Integrirana kontrola pametnog doma. Instalacija sustava iz Homeea

Upravljanje pametnim domom s računala

3,3 (66,67%) 3 glasa

Stanovnici stanova i kuća provode dosta vremena regulirajući mnoge procese u svojim domovima: uključivanje i isključivanje električnih uređaja i svjetla, video nadzor. Međutim, ne znaju svi da se ovi i drugi procesi mogu automatizirati kontroliranjem odgovarajuće opreme s običnog stolnog računala koje svatko ima.

Upravljanje domom s računala je logična ideja. A pojavio se čak i prije početka masovne prodaje u trgovinama automatiziranih kompleksa. Dakle, svaki vlasnik kuće sada može dizajnirati "pametnu kuću" vlastitim rukama - računalo u ovom sustavu djeluje kao ključni čvor. Možete ga ugraditi izravno u sobu ili u poseban ormar.

Korisničko računalo će obavljati sve "pametne" funkcije, a signal s vanjskih senzora prolazi kroz standardne TCP/IP ili USB kanale. Pogodnost stvaranja takvog čvora također se objašnjava činjenicom da više od polovice proizvođača proizvodi opremu koja se temelji na žičanoj vezi, koja je opremljena adapterima (za povezivanje s računalom ili prijenosnim računalom). Moguća opcija za rad s analognim ili digitalnim signalima je modul za izlaz i ulaz, spojen preko USB-a. Mogućnosti takvog uređaja su nedostatne, a sama automatizacija prikladna je za signale koji imaju razinu od 0-5 volti. Za pretvaranje primljenog signala, takav kompleks koristi oblikovalce i pretvarače.

Upravljanje domom s računala

Prednosti i nedostatci

Korisnicima računala pametna kuća bazirana na računalu izgleda kao obećavajuća ideja iz sljedećih razloga:

• dostupnost čvora za inteligentno upravljanje. Vlasnici kuća imaju barem jedno računalo kod kuće, a ako je potrebno, za tu namjenu kupuje se i proračunski netbook;
• pristupačna cijena modula za ulaz i izlaz (u usporedbi s uređajima koji se koriste s industrijskim kontrolerima);
• nema ograničenja u broju spojenih uređaja (gotovi kompleti obično sadrže malu količinu opreme za kontrolu svjetla i sigurnosti, a kontroler nije dizajniran za mnoge uređaje). Nakon što ste vlastitim rukama sastavili pametni dom, možete ga konfigurirati za izvođenje potrebnih opcija, kao i prikladan način upravljanja, bilo da se radi o glasovnim naredbama ili pametnom telefonu;
• sposobnost stvaranja složenog kompleksa sa širokim rasponom funkcija.

Ne zaboravite na moguće nedostatke sustava, među kojima se razlikuju sljedeće:

• potreba za odabirom pouzdanog čvora (izravno s računala) s prilično pouzdanim operativnim sustavom i širokom funkcionalnošću;
• ovisnost komponenti kompleksa o prijenosnom računalu, koje se tijekom uporabe pokvari zbog mehaničkog kvara, trošenja ili zamračenja;
• potreba za shemama samoplaniranja i njihova provedba.

Tehnologija upravljanja

Upravljanje domom s računala teško je zamisliti bez kontrole napajanja. Za implementaciju ove tehnologije, stručnjaci preporučuju korištenje 1-wire iz Maxim / Dallas. Ova tehnologija se koristi u industrijskim i kućanskim sustavima i tamo se dobro dokazala.

Osim toga, prikladno je kontrolirati i nadzirati sigurnosni kompleks s računala - u daljinskom načinu rada možete pregledavati podatke s video kamera i informacije sa senzora kako biste saznali kako se djeca ili životinje ponašaju, a također i da vidite je li bilo neovlaštenog ulaska u stan. Osim računala, za provedbu ove ideje trebat će vam video kamere sa senzorima pokreta ili otvaranja vrata koje se mogu spojiti na opremu putem USB konektora. Ako ste zabrinuti zbog standardnog ograničenja duljine žice od 5 m, kupite aktivni dugi kabel ili spojite žice kroz posebne čvorišta s vanjskim napajanjem (moguće su i druge opcije).

Kako biste naučili sustav "pametne kuće" razumjeti vlasnika, pa čak i razgovarati s njim, možete koristiti najpristupačniju metodu i prilagoditi funkcionalnost prepoznavanja govora od Googlea svojim potrebama. Milijuni ljudi diljem svijeta već su cijenili njegovu pristojnu razinu glasovnog prijevoda i pretraživanja.

Tehnologije upravljanja pametnim domom s računala

Za koordinaciju i upravljanje sustavom pomoću računala najbolje je napisati poseban program za sve njegove komponente ili koristiti gotova rješenja (Ardublock). Ovo softversko okruženje za automatizaciju tehnologije dolazi s nekim skupovima elektronike. Osim upravljanja alarmima i strujom, takav program će moći:

• upravljati stanjem električnih uređaja (priključiti i isključiti opremu putem "pametne" utičnice, programirati vrijeme uključivanja i način rada);
• mjeriti i kontrolirati stalnu temperaturu u kući.

Automatizacija se sve više uvodi u svakodnevni život modernih ljudi. I ako se ranije automatizirana proizvodnja mogla smatrati vrhuncem napretka, sada se čak i svakodnevni život, stan ili privatna kuća, jednostavno radikalno može poboljšati uvođenjem koncepta „pametne kuće“. Doista, danas su sustavi "pametne kuće" dizajnirani ne samo za optimizaciju troškova energije, već, prije svega, kako bi život osobe učinio ugodnijim. Mogućnosti modernih sustava "pametne kuće" bit će obrađene u našem članku.

Kombiniranje kućnog kina, upravljanja rasvjetom, vodoopskrbe, sustava videonadzora, kontrole klime, napajanja i kontrole pristupa, opskrbe plinom i multiroom u jedan je sustav zadatak koji danas rješava sustav “pametne kuće”. Prođimo kroz svaku od točaka uzastopno, razmotrimo što moderni sustavi automatizacije općenito mogu učiniti u odnosu na naš svakodnevni život.

Kontrola klime

Mikroklima javnih i stambenih prostora uvelike utječe na naš rad i zdravlje općenito. Uvjeti zračnog okoliša u prostorijama variraju ovisno o načinima rada klimatske tehnologije. Oprema za grijanje i ventilaciju, rasvjetna oprema i drugi uređaji - sve to zajedno ima određeni kumulativni učinak na ljudski organizam, na dobrobit, a na kraju i na zdravlje. A tehnika je sve kompliciranija.

Automatizirani sustavi omogućuju ne samo promptno praćenje i kontrolu cijele ove opreme, već u konačnici i brigu o našem zdravlju. Uz pomoć senzora prati se trenutno stanje zraka u prostoriji, a preko upravljačkih ploča podešavaju se režimi rada klima uređaja te dovodne ventilacije i grijanja. Odnosno, klima se automatski prilagođava zahtjevima osobe, koji se postavljaju unaprijed postavkama.

Dakle, kontrola klime omogućuje sljedeće. Kontrola kvalitete zraka ovisno o vremenu izvan prozora i dobu dana. Pravovremeno prozračivanje prostora kontrolom grijanja i otvaranja prozora.

Regulacija podnog grijanja. Održavanje optimalne temperature i vlažnosti pojedinačno u svakoj prostoriji. Na primjer, skladište hrane zahtijeva svoju posebnu klimu, koja se razlikuje od klime u dnevnoj sobi ili kuhinji itd.

Kontrola temperature, vlažnosti, protoka svježeg zraka, sustava za pročišćavanje zraka i ozoniranja. U svakoj prostoriji uvjeti bi trebali biti drugačiji, najprikladniji za svakog člana obitelji, uzimajući u obzir mjesto u kući gdje se ova soba nalazi: neki na sjeveru, neki na jugu, a kontrola će u svakom slučaju biti pojedinac.

U dječjoj sobi je neprihvatljiv propuh, spavaća soba treba biti toplija, pod kupaonice treba biti zagrijan na vrijeme, a ne treba ga stalno grijati. Odnosno, kontrola se pokazuje optimalnom kako bi se ostvario i učinak uštede energije.

Okruženje varira ovisno o načinu života obitelji ili zajednice. Vikendom se smanjuje ili prekida dovod topline u radna područja.

Autonomni sustav grijanja seoske kuće - naprotiv, uključuje se vikendom. Kotao se daljinski uključuje ili prebacuje na ekonomičan način rada itd. Sve je racionalizirano kako bi se spojila učinkovitost i udobnost života. To se posebno odnosi na vodoopskrbu, opskrbu električnom energijom i opskrbu toplinom.

Zabava

Već dugo nećete nikoga iznenaditi kućnim kinom. Ali za kontrolu zvuka i videa s različitih mjesta, kao i stereo uređaja koji se nalaze u cijelom stanu - ove se funkcije samo implementiraju pomoću sustava "pametne kuće".

Kućno kino spojeno je na automatizirani sustav, a cijeli kompleks multimedijske opreme, zajedno s pomoćnim uređajima, skladno je uklopljen u stan. Izvora zvuka i videa može biti više, a mogu biti i višekanalni: zvučnički sustavi, prijemnici, plazma paneli, projektori – svime se upravlja izravno ili daljinski s bilo kojeg mjesta u prostoriji.

Možete gledati filmove i programe, slušati glazbu u svim sobama ili samo u nekoliko, programirati scenarij i aktivirati ga jednim gumbom na dodirnoj ploči ili s daljinskog upravljača. Program skripte može se prilagoditi individualnim uvjetima: rolete su zatvorene, svjetlo se gasi ili postaje manje intenzivno, plazma panel se uključuje, projektor izlazi, player se pokreće.

Scenarij programi se mogu uređivati, postavljati na vrijeme za automatsko pokretanje, postavljati povezane postavke za gledanje filma, na primjer, uključiti klima uređaj u blizini mjesta gdje je postavljeno kućno kino ako je vruće vrijeme.

Funkcija "multiroom" upravo je funkcija koja vam omogućuje da čujete zvuk ili gledate video u nekoliko neovisnih zona stana. Postaje moguće podesiti glasnoću iz bilo koje prostorije, od kojih svaka ima tipke ili ploče osjetljive na dodir, zidne ili stolne upravljačke ploče, a tu su i daljinski upravljači.

Što bi mogao biti izražajniji znak inteligencije sustava pametne kuće od pametnog upravljanja rasvjetom? Rasvjeta u pametnom domu je uistinu inteligentna i stoga ekonomična. Resursi električne energije u stanu, kući ili uredu koriste se što ekonomičnije, bez nepotrebnog otpada.

Prednost automatiziranog sustava upravljanja rasvjetom je što, oslanjajući se na podatke vanjskih i vanjskih senzora osvjetljenja, kao i na tajmere, omogućuje uključivanje i isključivanje svjetla željene jačine i samo tamo gdje je stvarno potrebno. Osim toga, otvaraju širok prostor za kreativnost. Osim toga, dostupna je opcija simulacije prisutnosti vlasnika.

Suvremeni sustav "pametne kuće" je kompleks tehnologija za udobnost, sigurnost i učinkovitost. Stabilnost je osigurana integracijom u slučaju centraliziranog nestanka struje tako da elektronika ostaje funkcionalna u svakom trenutku.

U sustav su ugrađene baterije i pretvarači, punjači i generatori ulja, a softver je integriran. U trenutku nestanka struje, sustav će se automatski prebaciti na rezervni izvor, a u ekstremnim slučajevima sigurnosni sustavi i najvažnija oprema ostaju napajani iz baterija.

Automatizirani sigurnosni sustav

Sustav "pametne kuće" kao dio uključuje sigurnosne i protupožarne alarme te videonadzor, kako bi boravak vlasnika u kući i njihov izostanak bili sigurni kako za kuću tako i za same vlasnike. Ovdje se može ugraditi video portafon i perimetarski sigurnosni sustav za zaštitu od uljeza.

Što se tiče sigurnosti općenito, sustav "pametne kuće" u mogućnosti je osigurati: zaštitu od kratkih spojeva u električnim instalacijama, zaštitu od propuštanja vode, zaštitu od curenja plina, aktiviranjem detektora dima i uključivanjem autonomnog sustava za gašenje požara, autonomno napajanje, alarm, automatski poziv spasilačke službe...

Tako će “pametna kuća” zaštititi sebe i svoje vlasnike od svih opasnih situacija, jer sustav može uključivati: automatizirane kapije i vrata, automatske zaštitne rolete, video nadzor, protuprovalne alarme, senzore prisutnosti, dima, curenja plina, itd.

Kontrola pristupa prostorijama, videonadzor susjednih područja, uključivanje reflektora pri prodiranju kroz perimetar još su tri plusa u kasici prednosti. Vlasnik će putem interneta moći daljinski primati sliku s bilo koje kamere sustava videonadzora, a to uključuje i funkciju baby monitora.

Video nadzor kao takav

Inteligentni videonadzor jedna je od glavnih komponenti modernih pametnih domova. Kamkorderi su spojeni na internet i omogućuju vam pristup s bilo kojeg mjesta na svijetu.

Vlasnik može biti u inozemstvu, pritom operativno promatrati bilo koju zonu, a ovdje se može kontrolirati i video kamere. Na primjer, kontrolirane kamere obično su opremljene vratima, dvorištima, obližnjim zgradama, prostorima u blizini vrata stanova. Kamkorder se može upariti sa senzorom pokreta, a signali se mogu slati u kontrolni centar.

Internet i mreže satelitske televizije, kao glavni izvori informacija, sada su prikladno integrirani u sustave pametnih kuća. Nalazeći se unutar kuće, vlasnik može primati informacije i slati ih u razne prostorije, na televizore i monitore. To se također odnosi i na prijenos informacija primljenih od sustava video nadzora. Zahvaljujući funkciji više soba otvaraju se sve ove mogućnosti. Naravno, moguće je konfigurirati, po želji, daljinsko upravljanje putem interneta.

Upravljanje s mobilnog telefona putem izravnih glasovnih naredbi i SMS-a danas je dostupno vlasnicima pametnih kućnih sustava. Također možete postaviti prosljeđivanje poziva na svoj mobilni telefon kada niste kod kuće, čak i kada ste u drugoj zemlji.

Ako je potrebno, možete pustiti goste u kuću jednostavnim slanjem odgovarajuće naredbe sa svog mobilnog telefona u vaš automatizirani sustav. Slične mogućnosti povoljno se provode putem Interneta, bit će dovoljno pronaći Wi-Fi za pametni telefon ili prijenosno računalo.

Andrej Povny

Potrebno je urediti akustični sustav oko kuće, koji se sastoji od vrlo osjetljivih mikrofona i zvučnika za upravljanje sustavima pametne kuće

Obično korisnik dobiva sustav sa standardnim naredbama, koje može dodati vlastitim rukama putem računala. Bilo koja programirana funkcija opreme spojene na skriptu bit će izvedena glasovnom naredbom.

Uloga arduina u programiranju

Rukopisni dizajn sustava "pametna kuća" uključuje odabir opreme koja će zadovoljiti sve predviđene zahtjeve. Konkretno, bit će potreban kontroler koji vam omogućuje da prikupite svu kontrolu doma u jedan uređaj, s kojeg će se upravljati.

Među amaterima vrlo su popularni arduino kontroleri koji su prazna tiskana ploča čija periferija i zaštita od oštećenja ovise o korisniku. Možete spojiti bilo što - program je lako napisati. Općenito, arduino ima mnoge prednosti:

• moguće je dodavanje ili kopiranje;
• velika količina dostupnih informacija o mogućoj upotrebi kontrolera, mogućnosti kruga za različite rezultate;
• fiksni raspored pinova (to omogućuje proizvođačima da sigurno puštaju nove uređaje za dodavanje funkcija - štitove);
• arduino ne treba programer i široko znanje programiranja.

Izgled glavnog upravljačkog uređaja za kućne sustave - arduino kontrolera

Ovaj se kontroler može spojiti na računalo i često se koristi u robotici i pri izradi autonomnih uređaja.

Mogućnosti glasovne kontrole

U zoru svog razvoja, glasovno upravljanje imalo je određeni okvir i bilo je teško zamisliti njegovo trenutno sučelje. Ovo je izgledalo kao zaplet iz znanstvenofantastičnog filma. No sada se situacija promijenila, a mogućnost alternativne opcije upravljanja uz već postojeće metode (daljinski i digitalni uređaji) čini ga vrlo privlačnim korisniku.

Svojevrsno jamstvo bolje interakcije između čovjeka i automatike bit će snimanje nekoliko varijanti jedne narudžbe ("Upali svjetlo u spavaćoj sobi", "Upali svjetlo" i tako dalje), tada će sustav točno razumjeti što se od toga traži.

Takva kontrola, čak i ako se radi ručno, najčešće uključuje sljedeće uobičajene radnje:

• uključivanje i isključivanje kućanskih aparata;
• kontrola klime i zavjese;
• program navodnjavanja ispred kuće;
• slušanje vijesti, vremenske prognoze i drugih informacija, za primanje i reprodukciju kojih će se konfigurirati kontrola.

Neki programi omogućuju vam da unesete razliku za svaku fazu scenarija: kontrola se može provesti u jednoj prostoriji, a naredba će raditi u drugoj.

Možete programirati bilo koju riječ vlastitim rukama kao naredbu. Neki programeri nude standardne varijacije u kojima su timovi za upravljanje pametnim domom napisani u običnom tekstu. Ovo je vrlo zgodno za običnog korisnika.

Opis jedne od mogućih opcija

Glasovna kontrola nad sustavom pametne kuće neće se aktivirati sve dok ga vlasnik ne aktivira određenom naredbom ili radnjom (dostupno je i prepoznavanje glasa). Ovisno o području na kojem se predviđa rad, za bolju funkcionalnost kuća se može opremiti s nekoliko kontrolera podređenih jednom uređaju. Korištenje pametne opreme je jednostavno, program sadrži nekoliko jezika koje lako prepoznaje.

Ne morate vrištati da kontrolirate sustave kod kuće. Vrlo osjetljivi mikrofoni hvataju tihe glasove. Ovisno o vrsti mikrofona i obliku prostorije potrebno ih je postaviti 1 mikrofon na površini od 20-30m2

Među ostalim navodnim sadržajima, postoji trenutna reakcija na narudžbu, postoji interaktivna komunikacija koja daje dojam da je kuća stvarno pametna i da sama razgovara s vlasnikom (iako je zapravo riječ o kvalitetno snimljenom govoru uživo ). Automatizacija može prijaviti da je dom zaboravio zatvoriti vrata ili obavijestiti o kršenju sigurnosti stranice.

Jedna od brojnih prednosti je neupadljivost. Svi zvučnici i mikrofoni smješteni su izvan vidnog polja vlasnika (na ormariću, ispod police, skriveni u komadima namještaja). Vrlo je estetski ugodan jer nema žica.

Oprema se ugrađuje u spuštene stropove ili zidove u fazi prije ugradnje; u kućama s finom završnom obradom koristi se vizualni ukras za kućanske aparate

Snažan sigurnosni sustav porukom na pametnom telefonu ili usmeno upozorava na neovlašteni ulazak u prostore te adekvatno reagira u slučaju nužde.

Kontrola nad ovim sustavom može se provesti pomoću pametnog telefona. “Pametni dom” povezan je sa svojim operativnim sustavom, a preko njega vlasnik može davati potrebne naloge kontroloru.

Općenito je prihvaćeno da koncept "Pametne kuće" (od engleskog pametne kuće) potječe od sredine prošlog stoljeća, ali zbog visoke cijene implementacije ovakvi projekti nisu postali široko rasprostranjeni. Situacija se radikalno promijenila razvojem elektronike i trenutno se takvi sustavi, iako još uvijek nisu široko implementirani, više ne doživljavaju kao kuriozitet. Predlažemo da razmotrimo što je "pametna kuća", njezin raspon zadataka, kao i mogućnost samostalne provedbe takvog projekta.

Što je sustav "Pametna kuća"?

Ovaj pojam označava softverski i hardverski kompleks koji vam omogućuje automatizaciju i pojednostavljenje upravljanja raznim sustavima, kao i drugom opremom kuće ili stana.

Kao primjer, evo funkcija koje se mogu dodijeliti "Pametnoj kući" (u daljnjem tekstu SH):

Kontrola rasvjete, na primjer:

• upaliti svjetlo na signal senzora pokreta;
• imitacija prisutnosti vlasnika (svjetla se povremeno pale u različitim sobama);
• mijenjanje raznih opcija za unutarnju rasvjetu;
• daljinsko upravljanje svjetlom pomoću tableta ili pametnog telefona itd.

Funkcionalni set sigurnosnog sustava:

• primanje SMS poruka u slučaju aktiviranja, deaktiviranja i aktiviranja sustava;
• slanje MMS poruka s video kamera nakon primitka signala od senzora pokreta;
• mogućnost gledanja videa putem interneta itd.

Sustav kontrole klime:

• održavanje temperature na zadanoj razini, uz mogućnost daljinske instalacije (na primjer, korištenjem pametnog telefona);
• postavljanje maksimalnog ekonomskog načina rada u odsutnosti vlasnika itd.

Ovo je daleko od potpunog funkcionalnog skupa, može se proširiti ovisno o željama i financijskim mogućnostima. Zbog razvoja bežičnih tehnologija, skalabilnost sustava ne zahtijeva veće popravke.

Koji su nedostaci "pametne kuće":

• Bilo koja elektronika nije imuna na padove ili smrzavanje. Morate biti spremni na činjenicu da ćete u bilo kojem trenutku morati ručno rekonfigurirati pojedinačne elektroničke sustave i komponente;
• Visoka cijena. Na tržištu Rusije i CIS-a proizvođači prodaju sustave po minimalnoj cijeni od 2.000 do 5.000 dolara, ovisno o "punjenju" i željama kupca.

Kako svoj dom učiniti pametnim?

U idealnom slučaju, implementacija takvih rješenja trebala bi se provesti u fazi izgradnje, ali ova opcija iz raznih razloga nije popularna među programerima. Kao rezultat, postoje dva načina automatizacije:

1. Obratite se specijaliziranoj tvrtki, gdje će se, na temelju specifikacije kupca, izraditi projekt s njegovom naknadnom implementacijom. Minimalni trošak takvog rješenja varira, kao što je gore spomenuto, u rasponu od 2000 do 5000 dolara, a maksimum ovisi o funkcionalnom skupu i korištenoj opremi.
2. Samostalno razviti i implementirati sustav "Pametna kuća".

U prvom slučaju kupac dobiva rješenje po sistemu ključ u ruke. U drugom, trošak implementacije može se značajno smanjiti, ako ne za red veličine, onda nekoliko puta, pogotovo ako u tu svrhu koristite Arduino platformu (o tome ćemo govoriti malo u nastavku). Potrebno je upozoriti da će implementacija projekta zahtijevati vještine programiranja, ali programeri su ovaj zadatak pokušali učiniti što jednostavnijim.

Ukratko o platformi

Osnova platforme je ploča s mikrokontrolerom (u daljnjem tekstu MC) i elektroničkim body kitom za nju. Kontroler se isporučuje s mnogo različitih senzora i kartica za proširenje s različitim funkcijama.

Oznaka:

1. Treperi priključak (standardni USB).
2. Gumb za resetiranje hardvera.
3. Referentni naponski signal.
4. Kontakti za digitalne signale.
5. TX signal.
6. PX signal.
7. Port za spajanje vanjskog programatora.
8. Kontakti za analogne signale.
9. Vanjski priključak za napajanje.
10. +5 V.
11. +3,3 V.
12. Reset signal.
13. Konektor za napajanje.
14. Mikrokontroler.

Posebnost platforme je što je proces programiranja MK-a maksimalno pojednostavljen. Firmware pomoću ugrađenog bootloadera preko USB priključka na ploči. U slučaju slučajnog "prepisivanja" ovog programa moguće ga je flashati standardnim programatorima.

Za programiranje se koristi besplatna ljuska (Arduino IDE), kompatibilna s najčešćim operativnim sustavima (Windows, Linux, Mac OS). Ovaj omot uključuje uređivač teksta za pisanje programa, kompajler i biblioteke. Pojednostavljena verzija C ++ koristi se kao osnovni programski jezik. Potpunije informacije o programiranju MK mogu se dobiti na web stranici programera i tematskim forumima. U istim izvorima možete saznati sve o vizualizaciji upravljanja sustavom.

Arduino programski omotač

Procijenjeni trošak izvornog osnovnog modula je 30 - 50 dolara (ovisno o modifikaciji), kineski kolege - 10 - 16 dolara.

Primjeri ploča za proširenje i senzora

Evo kratkog opisa štitova koji bi vam mogli zatrebati prilikom razvoja vlastitog SH projekta.

Modul za povezivanje na lokalnu mrežu ili Internet pomoću standardnog TCP/IP protokola. Kao glavni element koristi se regulator ENC28J60. Ovaj uređaj vam omogućuje organiziranje vizualizirane kontrole sustava s web stranice.

Povezivanje mrežnog modula na Arduino

GPRS / GSM SIM900 modul omogućuje vam upravljanje sustavom razmjenom podataka putem mreže bilo kojeg mobilnog operatera. Za povezivanje s mrežom koristi se standardna SIM kartica. Moguće je slati SMS i MMS poruke, knjižnica modula podržava i druge funkcije.

10A 250V elektromehanički relej može se koristiti za upravljanje rasvjetom ili drugim odgovarajućim opterećenjem. Kada je napajanje priključeno, crvena LED se pali, ako se relej aktivira, svijetli i zeleni indikator. Signal se može isporučiti s bilo kojeg digitalnog izlaza MK-a.

Nažalost, pri maksimalnom opterećenju ili blizu njega za elektromehaničke releje, nakon nekoliko tjedana rada, kontakti se mogu početi lijepiti, stoga nisu prikladni za upravljanje radom električnih kotlova sustava grijanja. Ali nemojte se uzrujati, za Arduino platformu možete pronaći module za sve prilike, u ovoj situaciji možete riješiti problem s poluprovodničkim relejem, na primjer SSR-25DA.

Legenda:

1. GND na postolju.
2. Na digitalni izlaz npr. D
3. Napaja se na 220 V.
4. Veza za opterećenje.

Imajte na umu da je ovaj modul implementiran na triac, a za njegov stabilan rad potrebno je odvođenje topline, stoga preporučamo kupnju standardnog radijatora s modulom.

Senzori

Pogledajmo sada nekoliko tipova senzora koji također mogu biti korisni za projekt, počevši od HC-SR501 IR uređaja koji detektira pokrete.

Legenda:

1. Napajanje iz izvora u rasponu od 5-12 V (može se spojiti na +5 V na upravljačkoj ploči).
2. Signal koji dolazi iz senzora (povezuje se na bilo koji digitalni ulaz MK-a)
3. GND se spaja na odgovarajući pin matične ploče.
4. Vrijeme odgode (držanje logičke jedinice na izlazu) - od 5 do 300 sekundi.
5. Osjetljivost senzora (može se podesiti od 3 do 7 metara).
6. Prijeđite na način rada "H" (s nizom operacija postavlja se logička jedinica).
7. Postavljanje načina rada "L" (kada je aktiviran, šalje se jedan impuls).

Ništa manje koristan nije digitalni senzor temperature DS18B20 (proizveden u zatvorenom i konvencionalnom dizajnu). Njihova posebnost leži u činjenici da uređaji ne zahtijevaju kalibraciju i svaki od njih ima svoj jedinstveni identifikator. To jest, senzor prenosi podatke o temperaturi i svoj jedinstveni broj. Zahvaljujući tome, nekoliko senzora se može instalirati na jednu petlju, a dolazne informacije se mogu programski obraditi. Ograničenje duljine signalnih žica je 50 metara.

Završavajući temu senzora, predstavljamo modul za mjerenje vlažnosti, može se koristiti kao uređaj za signalizaciju curenja vode ili za organizaciju zalijevanja sobnog ili stakleničkog bilja.

Legenda:

1. Digitalni izlaz, spaja se na bilo koji odgovarajući konektor na matičnoj ploči MK. Signali o vlažnosti koji odgovaraju pragu odziva.
2. Analogni izlaz informira o trenutnoj vlažnosti.
3. Napajanje +5 V.
4. Kontrola praga osjetljivosti.

Naveli smo samo tri tipična senzora kompatibilna s platformom, zapravo ih je puno više. S raznolikošću ovih proizvoda možete se upoznati na web stranicama proizvođača.

Nakon što smo završili s pregledom opreme, prijeđimo na dizajn sustava upravljanja i automatizacije, potrebno je početi s formulacijom problema.

Određivanje početnih uvjeta

Prije svega, potrebno je odlučiti se o formulaciji problema, odnosno o funkcionalnosti sustava. Recimo da imamo jednosoban stan koji se uvjetno može podijeliti u sljedeće zone:

• Tambur.
• Hodnik.
• WC u kombinaciji s kupaonicom.
• Kuhinja.
• Dnevna soba.

Cilj: automatizirati upravljanje rasvjetom, kotlom i ventilacijskim sustavom.

Postavimo zadatke za svaku od zona.

Tambur

U tom slučaju možete automatski upaliti svjetlo kada se približite ulaznim vratima. Odnosno, potreban je senzor pokreta. U tom slučaju potrebno je uzeti u obzir razinu osvjetljenja, odnosno automatizaciju treba aktivirati samo u mraku. Za to vam je potreban senzor GY302 ili sličan (nismo ga uključili u recenziju, ali neće biti problem pronaći opis). Uključivanje i isključivanje žarulje (nakon vremena navedenog u programu) može se povjeriti čvrstom releju male snage, na primjer G3MB-202P , dizajniran za struju opterećenja od 2 A.

Hodnik

Upravljanje rasvjetom u ovom prostoru može se organizirati po istom principu kao u predvorju. Možete dodati uključivanje svjetla kada otvorite ulazna vrata. Kao senzor prikladan je tipični reed prekidač za vrata.

WC i kupaonica

Uključivanje kotla može se povezati s prisutnošću vlasnika u stanu. Ako nema nikoga, automatizacija prisilno isključuje bojler pomoću modula SSR-25DA. Nema smisla pratiti temperaturu grijanja, jer se ti uređaji sami isključuju kada se dosegne unaprijed određeni prag. Svjetlo i napa bi se trebali automatski uključiti kada osoba uđe u ovo područje, a isključiti se nakon određenog vremena ako se ne otkrije nikakav pokret.

Automatizacija kuhinje

Upravljanje osvjetljenjem ove zone može se ostaviti ručno, ali se može duplicirati automatizacijom, koja gasi svjetlo ako se kretanje ne detektira dulje vrijeme. Kada koristite električni ili plinski štednjak, napa bi se trebala uključiti i isključiti neko vrijeme nakon kuhanja. Napa se može kontrolirati pomoću temperaturnog senzora koji detektira porast temperature kada je štednjak uključen.

Dnevna soba

U ovoj prostoriji je bolje ručno kontrolirati rasvjetu, ali je moguće ostvariti mogućnost automatskog isključivanja svjetla kada je razina osvjetljenja dovoljna.

Navedeni primjer je prilično proizvoljan, budući da svatko razvija algoritam za Smart Home ovisno o osobnim preferencijama.

Značajke termoregulacije

U zaključku ćemo dati neke preporuke za kontrolu grijanja. Treba uzeti u obzir visoku inerciju ovog sustava. Vrlo je vjerojatno da kontrola jednostavnim uključivanjem i isključivanjem grijanja, u skladu s zadanim temperaturnim rasponom, može stvoriti prilično neugodne uvjete. U tom slučaju trebate koristiti PID regulacijski algoritam; biblioteka s njegovom implementacijom za Arduino dostupna je na mreži.

Ne ulazeći u detalje, rad ovog algoritma možete opisati na sljedeći način:

• Radi se analiza između tražene i trenutne temperature u prostoriji te se prema rezultatu utvrđuje određena snaga sustava grijanja.
• Bilježi se trajni gubitak topline. Na njih može utjecati vanjska temperatura ili drugi čimbenici. Stoga, kada se postigne zadana temperatura, grijanje se ne isključuje potpuno, već se smanjuje na razinu potrebnu za kompenzaciju gubitka topline.
• Posljednji čimbenik koji utječe na rad algoritma uzima u obzir inerciju sustava grijanja, koji ne dopušta da temperatura ide izvan postavljenog raspona.

Čuo si? Kažu da je umjetna inteligencija već stvorena! I ovo svjetsko čudo je angažirano ... Ne, ne predviđanje potresa. Pa čak ni vremenska prognoza. Prvi AI na svijetu po imenu Jarvis (kao Iron Man) "radi" kao upravitelj kuće za izvjesnog Marka Zuckerberga. I dok mi se čini da bi pravi AI mogao bolje poslužiti nego briga za Zuckerberga, nije samo kreator Facebooka taj koji danas može učiniti vaš dom pametnim. Testirao sam nekoliko Rubetek pametnih kućnih uređaja, i moram reći da je za mene, kao i za Marka Zuckerberga, budućnost već stigla.

Što Rubetek "pametni dom" može učiniti

"Pametni dom" je sustav koji osobu rasterećuje od svakodnevnih rutinskih aktivnosti i obavještava o svim događajima koji se događaju u njegovom domu. Ako u vašoj odsutnosti u kuću uđu nepozvani gosti, otvore se prozori, ormari i vrata, dođe do dima, curenja vode ili plina, za svaki slučaj odmah dobivate obavijest i trčite da hitno riješite problem. A uz pomoć glasovnih naredbi možete uključiti i isključiti pametne releje i utičnice, naoružati kuću, saznati razinu temperature, vlažnosti i osvjetljenja u prostoriji itd. Čak i ako vam ne treba tako napredno praćenje svih vrijeme, složite se, barem dok ste na odmoru, ne škodi biti siguran da niste nikoga poplavili i da vam se lopovi nisu popeli u stan.

Rubetek proizvodi mnoge pametne kućne uređaje koji se mogu sastaviti od pojedinačnih uređaja, ili se mogu kupiti u gotovim setovima.

Instalacija i konfiguracija

"Control Center" (skraćeno ćemo ga zvati Central Control Center) je uređaj sličan Wi-Fi usmjerivaču, s kojim možete komunicirati sa svog telefona ili tableta (Android ili iOS) nakon što instalirate njegovu aplikaciju. Nažalost, za računalo nije predviđena takva aplikacija ili web sučelje, ali s druge strane, pristup kontrolnom centru mogu dobiti i ostali članovi obitelji instaliranjem iste aplikacije na svoje pametne telefone.

Nakon toga slijedi faza integracije kontrolnog centra u kućnu lokalnu mrežu - to se može učiniti putem Wi-Fi (podržan je 802.11b / g / n, ali samo 2,4 GHz), ili možete spojiti kontrolni centar na usmjerivač izravno s kabelom. Ako ne postoji lokalna mreža (na primjer, želite osigurati samostojeću garažu), možete izravno spojiti 3G USB modem na kontrolni centar kako bi on bio online putem same mobilne mreže. Ako slijedite potpuno razumljivu uputu, ne bi se trebali pojaviti problemi - ovdje je sve krajnje jednostavno.

Nakon što smo stvorili novu "Pametnu kuću" u aplikaciji Rubetek (a može ih biti nekoliko: garaža, stan, ljetna rezidencija itd.), počinjemo povezivati ​​pomoćne uređaje - to mogu biti kućne i vanjske video kamere , video portafoni, pametne utičnice, senzori temperature, rasvjete, dima, propuštanja plina i vode, kao i upravljački releji za rolete, zavjese, rolete, podno grijanje, kućanske aparate ili kapije.

Prvo morate sve senzore opremiti svježim baterijama – u mom slučaju to su bile baterije 23A za senzor curenja i "Krona" za plin i dim. Zatim morate "sprijateljiti" senzore s kontrolnim centrom. Jedan od načina je skeniranje QR koda sa svakog senzora izravno iz aplikacije Rubetek klikom na gumb "+" u odjeljku "Uređaji".

Konačno, morate biti sigurni da svi senzori rade. Da biste to učinili, morate pritisnuti ili pritisnuti i držati nekoliko sekundi gumb "Test" na svakom od njih, s iznimkom senzora propuštanja - tamo ćete morati staviti mokri prst na osjetljive ploče. Potrebno je provjeriti senzore kako u blizini kontrolnog centra tako i neposredno na mjestu njihove ugradnje kako bi se uvjerili da je domet senzora dovoljan da "doradi" kontrolni centar. Naši senzori rade prema standardu RF 433 MHz, a raspon njihovog djelovanja, kako se pokazalo, prilično je širok i značajno premašuje (zbog niske radio frekvencije) raspon Wi-Fi-ja. Dakle, u trosobnom ljuljačkom stanu panelne kuće bilo je moguće raširiti kontrolni centar i senzore na najveću moguću udaljenost, a komunikacija kroz nekoliko armiranobetonskih zidova nikada nije nestala. Međutim, u teškom okruženju (na primjer, ako susjedi često imaju nekakve uređaje na 433 MHz), slika može biti drugačija i stoga je potrebna provjera.

RF 433 MHz senzori emitiraju radio signal samo kada se aktiviraju (u ovom trenutku, ako otvorite svojstva senzora u aplikaciji, možete vidjeti razinu signala), tako da bi baterija trebala trajati dugo. Osim toga, kontrolni centar može raditi i prema Z-Wave standardu (869 MHz), koji se također koristi u nekim senzorima (na primjer, u "pametnim" utičnicama). Podržava CC i Bluetooth.

Kućna sigurnosna kamera RV-3404, koju sam također imao na lageru, povezuje se s kontrolnim centrom preko Wi-Fi-ja te se na isti način dodaje u mobilnu aplikaciju Rubetek. Ali čak i bez kontrolnog centra, kamera se može u potpunosti koristiti za snimanje videa na MicroSD karticu. CC je neophodan ako želite snimati video u "olak".

Sada kada su svi uređaji dodani, možete pregledati njihova svojstva u aplikaciji i prilagoditi nešto po svom ukusu. Na primjer, u svojstvima kontrolnog centra možete odrediti telefonske brojeve na koje treba poslati SMS o aktiviranju senzora. Vrlo je poželjno to učiniti, jer Push obavijesti dolaze na pametni telefon samo ako postoji mobilni internet, a SMS gotovo uvijek stiže odmah.

Praktičnost i funkcionalnost

Dakle, svi senzori su spojeni i suspendirani na pravim mjestima u stanu. Plin u kuhinji, dim u hodniku, curi u kupaonici. Kamera je usmjerena prema ulaznim vratima. Senzori su provjereni - njihov signal bez problema prolazi u kontrolni centar, također redovito reagiraju na vodu, plin i dim (da, morao sam popušiti cigaretu, pa čak i otvoriti plamenik). Neki također daju vrlo glasnu sirenu. Odnosno, "Pametna kuća" je počela s radom. Sada, ako se aktivira alarm, odmah ćete dobiti Push obavijest i SMS na svoj pametni telefon. Možete ići na odmor.

Ali, naravno, funkcionalnost sustava Rubetek nije ograničena na to. Mobilna aplikacija omogućuje način rada "Sigurnost" i mogućnost kreiranja scenarija. Na primjer, ako imate senzor vrata, nema smisla da ga aktivirate kada ste kod kuće, baš kao i senzor pokreta na kameri. Za to je predviđen način rada "Zaštita". Ostavite kuću praznu - jednim dodirom gumba na pametnom telefonu ili čak glasovnom naredbom uključujete način pune zaštite. Sada ćete u slučaju otvaranja ulaznih vrata ili recimo sefa dobiti obavijest.

Scenariji su namijenjeni nečem drugom – prvenstveno stvaranju udobnosti. Značenje se u njima pojavljuje i u slučaju daljnje nadogradnje "mozga" vašeg doma. Na primjer. Stavili smo "pametni" relej na garažna vrata i nekoliko "pametnih" utičnica. Sada, vozeći se do kuće, dovoljno je dati glasovnu naredbu za automatsko otvaranje garaže, upaliti svjetla u dvorištu, u garaži i u kući, isključiti sigurnosni način rada i uključiti klimu. Parkirali su auto – još jedna naredba za zatvaranje garaže i gašenje svjetla tamo gdje više nisu potrebna. Sve je ograničeno samo maštom i dostupnim popisom "pametnih" uređaja.

Kompatibilnost

Još jedan veliki plus Rubetek sustava je to što je otvoren za povezivanje uređaja drugih proizvođača (popis kompatibilnosti je sasvim pristojan: https://rubetek.com/compatible-devices), a kontrolni centar je kompatibilan s Apple HomeKit-om. Istina, jeftini uređaji na RF 433 MHz drugih proizvođača vjerojatno se neće koristiti zbog nedostatka jedinstvenog standarda. Stoga je najbolje da se odmah usredotočite na Z-Wave.

Ograničenja

Treba reći nekoliko riječi o ograničenjima ovog sustava, koji je još uvijek kućanski. Prije svega, ovo je temperaturni režim. Imajte na umu da ne možete instalirati kontrolni centar u prostoriji u kojoj temperatura pada ispod nule: radna temperatura +5 ºS + 40 ºS. Ostali uređaji imaju približno isti domet (senzor plina, međutim, radi od -10). Još jedna važna točka: RF 433 MHz senzore treba s vremena na vrijeme provjeravati radi li ispravnosti, budući da vječne baterije još nisu izmišljene (u naprednijim Z-Wave uređajima moguće je daljinsko ispitivanje statusa).

Sažetak

Međutim, prednosti sustava, po mom mišljenju, očito nadmašuju sva ograničenja. Glavna je njegova dostupnost. Da biste instalirali Rubetek "pametni dom" i koristili ga, ne samo da nije potreban stručnjak, već nije potrebno čak ni znanje engleskog - sve i svugdje je samo na ruskom. Sustav nakon instaliranja (što traje oko 30 minuta) ne zahtijeva nikakvu pretplatu. Instalacija ne zahtijeva nikakvo ožičenje, preopremanje doma ili slične radove - može se nositi s njom svaka osoba koja je više ili manje upućena u tehnologiju. A održavanje, naime, nije potrebno – osim možda za brisanje prašine s fotoaparata. Istina, postoji veliki rizik od dobivanja okusa: bit će iznimno teško suzdržati se od nadogradnje sustava. A tamo, vidite, i pravi AI će sazrijeti ...

Referentni članak na temelju stručnog mišljenja autora.