Умный дом

 

Думаю, что нет ни одного владельца загородной недвижимости, который бы не хотел контролировать все происходящее в доме во время его отсутствия. Особенно если появляешься на даче только по выходным. К этой категории людей отношусь и я. Вот о том, как сделать умный дом своими руками, мы и поговорим в этой статье.

 

Еще совсем недавно, читая произведениями научных фантастов, мы мечтали о кофеварке, которая будет готовить нам кофе во время завтрака или холодильнике, предупреждающем о закончившемся молоке. И вот это случилось. Новости о появлении умных гаджетов постепенно заполняют информационное пространство, и все, что требуется от нас, это разобраться в происходящем.

 

Что такое умный дом

 

Прежде всего хотелось бы разобраться в терминологии, так как близкие по значению выражения часто имеют разный смысл. В нашем понимании «Умный дом» и американский «Smart house» не совсем равнозначные понятия. Существует два направления построения системы «Умный дом».

 

Под системой «умный дом» (англ. smart home) принято понимать систему домашней автоматизации. Прежде всего это комплекс специализированных устройств, которые могут принимать решения и выполняют рутинные задачи по дому. Такой «Умный дом» можно построить в отдельно взятой квартире. Перечисленные выше кофеварки, холодильники, системы микроклимата, умные лампочки, все это является составными частями умного дома. В России в это понятие часто включают систему управления мультимедийными устройствами, такими как: телевизоры, проекторы, акустические системы и т.д. Что касается Запада, то здесь существует разделение терминов: «умный дом» и системы управления мультимедийными устройствами. Это продиктовано рыночными условиями.

 

Что касается термина «умное здание» (англ. smart house), то он относится к организации управления целым домом, при чем не важно частным или многоквартирным, и состоит из системы центрального отопления, водоснабжения и безопасности.

 

Понятно, что тратить деньги на «smart home» не совсем оправдано из-за сомнительной необходимости иметь в доме «умную лампочку» или холодильник, который будет «сливать» информацию о ваших аппетитах в сеть. А вот контролировать коммуникации и осуществлять охрану собственного жилища стоит, так как мы не настолько богаты, чтобы топить деньгами улицу или дарить годами нажитое добро ворам.

 

Умный дом своими руками

 

И так, я поставил перед собой задачу обеспечить контроль за работой коммуникаций и организовать охрану дома во время моего отсутствия или в ночное время с помощью одного устройства.

 

Задуматься о системе «Умный дом» необходимо еще на стадии строительства, так как придется заранее проложить проводку в стенах для некоторых устройств. Прежде всего это касается термостатов, которые будут контролировать температуру в помещениях дома. Беспроводные устройства не смогут вам обеспечить выполнение необходимого количества задач.

 

Технологии для системы умный дом

 

Если посмотреть на ассортимент устройств, предлагаемых для системы «умный дом», то их можно разделить на две группы:

• Управляющие устройства для умного дома
• Исполнительные устройства для умного дома

 

Управляющие устройства для умного дома

 

Все управляющие устройства делятся на три группы. К первой относятся устройства обеспечения безопасности, ко-второй, устройства управления отоплением, к третье устройства, управляющие вентиляцией в доме.

 

Управляющие устройства обеспечения безопасности

 

Управляющие устройства, работающие в системе безопасности, можно разделить на три группы:

• Устройства с GSM модулем
• Wi-Fi устройства
• Комбинированные GSM- Wi-Fi устройства

 

Устройства с GSM модулем работают в сети мобильной связи и осуществляют мгновенное оповещение владельца о нестандартных ситуациях в доме через СМС-сообщение на мобильный телефон. Управление происходит с помощью СМС или мобильного приложения. Так же команды устройству можно отдавать непосредственно позвонив на устройство.

 

 

Wi-Fi устройства работают в сети Wi-Fi и способны отправлять push-уведомления. Устройства управляются с помощью мобильного приложения для Android или iOS. Для этого понадобится смартфон или планшет и подключение к интернету. В приложении можно просмотреть журнал событий. При низком заряде детекторов, отключении или включении электропитания централи на смартфон владельца будут приходить уведомления.

 

Комбинированные GSM — Wi-Fi устройства работают в сети Wi-Fi и GSM. Для связи с владельцем устройства поддерживают два канала. Они отравляют не только СМС-сообщения в тревожной ситуации, но и push-уведомления. В отличии от СМС push-уведомления бесплатны. Особенно актуальна эта функция для загородных объектов, где нет стабильного GSM сигнала.

 

 

Управляющие устройства отопительной системы

 

В системе отопления все происходит гораздо проще. В качестве управляющего устройства здесь выступают контроллеры или как их еще называют зональные коммутаторы, которые могут управлять, как котлом, так и контурами отопления в доме. Все контроллеры работают по одному алгоритму, разница только в количестве контуров, которое можно подключить к контроллеру, а также возможность работать совместно с другими контроллерами. Контроллеры выпускаются только в проводном исполнении, поэтому о прокладке проводов к нему и от него надо позаботится на стадии отделки дома.

 

 

Управляющие устройства системы вентиляции

 

Так как вентиляция является важной составляющей комфортной жизни в доме, я решил поставить под контроль и этот процесс. В своих статьях я уже много говорил о приборах, которые можно использовать для организации принудительной вентиляции в доме. Одним из таких приборов является устройство, выпускаемое фирмой Vents. В частности, блок управления БУ-1-60.
Этот блок предназначен для автоматизации и управления работой бытовых вентиляторов. Включает в себя автоматические функции управления с применением таймера, датчика влажности, фотореле, датчика движения. Эти функции можно использовать в любом необходимом пользователю сочетании. Допускается управление несколькими вентиляторами, если суммарный потребляемый ток не превышает предельно допустимой величины тока блока управления.

Стоимость блока не высока, поэтому для большого дома можно приобрести несколько устройств, которые будут управлять группой вентиляторов и настроить их в соответствии с требованиями, предъявляемыми к конкретной зоне вашего дома. В моем доме это устройство установлено в душевой и настроено на влажность воздуха.

 

Исполнительные устройства для умного дома

 

К исполнительным устройствам относятся всевозможные датчики, которые и подают сигнал на управляющее устройство, а также электромеханические устройства, выполняющие команды управляющих устройств, например, открывают или закрывают контура системы отопления. Как и управляющие устройства, они могут быть проводными, а также работать в сети GSM или Wi-Fi. Разница только в том, что большинство датчиков поддерживают только одну сеть, поэтому, при их покупке необходимо обращать на это внимание.

 

Как и в случае с управляющими устройствами, исполнительные устройства делятся по принадлежности к системе безопасности или к системе отопления.

 

Исполнительные устройства для системы безопасности

 

Объемные оптико-электронные извещатели

 

Это одна из наиболее важных составляющих охранной системы. Устройство обнаруживает движение на охраняемой территории и отправляет сигнал на управляющее устройство. ИК датчики движения во многом определяют эффективность системы охраны. Детекторы движения бывают проводные и беспроводные, а также уличные и комнатные. Выбор типа датчика в основном зависит от того, куда вы планируете его устанавливать. У многих есть животные, поэтому при выборе объемника обратите внимание на то, может ли он работать в присутствии животного. Это минимизирует количество ложных срабатываний.

 

 

Магнитоконтактные извещатели

 

Магнитно-контактные датчики открытия двери или окна служат для обнаружения проникновения на охраняемую территорию. Они также используется для защиты сейфов, ящиков, люков или ворот. Проводные и беспроводные датчики открытия состоят из двух элементов: геркона и магнита.  Они устанавливаются непосредственно на линии вертикального раствора, либо на определенном расстоянии (зависит от выбранной модели). Датчики открытия двери долговечны, а их стоимость достаточно низкая, по сравнению с другими детекторами.

 

 

Дымовой извещатель

 

Дымовой извещатель обнаруживает возгорание на начальной стадии и формирует предупреждающий сигнал, благодаря чему владелец дома сможет быстро устранить возгорание и обезопасить помещение от последствий огня. Люди, которые присутствуют на территории, услышат сигнал и успеют эвакуироваться до приезда пожарной службы. Детекторы пожара необходимы на каждом производстве и в каждом доме.

 

Устанавливаются датчики дыма возле потенциально опасных мест. Дымовые извещатели могут быть как энергозависимыми, так и автономными. Модели автономных детекторов пожара оснащены собственным источником питания, и их не надо включать в розетку.

 

Поверхностные звуковые извещатели (акустические)

 

Поверхностные звуковые или акустические извещатели используются для обнаружения разбития всех типов стекол. Принцип работы датчика основан на том, что устройство регистрирует звуковые колебания, которые возникают при повреждении стекол. Прибор использует специальные алгоритмы анализа звуковых колебаний. Благодаря этому, акустический извещатель реагирует только на разрушение стекла, улавливая характерный звуковой спектр и не срабатывает на другие шумы. Особенность поверхностных звуковых извещателей в том, что их можно использовать сразу для нескольких окон, при этом установка прибора непосредственно на стекло не требуется.

Датчики затопления

 

Датчик протечки воды оповестит хозяина о случаях разгерметизации водопровода. Если на детектор попадает жидкость, контакты прибора замыкаются, и формируется соответствующий сигнал. По способу передачи сигнала датчики протечки классифицируют на проводные и беспроводные. Также различают энергозависимые и автономные детекторы протечки. Устройство устанавливается на полу возле потенциальных источников затопления, например, под раковиной или ванной. Корпус датчика воды защищен от проникновения жидкости, что полностью исключает риск короткого замыкания.

 

Поверхностные вибрационные извещатели

 

Поверхностные вибрационные извещатели предназначены для охраны дома или любого другого объекта от проникновения злоумышленников. Устройство реагирует на вибрации, которые возникают при попытке разрушить стену, дверь, решетку или ворота.

 

В основе датчика находится пьезоэлемент, при вибрации которого происходят изменения сигнала. Схема вибрационного устройства усиливает и обрабатывает сигнал по особенному алгоритму, определяя степень воздействия на охраняемый элемент. При выборе вибрационного извещателя необходимо обращать внимание на радиус его действия.

 

Розетки, реле

 

Эти умные приборы делают нашу жизнь проще и комфортнее. Нет необходимости просить соседа включить отопление на вашей даче к вашему приезду. Достаточно отправить смс или нажать ползунок вкл. в вашем смартфоне.  Данные приборы могут работать в сети GSM или Wi-Fi самостоятельно или совместно у управляющим устройством, например, реагируя на изменения температуры в доме.

 

 

Датчики температуры

 

Датчик температуры поможет не допустить незапланированные перепады температуры в помещении и, как следствие, убережет ваш дом, если, например, выключился котел. Получив сигнал от датчика температуры, вы всегда можете своевременно приехать и, например, запустить котел, если он выключился вследствие непредвиденных обстоятельств. При наличии датчика температуры вы также можете настроить сигнализацию на включение и выключение отопления, обогревателей или кондиционера. Устройства, измеряющие температуру выпускаются как с встроенным, так и с выносным датчиком температуры.

 

Датчики утечки бытового газа (CH4, C2H6, C3H8, C4H10)

 

Датчик утечки газа, это небольшое технически сложное устройство, предназначенное для определения утечек бытового и природного газа и оповещения об этом. Прибор устанавливается непосредственно возле потенциально опасных мест: в условиях квартиры и частного дома – возле кухонной плиты и газового котла. Детектор газа также необходим на паркингах и в других помещениях, где установлено газовое оборудование.

 

При обнаружении утечки, датчик газа издает прерывистый звуковой и световой сигнал. Детекторы газа классифицируют на: полупроводниковые, электрохимические и инфракрасные.

 

Исполнительные устройства для системы отопления

 

Термостат комнатный электронный

 

Электронный комнатный термостат осуществляет двухпозиционное (включить/выключить) управление элементами климатических систем (сервоприводы регулирующих клапанов, насосы, вентиляторы и т.п.) в зависимости от температуры воздуха в помещении. Переключение контактов происходит при достижении значения, заданного пользователем с помощью двух клавиш. Электронные термостаты бываю простыми, как показано на рисунке, так и программируемыми, позволяющими настраивать микроклимат в помещении по часам, дням и неделям.

 

 

 

Сервопривод

 

Сервопривод предназначен для автоматического управления радиаторным или коллекторным термостатическим клапаном систем водяных теплых полов и охлаждения зданий по управляющему сигналу от комнатного термостата или контроллера. Сервоприводы бывают аналоговыми или электротермическими. Действие последнего основано на расширении жидкости (толуола) в сильфоне при протекании электрического тока через встроенный нагревательный элемент.

 

 

 

Исполнительные устройства для системы вентиляции

 

Исполнительных устройств для системы вентиляции не много. Если вентиляцией в вашем доме будет управлять блок управления Vents, то вам понадобится всего два устройства:

• Бытовые вентиляторы;
• Обратные клапаны.

 

Бытовые вентиляторы

 

В качестве бытового вентилятора можно выбрать самые простые устройства, без дополнительных функций. Их в магазинах представлено огромное количество. Выбирая вентилятор, стоит обратить внимание на потребляемую мощность и уровень шума при его работе. Это пригодится вам в том случае, если вы решите подключить к блоку управления несколько устройств.

 

 

 

Обратный клапан системы вентиляции

 

Основная задача обратного клапана: регулировать направление движение воздушного потока и быть заслонкой в случае обратной тяги. Принцип работы обратного клапана таков: створки, висящие на центральной или нескольких параллельных осях, открываются под напором воздушного потока, идущего от вентилятора, тем самым пропуская отработанный воздух наружу. При затишье лепестки (ламели) опускаются под собственным весом или с помощью пружин, тем самым перекрывая движение воздушного потока.

В своем доме я сделал сквозные отверстия в стене в каждом помещении, где требуется вентиляция. Отработанный воздух выбрасывается наружу по самому короткому пути. Стоит помнить, что при такой схеме вытяжки, вам понадобится два клапана на каждое отверстие. Как правило один устанавливается сразу за вентилятором, а второй непосредственно на фасаде дома. Делается это для того, чтобы в вентиляционном канале не образовывался конденсат.

 

Как контролировать микроклимат в доме

 

И так, мы познакомились со всеми приборами, которые могут понадобиться для строительства «Умного дома». Давайте посмотрим, как ими пользоваться.

 

Контроль работы котла

 

Я уже много писал о системах отопления, используемых в частном домостроении. Но наиболее оптимальной считаю отопление теплыми полами с керамическим напольным покрытием и управлением по температуре воздуха в помещении. Эту концепцию я использую у себя в доме и должен вам сказать, очень доволен. В большинстве домов управление котлом идет по температуре обратки, что является верхом расточительства, так как в этом случае котел и циркуляционный насос работают практически постоянно. В моем же случае, при температуре -15 градусов котел, вместе со всем другим оборудованием включается три раза в день, примерно на час.

 

Также отпадает необходимость покупать различные специализированные, управляющие котлом, устройства типа: Кситал GSM Climate, EctoControl «Отопление», ZONT-H1B и многих других. Во-первых, заложенные в них функции изменения температуры теплоносителя через гаджеты в случае теплого пола совершенно бесполезны из-за его большой инерционности. Во-вторых, они не решают самую главную задачу, оценки и сброса ошибки, в случае если котел по какой-либо причине остановился. Вам все равно придется ехать и разбираться в причинах остановки котла, а, следовательно, нет смысла переплачивать за совершенно ненужный прибор.

 

Та как же недорого управлять котлом? Для этого вам понадобится всего три прибора:

 

Комнатный электронный термостат. Этот прибор крепится на стене, на высоте, примерно 1,5 метра от пола. Питание термостата происходит от двух щелочных батареек типа ААА 1,5 В. Он позволяет коммутировать напряжение до 230 В и ток до 8 А. Интервал срабатывания термостата от заданной температуры составляет +/- 0,5 градуса. Так, например, если вы выставили температуру +19 градусов, как выставлено у меня, то включать отопление термостат будет при температуре +18,5 градусов, а выключать при + 19,5 градусов. Я приобрел самый простой термостат, так как заниматься оптимизацией уже изначально оптимизированной системы нет никакой необходимости.

 

Сервоприводы. Сервоприводы предназначены для управления термостатическими клапанами климатических систем по команде комнатного термостата, контроллера или ручного переключателя. Сервоприводы могут используются совместно с радиаторными термостатическими клапанами, коллекторными группами, а также с прочими термостатическими клапанами, имеющими такой же присоединительный размер. Сервопривод крепится на коллекторный блок, желательно с уже встроенными расходомерами, и по команде от термостата открывает или закрывает управляемый контур. Стоит помнить, что сервоприводы бываю закрытого и открытого типа. Поэтому вам необходимо это учесть при выборе контроллера. Также сервоприводы бывают в 24 вольтовом или 220 вольтовом исполнении. Советую вам использовать прибор на 220 вольт, так как имеющиеся в продаже понижающие напряжение трансформаторы дороги, громоздки и маломощны.

 

Зональный контроллер. Зональный контроллер служит для передачи дискретных управляющих сигналов (вкл/выкл) от комнатных термостатов на сервоприводы термостатических клапанов, управляющих подачей теплоносителя по контурам системы водяного отопления (в том числе – систем встроенного обогрева). Коммуникатор позволяет объединять сервоприводы в группы, управляемые с одного термостата. Коммуникаторы можно объединять между собой в блоки для увеличения числа управляемых каналов. Коммуникатор имеет релейный выход для управления циркуляционным насосом системы отопления. При отсутствии запроса на отопление (все термостатические клапаны закрыты) насос автоматически отключается, тем самым, экономя электроэнергию и продлевая срок службы насоса. Как и сервоприводы, контроллер также бывают в 24 вольтовом или 220 вольтовом исполнении. Зональный коммутатор, который купил я, может работать с сервоприводами как нормально закрытыми, так и с нормально открытыми. Это на тот случае, если вы уже купили сервопривод, не обратив внимание на его тип.

 

Теперь осталось все эти приборы с коммутировать при помощи проводов. Далее необходимо подключить зональный коммутатор к котлу. Делается это очень просто. У коммутатора есть выход, к которому подключается циркуляционный насос. Это выход необходимо соединить с клеммой на котле, предназначенной для присоединения выносного датчика температуры. Эту клемму найти очень просто, так как ее выходы соединены перемычкой, из обыкновенного провода желтого цвета. Если перемычка стоит, котел работает по температуре обратки, если подключен датчик температуры, котел работает по программе датчика.

 

 

 

Настройка системы управления котлом

 

Система собрана. Осталось настроить температуру нагрева теплоносителя на котле и необходимую температуру в помещении на комнатном электронном термостате. Самой оптимальной для моей системы оказалась температура 50 градусов (при такой настройке  котла теплые полы достаточно быстро прогреваются), а для комнаты 19 градусов (такая температура на высоте от пола 1,5 метра позволяет в помещении находиться в майке).

 

Алгоритм работы системы следующий. Когда температура на высоте крепления термостата падает до 18,5 градусов, термостат дает команду зональному коммутатору включит котел и циркуляционный насос и открыть с помощью сервоприводов необходимые контура системы отопления. Как только температура в помещении достигнет 19,5 градусов, термостат даст команду отключить все включенное ранее оборудование. Согласитесь, что все очень просто.

 

Осталось собрать систему контроля, которая оповестит о том, что котел перестал работать. Об этом мы поговорим далее.

 

Как собрать систему безопасности в доме

 

Выше я перечисли все имеющееся на рынке оборудование для организации системы безопасности в «Умный дом».  Вам понадобится управляющее устройство и набор датчиков, способных работать с этим устройством. Я не буду в даваться в технологию подключения датчиков к управляющему устройству, это можно прочитать в инструкции. Остановлюсь на выборе управляющего устройства и минимальном наборе необходимых датчиков.

 

На рынке представлено достаточное количество устройств, способных работать в системе безопасности дома. Как правило, все они сделаны в Китае, да и набор функций у них практически одинаковый. Разница только в оформлении. Сюда можно отнести наличие: дисплея, кнопок на передней панели, различных мигающих лампочек и прочих, с моей точки зрения, не нужных мелочей, которые удорожают систему, но на практике вам никогда не пригодятся.

 

Почему?

 

Поэтому советую приобретать устройство в самом простом исполнении.

 

При покупке сигнализации обратите внимание на рабочую частоту, с которой работает система. Самой распространенной является рабочая частота 433 МГц. Для этой частоты выпускается огромное количество разнообразных приборов. У вас всегда будет выбор и по дизайну, и по производителю, и по цене. Отечественные производители, а также специализированные компании, устанавливающие охранное оборудование хитрят и продают оборудование с другими рабочими частотами, тем самым привязывая клиентов к своему периферийному оборудованию, при чем не всегда дешевому.

 

Возможность работать в сети Wi-Fi тоже сомнительна с моей точки зрения. По сути она нужна, когда требуется передать большой массив информации. Как правило это информация с камеры наблюдения. Но этот прибор можно купить отдельно и работать он может автономно с помощью специальной компьютерной программы. Совсем не обязательно иметь эту функцию на блоке управления сигнализацией.

 

Теперь о наборе датчиков. У нас остался открытым вопрос контроля момента остановки котла. Для этой цели необходимо приобрести самый простой программируемый датчик температуры. Его работа заключается в информировании хозяина, когда температура в помещении выходит за границы настроенных интервалов. В моем доме настройка такого датчика стоит в переделах +11 — + 30 градусов. Т.е., если температура в помещении опустилась ниже + 11 градусов, значит котел остановился и надо ехать разбираться в причинах его остановки. Стоит отметить, что в доме со стенами из газобетона и отоплением теплыми полами, температура падает очень медленно. При температуре на улице в -15 градусов  на это понадобится как минимум 8 часов. Согласитесь, запас времени достаточный, чтобы добраться куда угодно. Температурные датчики выпускаются в различном исполнении по креплению. В моем случае датчик стоит на подоконнике.

 

Для охранных целей достаточно трех видов датчиков. Прежде всего датчики, контролирующие открывание дверей и окон (магнитоконтактные извещатели). Здесь есть один нюанс. Эти датчики можно установить не на все окна, из-за того, что просто нет мета для их крепления. Если у вас такая же проблема, то придется немного раскошелиться и приобрести инфракрасный датчик движения типа штора. От обычных датчиков движения детекторы типа штора отличаются более широким углом обзора и узконаправленным лучом. Это позволяет обеспечить надежную охрану конкретного участка. В данном случае оконного проема. Устройство не реагирует на появление других людей в помещении и срабатывает только тогда, когда регистрирует движение возле объекта в зоне создаваемой «шторы».

 

Далее идут объемные оптико-электронные извещатели. Разместить их надо так, чтобы они перекрывали все возможные пути движения злоумышленников в доме. Здесь так же есть один нюанс. Если у вас есть животные весом до 25 кг., в тех местах где они находятся в ваше отсутствие придется установить датчик с защитой от животных. Если у вас крупное животное, то объемник придется установить только в недоступных для животного местах.

 

Перечисленный набор датчиков обеспечит вам охрану всего объема дома.

 

Остаются датчики, сигнализирующие о различных аварийных ситуациях. Здесь я оставлю выбор за вами, так как без должной реакции на их срабатывание, они совершенно бесполезны.

 

Особняком можно выделить только датчик утечки газа. Он работает совместно с системой сигнализации и для него потребуется отдельная зона. Получив от него сигнал вы будете знать, что помещение загазовано и при входе в дом, сразу же надо открыть все окна и не включать свет, до того момента пока вы не перекроете газ и не проветрите дом.

 

Сколько стоит умный дом

 

А теперь о финансовых затратах. Все приборы, о которых я рассказал в этой статье стоят и успешно работают в моем доме. Вся автоматика по управлению отоплении обошлась мне в 35 000 рублей, сигнализация и датчики в 7 000 рублей, а блок управления с вентиляторами 3 400 рублей. Согласитесь, что «Умный дом» за 45 000 рублей, не так уж и дорого.

 

Вот и все что я хотел рассказать о том, как сделать умный дом своими руками. Современные управляющие устройства имеют много других функций. Так у моего устройства есть три силовых реле, которые могут включать электрические приборы мощностью до 3 кВт. Это могут быть:

• Кондиционеры, если температура воздуха в доме уйдет за верхний предел, настроенный на датчике температуры;
• Электрические конвекторы, если остановился котел, и температура в доме упала ниже установленной минимальной температуры;
• Освещение, которое может включаться автоматически или по вашей команде.

 

Надеюсь, что эта статья поможет вам определиться, стоит ли делать умный дом своими руками. В следующей статье я расскажу о системах энергосбережения.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: