Какво е умна къща: принцип на работа и устройство + създаване на проект и съвети за сглобяване

Многобройни инженерни системи, обединени под общото наименование «Умна къща», осигуряват на потребителите високо ниво на комфорт и безопасност. Но съществуват стотици разновидности на такова оборудване, които решават коренно различни задачи.

Нека заедно се опитаме да разберем всички тънкости и да разберем какво е умна къща, а след това да преминем към практическите стъпки, които позволяват да се повиши комфортът на живот. Тъй като скъпите компоненти не оставят място за грешки.

Какво представлява такава система?

Всеки комплект електроника, произведена за умна къща, представлява високотехнологично оборудване, предназначено за автоматизиран и, най-често, централизиран контрол, гъвкаво, точно управление на дейността на комуникационните системи на апартамента, дома.

Основни възможности на умната къща

Интелигентните командни блокове на умната къща са способни да създават оптимален микроклимат в апартамента, дома.

Като за решаването на тази задача се осъществява управление на всички отоплителни уреди, климатици, сплит системи, филтри, озонатори и други подобни изделия.

Същността на процеса е следната: центровете за управление, оборудвани с процесори, получават резултатите от измерванията на химичния състав на въздуха, неговата температура, влажност и дават сигнали на нужните елементи на конструкцията.

Така, ако помещението трябва да се охлади, то се подава команда за включване на климатика, а едновременно се изключва цялото отоплително оборудване, ако такова е работило. Тоест командните блокове на системите също осигуряват съгласуваност на всички изпълнявани процеси.

По-подробно за това как работи системата за климатичен контрол и за особеностите на нейния избор четете по-нататък.

Съвременните интелигентни системи за помещения представляват набори от автоматика, които позволяват значително да се повиши жизненият стандарт, а също така да се осигури икономия на електроенергия, при това внушителни 30-40%. Но трябва да се помни, че поради немалката стойност на оборудването, покупката ще се изплати след много години активна експлоатация.

А изобщо «Умната къща» в напреднала комплектация е способна едновременно да управлява няколкостотин уреда, отнасящи се към системите:

• осветление, както вътрешно, така и външно;
• аварийни източници на захранване, които могат да бъдат както акумулатори, така и генератори;
• контрол на енергопотреблението;
• отопление, охлаждане на въздуха;
• отопление на отделни елементи на сградата (дъждовна канализация, стъпала);
• водоснабдяване;
• канализация;
• филтрация;
• определяне на аварийни ситуации (изтичане на газ, вода, проблеми в електропреносната мрежа);
• мониторинг.

А също така може да се осъществява управление на сигнализацията, камери за наблюдение и множество друго оборудване, към което спадат дори щори, прозорци, телевизори, аудио- и видеотехника, разположена в целия апартамент, къща.

Функционалността и другите характеристики на всяка интелектуална система могат да бъдат адаптирани към всякакви условия, което ще позволи създаването на гъвкава система за управление на цялата домашна електроника, отоплителни уреди, климатици, осветление и цялото останало оборудване

Самите процеси биват както търсени, така и редки, еднократни, например, към първите може да се причислят управлението на температура, яркост на осветление и много други.

Към втората категория спада настройка на индивидуални потоци топъл или студен въздух. Например, способни да стоплят краката на потребителите, които гледат телевизионни предавания зимни вечери.

Особеността на съвременните системи на умния дом е, че с тяхна помощ е позволено да се установяват различни режими във всички помещения на апартамента, къщата. Например, температурата в детската стая може да бъде най-висока, а в коридора най-ниска, тъй като той практически не се нуждае от отопление.

Едновременно в банята системата може редовно да се бори с повишена влажност, а в кухнята със замърсяване на въздуха.

Електрониката е в състояние да отчита и множество полезни дреболии. Например, тя може автоматично да осигури вечер в спалнята по-висока температура, отколкото сутрин, тъй като такива особености спомагат за пълноценна почивка, лесно събуждане

За максимално ефективни се считат комплексните системи, способни да управляват всички важни процеси.

Но признаци на умния дом притежават и най-простите комплекти оборудване, изпълняващи само една функция. Например, към такива спада процесор, управляващ включването/изключването на монтирания във вилата нагревател.

Монтираният в електропреносната мрежа димер, регулиращ яркостта на лампите, а заедно с това намаляващ разхода на електроенергия, също спада към интелектуалното оборудване.

Как работи и е устроена системата?

Нека се опитаме да разберем как работи търсената днес система за умни домове и какви биват. Основата на всеки комплект интелигентно оборудване е процесор, който представлява доста мощен и съвременен компютър.

Ефективността му се осигурява от софтуер с десетки, а дори и стотици предварително зададени режими, които се отнасят към най-търсените.

В резултат на това, в много случаи, на потребителите остава просто да въведат необходимите параметри, например температура и т.н., и да активират нужната програма.

След това блокът за управление ще осъществява контрол чрез сравняване на актуалните стойности с програмираните. Цялата необходима информация постъпва от вътрешните органи за управление на оборудването, което е част от системата, контролерите, сензорите, които се инсталират във всяко помещение.

Основният принцип на работа на всяка интелигентна система е осигуряването на удобство, гъвкавост, простота в управлението на цялото оборудване, разположено в жилището. Прави се с цел да се сведе до минимум необходимостта от участие на потребителя, повишаване на ефективността, икономичността, безопасността на експлоатацията. Тоест потребителят трябва да получава полза, удоволствие от дейността на системата, като същевременно почти не обръща внимание на нея.

Ако получените в реално време данни не съответстват на зададените, то блокът за управление подава съответни команди, които позволяват да се направят корекции. При това всички те осигуряват на оборудването съгласувана работа.

Тоест, за да се увеличи температурата в необходимото помещение, първо се изключва климатикът и едва след това се включва отоплителното оборудване. Това позволява да се спестят до 40% от електроенергията, а също така се изключва опасен критичен товар върху мрежата.

Разновидности на умната къща

Производителите отчитат нуждите на различни категории потребители, в резултат на което пазарът е наситен с различни видове интелигентно оборудване.

Така то бива:

• проводно;
• безжично.

В първия случай командният блок, изпълнителните сензори, сервомоторите, контролерите и други елементи на конструкцията се свързват помежду си с проводници.

Предимство на такъв начин е високата коректност на изпълнение на командите. Това означава, че практически отсъства вероятност от претоварване на предавателната шина с голям брой сигнали. Освен това оптико-влакнестите проводници осигуряват висока скорост на отговор.

Най-важният недостатък се смята сложността на монтажа, тъй като се налага да се прокарват и скриват от очите голямо количество проводници.

Това от своя страна води до значителни допълнителни разходи за необходими строителни материали, поради което оптималният момент за инсталиране на проводни системи е извършването на ремонт в помещенията.

А също така прокарването на проводници е трудоемко, поради което за такава процедура се отделя доста много време.

Във всяко жилище има оборудване, което позволява решаването на различни задачи – отопление на помещенията, осветление, осигуряване на сигурност и т.н. И умният дом може да се справи с всички изброени функции или да управлява всяка поотделно. Освен това кой начин ще бъде оптимален, трябва да реши потребителят във всеки отделен случай. Това показва, че важни предимства на всяка интелигентна система са гъвкавостта и адаптивността.

Безжичните разновидности на оборудването се отличават с това, че връзката между елементите на конструкцията се осъществява чрез радиосигнали, за което се използват съответните комуникации.

Важно предимство на този вариант на оборудване е простотата на монтажа, по време на който не е необходимо да се променя конструкцията на помещенията или да се харчат средства за строителни материали, което прави инсталацията лесна и бърза процедура.

Основният недостатък на безжичните системи е самият начин на връзка между компонентите, тъй като радиосигналите значително ограничават функционалността им. Освен това доста често ще се налага да се сменят батериите, което е неудобно и представлява редовен разход.

Още една класификация на системите за умен дом според вида на управление – това може да бъде централизиран или децентрализиран вариант.

Въпреки че централизацията на управлението е едно от най-важните предимства на всеки комплект такова оборудване и в повечето случаи то принадлежи именно към тази разновидност, децентрализираните системи също имат право на съществуване.

Причината е, че този начин дава възможност да се неутрализират последиците от повреда на който и да е отделен компонент на умния дом.

Също така използването на подсистеми с различни блокове за управление позволява да се повиши надеждността на ключовите функции.

Например, ако собственикът на помещението иска надеждно да го защити от неразрешено проникване, то използването на две децентрализирани системи е по-практично решение, отколкото на една централизирана.

Много хора смятат, че централизираното управление на цялото домашно оборудване е важно предимство и особеност на умния дом. Но това твърдение не винаги е вярно, тъй като отделни децентрализирани системи могат да повишат сигурността, надеждността и ефективността на прилагането на интелигентно управление. Например, изгодно е отделно да се създават системи за сигурност (както е показано на снимката), за откриване на аварийни ситуации.

Основният недостатък на използването на няколко системи за умен дом едновременно е сложността при настройка и регулиране.

Това се случва, защото броят на компонентите се увеличава – всяка децентрализирана система има отделен процесор, което често внася объркване при тяхното взаимодействие или управление от потребителя. Освен това тази особеност води до оскъпяване на комплекта оборудване.

В резултат на това децентрализираните системи се препоръчва да се използват само в отделни случаи, когато предимствата явно преобладават над негативните моменти.

Важна особеност е разделението по видове протоколи, които биват:

• открити;
• затворени.

Към първата категория спадат системи, чието управление става с помощта на език, използван от различни производители.

Предимствата на този вид оборудване са функционалност, достъпност, универсалност, което осигурява внушителен избор от компоненти, които могат да бъдат включени в състава. Но не рядко предварително ще трябва да се адаптират за съвместно използване, което, обаче, не изключва повреди.

За затворени системи се считат тези, които се управляват на език, създаден и използван само от един производител, което дава възможност да се включат в състава на комплекта само компоненти, разработени и произведени от него.

Това намалява функционалността, универсалността, но осигурява висока степен на съвместимост на устройствата, уредите.

Схема на интелигентна система за управление

Всеки комплект оборудване за умния дом е подобен на конструктор, от който може да се създаде всичко, което се пожелае.

По това е малко вероятно потребител, желаещ да инсталира у дома си някаква нейна разновидност, да намери подходяща схема за своите битови условия. Например, стандартен вариант за тристайно жилище или за къща с определена площ и етажност.

Всякакви помещения имат своите особености, а техните собственици - свои предпочитания, бюджет. В резултат се използват различни управляващи органи, изпълнителни елементи.

Необходимата схема ще трябва да се състави сам или с помощта на специалисти. Изключения могат да бъдат най-простите варианти на умния дом или децентрализираните системи, които също не се отличават със сложност.

Пример може да бъде схемата за инсталиране на димер в електрическата мрежа и работещия с него в двойка сензор за движение, тъй като тя е стандартна, следователно еднаква във всички случаи.

Тези, които искат да сглобят интелигентна система самостоятелно, трябва да знаят, че трябва да притежават определени умения и знания, и то в различни области. Например, на снимката е изобразен графичен интерфейс, който позволява управление, контрол и получаване на необходимата информация. И той се създава за всеки случай поотделно, чрез програмиране.

Но дори в този и подобни случаи се препоръчва да се обърнете към специалисти. Причината е, че всички системи работят с електричество и някои груби грешки могат да доведат до пожари, токов удар и повреда на скъпи конструктивни елементи.

Препоръки за самостоятелно сглобяване

Тъй като цената на интелигентните системи е висока, а техният монтаж ще доведе до допълнителни разходи, и то немалки (до 50% от цената на комплекта оборудване), то тяхното самостоятелно инсталиране ще помогне да се спести значително.

Освен това такава работа носи удоволствие, затова сглобяването на умния дом със собствените си ръце, започвайки със създаването на проекта, може да се разглежда като хоби.

Един от най-важните съвети за тези, които искат да сглобят интелигентна система самостоятелно, е, че началото на работата трябва да бъде предшествано от изготвяне на проект. Тъй като той ще помогне да се разкрият много особености и тънкости, а следователно и да се избегнат грешки.

Но трябва да се разбере, че не всеки желаещ потребител е способен да извърши саморъчен монтаж на подобна система – за това е необходимо да се притежава цял набор от знания и умения.

Които включват:

1. Умение за работа с електрически уреди. Освен това в тази област е необходимо да се притежават широки познания, например такива елементарни като умения за надеждно свързване на конструктивни елементи и кабели помежду им. Ще са необходими и умения за сглобяване на ел. табла, разбиране на принципите на управление на съвременните електрически уреди и други подобни. Познаването на правилата за безопасност също е задължително.
2. Умения за програмиране, и то за различни операционни системи. Те са необходими, тъй като при всеки монтаж на интелигентна система ще трябва да се създава графичен интерфейс, чрез който впоследствие се извършва управлението.
3. Познания за принципите на изграждане на съвременни системи за автоматика. Тоест е необходимо поне да се разбират типовете контролери, техните входове/изходи, да се разбира какви сензори и друго оборудване е позволено да се използва с тях и т.н.
4. Разбиране на алгоритмите на работа на системата като цяло и на всички нейни отделни части.

Ако всички изброени знания и умения са налице, тогава е необходимо да се премине към подготвителни процедури. За начало е важно да се определят задачите, които комплектът оборудване трябва да решава.

Важен момент при самостоятелното сглобяване на умния дом е необходимостта от високо качество на монтажа. Ако това се пренебрегне, резултатът може да бъде неправилна работа на целия комплект оборудване, намаляване на пожарната безопасност и др.

След това трябва да се разбере дали е технически възможно да се реализира – дали електрическата мрежа ще издържи, дали характеристиките на компонентите са достатъчни. Освен това трябва да се инспектира жилището, за да се идентифицират местата за монтаж. Също така трябва да се разбере дали парите ще стигнат за покупката.

И след това може да се пристъпи към създаване на работен проект на бъдещата система.

Ако инспекцията на помещението с цел идентифициране на оптимални места за инсталиране на отделни части от комплекта за умния дом може да се извърши сам, без да имате умения и опит по подобни въпроси, то за разработката на проекта трябва да се заемете само с познаване на материята.

В случаи на липса на опит и неувереност в собствените сили е по-добре да се обърнете към специалисти за консултация преди самата процедура или след нея с цел извършване на проверка. Това ще позволи да намалите вероятността от грешки и последващи финансови загуби и други неприятности.

Дори ако практическите умения и знания са предостатъчни, се препоръчва да започнете запознаването с интелигентните системи от най-простите варианти.

Тоест трябва да закупите комплект, който включва контролер, набор от сензори и друго оборудване, позволяващо да решава една важна задача.

Например, да контролира появата на теч на вода, да осъществява видеонаблюдение или да регулира яркостта на светлината. А след това да се запознае подробно с всички особености.

Описаният подход ще позволи да се получи практически опит, да се намерят квалифицирани специалисти, способни да окажат ефективна помощ и освен това да се избегнат значителни финансови загуби, дори ако интересът към умната система изчезне или нещо не тръгне по план.

Ако е взето решение самостоятелно да сглобите системата, трябва да започнете с най-простите варианти. Това ще ви позволи да придобиете опит, да разберете дали има желание да се занимавате с такава работа и занапред, като разходите ще бъдат минимални.

Освен това за първия самостоятелен опит да сглобите интелигентна система е желателно да закупите оборудване, което се управлява от контролери Beckhoff, Siemens, ОВЕН и други подобни. Тъй като те са свободно програмируеми, лесни за използване и подходящи за решаване на различни задачи.

Ако заедно с някой от изброените контролери използвате специален софтуерен пакет, предназначен за управление на системата от компютър с Windows, таблет, смартфон с iOS, Android, тогава ще се появи възможността лесно да променяте сценариите.

А също така оперативно да преобразува интерфейса, да премахва ненужните и да добавя нови елементи на конструкцията.

Освен това всичко изброено ще може да изпълнява самостоятелно всеки потребител, дори и с основни умения за програмиране. Пример за управляващ софтуер може да бъде Easy Home, който може да работи с всички търсени операционни системи, изброени по-горе.

Изводи и полезно видео по темата

Първото видео ще даде възможност да се запознаете с възможностите на умния дом, как и с какво се комплектуват такива най-прости системи и по какъв начин това може да се направи самостоятелно.

Следващият видеоматериал също е посветен на монтажа на интелигентни системи със собствени ръце.

Съвременната интелигентна автоматика е способна не просто да повиши комфорта, но и да повиши нивото на живот на всички обитатели на дома. Но за това е необходимо да се разбере принципът на работа на умния дом.

В противен случай собственика го очаква не просто разочарование, но и значителни финансови загуби. Тъй като функционалните комплекти струват немалко пари.

Останали ли са въпроси по темата на статията? Или можете да допълните нашия материал с ценна информация за принципите на функциониране на системата “Умен дом”? Моля, оставете вашите коментари, споделете опит в разположения по-долу блок.