Controllo domestico intelligente. Casa intelligente: cosa possono fare i moderni sistemi di automazione

L’automazione viene sempre più introdotta nella vita quotidiana delle persone moderne. E se prima la produzione automatizzata poteva essere considerata l’apice del progresso, ora anche la vita di tutti i giorni, un appartamento o una casa privata, può essere semplicemente radicalmente migliorata introducendo il concetto di “casa intelligente”. Dopotutto, oggi i sistemi di “casa intelligente” sono progettati non solo per ottimizzare i costi energetici, ma, prima di tutto, per rendere la vita di una persona più confortevole. Le capacità dei moderni sistemi di casa intelligente saranno discusse nel nostro articolo.

Combinare home cinema, controllo dell'illuminazione, approvvigionamento idrico, sistema di videosorveglianza, climatizzazione, alimentazione elettrica e controllo degli accessi, fornitura di gas e multiroom in un unico sistema: questo è il compito che il sistema di casa intelligente risolve oggi. Esaminiamo ciascuno dei punti in sequenza e consideriamo cosa possono fare i moderni sistemi di automazione in relazione alla nostra vita quotidiana.

Controllo climatico

Il microclima dei locali pubblici e residenziali influisce notevolmente sulle nostre prestazioni e sulla nostra salute in generale. Le condizioni dell'aria interna variano a seconda delle modalità operative delle apparecchiature di climatizzazione. Apparecchiature di riscaldamento e ventilazione, apparecchiature di illuminazione e altri dispositivi: tutto questo insieme ha un certo effetto complessivo sul corpo umano, sul benessere e, in definitiva, sulla salute. E la tecnologia sta diventando sempre più complessa.

I sistemi automatizzati non solo ci consentono di monitorare e gestire rapidamente tutte queste apparecchiature, ma in definitiva si prendono cura della nostra salute. Utilizzando i sensori, viene monitorato lo stato attuale dell'aria nella stanza e, attraverso i pannelli di controllo, vengono regolate le modalità operative dei condizionatori d'aria, della ventilazione di mandata e del riscaldamento. Cioè, il clima viene adattato automaticamente alle esigenze della persona, che sono specificate dalle impostazioni preliminari.

Quindi il controllo del clima consente quanto segue. Controllo della qualità dell'aria in base al tempo esterno e all'ora del giorno. Ventilazione tempestiva degli ambienti tramite il controllo del riscaldamento e l'apertura delle finestre.

Controllo del funzionamento del pavimento riscaldato. Mantenimento della temperatura e dell'umidità ottimali individualmente in ogni stanza. Ad esempio, una stanza per la conservazione degli alimenti richiede un clima speciale, diverso dal clima del soggiorno o della cucina, ecc.

Controllo della temperatura, dell'umidità, dell'intensità del flusso d'aria fresca, del sistema di purificazione dell'aria e dell'ozonizzazione. In ogni stanza, le condizioni dovrebbero essere diverse, più adatte a ciascun membro della famiglia, tenendo conto del luogo della casa in cui si trova questa stanza: alcune a nord, altre a sud - e la gestione in ogni caso sarà individuale.

Nella stanza dei bambini non sono ammesse correnti d'aria, la camera da letto dovrebbe essere più calda, il pavimento del bagno dovrebbe essere riscaldato in tempo e non è necessario mantenerlo sempre caldo. Cioè, il controllo è ottimale in modo che si verifichi anche l'effetto di risparmio energetico.

L'ambientazione varia a seconda dello stile di vita della famiglia o del gruppo. Nei fine settimana la fornitura di calore alle aree di lavoro è ridotta o disattivata.

Il sistema di riscaldamento autonomo di una casa di campagna, al contrario, è acceso nei fine settimana. La caldaia viene accesa da remoto o commutata in modalità economica, ecc. Tutto è razionalizzato per coniugare efficienza e comfort di vita. Ciò vale soprattutto per l'approvvigionamento idrico, elettrico e termico.

Divertimento

È passato molto tempo dall'ultima volta che hai sorpreso qualcuno con un home theater. Ma per controllare audio e video da luoghi diversi, nonché gli impianti stereo situati in tutto l'appartamento, queste funzioni vengono implementate utilizzando il sistema "casa intelligente".

L'home theater è collegato ad un sistema automatizzato e l'intero complesso di apparecchiature multimediali, insieme ai dispositivi ausiliari, è armoniosamente integrato nell'appartamento. Possono esserci diverse fonti di suono e video e possono essere multicanale: sistemi di altoparlanti, ricevitori, pannelli al plasma, proiettori: tutto è controllato direttamente o in remoto da qualsiasi punto della stanza.

Puoi guardare film e spettacoli, ascoltare musica in tutte le stanze o solo in alcune, programmare uno scenario e attivarlo con un solo pulsante dal touch panel o dal telecomando. Il programma di script può essere adattato alle condizioni individuali: le persiane si chiudono, la luce si spegne o diventa meno intensa, il pannello al plasma si accende, il proiettore si estende, il lettore si avvia.

È possibile modificare i programmi di script, programmarli per l'avvio automatico e impostare le impostazioni correlate per la visione di film, ad esempio accendendo il condizionatore d'aria vicino al luogo in cui è installato l'home theater se fa caldo.

La funzione “multiroom” è esattamente la funzione che ti consente di ascoltare l'audio o guardare video in più aree indipendenti dell'appartamento. Diventa possibile regolare il volume da qualsiasi stanza, ognuna delle quali dispone di pannelli di controllo a pulsanti o touch, a parete o da tavolo, e dispone anche di telecomandi.

Quale potrebbe essere un segno più espressivo dell’intelligenza di un sistema di casa intelligente se non il controllo intelligente dell’illuminazione? L’illuminazione in una casa intelligente è davvero intelligente e quindi economica. Le risorse elettriche in un appartamento, una casa o un ufficio vengono utilizzate nel modo più economico possibile, senza sprechi inutili.

Il vantaggio di un sistema di controllo automatizzato dell'illuminazione è che, sulla base dei dati provenienti da sensori di illuminazione esterni ed esterni, nonché dai timer, consente di accendere e spegnere la luce con la luminosità desiderata e solo dove è realmente necessaria. Inoltre, aprono un ampio spazio alla creatività. Inoltre è disponibile l'opzione per simulare la presenza degli host.

Il moderno sistema “casa intelligente” è un complesso di tecnologie per il comfort, la sicurezza e l’efficienza. La stabilità è garantita dall'integrazione in caso di guasto dell'alimentazione centralizzata, in modo che l'elettronica rimanga sempre operativa.

Batterie e inverter, caricabatterie e generatori a combustibile liquido sono installati nel sistema e integrati nel software. In caso di interruzione di corrente, il sistema passerà automaticamente a una fonte di backup; in casi estremi, le batterie rimarranno alimentate dai sistemi di sicurezza e dalle apparecchiature più importanti.

Sistema di sicurezza automatizzato

Il sistema “casa intelligente” comprende, come parte di esso, un sistema di sicurezza, allarme antincendio e videosorveglianza, in modo che sia la permanenza dei proprietari nella casa che la loro assenza siano sicure sia per la casa che per i proprietari stessi. Qui è possibile installare un videocitofono e un sistema di sicurezza perimetrale per proteggersi da ospiti indesiderati.

Per quanto riguarda la sicurezza in generale, il sistema “casa intelligente” è in grado di fornire: protezione contro i cortocircuiti nei cavi elettrici, protezione contro le perdite d'acqua, protezione contro le perdite di gas mediante l'attivazione di un sensore di fumo e l'attivazione di un sistema antincendio autonomo, alimentazione autonoma rifornimento, allarme, chiamata automatica al servizio di soccorso.

Pertanto, una "casa intelligente" proteggerà se stessa e i suoi proprietari da qualsiasi situazione pericolosa, perché il sistema può includere: cancelli e porte automatizzate, tapparelle automatiche di sicurezza, un sistema di videosorveglianza, un allarme di sicurezza, sensori di presenza, sensori di fumo, fughe di gas , eccetera.

Il controllo dell'accesso ai locali, la videosorveglianza delle aree adiacenti, l'accensione dei riflettori quando si penetra nel perimetro sono altri tre vantaggi nel tesoro dei vantaggi. Attraverso Internet, il proprietario potrà ricevere a distanza un'immagine da una qualsiasi delle telecamere del sistema di videosorveglianza, inclusa la funzione video baby monitor.

Videosorveglianza propriamente detta

La videosorveglianza intelligente è uno dei componenti principali delle moderne “case intelligenti”. Le videocamere si connettono a Internet e ti consentono di accedervi da qualsiasi parte del mondo.

Il proprietario può essere all'estero, osservando rapidamente una qualsiasi delle zone, e le videocamere qui possono essere controllate. Ad esempio, le telecamere controllabili sono solitamente dotate di cancelli, cortili, edifici vicini e aree vicine alle porte degli appartamenti. Il funzionamento della videocamera può essere interfacciato con un sensore di movimento e i segnali possono essere inviati al centro di controllo.

Internet e le reti televisive satellitari, in quanto principali fonti di informazione, oggi sono opportunamente integrate nei sistemi di casa intelligente. Mentre è all'interno della casa, il proprietario può ricevere informazioni e inviarle alle varie stanze, televisori e monitor. Ciò vale anche per la trasmissione delle informazioni ricevute dai sistemi di videosorveglianza. Grazie alla funzione multiroom si aprono tutte queste possibilità. Naturalmente, se lo si desidera, è possibile impostare il controllo remoto tramite Internet.

Il controllo da un telefono cellulare tramite comandi vocali diretti e SMS è oggi disponibile per i proprietari di sistemi di casa intelligente. Puoi anche impostare l'inoltro delle chiamate sul tuo cellulare se sei fuori casa, anche se ti trovi in ​​un altro Paese.

In caso di necessità potrai far entrare ospiti in casa semplicemente inviando l'apposito comando dal tuo cellulare al tuo sistema automatizzato. Opportunità simili possono essere implementate comodamente tramite Internet, tutto ciò che devi fare è trovare il Wi-Fi per il tuo smartphone o laptop.

Andrej Povny

Come funziona il sistema Smart Home e in cosa consiste: panoramica di tipi e recensioni

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Un sistema completo di casa intelligente è l'automazione completa del controllo dei dispositivi in ​​tutte le aree di una casa, appartamento o ufficio. Ti consente di gestire sia i singoli blocchi che il tutto. Ciò può avvenire premendo localmente un pulsante sul pannello a sfioramento oppure può anche essere effettuata la trasmissione remota di comandi utilizzando uno smartphone o un tablet.

Nel programma sono preimpostati diversi scenari audio, luminosi e video, grazie ai quali funziona il controller, ovvero il cervello della Smart Home. Ciò consente di risparmiare notevolmente tempo ai proprietari di casa. È esclusa anche la possibilità che si verifichino situazioni di emergenza.

Il sistema di casa intelligente consente di impostare varie modalità quando i proprietari sono a casa, in vacanza o ricevono ospiti. La trama della sceneggiatura è creare condizioni confortevoli per le persone. Potrebbe essere riprodurre la tua musica preferita, cambiare la temperatura nella stanza, accendere un film a una determinata ora.

Una casa intelligente spegne automaticamente gli elettrodomestici e li mette in modalità sospensione quando non sono presenti persone. Se necessario, il sistema consente di passare in qualsiasi momento dal controllo automatico dell'attrezzatura alla modalità manuale.

Contenuti

Il primo sistema venne annunciato nel 1961. Era molto primitivo rispetto alla tecnologia moderna. Le persone in tutte le epoche della loro esistenza hanno cercato di semplificarsi la vita migliorando vari dispositivi. È così che è nata l'idea del controllo remoto delle apparecchiature.

L'uomo ha costantemente cercato il conforto. Alcune delle prime case “intelligenti” erano le case dei ricchi in America. Erano dotati di vari elettrodomestici ed elettronica. Nel corso del tempo, iniziarono ad essere implementate idee per la gestione combinata di tutti i dispositivi da un unico luogo. Cominciarono ad apparire edifici “intelligenti”, che mostravano soluzioni complesse ai problemi assegnati. Il sistema Smart Home è stato realizzato utilizzando un cablaggio strutturato.

L'anno ufficiale della comparsa della Smart Home è il 1978. Allo stesso tempo è nato il termine Smart Home. I sistemi americani funzionavano a una frequenza di 60 Hz e una tensione di 110 V, quindi non hanno messo radici in Russia.

Foto: il sistema di casa intelligente regola l'illuminazione

Una delle prime caratteristiche dell’automazione intelligente è stato il controllo uniforme dell’illuminazione. Inizialmente, l'idea è stata implementata utilizzando dimmer (o dimmer). Hanno permesso di attenuare la luce nella stanza, riducendo l'illuminazione al suo interno. Questa modalità è utile per guardare film e risparmiare sul consumo energetico.

Con lo sviluppo di nuove tecnologie, i dimmer sono stati sostituiti da controllori programmabili, che hanno assunto il ruolo di controllo automatico non solo dell'illuminazione, ma anche di altri sistemi necessari per il soggiorno confortevole di una persona nell'edificio.

L'installazione di un sistema Smart Home è molto popolare. Controlla il funzionamento di tutti i dispositivi nei locali di un cottage o di un ufficio. Il complesso di controllo è costruito sulla base di sensori che monitorano i parametri attuali. Le informazioni dai sensori vengono inviate agli elementi di controllo che, secondo un determinato programma, impartiscono comandi ad attuatori e dispositivi. Utilizzando Internet è possibile monitorare da remoto tutte le apparecchiature situate nell'edificio, nonché controllarle da remoto.

Una casa intelligente può controllare quanto segue:

• illuminazione interna ed esterna, illuminazione architettonica, pubblicità;
• ventilazione, aria condizionata;
• riscaldamento degli ambienti (impianto di riscaldamento a pavimento, radiatori);
• tutti i tipi di allarmi (antifurto, incendio, emergenza);
• permesso di entrare nell'edificio;
• videosorveglianza (locale e remota);
• distribuzione di segnali video e audio (multiroom);
• riscaldamento di gradini, scale, vialetti e caditoie;
• fonti alternative di energia elettrica (generatori diesel, batterie);
• consumo energetico (distribuzione dei carichi sulle fasi, limitazione del superamento dei carichi massimi);
• pompe varie (drenaggio, fognatura, irrigazione del territorio);
• cancelli d'ingresso;
• tapparelle, tende, persiane.

Quali tipi di sistemi di casa intelligente esistono?

Per implementare il sistema, tutte le apparecchiature utilizzate devono essere compatibili tra loro. A tal fine è stata creata la Electronics Industry Alliance per sviluppare uno standard elettronico unificato. Questa soluzione ha consentito a diverse aziende di produrre apparecchiature universali utilizzate nella Smart Home.

Classificazione dei sistemi secondo i criteri principali:

• centralizzato/decentralizzato;
• cablato/senza fili;
• con protocollo aperto/chiuso.

I sistemi Smart Home già pronti aiutano a risparmiare tempo nella gestione di vari sistemi di intrattenimento e ingegneria nei locali.

Gestione domestica centralizzata e decentralizzata: numero di moduli e loro funzionamento

Gestione centralizzata rappresenta un modulo logico. Il suo ruolo è svolto da un controller programmabile con un gran numero di uscite. Un singolo programma viene scritto per un oggetto specifico per tale computer. Sulla base di questo software vengono gestite tutte le reti ingegneristiche e gli attuatori.

Il vantaggio di un sistema centralizzato è la possibilità di gestire l'intero edificio da un unico luogo e in un'unica interfaccia. Utilizzando un controller centrale, è possibile creare scenari di varia complessità, collegandoli ad azioni specifiche, periodo dell'anno o giorno. Questa opzione consente di collegare un gran numero di apparecchiature diverse. Aziende come AMX, Crestron, Z-Wave, Ectostroy, Bechoff sono specializzate in questo.

Quando si costruisce un sistema centralizzato, le prestazioni di tutte le apparecchiature dipenderanno dal controller e dal programma in esso incorporato. Se il computer si guasta, tutti i moduli ad esso collegati cesseranno di funzionare. È ottimale collegare questo complesso tramite un gruppo di continuità.

Se è necessario riprogrammare la Smart Home e il programmatore non è presente, l'algoritmo dovrà essere riscritto. Pertanto, un importante criterio di selezione è la scelta di un controller affidabile e di alta qualità.

Sistema decentralizzato può anche essere detto distribuito. In questo caso ogni elemento del sistema (dispositivo esecutivo) è un microcontrollore indipendente che dispone di un tipo di memoria in cui vengono conservate le informazioni anche in caso di interruzione dell'alimentazione di rete. Questo fattore aumenta l'affidabilità del complesso nel suo insieme. Se qualche elemento si guasta, l'intero sistema dell'appartamento o della casa continua a funzionare, ad eccezione del collegamento “abbandonato”.

Il sistema decentralizzato è affidabile, con la possibilità di collegare ulteriori blocchi “intelligenti” per creare scenari speciali. È disponibile un'ampia gamma di pannelli di controllo degli strumenti in vendita, che variano per funzionalità e design. I principali produttori in questo settore sono: ABB, Scheider Electric, HDL, Berker, Gira, Vimar.

Gli svantaggi del complesso includono una grande quantità di attrezzatura inclusa nello scudo. Di tanto in tanto potrebbe rompersi, il che comporterà costi materiali per la sostituzione.

Utilizzo di conduttori e tecnologie wireless

Sistema cablato Casa intelligente si basa sul principio della trasmissione di tutti i segnali dai dispositivi di controllo alle unità esecutive tramite un bus di informazioni. Tale bus può essere costituito da conduttori speciali o da doppini intrecciati.

Il vantaggio di un sistema cablato è la sua affidabilità, grazie all'utilizzo di conduttori schermati. Ciò elimina interferenze e interferenze nella rete. Inoltre, questo sistema di trasmissione dati ha un'elevata velocità di risposta. Quando si impartisce un comando particolare, non si verificano ritardi dovuti a interferenze o altri fattori.

Pertanto, quando si organizza un sistema wireless, la risposta al comando potrebbe essere ritardata. La persona preme ripetutamente il pulsante e cerca di far funzionare il dispositivo. Il bus delle informazioni si intasa di segnali duplicati, il che può portare al congelamento dell'intero complesso.

Per organizzare un sistema Smart Home cablato, viene offerta una vasta selezione di elementi di controllo, che sono interruttori intelligenti. Tali meccanismi sono multifunzionali e hanno un design elegante. In tali sistemi è più facile introdurre qualsiasi nuovo elemento multimediale o di climatizzazione.

Il sistema cablato è ignifugo e ha una lunga durata senza revisione. Gli svantaggi includono la mancanza di mobilità della posizione degli interruttori. Inoltre, i punti di uscita dei cavi verso i pannelli di controllo devono essere forniti in anticipo.

L'installazione di alta qualità delle reti di informazione è importante per il funzionamento affidabile del sistema. Organizzare una Smart Home è possibile solo in nuove abitazioni o all'inizio della ristrutturazione. Con l'installazione del cablaggio elettrico classico sarà tecnicamente impossibile organizzare l'impianto.

Sistema senza fili si basa sul principio della trasmissione di un segnale radio dal dispositivo principale (pannello di controllo) all'organo esecutivo. Questa soluzione consente di ridurre il numero di cavi posati nella stanza e i tempi di installazione dei dispositivi. Le apparecchiature wireless sono molto adatte per l'installazione in una casa di legno, dove è necessario ridurre al minimo l'integrità dei materiali naturali. I principali produttori di questa tipologia sono: Z-Wave, Berker, HDL, Zamel, Vitrum, Gira.

Il vantaggio di un tale complesso è la possibilità di installazione in edifici con riparazioni già pronte e cablaggio convenzionale. Ciascuna centrale wireless comunica con altre centrali e può inviare loro comandi. Questa interconnessione di apparecchiature consente di creare diversi scenari luminosi in stanze diverse.

I pannelli di controllo mobili possono essere posizionati in luoghi convenienti per i proprietari. Sono prodotti in due tipologie: da incasso e sopraelevati. Il sistema radio non necessita di alcuna particolare progettazione preliminare. Pertanto, un tale sistema Smart Home può essere facilmente implementato con le tue mani.

Il funzionamento di tutti i dispositivi intelligenti dipende dalla qualità del segnale radio. Lo svantaggio del complesso wireless è che molti consumatori elettrici domestici causano interferenze con i segnali in transito. Inoltre, quando si utilizzano dispositivi con batterie, sarà necessaria una sostituzione regolare.

Wireless Smart Home ha funzionalità limitate a causa dell'instabilità dei segnali trasmessi. Pertanto, la sicurezza di un tale complesso è inferiore, poiché è possibile che gli hacker blocchino i segnali.

Protocollo sistema di automazione aperto/chiuso

Un protocollo è un sistema di codice per l'interconnessione di tutti i dispositivi tra loro, sulla base del quale funziona la Smart Home. In Europa il protocollo KNX è considerato il più diffuso. Il vantaggio di questo tipo è l'interazione con la memoria non volatile dei dispositivi, nonché il funzionamento indipendente di ciascun dispositivo.

Il protocollo KNX è aperto. Questo standard di trasferimento dati è molto popolare. Pertanto, non ci sono problemi con la manutenzione di tale sistema, se necessario. I prodotti di molti produttori funzionano in questa “lingua”. È testato per la compatibilità tra loro.

Il vantaggio di un protocollo aperto è un'ampia scelta di dispositivi con design diversi o un insieme di funzioni adeguato. I principali produttori sono: KNX, Wago, Bechoff. La concorrenza tra i produttori sta provocando sempre più il rilascio di modelli aggiornati e migliorati. Il costo di tali dispositivi con protocollo aperto è superiore a quello chiuso.

A causa dell'inflessibilità dei dispositivi di comunicazione aperti e della loro dipendenza da determinati standard, hanno cominciato ad apparire sul mercato nuovi prodotti che funzionano su un protocollo proprietario chiuso. Ciò ha comportato una riduzione dei costi di produzione delle apparecchiature e una semplificazione del processo di programmazione. Molti produttori iniziarono ad avere una propria linea di prodotti che altre aziende non producevano. Le apparecchiature che operano su protocollo chiuso sono prodotte da: ABB, HDL, Vimar, Bticino.

Tra i vantaggi delle tecnologie a protocollo chiuso vi sono soluzioni non standard, interessanti a prezzi ragionevoli e mobilità nel mercato. Gli svantaggi includono il fattore di dipendenza dell'acquirente da un produttore.

Quali sono i vantaggi di un sistema di casa intelligente? Vale la pena acquistarlo?

I complessi intelligenti stanno diventando sempre più popolari e convenienti. Il mercato offre un'ampia selezione di dispositivi multifunzionali per l'organizzazione della domotica. Il risparmio delle risorse si manifesta nel loro consumo solo nei momenti necessari, quando le persone sono a casa. In altri casi, il sistema commuta la casa in modalità di risparmio energetico. Ciò è particolarmente vero per le abitazioni private e i cottage con una vasta area.

Una casa intelligente può prendersi cura anche degli animali domestici. Secondo un determinato programma, attiva la fornitura di cibo e acqua, regola la luce nell'acquario o apre le porte affinché gli animali possano uscire di casa. Puoi guardare i tuoi amici a quattro zampe sul tuo tablet. Se in casa sono presenti animali, è consigliabile organizzare una rete cablata nascondendo tutti i cavi dietro i muri. I pannelli di controllo devono essere integrati. Ciò proteggerà il sistema da eventuali danni.

Nel caso dei bambini, il sistema Smart Home ti consentirà di controllare il loro comportamento in un appartamento o in una casa. È possibile limitare l'accensione della TV e del computer. Oppure fornire l'accesso a Internet se soddisfano determinate condizioni.

Il vantaggio più importante di una casa “intelligente” è il monitoraggio e il controllo remoto dell’abitazione. Il sistema protegge dalle intrusioni dei ladri. Questo è anche un buon modo per prevenire incidenti. In una situazione critica, puoi chiudere l'acqua, spegnere l'alimentazione elettrica o trasmettere un segnale di fuoco. Tutte le notifiche e gli avvisi vengono inviati come messaggi al proprietario dell'edificio.

Il sistema Smart Home determina i suoi prezzi grazie alla sua versatilità. Per l'opzione budget, vengono acquistati moduli logici di base e nel tempo ne vengono acquistati altri aggiuntivi, che amplieranno le capacità del complesso.

Video sul sistema di casa intelligente

Tecnologia miracolosa, come realizzare una casa intelligente economica?

È necessario posizionare un sistema acustico in tutta la casa, composto da microfoni e altoparlanti altamente sensibili per controllare i sistemi di casa intelligente

Di solito l'utente ottiene un sistema con comandi standard, che può aggiungere con le proprie mani tramite un computer. Qualsiasi funzione programmata delle apparecchiature collegate allo scenario verrà eseguita tramite comando vocale.

Il ruolo di Arduino nella programmazione

La progettazione personale di un sistema di casa intelligente include la selezione di apparecchiature che soddisferanno tutti i requisiti previsti. In particolare servirà un controller che permetta di raccogliere tutta la gestione della casa su un unico dispositivo, da cui poi verrà effettuata la gestione.

Tra gli hobbisti sono molto popolari i controller Arduino, che sono un circuito stampato vuoto, le cui periferiche e la cui protezione dai danni dipendono dall'utente. Puoi collegare qualsiasi cosa: il programma è facile da scrivere. In generale, Arduino presenta molti vantaggi:

• è possibile aggiungere o copiare;
• una grande quantità di informazioni disponibili sul possibile utilizzo del controller, opzioni circuitali per risultati diversi;
• disposizione fissa dei pin (questo consente alle aziende manifatturiere di rilasciare facilmente nuovi dispositivi per aggiungere funzioni - scudi);
• Arduino non ha bisogno di un programmatore o di conoscenze approfondite di programmazione.

Aspetto del principale dispositivo di controllo dei sistemi domestici: controller Arduino

Questo controller può essere collegato a un computer e viene spesso utilizzato nella robotica e nella creazione di dispositivi autonomi.

Funzionalità di controllo vocale

Agli albori del suo sviluppo, il controllo vocale presentava alcuni limiti ed era difficile immaginare la sua interfaccia attuale. Sembrava qualcosa uscito da un film di fantascienza. Ma ora la situazione è cambiata e la possibilità di un'opzione di controllo alternativa oltre ai metodi già esistenti (telecomandi e dispositivi digitali) lo rende molto attraente per l'utente.

Una sorta di garanzia di una migliore interazione tra l'uomo e l'automazione sarà la registrazione di diverse versioni di un ordine ("Accendi la luce in camera da letto", "Accendi la luce" e così via), quindi il sistema capirà esattamente cosa gli viene richiesto.

Tale controllo, anche creato da te, molto spesso include le seguenti azioni comuni:

• accensione e spegnimento degli elettrodomestici;
• climatizzazione e tende;
• programma di irrigazione nella zona antistante la casa;
• ascolto di notizie, previsioni meteo e altre informazioni che il controllo sarà configurato per ricevere e riprodurre.

Alcuni programmi consentono di introdurre una distinzione per ciascuna fase dello scenario: il controllo può essere effettuato in una stanza e il comando funzionerà in un'altra.

Puoi programmare qualsiasi parola con le tue mani come comando. Alcuni sviluppatori offrono opzioni standard in cui i comandi per la gestione di una casa intelligente sono scritti in testo semplice. Questo è molto conveniente per l'utente medio.

Descrizione di una delle opzioni possibili

Il controllo vocale sul sistema smart home non verrà attivato finché il proprietario non lo attiverà con un comando o un'azione specifica (è disponibile anche il riconoscimento vocale). A seconda dell'area in cui è previsto l'utilizzo, per una migliore funzionalità la casa può essere dotata di più controller subordinati ad un unico dispositivo. Utilizzare le apparecchiature “intelligenti” è semplice: il programma include diverse lingue, che riconosce facilmente.

Non è necessario urlare per controllare i sistemi domestici. I microfoni altamente sensibili captano le voci basse. A seconda del tipo di microfono e della forma della stanza, è necessario installare 1 microfono per una superficie di 20-30 m2

Tra gli altri presunti servizi c'è una risposta immediata agli ordini, c'è una connessione interattiva, che crea l'impressione che la casa sia davvero intelligente e parli in modo indipendente con il proprietario (anche se in realtà si tratta di un discorso dal vivo registrato di alta qualità) . L'automazione può segnalare che i padroni di casa hanno dimenticato di chiudere il cancello o informare di una violazione della sicurezza del sito.

Uno dei tanti vantaggi è l’invisibilità. Tutti gli altoparlanti e i microfoni si trovano fuori dalla vista del proprietario (sul mobile, sotto lo scaffale, nascosti nei mobili). Questo è molto esteticamente gradevole poiché non ci sono fili.

L'apparecchiatura viene installata su controsoffitti o pareti divisorie in fase di preinstallazione; nelle case con finiture di pregio viene utilizzata la decorazione visiva per gli elettrodomestici

Un potente sistema di sicurezza avvisa dell'ingresso non autorizzato nei locali tramite un messaggio su uno smartphone o verbalmente e risponde adeguatamente in caso di emergenza.

Questo sistema può essere controllato tramite uno smartphone. La “casa intelligente” è collegata al suo sistema operativo e attraverso di esso il proprietario può dare le istruzioni necessarie al controllore.

Controllare una casa intelligente da un computer

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I residenti di appartamenti e case trascorrono molto tempo a regolare molti processi nelle loro case: accensione e spegnimento di apparecchi elettrici e luci, videosorveglianza. Tuttavia, non tutti sanno che questi e altri processi possono essere automatizzati controllando le relative apparecchiature da un normale computer desktop che tutti possiedono.

Controllare la tua casa da un computer è un'idea logica. Ed è apparso anche prima dell'inizio delle vendite di massa nei negozi complessi di automazione. Pertanto, ogni proprietario di casa ora può costruire una "casa intelligente" con le proprie mani: il computer in questo sistema è il nodo chiave. Può essere installato direttamente nella stanza o in un armadio separato.

Il computer dell'utente eseguirà tutte le funzioni “intelligenti” e il segnale proveniente dai sensori esterni passa attraverso i canali TCP/IP o USB standard. La comodità di creare un tale nodo è spiegata anche dal fatto che più della metà dei produttori produce apparecchiature basate su una connessione cablata, dotata di adattatori (per collegarla a un computer o laptop). Una possibile opzione per lavorare con segnali analogici o digitali è un modulo di uscita e ingresso collegato tramite USB. Le capacità di un tale dispositivo sono insufficienti e l'automazione stessa è adatta per segnali con un livello di 0-5 volt. Per convertire il segnale ricevuto, un tale complesso utilizza shaper e convertitori.

Controllo della casa da un computer

Vantaggi e svantaggi

Per gli utenti di computer, una casa intelligente basata su PC sembra un’idea promettente per i seguenti motivi:

• disponibilità dei nodi per il controllo intelligente. I proprietari di case hanno almeno un computer a casa e, se necessario, per questi scopi viene acquistato anche un netbook economico;
• costo accessibile dei moduli di ingresso e uscita (rispetto ai dispositivi utilizzati con i controller industriali);
• non ha restrizioni sul numero di dispositivi collegati (i kit già pronti contengono solitamente una piccola quantità di apparecchiature per il controllo della luce e della sicurezza e il controller non è progettato per molti dispositivi). Avendo assemblato tu stesso una casa intelligente, puoi configurarla per eseguire le opzioni di cui hai bisogno, nonché un modo conveniente per controllarla, che si tratti di comandi vocali o di uno smartphone;
• la capacità di creare un complesso complesso con una vasta gamma di funzioni.

Non dimenticare i possibili svantaggi del sistema, tra cui i seguenti:

• la necessità di selezionare un nodo affidabile (il computer stesso) con un sistema operativo sufficientemente affidabile e un'ampia funzionalità;
• dipendenza dei componenti del complesso da un laptop, che si rompe durante l'uso a causa di guasto meccanico, usura o interruzione di corrente;
• la necessità di una pianificazione personale dei programmi e della loro attuazione.

Tecnologie di controllo

È difficile immaginare di controllare la tua casa da un computer senza controllare l’alimentazione. Per implementare questa tecnologia, gli esperti consigliano di utilizzare 1-wire di Maxim/Dallas. Questa tecnologia viene utilizzata nei sistemi industriali e domestici e lì si è dimostrata efficace.

Inoltre, è conveniente gestire e monitorare il complesso di sicurezza da un computer: da remoto è possibile visualizzare i dati delle videocamere e le informazioni dei sensori per scoprire come si comportano i bambini o gli animali e anche vedere se c'è stato un ingresso non autorizzato nell'appartamento . Oltre al computer, per realizzare questa idea avrete bisogno di videocamere con sensori di movimento o di apertura delle porte, che possono essere collegate all'apparecchiatura tramite un connettore USB. Se sei preoccupato per il limite standard di 5 m di lunghezza del cavo, acquista un cavo lungo attivo o collega i cavi tramite hub speciali dotati di alimentazione esterna (sono possibili altre opzioni).

Per insegnare a un sistema di casa intelligente a comprendere il proprietario e persino a parlargli, puoi utilizzare il metodo più accessibile e adattare la funzionalità di riconoscimento vocale di Google alle tue esigenze. Milioni di persone in tutto il mondo hanno già apprezzato il suo discreto livello di traduzione e ricerca vocale.

Tecnologie di controllo domestico intelligente da un computer

Per coordinare e controllare il sistema utilizzando un computer, è meglio scrivere un programma separato per tutti i suoi componenti o utilizzare soluzioni già pronte (Ardublock). Questo ambiente software per l'automazione delle apparecchiature viene fornito completo di alcuni kit elettronici. Oltre a gestire allarmi ed energia elettrica, tale programma sarà in grado di:

• gestire lo stato degli elettrodomestici (collegare e scollegare le apparecchiature tramite una presa intelligente, programmare l'orario di accensione e la modalità operativa);
• misurare e controllare la temperatura costante in casa.

Il termine "casa intelligente" oggi significa l'introduzione completa di dispositivi ad alta tecnologia nella vita di tutti i giorni che forniscono un elevato livello di comfort ai residenti. Una caratteristica distintiva dei sistemi di questo tipo è la massima automazione di un numero di processi con una partecipazione umana minima. Inoltre, uno dei criteri per una “casa intelligente” è la gestione centralizzata di tutti i dispositivi coinvolti nel complesso. Il sistema Smart Home ha un design modulare ed è costituito da blocchi funzionalmente separati con la loro integrazione totale o parziale in un unico sistema. Ogni modulo è coinvolto nell'esecuzione di compiti rigorosamente designati, nel frattempo i blocchi possono interagire tra loro.

Possibili contenuti modulari di un moderno sistema di casa intelligente:

• Controller di controllo centrale, che combina altri componenti e garantisce la loro interazione. Tale controller può essere una soluzione industriale sotto forma di un dispositivo completo o un normale computer con il software appropriato.
  
• Sistema climatico. È costituito da centraline di riscaldamento e ventilazione, che garantiscono il mantenimento di un determinato microclima nella stanza.
  
• Controllo dell'illuminazione e dell'accensione consumatori di energia.
  
• KTSO(un insieme di mezzi tecnici di sicurezza). Comprende un sistema di sicurezza e allarme antincendio, un sistema di videosorveglianza e moduli per la notifica remota al proprietario di situazioni di allarme.
  
• Sistema di contabilità, raccolta e conservazione dei dati. I compiti del modulo comprendono la raccolta di informazioni dai dispositivi di misurazione, la registrazione di vari eventi e la fornitura di dati per l'analisi al fine di valutare l'efficacia dell'intero complesso.
• Canali di connessione. Come canali di trasmissione dati vengono utilizzate le reti che operano con il protocollo TCP/IP in versione cablata o wireless. Per integrare nella rete dispositivi con interfacce specializzate vengono utilizzati convertitori appropriati.

Ciascuno dei moduli di cui sopra può essere implementato utilizzando vari hardware e software. Le soluzioni più comuni e utilizzate frequentemente sono le seguenti:

Controllo

Come controller di gestione di un sistema di casa intelligente, il più giustificato è l'uso di un computer a scheda singola industriale. Tali computer sono di piccole dimensioni, hanno un basso consumo energetico, sono privi di parti meccaniche (ventole, dischi rigidi) e funzionano con software open source. Nella maggior parte dei casi è possibile modificare e integrare il numero e il tipo delle interfacce disponibili.

È logico che la programmazione indipendente di tali dispositivi richieda determinate competenze e conoscenze. L'accesso al controllore avviene tramite rete, utilizzando l'interfaccia WEB o applicazioni client. Esistono anche soluzioni già pronte progettate per gestire l'intero complesso e fornire all'utente un'interfaccia semplice e intuitiva per la configurazione.

Per controllare una casa intelligente, è conveniente utilizzare telecomandi universali che supportano l'esecuzione di macro - serie di azioni ordinate. In questo caso i radiocomandi sono più efficaci dei telecomandi IR, poiché consentono il controllo al di fuori del campo visivo diretto del ricevitore IR. Un pannello di controllo più moderno può essere uno smartphone su cui è installato un software specializzato.

Clima

Il controllo del clima viene implementato valutando le letture dei sensori di temperatura e umidità. Sulla base dell'analisi di questi dati, il riscaldamento viene regolato automaticamente, i sistemi di condizionamento, ventilazione e umidificazione vengono accesi o spenti.

Illuminazione

Ciò viene implementato installando sensori di luce, presenza o combinati. Se necessario, il controller di controllo consente di controllare l'illuminazione secondo un programma. Quando si utilizzano dispositivi dimmer, è possibile non solo una regolazione discreta, ma anche fluida della luminosità delle sorgenti luminose.

Sicurezza e protezione

Un sistema di sicurezza può essere costituito da diversi sottosistemi:

1. Sistema di sicurezza e allarme antincendio (FS). I sensori di presenza vengono utilizzati come dispositivi di rilevamento, reagendo alla comparsa della radiazione infrarossa inerente al corpo umano nell'area controllata. Sono installati sensori a contatto magnetico per rilevare l'apertura della porta. La sicurezza antincendio è monitorata da sensori di fumo, temperatura e perdite di gas. Molti moderni sistemi di allarme antincendio dispongono di un modulo di comunicazione radio che consente di avvisare il proprietario utilizzando le reti GSM o 3G. Spesso il sistema di allarme consente il collegamento di eventuali apparecchi elettrici tramite un relè a secco, che consente di bloccare la serratura, accendere l'illuminazione, la sirena, ecc., su segnale di allarme. A volte il sistema di allarme include un sensore di umidità, che consente il rilevamento tempestivo di perdite d'acqua.

2. Sistema di controllo accessi. È costituito da un dispositivo di identificazione, dagli identificatori stessi (chiavi elettroniche, etichette radio, impronte digitali), un dispositivo di chiusura (serratura, barriera, cancello automatico) ed è progettato per limitare l'accesso a una stanza o territorio.

3. Sistema di videosorveglianza. Si tratta di un complesso costituito da videocamere e dispositivi di elaborazione e archiviazione del segnale video.

Contabilità ed elaborazione dati

Nella maggior parte dei casi, questa funzionalità viene implementata utilizzando un controller di controllo utilizzando un software appropriato.

Connessione

Il canale di trasporto, di norma, è una rete locale realizzata utilizzando la tecnologia cablata o wireless. Per gestire la rete, viene utilizzato un router per controllare tutti i dispositivi di rete e fornire protezione contro l'accesso non autorizzato a ciascuno di essi. Le moderne tecnologie di trasmissione dati ad alta velocità consentono l'uso simultaneo di una rete per lo scambio di informazioni tra computer, la trasmissione di segnali televisivi IP, la telefonia e il funzionamento di componenti della casa intelligente.

Oltre a quanto sopra, i sistemi di casa intelligente utilizzano spesso dispositivi che non interagiscono con l’intero complesso. Questi possono essere dispositivi per la pulizia automatica (aspirapolvere robot), sistemi di irrigazione automatica per piante, alimentazione di animali domestici e molto altro. Nonostante tali dispositivi siano autonomi, la loro integrazione con il sistema è del tutto possibile semplicemente accendendo o spegnendo l'alimentazione con il controller di controllo.

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