Умный дом: типы систем, планирование и выгода

Под умным домом понимается комплекс решений, позволяющих автоматизировать повседневные действия, избавляя владельца от рутины. Причем это скорее не набор устройств, которыми можно «командовать» удаленно, а единая система управления ими. Она обеспечивает конкретные преимущества пользователю, в том числе наглядность контроля, удобство, экономию сил и времени.

Локальный Центр Мониторинга уже 15 лет предоставляет полный спектр услуг по обеспечению безопасности и комфорта: https://spb.lcm-pult.ru/.

Как свидетельствует зарубежная статистика, невзирая на высокую стоимость проекта умного дома, он окупается относительно быстро. Кратко стоит упомянуть о главном преимуществе системы. Умный дом позволяет уменьшить эксплуатационные расходы на все виды коммунальных услуг. Представим две части одного дома. В одной половине без систем «Умного дома», а во второй половине с системами «Умного дома». На рисунке убедительно видно преимущество «Умного дома» перед классическим вариантом эксплуатации домовых систем. Как показывают многолетние наблюдения, сэкономить можно до 30 % на электроэнергии, 40 % – на воде, до 50 % – на обогреве.

Управление климатом, особенно в загородном доме, представляет собой самую быстро окупаемую систему для заказчика. В зависимости от времени суток и текущего сценария «Умный дом» поддерживает минимально необходимую температуру во всех помещениях. При уходе из дома электрические обогреватели, теплые полы, кондиционеры и вентиляция отключаются, остается только радиаторное отопление на минимальном уровне. Если хозяева уезжают на несколько дней, вентиляция включается периодически для быстрого проветривания. Запуск систем происходит либо по расписанию, либо вручную со смартфона через Интернет. Например, если человек знает, что приедет домой и ляжет спать, то он прогревает спальню и ванную, остальные комнаты остаются в режиме «не замерзания». Такая работа приводит к значительной экономии, вплоть до 50%.

Часто спрашивают такую вещь как «стоимость системы за квадратный метр». В системах «Умный дом» такой характеристики не может быть. Клиент может выбрать выключатели обычные недорогие, а может выбрать специальные «умно-домные» панели KNX в 20-30 и более раз дороже. Та же самая аудиосистема музыки «мультирум», которую обычно считают вместе с автоматикой в одной смете, может стоить дороже всей автоматики. Есть системы на базе центрального элемента, который может стоить не меньше, чем периферийное оборудование. А есть распределенные системы без центрального элемента, но вся периферия (датчики, выключатели) имеют свой дорогостоящий «мозг». Для понимания конечной стоимости нужно обсуждать конкретно каждый элемент каждой системы дома. Это будет залогом того, что результат удовлетворит клиента. Более 25 % загородных домов за пределами МКАД на конец 2017 года уже полностью или частично были оснащены интеллектуальным управлением. При этом цифра продолжает уверенно расти.

Положительное восприятие большинством россиян концепции «Умного дома» говорит о высоком потенциале данной технологии. Более половины респондентов при опросе считают, что технологии «Умного дома» окажут сильное влияние на их жизнь в ближайшие несколько лет.

Почему же данное технологическое предложение до сих пор не пользовалось должным спросом в нашей стране? Проанализировав мнения респондентов, можно выделить несколько основных барьеров при покупке устройств «Умный дом»:

• Высокая стоимость устройств. Традиционно новые технологии в сознании потребителей соотносятся с большими затратами.
• Нехватка информации о возможных технологиях, решениях, сферах применения, а также кажущаяся сложность использования. Многие домовладельцы просто не знают предложений рынка «умных домов», считают их прерогативой элитного жилья, требующей сложных установочных мероприятий и мудреного управления.
• Угроза защищенности персональных данных.

В реальности же эти причины не имеют под собой никаких оснований. Раньше подобные системы действительно требовали сложного монтажа, а иногда и специального обслуживающего персонала. Но сегодня технологии стали намного доступнее и удобнее: системы «Умный дом» становится с каждым годом дешевле и доступней. Сегодня пользоваться подобными устройствами могут даже дети или наши любимые бабушки. Подобные системы являются многокомпонентными решениями, покупатель может сам выбрать необходимые ему устройства и датчики, тем самым полностью самостоятельно спланировав собственный бюджет.

Советы по подбору комплектующих и настройке управления системой

Правильным решением будет заказать установку «умного дома» под ключ.

Если решено интегрировать в систему отопления блок управления, который позволит дистанционно настраивать ее работу, то важно, какая модель будет куплена. Из представленных на рынке, актуальны агрегаты как зонального, так и локального типа.

Можно купить уже собранные блоки управления либо приобрести модули с реле, которые настраиваются как программаторы, через официальное ПО. Уже готовые к установке контроллеры с дисплеем, регуляторами и набором модулей, имеют цену выше, чем модули с реле. Athom Homey – лучшая модель на рынке, но и цена у нее самая высокая.

Важно сразу решить, с какими протоколами он будет работать – не все устройства могут интегрироваться по Z-Wave или ZigBee стандартам. Если нет возможности разбираться в программном коде, то покупать следует исключительно уже готовые к использованию, собранные агрегаты «умный дом».

Они работают в различных стандартах, но все готовы к использованию сразу после установки:

• Fibaro Home Center 2 – совместим с Google помощником, имеет Ethernet-подключение, работает через стандарт Z-Wave;
• RaZberry – недорогое устройство, с ограниченным функционалом, работает через стандарт HomeKit, можно настроить через ПК;
• VeraPlus – многофункциональный контроллер, работающий с большинством стандартов (в том числе с Z-Wave и ZigBee), удобный интерфейс, простая настройка через компьютер и смартфон;
• Athom Homey – лучший по функционалу контроллер, совместимый со всеми стандартами (включая интеграцию с «Алисой»), простая настройка, поддержка всех необходимых протоколов, но очень дорогая модель.

Ассортимент плат с исполнительными реле намного больше. К ним относится и известный модуль «Arduino», программный код которого находится в открытых источниках и может быть настроен в соответствии с запросами пользователя. Набор таких модулей может быть объединен в единой системе, где будет осуществляться удаленный контроль как отопления, так и других компонентов системы «умный дом», к которой можно подключить любые электрические приборы. В систему «умный дом» можно подключить не только отопление, но и вентиляцию, водопровод, освещение и другие элементы современного жилища, работающие от электричества.

Кардинально отличаются программаторы – это системы, оснащенные терморегуляторами, термометрами, датчиками протечек и влажности по умолчанию. В них используется от 1 до 16 контуров, что позволяет точечно контролировать отопление.

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.

Датчики и безопасность

Важной частью «умного» дома являются интеллектуальные датчики, которые как раз и позволяют делать интересные сценарии в совокупности с хабом. Самые востребованные из них — датчики температуры и влажности, датчики открытия/закрытия двери, датчики освещения и датчики движения.

Какую функцию выполняют датчики умного дома:

• уведомление пользователя о событиях;
• триггер для сложных сценариев (например, при открытии дверей включается кондиционер или загорается свет).

Беспроводная кнопка-коммутатор

Вариантов использования данного гаджета довольно много. Его преимущество и гибкость в том, что он программируется на три различных действия, ведь кнопка понимает одиночное, двойное и продолжительное нажатие. Ее можно использовать в качестве звонка, активировать сигнализацию при выходе из дома, а также любые другие сценарии. К примеру, можно настроить так: включать или выключать свет при одном нажатии, при двух – увлажнитель воздуха, а при длинном — обогреватель (кондиционер). Напомню, что если устройство в сценарии не входит в систему умного дома, то можно использовать умную розетку для участия его в сценарии или умный пульт ДУ, речь о котором чуть ниже.

Датчики движения

Также имеется группа полезных датчиков отвечающих за безопасность: датчики утечки газа, протечки воды и пожарная сигнализация.

Датчики утечки газа анализируют концентрацию метана в воздухе и при превышении определенного порога отправляют уведомление на управляющий хаб, а уже он передает информацию на смартфон или включает звуковые уведомления (в зависимости от настроек).

Датчик протечки воды устанавливают на пол в уязвимых местах. При попадании на него жидкости замыкается контакт, и датчик также отправляет информацию в управляющий хаб.

Датчики возгорания или пожара реагируют на появление в помещении дыма или резкое повышение температуры. Помимо уведомления владельца или включения системы пожаротушения, некоторые датчики умеют отправлять сигнал тревоги на пульт экстренных служб.

Планирование «умного дома»

Прежде, чем вы броситесь покупать те интересные устройства, которые мы опишем ниже, необходимо все заранее спланировать и определиться со своими целями. Для этого надо составить краткий список своих действий.

1. Определите свои цели. Что вы хотите, контролировать свой дом по телефону и проверять температуру ванной комнаты из любого уголка планеты, или вы несколько более скромны в своих желаниях? Напишите подробно, что в идеале вы хотите получить. Правильный подход – начинать с малого, но знать, что вы хотите получить в конце, это ключевой фактор успешного завершения проекта. Попытайтесь понять, что вам будет наиболее полезно. Начните, например, с системы безопасности. Или вот несколько других примеров.Система “Отпуск”. Нажатие одной кнопки на клавиатуре и будет отключено отопление, система безопасности встанет в режим “Включено”, а освещение будет включаться вечером в определенном порядке для имитации наличия дома людей. Или режим, при котором, в случае звонка во входную дверь, на ваш телефон приходит изображение звонящего, а вы получает возможности двухстороннего разговора с ним. И вы можете решить, открыть ли ему дистанционно дверь (а затем запереть после его ухода).
2. Выберите стандарт для автоматизации дома. В принципе, можно использовать любой. Главное определиться, чтобы подбирать нужные устройства. Сейчас доминируют X10 и Insteon. Оба несложны, X10 – несколько дешевле, а Insteon может работать с большим объемом данных.
3. Определить фазы инсталляции систем. Устройства для “умного дома” делают жизнь лучше, но если вы решитесь сразу на масштабную инсталляцию устройств, то через какое-то время можете решить, что зря вы за это взялись. Разбейте процесс на стадии, убедитесь, что все устройства, которые вы установили на данном этапе, работают, и только потом приступайте к следующей стадии. Чем подробнее вы нарисуете схему установки, тем проще ваша жизнь будет при проведении работ.
4. Выберите систему управления. Например, Activehome для стандарта X10 – это легкое в использовании решение, но с несколько ограниченной функциональностью. Или Powerhome – это хороший выбор, но сложный в освоении. Некоторые системы позволяют использовать управление голосом, но с русским языком они дружат не очень. Отдельные решения позволяют получить дистанционный доступ к управлению.
5. Установите компьютер, управляющий системой. Этот компьютер должен работать в режиме 24/7, поэтому выберите для него место, где он не будет никому мешать. Инсталлируйте ПО, подсоедините контроллер X10 (или другого выбранного вами стандарта).
6. Установите устройства и модули домашней автоматизации. Количество и список устройств и управляющих модулей зависит от вашего плана. Их много, мы здесь не будем останавливаться на конкретных устройствах, например, если вы используете X10, то для управления, скажем, гаражными воротами можно использовать универсальный модуль. Есть модули для ламп, или стенные выключатели, большинство из них подключается очень легко. О некоторых устройствах мы  расскажем ниже.

И пара замечаний.

1. Для экономии электричества используйте дополнительные датчики, которые позволят, например, системе автоматически выключать свет, когда вы выходите из комнаты.
2. Там, где возможно, используйте проводные модули типа выключателей, а не встраиваемые модули. Это позволит вам управлять светом и устройствами без использования системы управления умным домом, если, не дай Бог, что-то в ней сломается.
3. Имейте в виду, что автоматизация требует понимания того, что вы делаете, особенно когда вы имеете дело с электричеством. Неправильные действия могут быть опасными для вас.

Из чего состоит

Глобально все системы умного дома состоят из нескольких элементов:

1. 1. Центральный контроллер или хаб. Именно он объединяет все элементы «smart house» в единый комплекс.
   2. Программа для смартфона или ПК, например, такая как Smart Things, с помощью которой можно быстро и просто выполнить необходимые настройки системы, запустить или остановить выполнение различных сценариев, включить или отключить умные бытовые приборы, освещение.
   3. Различного рода датчиков. Эти маленькие помощники собирают информацию со всего дома — температуру, работу бытовых приборов, охранных сигналов и отправляют ее на центральное управляющее устройство.
   4. Исполнительные устройства. Все команды, поступающие с хаба, выполняются именно этими актуаторами. Проще говоря, это различного типа реле под внешним управлением, способные в автоматическом режиме включать/выключать домашние бытовые приборы.
   5. Умная бытовая техника. Понятное дело, что обычный электрический чайник не может включиться по расписанию. Но существует целый класс бытовых приборов способные работать по командам хозяина. Например, смарт холодильник может отслеживать сроки годности продуктов, и не только — есть у него и другие интересные функции. Сюда входят также различного рода розетки, выключатели, кондиционеры, системы защиты от протечек и так далее.

Комфорт как мы видим, обеспечен, но не это главное достоинство умных систем. Основное преимущество — они дают гарантированную возможность снизить риски более масштабных потерь:

• Домашний потоп;
• Утечки газа;
• Задымления;
• Пожара;
• Несанкционированных проникновений в жилище или попросту ограбления.