«умный» дом своими руками: гид для начинающих

Как сделать Умный дом своими руками

Установка интеллектуальной системы «Умный дом» требуют правильного исполнения, поэтому многие пользователи обращаются за помощью к профессионалам. Однако обладая лишь элементарными навыками, монтаж и подключение аппаратуры вполне доступно осуществить своими руками.

Все оборудование для организации умного дома условно делится на три основные категории:

• датчики – реагируют на происходящие изменения и отправляют сигнал на основное устройство;
• центральный контроллер – обрабатывает полученную информацию, принимает решение и отправляет сигнал на приборы;
• исполнительные устройства – элементы, которые получают и беспрекословно выполняют команды.

Все компоненты системы подключаются к смарт-системе посредством проводной и беспроводной связи. Первый вариант считается устаревшим, но до сих пор остается самым надежным способом соединения в отличие от второго, который, напротив, менее стабилен. Связь между приборами в этом случае осуществляется посредством Wi-Fi, Bluetooth и других стандартов.

Датчики, видеокамеры и другие элементы

Основные функции в системе умного дома выполняют датчики. Условно их можно разделить на две группы: отслеживающие движение и реагирующие на изменение состояния окружающей среды. Первые используются в охранных целях и реализации интеллектуальной подсветки. К ним относятся:

Тип устройства	Описание
Датчик движения	Реагирует на изменение ультразвукового или инфракрасного поля
Датчик присутствия	Использует аналогичную технологию, но более чувствителен к изменению параметров
Индикатор присутствия	Используется для управления светильниками и бытовой техникой
Извещатель разбитого стекла	Реагирует на звук при разрушении стекол
Фотоэлектрический датчик	Определяет перемещение человека, подходит для установки в дверных проемах или на въездных воротах
Лазерный датчик перемещения	Реагирует на движение даже небольших объектов и характеризуется охватом большого радиуса.
Камеры, микрофоны	Позволяют дистанционно отслеживать события, происходящие в доме

Если датчики движения способны функционировать самостоятельно, сенсоры, реагирующие на параметры окружающей среды работают в совместно с инженерными сетями. В эту группу входят:

Тип устройства	Описание
Внешний температурный датчик	Считывает значения о температуре воздуха вне помещения
Внутренний температурный датчик	Получает данные о температуре внутри дома
Газовый регистратор	Реагирует на утечку газа пронзительным сигналом
Противопожарный сенсор	Реагирует на появление дыма и повышение температуры воздуха в помещении
Датчик давления воды	Контролирует уровень давления в трубах, в случае изменения показателей самостоятельно принимает решение о перекрытии потока
Сенсор протечки	Отслеживает состояние труб и в случае появления воды, подает сигнал
Датчик сырости	Демонстрирует повышенные показатели влажности и указывает на проблемы с отопительной системой
Датчик дождя	Используется на участке во время полива, регулирует подачу воды

Система управления и связи

Важную роль в организации «Умного дома» играют различные системы. В зависимости от назначения различают следующие виды.

Разновидность	Функциональное назначение
Система связи	Обеспечивает взаимодействие всех элементов и передачу информации
Система управления	Отвечает за работу всех устройств
Осветительная сеть	Контролирует уровень освещения в помещениях
Сеть электропитания	Осуществляет бесперебойную подачу электричества
Система контроля микроклимата	Включает отопление, вентиляцию и кондиционирование. Регулирует температуру, уровень влажности,
Система водоснабжения	Контролирует подачу воды, очистку канализации
Система безопасности	Включает систему видеонаблюдения и контроля доступа в помещение, охранную сигнализацию.
Мультирум	Контролирует автоматическое включение и отключение аудио и видеоустройств.

Порядок монтажа

• Установить серверный шкаф и проложить сеть кабелей, после чего замаскировать монтажными коробками.
• В техническом помещении установить выключатели, разместить оборудование для электроснабжения, подключить автоматику.
• Установить систему управления, акустические колонки, в соответствии со схемой произвести монтаж приборов.
• Выполнить проверку системы в тестовом режиме для выявления просчетов и недоделок.
• На завершающем этапе произвести окончательную настройку аппаратуры, и ввести систему в эксплуатацию.

При правильном выполнении всех этапов работ, начиная с создания проекта и заканчивая установкой оборудования, «Умный дом» начнет эффективно функционировать, обеспечивая комфорт и безопасность его обитателей.

Как самостоятельно собрать «умный дом»

Чтобы собрать систему «умного дома» своими руками, рассмотрим схему, инструкцию с пошаговым описанием процесса сборки и фото-примерами.

Подготовительные мероприятия перед монтажом

Для начала нужно выполнить несколько подготовительных шагов:

1. Выбрать нужный тип системы, исходя из финансовых возможностей и технического оснащения.
2. Разработать проект, включающий детальный чертеж системы.
3. Осмотреть дом и оценить коммуникации на предмет возможности монтажа узлов и различных датчиков.
4. Выбрать удобное место для установки и расположения компонентов комплекса.

Нужно учесть, что некоторые системы требуют наличия компьютера, с помощью которого создается сайт дома, отображается схема системы, устанавливается требуемое ПО.

Схема комплекса

Чтобы определиться с точками установки того или иного компонента, способом их соединения, коммуникации и контроля, нужно разработать схему. Она позволяет понять, какая будет конфигурация, принцип работы устройства, а также выявить наиболее важные узлы системы. Как правило, оборудование состоит из следующих групп:

1. Датчики. Подают сигнал о возникших изменениях либо нарушениях.
2. Исполнительные устройства. Они непосредственно воздействуют на переключение, регулировку, изменение режима работы, коммуникации.
3. Устройства управления. Являются главной частью комплекса, которая контролирует, выполняет нужные программы и управляет функционированием системы.

Пошаговое устройство

Для самостоятельной сборки рекомендуется приобрести набор, который необходим для вашей квартиры или дома. Детальный монтаж приводится в инструкции к устройству, с которой нужно внимательно ознакомиться, чтобы избежать возможных ошибок.

Процесс установки сводится к подключению исполнительных модулей и датчиков к управляющему устройству и состоит из таких шагов:

1. Монтаж датчиков в выбранном месте.
2. Установка сервомоторов, кранов, переключателей, т.е. исполнительных устройств.
3. Подсоединение всех элементов к плате процессора через соответствующие разъемы.

По завершении сборки производят запуск и настройку системы.

Если придерживаться советов специалистов, то начинать следует с простых функций, не задавая программу со множеством режимов. Если в работе не будет никаких сбоев, можно тестировать более сложные функции.

Нюансы монтажа

В процессе установки «умного дома» необходимо учитывать ряд особенностей:

1. Устройства видеонаблюдения лучше располагать возле окон и дверей.
2. Индицирующие компоненты следует монтировать от пола в 20-30 см, что повышает эффективность функционала.
3. Немаловажным моментом является правильный подбор платы, что напрямую определяет функционирование всех модулей. В этом случае лучше обратиться к специалисту.
4. В качестве дополнения рекомендуется устанавливать круглосуточный мониторинг и системы, обеспечивающие связь с охранной службой для своевременного реагирования.
5. Монтаж элементов системы в квартире или доме следует начинать с помещений технического назначения.
6. Процессор располагают в центре относительно всех модулей.
7. Если издаваемые звуки слишком слабые, для усиления применяют дополнительные устройства.
8. Тестовый запуск после монтажа комплекса проводят в обязательном порядке.

Обустройство жилища «умным домом» доступно каждому, но своими руками собрать систему даже по описанию и схеме с фото пошаговых действий под силу лишь подготовленному человеку, который представляет принцип работы и особенности комплекса. Если нет понимания, как работает система, то лучше обратиться за помощью к специалистам. В случае неправильного монтажа, вместо желаемого комфорта возможны лишь серьезные последствия.

Входная дверь

• Камера
• Умный звонок. При нажатии на кнопку отправляется сообщение и фотография с камеры
• Возможность менять звук звонка, например если дети спят, то звонок переходит в беззвучный режим, а только мигает лампочка
• Умный домофон. Возможность включить чтобы следующий звонок в домофон автоматически открыл бы дверь (удобно когда ждешь гостей или курьера)
• Умный домофон. Если никого дома нет, то сигнал с домофона приходит в телефон и можно голосом поговорить.
• Умный замок. Возможность удаленно его открывать (например, если гости пришли раньше чем хозяева)
• Датчик на двери который фиксирует стук в дверь
• Возможность открыть умный замок с помощью секретной комбинации звонка в умный звонок или секретного стука в дверь
• Автоматическое открытие двери если камера распознала лицо человека и этот человек тут живет
• Контроль открытия двери (может включать свет если темно или отправлять сообщение если это неожиданное открытие)
• Статус щеколды — можно понимать когда она открыта или закрыта, можно уведолять если все дома, но она долгое время открыта. Или же использовать данные про закрытую щеколду для того чтобы понимать что кто-то есть дома

Освещение

Освещение — самая популярная часть «умного» дома, которая у всех на слуху. Создать «умное» освещение можно одним из двух способов. Первый — приобрести «умные» лампочки, светильники и люстры, а затем управлять ими через приложение со смартфона. Этот способ подойдет для тех, кто только переехал или планирует покупать новые осветительные приборы.

«Умные» лампочки Xiaomi

(Фото: mi.com)

Если же не хочется обновлять торшеры, люстры и ночники, а на «умные» лампочки жалко денег, то есть и более бюджетный способ. Можно приобрести «умные» выключатели или беспроводное реле и с их помощью управлять той же люстрой в комнате без необходимости покупать дорогие «умные» лампочки или целые люстры.

Хорошая «умная» лампочка обойдется примерно в ₽1 500. В люстру с пятью плафонами вам понадобится пять таких лампочек, это уже ₽7 500. При этом «умный» выключатель стоит ₽2 000 и ₽1 500 возьмет электрик за работу по его установке. Также при покупке выключателя нужно будет купить и специальный переходник, так как в России монтажные коробки круглые, а большинство «умных» выключателей рассчитаны на прямоугольные, их цена варьируется от ₽300 до ₽700. Итого разница между лампочками и выключателем почти двукратная, при этом последний еще и надежнее, а лампочки придется каждый раз когда они сгорят.

Выключатель Aqara

(Фото: aqara.ru)

Если же не хочется даже менять переключатели, то можно установить в щиток беспроводное реле, которое будет управлять включением и выключением света в разных комнатах. Для этого решения, как и для замены выключателя, вам потребуется вызвать электрика.

Беспроводное реле Aqara

(Фото: aqara.ru)

Помимо реле и выключателей стоит отметить и «умные» розетки, которые можно использовать в паре с простыми ночниками: подобный гаджет будет просто включать/выключать питание по вашим командам или сценариям.

А еще контролировать освещение можно с помощью «умных» карнизов. В карниз встроен специальный моторчик, открывающий и закрывающий шторы, управлять им можно со смартфона, а подключается карниз к обычной розетке. Открытие штор по расписанию может стать отличной альтернативой классическим будильникам, однако стоит помнить, что разбудить может не только свет из окна, но и звук двигающихся штор, что уже звучит не так заманчиво.

«Умный» карниз Aqara

(Фото: aqara.ru)

7) Умные весы Bluetooth для ванной комнаты

Bluetooth Body Fat Scale от RENPHO – это фантастический способ привнести немного ума в ванную, даже если вы полный новичок в домашней автоматизации.

Эта удивительно точная шкала использует Bluetooth с низким энергопотреблением и простое, отзывчивое приложение для обслуживания всех 13 жизненно важных показателей тела. От веса и ИМТ до процентного содержания жира в организме и основного обмена – вы можете легко получить ключевую информацию о своем здоровье.

Приложение легко синхронизируется с основными фитнес-трекерами, такими как Google Fit, Apple Health и FitBit. Вы можете делиться своими целями с друзьями и отслеживать прогресс прямо в приложении.

Вы просто вводите основную личную информацию для каждого пользователя, и все, что вам нужно, это три батарейки AAA вместе с Bluetooth на вашем телефоне, чтобы начать работу.

Весы RENPHO – это предмет для беседы в ванной и отличный союзник, если вы хотите похудеть или набрать мышечную массу.

Виды систем

Сделать умный дом можно по разным схемам, зависящим от типа оборудования и протокола связи. Программно-аппаратные комплексы для смарт-жилищ условно делятся на несколько видов.

Проводные

Особенности системы	Плюсы	Недостатки и возможные проблемы
Компоненты взаимодействуют напрямую по проводным соединениям. Датчики отсылают по ним сигналы на контрольный блок, а конечные устройства получают управляющие команды.	Высокая скорость отклика, исключение проблем с передачей импульсов в беспроводной среде при недостаточной силе сигнала. Шина передачи данных не перегружается множеством импульсов.	Необходима прокладка проводов, коммуникации планируются на этапе строительства дома. Монтаж сложен и требует серьезных трудозатрат. Может потребоваться полная переделка комплекса или его сегмента.

Беспроводные

Особенности системы	Плюсы	Недостатки и возможные проблемы
Устройства подключаются к управляющим блокам по беспроводным каналам.	Не нужны провода, решение годится для практически любых конфигураций помещений без их переделки.	Часть периферийных устройств нуждается в замене батареек (хотя современные «умные девайсы» способны работать от одной батарейки до нескольких лет). Связь по радиоканалу несколько ограничивает возможности системы и ее масштаб в пространстве. Необходимо, чтобы все устройства находились в пределах зоны действия сети. Эта проблема частично решается применением mesh-сетей. При работе по ИК-связи устройства должны находиться в радиусе прямой видимости друг от друга.

Централизованные решения

Особенности системы	Плюсы	Недостатки и возможные проблемы
Оснащены центральным блоком управления. Блок выполняет контроль и синхронизацию взаимодействия компонентов «умного дома» через общую шину и обеспечивает выполнение команд пользователя.	Головное устройство объединяет и координирует элементы сети.	Функционал зависит от аппаратных возможностей модуля управления и встроенного в него программного обеспечения. Если «мозг» системы выходит из строя, она теряет работоспособность.

Децентрализованные

Особенности системы	Плюсы	Недостатки и возможные проблемы
Устройства работают в одной сети, но без единого управляющего центра. Каждый элемент — самостоятельный сервер.	Нет опасности потерять функциональность из-за неполадок с центральным блоком.	Много управляющих элементов, что может усложнить и сделать более запутанным процесс конфигурации и отладки.

Сеть с открытыми протоколами

Особенности системы	Плюсы	Недостатки и возможные проблемы
Существуют различные производители, использующие в своем оборудовании определенные протоколы связи и форматы команд.	Можно сопрягать оборудование разных вендоров без опасения столкнуться с проблемой несовместимости.	В ряде случаев может понадобиться адаптация элементов схемы из-за нюансов имплементации протокола.

Оборудование с закрытым протоколом

Особенности системы	Плюсы	Недостатки и возможные проблемы
Разработчик реализует устройства на собственном протоколе и языке команд. Допускается использование только созданных данных вендором (или сертифицированных им) элементов.	Все компоненты высоко совместимы (обычно подразумевается и обратная совместимость с более старыми версиями периферии).	Оборудование стороннего производителя подключиться к системе не сможет. В определенных случаях эта проблема решается через открытие разработчиком API.

Основные элементы и датчики:

• главный блок управления умный дом (может не быть в децентрализованной схеме);
• датчики протечки воды;
• датчики задымления;
• температурные сенсоры;
• датчики движения и освещенности;
• камеры наблюдения;
• вентиляция «умного дома»;
• система удаленного открытия/закрытия жалюзи;
• управление мультимедиа;
• устройства контроля за отоплением, электро- и водоснабжением;
• могут иметься передатчики сведений со счетчиков воды и электричества (такие проекты реализует, например, Москва в рамках внедрения инноваций в сферу ЖКХ);
• программный или аппаратный шлюз для подключения и управления извне и передачи оповещений владельцу;
• умные розетки и переключатели;
• тревожная сигнализация.

В ряде схем датчики и иные элементы служат шлюзами передачи беспроводного сигнала к соседним устройствам сети.

Что может умный дом: надежды и реалии в городской квартире

Сама фраза «умный дом» звучит очень привлекательно для любого техномана (читай гика), но при практической реализации сталкиваешься с огромным количеством ограничений. Прежде всего, при попытке строить такой дом, надо понимать, что именно вы бы хотели сделать «умным». Давайте рассмотрим основные сценарии:

Управление освещением

Надежды: Включение выключение освещения по расписанию, удаленное включение выключение, как с использованием дополнительных выключателей (настенных или пультов), так и при помощи смартфона, а также голоса; изменение яркости светильников (аналог диммирования) или же изменение цвета светильников.

Реалии: Если вы не делаете ремонт в квартире со сменой всей электропроводки, ваши возможности очень ограничены. Дело в том, что большинство умных включателей/выключателей требуют, чтобы к ним было подведено два электропровода: ноль и фаза. В реалиях большинства наших квартир к выключателям подводят только «фазу». Безусловно, есть варианты «умных» выключателей, которые работают только на одном проводе, но таких в разы меньше. Другой вариант решения этой задачи – менять лампочки на «управляемые», но этот вариант не подойдет для люстр и светильников с нестандартными лампочками (например, галогенными или маленькими LED).

Управление температурным режимом в квартире

Надежды: Включение/выключение отопления, теплого пола, кондиционеров по каким-то сценариям. Например включать отопление только за час до вашего прихода домой с работы, чтобы весь день не тратить электроэнергию на согревание пустого дома, или же автоматически включать кондиционеры когда становится сильно жарко.

Реалии: Использование централизованного термостата для управления температурой во всей квартире в наших реалиях чаще всего недостижимая мечта, как и индивидуальное управление отоплением в домах с вертикальной проводкой (перевожу — вы не можете «прикрутить» тепло только у себя в квартире, если у вас одна труба на весь подъезд). Что реально достичь – управление «теплым полом» (если у вас такой имеется), включение-выключение кондиционеров и обогревателей в зависимости от температуры в помещении. Один мой знакомый, который занимается отоплением, рассказывал, что ему в одной квартире удалось полностью заменить обогрев кондиционерами, достигнув при этом значительной экономии на оплате за отопление. Хотя, в домах с вертикальной разводкой слабо представляется сама возможность отказа от центрального отопления. 

Голосовое управление светом/техникой

Надежды: Все мы помним «Джарвиса» и конечно же тоже хотим полностью управлять нашим умным домом с помощью Ассистента Google или Siri.

Реалии: Все хорошо, пока мы не хотим управлять нашим домом на родном нам украинском или русском языке. Решения на базе систем от «Яндекса» мы не рассматриваем принципиально (да и большинство из них не будут работать в Украине из-за блокировок), а вот самое доступное и массовое решение для голосового управления Ассистент Google пока еще очень плохо говорит по-русски (об украинском вообще молчу – его, к сожалению, просто нет). Настраивается через «танцы с бубном», не понимает половину команд которые доступны на английском….Короче, пока все еще глубокая бета.

Сигнализирование про «неожиданности» в доме

Надежды: Система может уведомлять в случае проникновения в дом, утечки газа или пожара.

Реалии: Уведомлять то она может, но только вас. К сожалению, из современных систем умного дома связываться с пультовой охраной может только Ajax, но она пока не может соединяться ни с какими другими системами, не имеет интеграции ни с Ассистентом Google, ни с Apple HomeKit.

Определение начальных условий или что будем делать

На первом этапе ставим конкретные задачи, что требуется от системы, каким функционалом она должна обладать.

К примеру, возьмем однокомнатную квартиру, которую делим на зоны:

• прихожая
• туалет и ванная комната
• кухня
• жилая комната

Задача — автоматизация систем.

Дальше определим задачи для каждого помещения квартиры.

Прихожая

В этом помещение освещение можно организовать так, чтобы свет загорался, когда человек подходит к входной двери или уже когда открывается дверь. Для такого варианта нужен датчик движения. И обязательно учитывайте уровень освещенности. Датчик срабатывает в темное время суток, когда свет действительно необходим. Тут подойдет типовой дверной геркон.

Туалет и ванная комната

Для подключения бойлера в этой зоне используем модуль SSR-25DA. Получается, что включение/отключение прибора будет взаимосвязанно с тем, находится ли кто-то в квартире. Если хозяев нет, то гаджет отключит нагреватель.

Типы систем умного дома

Вы укрепились в решении обзавестись системой «умный дом». Теперь настала очередь выбрать — какого типа она будет.

Вообще говоря, их несколько видов, а точнее пять, и все они отличаются друг от друга. Мы все описывать не будем, но о трех системах вкратце расскажем:

1. Проводные системы.
2. Беспроводные системы.
3. Централизованные системы управления.

Перед проектированием полезно ознакомится с возможностями всех систем, и выбрать ту, которая полностью покрывает и ваши потребности, и ваши возможности.

Проводная

Само название говорит о том, что для монтажа всей системы применяются провода. Все датчики и панели управления соединены между собой посредством кабельных соединений.

Системы проводного типа на современном рынке представлены большим разнообразием различных комплектующих. Это не только расширяет функционал комплекса, но и открывает перед конечным пользователем огромный спектр возможностей. Эти системы давно наработаны и испытаны в большинстве охранных комплексов.

Высокая надежность достигается именно за счет того что сигналы от датчиков проходят по кабельным линиям, что уже само по себе служит гарантией непрерывной работы. Мало того, кабельные линии обладают высокой пропускной способностью и большими скоростями обмена информационных данных. Если проводной комплекс заранее рассчитан на дальнейшую модернизацию, то дополнительные модули легко интегрируются в эту сеть.

Главный минус проводных систем — довольно сложный и трудоемкий монтаж. Устройство системы лучше всего запланировать до начала капитального ремонта в доме. Практически всегда есть необходимость штробить каналы в стенах и разборки напольного покрытия. Наиболее целесообразно такую систему умного дома запроектировать еще до строительства дома.

Беспроводная

Такие системы выгодно отличаются от проводных за счет того, что для обмена данными используется:

• радиоканал;
• инфракрасный канал;
• Wi-Fi.

Развернуть такой комплекс можно как в готовом помещении, так и на этапе ремонтных и отделочных работ. Внутренний интерьер практически не нарушается.

Монтаж всего комплекта возможен своими руками и довольно быстро. Это главное достоинство таких систем. Кроме того есть возможность расширения сети — подключение новых элементов максимально несложно. Дополнительные элементы устанавливаются, как правило, самостоятельно, без привлечения специалистов.

Если выбор пал на беспроводную систему, необходимо учитывать некоторые особенности этой схемы:

1. Ограниченный радиус работы. Решается установкой дополнительных ретрансляторов радиосигнала.
2. Стены и перегородки внутри здания служат помехой для работы Wi-Fi. Также исправляется установкой контроллеров или репитеров.
3. Могут возникать программные конфликты оборудования. Поэтому к подбору всех элементов системы нужно относиться с особой тщательностью.

Централизованная

Такой умный дом работает с помощью специального логического модуля. Наличие в системе своего «мозга» позволяет собрать и анализировать всю информацию, которая собирается со всех датчиков. После последующей обработки модуль выдает исполнительные команды различным исполнительным системам.

В качестве такого логического модуля выступает специальный контроллер на борту, которого есть выходы ко всем исполнительным элементам системы.

Вся система специально программируется специализированным софтом, который в ходе работы можно дополнять различными изменениями.

Что дает такая система?

1. Нет зависимости от производителя исполнительных устройств. Подключить можно любое нужное оборудование.
2. Все элементы подсистемы управляются через единый интерфейс.
3. Появляется возможность создавать собственные сложные и многоступенчатые сценарии работы.

Уязвимое место централизованной схемы управления — невысокая надежность. Как уже было сказано всей работы руководит центральный контроллер. Естественно, работает он круглосуточно и вероятность его поломки весьма высока. Но фирмы-производители контроллеров для таких систем гарантируют большой запас прочности.

8) Интеллектуальный контроллер оросителя для сокращения расходов за счет экономии воды

Недавно мы рассмотрели различные способы улучшить ваш сад.

Самым очевидным из них и наиболее подходящим для новичков является умный ороситель.

Контроллер дождевателя Rachio с 8 зонами теперь во втором поколении и работает как с Alexa, так и с Google Assistant, если у вас есть необходимый интеллектуальный динамик.

Приложение Rachio чистое и шустрое. Вы можете запланировать работу разбрызгивателя со своего смартфона, чтобы поливать газон только тогда, когда он нуждается в питье. Благодаря встроенной запатентованной технологии Weather Intelligent, контроллер использует местные погодные данные для оптимизации полива.

Если вы хотите сэкономить воду, сэкономить деньги и в то же время создать идеальный пышный сад, этот умный ороситель – один из способов добиться этого.