Умная техника, оборудование, устройства для дома

«Умный дом» — совокупное название для программно-аппаратного комплекса домашней автоматизации. Технологии помогают владельцу экономить время на управлении бытовой техникой, инженерными коммуникациями, облегчают ежедневные задачи, усиливает безопасность жилища и позволяют реализовывать различные сценарии действий на основе определенных событий. Такой комплекс можно организовать не только в квартире, но и на даче, в загородном доме и на любом другом нуждающемся в автоматизации объекте.

Какая бывает умная техника

Все подобные системы можно распределить по нескольким основным признакам:

• среда передачи — проводная или беспроводная сеть;
• по уровню централизации — децентрализованные или с центральным узлом;
• по типу протокола — открытый или закрытый.

Рассмотрим их подробнее.

Проводная

В этом случае все гаджеты для умного дома, начиная от главного узла («хаба», при его наличии) до выключателей, реле, датчиков, климатических установок и прочих конечных элементов связаны общей проводной шиной. По ней умная техника для дома получает сигналы и обмениваются данными друг с другом и управляющим оборудованием/ПО. На физическом уровне шина может представлять специальный провод, хотя существуют варианты исполнения на обычной витой паре.

Плюсы проводного «умного дома»:

• надежность. Передаваемые по кабелю данные малоуязвимы к электромагнитным помехам, искажениям, кроме того, отсутствует необходимость обязательно располагать компоненты в пределах видимости друг от друга (для ИК-оборудования) или досягаемости радиосигнала;
• быстрота. Такая система обладает очень быстрым откликом, что крайне важно для домашних решений: комфорт подразумевает принцип «нажал на элемент управления — немедленно получил желаемую реакцию». Еще одно достоинство — помехозащищенность защита от «забивания» шины множеством команд, что свойственно беспроводным комплексам. Но для достижения такого эффекта «смарт-жилище» следует тщательно проектировать;
• большой набор конечных и контрольных устройств с различными возможностями и функционалом;
• простота интеграции с домашним климат-контролем, мультимедиа и прочими приборами;
• долгая служба элементов «умного дома», поскольку они не нуждаются в батарейках;
• защита от пожаров — как правило, входящие в состав комплекса реле и выключатели пожаробезопасны.

Но есть и некоторые особенности, способные усложнить проектировку, монтаж и эксплуатацию.

• необходимо заранее спроектировать места для монтажа устройств, прокладки проводки и так далее;
• для качественной установки придется изучать нюансы электромонтажа или прибегать к услугам квалифицированных профессионалов;
• если смарт-дом планируется в деревянное жилище, желательно согласовать проект еще на этапе выпуска материалов, чтобы пропилы и посадочные места сделали на производстве;
• существуют ограничения по топологии — провода от приборов «собираются» в жгут в центральном щитке;
• если какой-то кабель перебит, вероятны серьезные затраты времени и усилий на поиски обрыва (особенно если использован метод скрытого монтажа).

Беспроводная

В таких комплексах устройства обмениваются друг с другом данными «по воздуху», через радиоканал. Решение радикально снижает количество проводов и облегчает инсталляцию, давая возможность разворачивать «умный дом» в уже готовых зданиях с ремонтом и разведенной проводкой. Переключатели нередко являются и повторителями радиосигнала, обеспечивающими связь с прочими компонентами.

Беспроводные варианты также позволяют программировать разнообразные сценарии работы гаджетов.

Плюсы:

• не нужен согласованный на этапе постройки проект (хотя проектировать саму систему автоматизации все же желательно);
• минимум проводов или их полное отсутствие;
• можно монтировать в домах с готовой проводкой и ремонтом;
• существует оборудование встроенного и накладного типа монтажа;
• автономность: конечные устройства работают, как правило, на батарейках и способны функционировать даже при отсутствии централизованного электропитания. Такой же функционал иногда поддерживают хабы.

Особенности и недостатки:

• система сильно зависит от качественных показателей радиосвязи. Радиоканал чувствителен к помехам от телефонов стандарта DECT, строительной техники, микроволновых печей и так далее, все они оказывают негативное влияние на беспроводную среду передачи. Весьма большое значение имеет толщина стен и перекрытий: «пробить» их некоторые передатчики не в состоянии, поэтому в сложных случаях необходимо предусмотреть репитеры или реализовывать смешанный вариант с частично-проводными компонентами;
• даваемая батарейками автономность одновременно является и минусом, поскольку элементы питания приходится периодически менять. Этот недостаток несколько нивелируется длительным периодом работы без замены: современные версии аппаратного обеспечения с продвинутыми режимами «сна» и ожидания функционируют на одном источнике до 2–3 лет и выше;
• существуют нюансы безопасности. Передаваемые в беспроводной сети данные защищены шифрованием, но все равно остается возможность взлома ее злоумышленником и вывода из строя;
• обилие протоколов, многие из которых несовместимы. Поэтому, проектируя комплекс без проводов, необходимо тщательно подбирать его компоненты для максимальной совместимости.

Централизованные системы домашней автоматизации

Такие «умные устройства» управляются через центральный логический узел — «хаб» или «шлюз». Он представляет собой аппаратный контроллер с фирменной прошивкой, контролирующей инженерные системы и конечные исполнительные устройства.

Существуют и проекты программных серверов «умного дома», разворачивающихся на ПК и микроконтроллерах: пример подобного проекта — ПО Domoticz с версиями под Windows или Linux.

Яркий пример «централизованного» решения — шлюз от Xiaomi и приложение Mi Home, позволяющие сопрягать с хабом любые совместимые устройства и управлять ими в едином интерфейсе.

Особенности такого подхода:

• зависимость от «человеческого фактора» — качество и надежность комплекса зависят от программиста и настраивающего хаб/сервер специалиста. Работу можно выполнить самостоятельно, но для этого придется изучать нюансы работы выбранного решения и, вероятно, осваивать некоторые специальные знания и навыки;
• надежность. При выходе из строя контроллера работать перестает вся сеть. При этом сломаться может не сам хаб, а, например, его блок питания, и до его замены «умный дом» потеряет функциональность;
• относительно высокая стоимость.

Децентрализованные решения

В распределенной сети приборы являются отдельными контроллерами с энергонезависимой памятью, куда заносится программа. Если один выйдет из строя, остальные продолжат работать (кроме сопряженных непосредственно со сломавшимся).

Преимущества:

• высокая надежность — поломка одного компонента не выводит из строя всю сеть;
• возможность внедрения в схему хаба, отвечающего за определенные сценарии и действия;
• широкий выбор устройств на рынке.

Из недостатков можно отметить необходимость отдельной настройки каждого элемента, что иногда вызывает затруднения у начинающих пользователей.

Открытый протокол

В общем смысле «протокол» — набор команд и стандартов, посредством которых взаимодействуют устройства для умного дома. Если протокол открыт, то разработчик позволяет сторонним производителям использовать его в производстве программно-аппаратных решений.

Преимущества такого подхода:

• выбор. Для «умного дома» с открытыми протоколами выпускается большой ассортимент различных устройств;
• благодаря конкуренции парк оборудования и версии ПО часто обновляются, разработчики внедряют новые функции и возможности. Вместе с этим сохраняется и обратная совместимость.

Недостатки:

• не всегда обеспечивается совместимость приборов разных производителей даже в рамках одного протокола;
• решения могут стоить чуть выше аналогов с закрытыми стандартами.

К открытым относится распространенный протокол KNX.

Закрытый протокол

Как следует из названия, такое оборудование умного дома разрабатывается одним производителем и реализует его собственный стандарт. Обычно фирма-создатель является и монополистом в использовании своего протокола, хотя иногда встречаются случаи лицензирования сторонних компаний на выпуск, например, чипов связи.

Достоинства:

• доступная цена;
• оперативная реакция на требования рынка и запросы пользователей;
• качественная техническая поддержка;
• почти полная совместимость устройств одного производителя.

Из недостатков выделим:

• полный контроль создателей над функционалом. Решение о внедрении или отмене тех или иных функций принимаются им единолично, компании нередко урезают какие-то возможности в своих коммерческих интересах;
• зависимость пользователя от единственного разработчика.

К таким примерам можно отнести протокол Z-Wave.

Где купить

Приобрести умную бытовую технику можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Пример реализации «умного дома»

Рассмотрим пример простого комплекса домашней автоматизации. Предположим, что используется централизованный беспроводной вариант, как самый несложный для монтажа и настройки.

Основной элемент такого комплекса — шлюз, управляющий всеми прочими устройствами и датчиками. Пример беспроводного хаба — Xiaomi Mi Control Hub или Aqara Hub. Они объединяют периферию в единую сеть и позволяют управлять ей из интерфейса приложения Mi Home. Используется стандарт связи ZigBee.

Читайте также: про новые электросчетчики с дистанционным снятием показаний, которые позволяют экономить время.

«Умный дом» немыслим без набора исполнительных элементов и датчиков. Среди них могут быть:

• смарт-розетки;
• датчики открытия/закрытия дверей;
• «умные» выключатели;
• сенсоры движения, задымления, освещенности, обнаружения протечек;
• различные электронные реле;
• замки и охранные комплексы;
• системы удаленного контроля мультимедиа, кондиционерами, шторами и жалюзи, вентиляционными задвижками и так далее.

Рекомендуем узнать какое KNX оборудование можно подключить к умному дому и как оно работает.

Умные вещи для дома заносятся в базу контроллера, после чего ее поведение настраивается теми или иными сценариями. Смарт-лампочку через приложение можно включать и выключать, менять яркость и цветовую температуру, активировать режим «ночника» и задавать различные сценарии. «Умная» розетка или выключатель позволят экономить электроэнергию и повысить электробезопасность, задавая время активации/выключения или порог пиковой нагрузки, при котором гаджет перекроет ток потребителям. И все интеллектуальные девайсы поддерживают автоматизацию в рамках своего функционала, облегчая и упрощая жизнь владельца.

Сегодня в продаже встречаются «стартовые наборы», содержащие шлюз и базовый комплект датчиков. Так, Сиаоми предлагает Mi Smart Sensor Set, состоящий из хаба Mi Control Hub, двух датчиков открытия, беспроводного выключателя и пары сенсоров движения. Цена такого набора в рознице составляет около 4500 руб. Иногда в поставку входит и детектор протечек.

Немалый пласт оборудования составляет бытовая техника со смарт-функциями, например, кофеварки, холодильники, стиральные машины. Включить в электронную экосистему дома можно практически любое устройство, напрямую (если оно поддерживает тот или иной протокол и технологию) или опосредованно, через удаленно управляемые переключатели. Рассмотрим некоторые товары для дома с дополнительными возможностями.

Смарт холодильник

Умный холодильник не просто хранит продукты при низкой температуре, но и способен следить за состоянием содержимого, регулировать уровень охлаждения и выполнять другие задачи — в зависимости от заложенного инженерами функционала. Некоторые образцы даже «умеют» заказывать продукты через интернет при необходимости, выполнять саморазморозку или обеззараживание.

«Умный чайник»

Такое устройство способно включаться по расписанию или команде со смартфона, поддерживать температуру (выполняя задачу термопота), давать владельцу сигналы о готовности или предупреждения о неполадках.

Кофеварка

Connected-кофеварку можно назвать одним из неофициальных символов «умного дома». Она также управляется на расстоянии, выполняет заложенные в нее программы по расписанию или запросу, поддерживает температуру и так далее.

Стиральная машина

Она автоматически или по команде начнет процесс стирки, предупредит о завершении процесса или возникших в его ходе сбоях, например, утечке воды. Особенно эффективно последнее в связке с датчиком протечки.

Польза для загородного дома, дачи и приусадебного хозяйства

Автоматизация применима не только в квартире. Помимо очевидных функций управления бытовой техникой, обеспечения защиты и предотвращения пожаров, протечек и так далее. Смарт комплексы можно использовать для организации автоматического полива растений, внесения удобрений, слежения за влажностью почвы через специальные датчики, изменения уровня отопления и освещения, и выполнения других задач.

Существуют также решения для аккумулирования солнечной, ветровой энергии с целью ее использования для энергоснабжения и отапливания объектов.

Заключение

Интеллектуальная домашняя автоматизация — отрасль относительно молодая и бурно развивающаяся. На рынке присутствует множество производителей, стандартов и протоколов, которые часто плохо совместимы между собой, или лишены совместимости совсем. Выбирать подходящее следует с учетом требований к будущей системе и ее желаемых возможностей.

Проще всего в установке и эксплуатации станет централизованное беспроводное решение, но проводные варианты отличаются более высокой надежностью и скоростью работы. Децентрализованные комплексы не зависят от главного хаба и продолжат работать даже при выходе из строя одного или нескольких элементов, но они сложнее в конфигурировании. Хотя каждое устройство настраивается лишь однажды, и для этого существуют специализированные программные оболочки.

При этом составляющие «умный дом» гаджеты применимы не только в жилых квартирах, но и в частных домах, для дачного хозяйства и потребностей бизнеса. И с учетом постоянного развития технологий можно ожидать, что востребованность и распространенность подобных решений станет неуклонно расти.

Видео по теме