп» - принудительного прекращения подачи воды.

Экономия электричества

Как утверждают специалисты, отключение электроприборов, когда ими не пользуешься, существенно не влияет на расход электроэнергии. А вот что действительно поможет сэкономить, так это установка:

• Многотарифные электросчетчики позволяют экономить до 25% электроэнергии. Однотарифный прибор считает потребление энергии по цене в среднем 4.5 рубля за 1 киловатт. Многотарифные счетчики учитывают время суток. Так, ночью (с 23 до 7 часов) эта цена падает до 1.16 рубля.
• Энергосберегающие или светодиодные лампочки . Светодиодные лампы не дешевы, но они того стоят! В среднем инновационная лампа сохраняет в месяц до 60-80% электроэнергии. А срок службы ламп до 10 лет.

  Не пугайтесь их стоимости – она абсолютно аргументирована, в среднем одна инновационная лампа помогает сохранить в месяц от 50 до 80% электроэнергии. Кроме того, такие осветительные приборы имеют срок службы до 10 лет.

• Датчики движения и светорегулторы . У них разный угол обзора и в зависимости от этого нужно подбирать определенный датчик движения под определенное помещения. А светорегулятор поможет скорректировать уровень освещения. В любом случае экономия электроэнергии существенная – когда в комнате никого нет, свет автоматически отключается.
• Экономные модели техники . Самыми незатратными считаются модели класса А и А+. Хотя они стоят дороже, уже через несколько месяцев покупка себя полностью окупает.

Отопление

Через щели в старых окнах и дверях может улетучиваться до 70% тепла. Устранить утечку тепла помогут

Рассмотрение данной категории начнем, пожалуй, с выключателей света.

Они всем знакомы, являются очень простыми в эксплуатации и надежными по качеству. Казалось бы, что можно добавить в эту простую и вместе с тем гениальную конструкцию, чтобы улучшить его характеристики?

С введением в эксплуатацию систем «умного дома» этого удалось добиться, разработав, так называемый, «умный» выключатель . На самом деле это было ожидаемо, ведь в «умном доме» вся техника работает на новом уровне технического прогресса.

С виду отличить от обычного практически невозможно, ведь даже их габариты не отличаются, что позволяет производить их взаимную замену, ведь им подходит одно и то же гнездо. Однако по набору выполняемых функций разница ощущается сразу же. В обычных выключателях нет автоматики, и он работает автономно.

«Умный» выключатель является составляющей системы «умный дом», а его работа осуществляется автоматически. Среди функций можно выделить способность управления интенсивностью освещения, которую выполняют чаще всего диммеры.

Управление выключателем может производиться вручную или при помощи сигналов с пульта управления. Он разработан таким образом, чтобы при помощи его одного можно было управлять целой группой выключателей. При этом пульт имеет небольшие габариты.

Работа его основана на радиосигналах, а не на инфракрасном излучении, как у обычных телевизионных. Поэтому не обязательно, чтобы пульт был направлен именно на приемник сигнала, особенно в том случае, если для декорирования выключатель должен быть спрятан.

Очень часто «умные дома» комплектуются универсальным пультом, с которого можно управлять всей бытовой техникой и осветительными приборами. Для этого достаточно их подсоединить к общему реле.

Очень часто такие выключатели программируются на плавный пуск, что позволяет значительно продлить срок службы осветительных приборов, так как исключается появление пиковых токов.

Следующим по распространенности управляющим прибором являются датчики движения.

Они подают управляющий сигнал в том случае, если в радиусе их обзора было зафиксировано какое-либо движение. В качестве приемника данного сигнала может выступать какой-либо осветительный прибор или система звукового оповещения.

Именно поэтому датчики движения чаще всего интегрируются в систему освещения и безопасности. Большое распространение они получили при организации автоматики уличного освещения. Подходя к калитке или дому, свет автоматически включится и не придется долго искать ключи в темноте.

Для тех, кто считает, что данная система неэкономна, так как может включаться беспорядочно, ошибаются. Так как датчики движения работаю в связке с датчиками объема и освещенности, что практически исключает ложное срабатывание.

Помимо датчиков движения в «умном доме» имеются датчики загазованности, задымления, температуры, влажности и герконы. Они применяются для предотвращения чрезвычайных ситуаций на начальных этапах, а также для своевременного оповещения жильцов дома и соответствующих служб.

Герконы представляют собой герметичный контакт и применяются в системах безопасности для предотвращения проникновения через двери и окна. Датчики влажности применяются в основном в автоматизированных системах полива для определения моментов включения/выключения воды.

В этой статье описано небольшое количество управляющих приборов для «умного дома», но и их наличие в доме позволяет сделать жизнь намного комфортнее.

Подобные материалы

Загородный коттедж на стадии отделки, кабель уже разведен «под автоматизацию»

Ремонтно-строительные работы всегда должны выполняться с «привязкой» к будущему. Дальнейшие планы по обустройству жилья, вид и количество используемого оборудования, возможность простого изменения параметров помещения ввиду новых обстоятельств (например, рождения ребенка) – все это учитывается заранее, еще на стадии проекта, тем самым экономя время и средства. В значительной степени это касается частных загородных домов.

«Умный дом» — система интеллектуального управления , объединяющая инженерные сети и электрооборудование дома. В последние годы системы «умный дом» у всех на слуху – при проведении коммуникаций в коттедже все чаще владелец рассматривает возможность добавить функции автоматизации. Это удобно, современно, позволяет экономить энергоресурсы и предоставляет высокий уровень безопасности. Однако внедрение такой системы не ограничивается банальной покупкой и установкой отдельных интеллектуальных приборов. Чайник или тостер со смарт-функциями хороши сами по себе. Но речь идет о большем.

Проект «Умный дом» для дома или большой квартиры рекомендуется делать на основе «проводной» системы домашней автоматизации. Такая система подразумевает наличие специфической электропроводки, посредством которой все инженерные системы, электроприборы, видеокамеры, датчики соединяются в единую сеть. Поэтому его успешная реализация также должна начинаться и продумываться в деталях еще на стадии строительства или капитального ремонта здания.

Это не означает, что «умную» систему вообще нельзя установить без штробления стен в доме с классической электропроводкой. Для этого существуют отдельные интеллектуальные устройства и беспроводные решения, позволяющие соединить их в единую сеть, но при большом количестве устройств и большой площади их размещения беспроводные решения могут работать нестабильно. Функционал такой «облегченной» системы будет значительно отставать от полноценного «проводного» умного дома.

Что собой представляет такая электросеть? В чем ее преимущества? На самом ли деле это выгодно и что учесть для наилучшего результата?

Как выглядит электропроводка в системе «Умный дом»?

Сразу стоит оговориться, что для под «Умный дом» необходим детальный проект – исполнительная документация для монтажа кабеля, в которой обозначено расположение кабеля, сделаны схемы электрических щитов и «привязки» всех элементов. Зачастую при классической электрике электромонтажник сам решает, как организовать электропроводку. В «Умном доме» все решения принимаются на этапе проектирования, а монтаж происходит строго по проекту.

Проект «умного дома» содержит полную рабочую документацию для электромонтажа

С точки зрения электрозащиты проект «Умного дома» имеет все привычные атрибуты современной классической проводки: . Что касается соединения конечного оборудования с выключателями, есть один важный нюанс. В простой электросети любой прибор, допустим, лампочка или их группа напрямую подключены кабелем питания к выключателю. Прерывая или замыкая цепь, он включает или выключает свет. В более сложной реализации может использоваться несколько управляющих элементов для возможности отключения из разных мест. Но суть остается прежней. Один провод через выключатель (или через каждый из них, если их несколько) идет к лампочке.

Наглядное представление классической схемы электрики

В отличие от этого в проекте «Умного дома» система проводов подразумевает использование двух типов линий:

• силовой (220 Вольт для питания электрооборудования);
• информационной (слаботочной).

Каждый из этих кабелей (один от прибора, а второй от выключателя) подключается к , в котором находятся модули системы автоматизации. Сигнал от выключателя по слаботочному информационному проводу попадает на расположенные в щитке контроллеры. Они обрабатывают этот сигнал и по второму – силовому проводу – подают питание на электрооборудование. Таким образом, в «умной» системе управление приборами происходит опосредовано – через контроллеры. Их логику работы можно запрограммировать нужным образом, например, чтобы включать освещение сразу, с задержкой или по сигналу с датчика. Так достигается необходимый уровень автоматизации.

В системе автоматизации нагрузки подключаются не через выключатели, а напрямую в щит

В чем выгоды и преимущества интеллектуальной электропроводки?

Очевидной выгодой от использования такой проводки в проекте «Умного дома» является возможность автоматизации и удобства управления любым количеством разнообразных приборов (под приборами здесь понимаем светильники, AV-технику и подобное). Есть и еще кое-что.

На первый взгляд может показаться, что для реализации проекта «Умного дома» потребуется в несколько раз больше кабеля, чем для классической проводки. Но это не так по двум причинам:

• слаботочный информационный кабель (шина) проходит через все выключатели дома, соединяя их с модулями автоматики в щитке – таким образом, его длина больше зависит от размеров помещения, чем от количества ламп, датчиков и других приборов (но при выбранной топологии типа «звезда» все будет наоборот).
• силовой провод проходит от щитка к каждому прибору или их группе, минуя выключатели, отвечающие за их работу, поэтому его длина оказывается меньше длины такого же кабеля при классической разводке.

Таким образом, «умная» электропроводка является вполне рациональным решением, не требующим необоснованно много кабелей силового и информационного назначения . В некотором смысле она проще, поскольку отсутствуют «петли» провода питания от щитка к выключателю, а затем к люстре или другим приборам. Информационная же шина одна для всех устройств «Умного дома».

Остается один важный вопрос, на который нужно ответить, желая создать свой проект «Умного дома»: «Какой вид информационного кабеля (шины) использовать и какой будет геометрия его подключения к многочисленным устройствам?»

Вид и топология информационной шины интеллектуальных систем

Основополагающими в данном вопросе будут два фактора, от которых и будет зависеть, какой именно тип шины заложить в проект, и какой конфигурации при его прокладке нужно придерживаться:

• На сегодняшний день существует большое количество производителей, предлагающих свои протоколы автоматизации. Creston, KNX, HDL, Teletask, Vantage – это далеко не полный перечень всего, что доступно на рынке «умных» систем. Для интернета, телевидения и телефонии используют разные провода, в зависимости от поставщика услуги и других факторов. Подобным образом для большинства протоколов автоматизации необходим «свой» тип информационной шины, что должно учитываться еще на стадии проекта.
• Как именно пролягут провода – топология сети – будет зависеть от вида внедряемой системы. Существует понятие децентрализованных систем, каждый элемент которых для обработки поступающих сигналов имеет интеллектуальные функции. В таком «Умном доме» нет необходимости направлять потоки команд на центральный процессор. В другом же случае сигналы со всех выключателей необходимо сначала завести в «сердце» системы, и только затем – на исполнительные устройства.

В ряде ситуаций одинаковый тип системы от разных производителей (например, децентрализованной от HDL и KNX) может иметь одинаковую разводку кабеля. Что касается применения открытых стандартов (например, типа KNX), то здесь в изменении геометрии кабеля при использовании оборудования других производителей нет необходимости.

Хотя все это должно учитываться еще на стадии создания проекта «Умного дома», это не является ограничением в использовании «гибридных» систем – когда применяются разные протоколы автоматизации или оборудование различных производителей. Иногда это может оказаться самым лучшим решением для получения максимальной эффективности. Просто все должно быть предусмотрено заранее.

Протокол автоматизации KNX поддерживает различные среды передачи данных, включая IP и радиоканал. Но чаще всего применяют специальную проводную шину, к которой и подсоединяют все оборудование. Геометрия подключения устройств может иметь вид:

• линии;
• дерева;
• звезды.

При этом возможно совмещение этих типов. Один сегмент, который является простейшим элементом топологии, включает до 64 узлов. Максимальное количество сегментов, объединенных в одну линию, составляет четыре. До 15 линий объединяются в одну область. В свою очередь до 15 областей могут объединяться на верхнем уровне системы. Таким образом, размер системы исчисляется количеством возможных устройств, равным: 64 узла * 4 сегмента * 15 линий * 15 областей = 57600 штук.

Что касается размеров помещений, в которых может быть реализован проект «Умного дома», они могут быть достаточно большими, так как интеллектуальная проводка KNX имеет максимальное расстояние между экземплярами подключенного оборудования – до 700 м, а длину кабеля в сегменте – до 1000 м.

Система «Умный дом» подразумевает особый рациональный вариант прокладки кабельных трасс , при котором используется промежуточное звено (между управляющим элементом и оборудованием) в виде логических контроллеров. Для поддержания работы и эффективного функционирования такой сети, в зависимости от необходимости, используют и другие устройства. Способы прокладки проводки будут зависеть от поставщика протокола автоматизации, его типа (централизованный или децентрализованный), необходимости использования оборудования других производителей.

Чтобы учесть все эти моменты и обрисовать для себя концепцию будущей системы, лучше всего обсудить эти вопросы с компанией — интегратором Умного дома на самом раннем этапе капитального ремонта или строительства дома. Тогда ваше здание будет полностью готово для того чтобы не только стать «умным» сейчас, но и легко адаптироваться к изменяющимся условиям, требующим добавления, удаления или изменения конфигурации интеллектуальных устройств.

Эта система без проводов?

Раньше для работы умного дома нужно было прокладывать кабели и провода. Если система устанавливалась в уже готовый интерьер, приходилось делать ремонт. Система "Умный дом на Z-Wave" работает без ремонта и без проводов. Вы сами с минимальными усилиями можете установить и настроить оборудование для работы умного дома всего за несколько минут.

Я смогу самостоятельно установить эти устройства?

Создать свой Умный дом у себя в квартире проще простого. Датчики легко крепятся на любую поверхность, умные розетки просто вставляются в обычные розетки, а для установки выключателей нужны элементарные знания по физике 7го класса. Вам не нужно платить компаниям-инсталляторам, Вы с легкостью справитесь сами. Ведь Умный дом - это просто!

Я хочу создать беспроводной умный дом. Какие устройства мне понадобятся для этого?

Условно все устройства умного дома можно разделить на несколько типов:

Контроллер - это «мозг» умного дома. Этот прибор контролирует работу сети и всех входящих в нее устройств, хранит в своей памяти сложные сценарии (определенные наборы действий) и обеспечивает связь системы умного дома с вашим смартфоном, планшетом или компьютером.

Различные датчики, определяющие движения, задымления, протечки, - это «органы чувств» умного дома. Благодаря им система непрерывно получает информацию о том, что происходит в доме.

Исполнители - группа устройств, которые выполняют команды системы, отдаваемые на основании данных от датчиков. Например, шаровой кран мгновенно перекрывает воду, если датчик обнаруживает протечку. Реле выключают и включают свет, а диммеры меняют яркость.

Устройства управления - приборы для комфортного использования системы умного дома. Это пульты дистанционного управления или, например, выключатели света на батарейках, которые можно разместить там, где вам удобно.

Прочие интегрируемое оборудование и веб-сервисы — видеокамеры, оборудование и сервисы, имеющие открытый API (мультимедиа-оборудование, различная современная техника, проекторы и т.д.) или управляемые ИК пультами дистанционного управления.

Как обеспечивается надежность связи между устройствами?

Каждое устройство умного дома одновременно и принимает, и передает сигнал, обеспечивая большую надежность всей сети. Если одно устройство выходит из строя, сигнал дублируется соседним. Поэтому сеть работает без помех и перебоев. Ей не мешают мебель, стены и любые другие предметы. Чтобы расширить покрытие сети, нужно просто добавить новые устройства.

Как я объясню устройствам, что они должны для меня делать, если я не программист и совсем не разбираюсь в этом?

Мы предлагаем вам технологию с простой, дружелюбной и понятной каждому панелью управления (интерфейсом). Вы не должны знать технические особенности того, как работает система умный дом или быть программистом и писать компьютерные коды, чтобы отдавать устройствам команды и настраивать простые сценарии действий системы. Хотя, для сложных и нестандартных сценариев могут понадобиться некоторые знания - мы поможем вам разобраться или, при необходимости, сделают все за вас.

Сколько мне понадобится таких устройств, чтобы мой дом «поумнел»?

Не нужно покупать сразу все устройства. Можно купить пару датчиков и розетку, а после этого брать что-то другое. Система расширяема, всегда можно добавить новые устройства без ремонта и лишних проводов.

Я хочу, чтобы мой утюг тоже стал умным. Это возможно?

Да, конечно. Благодаря беспроводной технологии умного дома к системе может быть подключена любая бытовая техника. Сделать умными вы можете сигнализацию, систему освещения, теплый пол и другие коммуникации, которыми давно пользуетесь. «Вразумляют» их устанавливаемые автономно без вреда для интерьера миниатюрные устройства, например, такие как микромодули в розетку.

А, может, это все лишнее? Ведь я и так неплохо живу. Действительно ли мне нужен умный дом?

10 лет назад люди нормально обходились без мобильных телефонов, а 20 лет назад - без интернета. И только те, кто раньше всех опробовал возможности этих технологий, до сих пор чувствуют гордость и удовлетворение, что они были первыми. Умный дом - это наша с вами большая мечта, которая уже сегодня становится реальностью. Совсем скоро вы уже даже представить себе не сможете, как вы без этого жили.