Как сделать умный дом своими руками на arduino и яндекс.алиса

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:

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

Система управления и связи

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

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.

Создание сайта

Создание сайта своего дома может показаться одним из самых сложных пунктов. На самом деле готовый модуль сайта можно найти сегодня в интернете. Тем, кто хочет заняться разработкой самостоятельно, надо сделать следующее.

1. Разобраться в php и научиться работать с MySQL.
2. В основе системы управления функциями умного дома будут лежать различные скрипты. Их не надо разрабатывать, большинство из них доступны пользователям. Надо только понять последовательность установки.
3. Скрипты будут регулярно работать и обновлять информацию о состоянии системы.
4. Пригодится в работе также библиотека JQuery. С ее помощью можно даже создать отличный внешний вид сайта, не изучая каскадных таблиц стилей.
5. Работу с базами данных можно облегчить, если использовать движок для управления сайтом.

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

Беспроводные

Централизованные решения

Децентрализованные

Сеть с открытыми протоколами

Оборудование с закрытым протоколом

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.

Примеры установок Умного дома для домов и квартир

• Чтобы защитить только окна и двери, установите один из датчиков двери / окна . Количество доступных устройств велико, поэтому вы можете выбирать из продуктов известных брендов: Fibaro, Somfy или Eviz. Информация о каждой попытке открытия будет отображаться на вашем смартфоне.
• Ванная комната и кухня должны быть оборудованы системой, состоящей из: розеток Smart Plug, а также ряда специализированных датчиков . Прежде всего, детекторы газа (особенно, если они содержат популярные Junkers), детекторы затопления и детекторы дыма. Детекторы газа и дыма активируют вентиляцию, подключенную к розетке Smart Plug, при обнаружении опасности. В свою очередь, датчик воды может отключить протекающую стиральную машину и предотвратить или, по крайней мере, значительно снизить последствия затопления.
• Мониторинг и вокруг здания создают, объединив: внутреннюю камеру , внешнюю камеру и блок управления . Используйте передатчик WiFi для усиления беспроводного сигнала . Если у вас есть установка с использованием кабелей RJ-45, подключите ее к коммутатору , чтобы получить возможность управлять мониторингом. Добавьте к этому датчик движения, и вы получите информацию о присутствии злоумышленника в затемненном коридоре. Подключив систему камеры к NAS с системой RAID, вы не только сохраните текущие записи, но и сразу сделаете копию. Также есть возможность настроить автоматические уведомления для полиции.
• Качество беспроводного сигнала в здании зависит от толщины стен, а также от типа отделки. Керамика и армирование могут экранировать луч Wi-Fi, снижая скорость передачи информации. Чтобы этого не случилось, стоит усилить сигнал Wi-Fi с помощью репитеров, то есть усилителей сигнала, установленных в розетках.
• Зимой и в холодные дни можно контролировать температуру дома. В этом вам помогут системы регулирования отопления . Они работают так же, как ручные, с той лишь разницей, что управляются с центральной станции. Вы выбираете температуру для каждой комнаты и получаете идеальные условия.
• Когда вас нет дома, вы все равно можете имитировать свое присутствие с помощью интеллектуального освещения . Это автономные лампочки, управляемые по wi-fi, совместимые с системами Умный дом (Google Home, Amazon Flexa). Вы можете изменить цвет, оттенок, яркость и световые эффекты, чтобы создать желаемую атмосферу.

Что немаловажно, вы будете контролировать всю систему с уровня мобильного приложения, получая отчеты о тревогах на постоянной основе (если, конечно, они возникают). Вы можете активировать систему с помощью  кнопки или пульта дистанционного управления . Вышеупомянутые установки, конечно, можно комбинировать, обеспечивая общий контроль над домом, квартирой или офисом

Вышеупомянутые установки, конечно, можно комбинировать, обеспечивая общий контроль над домом, квартирой или офисом.

Особенности реализации функций «умного дома»

В рамках одной статьи, рассказать обо всех нюансах элементов автоматизации «умной квартиры» tvema невозможно, поэтому, кратко остановимся на самых интересных моментах этого проекта.

1. Освещение в «умном доме»

Для плавного включения и выключения и, для ночной подсветки, пользователь использовал встраиваемый точечный светильник на светодиодных лампах с цоколем GX53. Но, переделал их на работу с пониженным постоянным напряжением. Яркостью ламп управляет ШИМ-регулятор. Лампы запитаны от отдельного AC/DC преобразователя мощностью 155 Вт, который имеет регулируемый выход 48..58 вольт.

Лампы также пришлось доработать.

Схема установки светильников.

Особенности работы «умных» светильников:

• В коридоре установлены клавишные выключатели без фиксации (на схеме отмечены точками).
• В санузле выключатели с фиксацией. Управление от них идет на контроллер.
• На контроллер также идет сигнал от пассивного инфракрасного датчика движения (PIR датчика).
• По сигналу датчика движения, контроллер включает ночную подсветку в коридоре, а также выключает свет в коридоре и прихожей, если там никто не появляется в течении 15 минут.
• Когда дверь открывается, в коридоре и прихожей включается свет.

2. Режим «никого нет дома»

При постановке квартиры на охрану, при открытии входной двери, срабатывает датчик движения и отсылается сообщение.

 3. Вентиляция

Включением и выключением вентиляции в ванне и туалете управляет контроллер освещения.

4. Снятие показаний со счетчиков воды и газа

Сначала tvema думал поставить перед счётчиками USB Web камеры с подсветкой, которые делали бы фото и оправляли картинки с показателями с текстом по заданному шаблону в управляющую компанию. Пользователь даже написал специальную утилиту для камер под Windows XP/7/8/10. Но, газовый счетчик поместили в короб и закрыли рольставней. 

Для этого tvema купил, для газового счётчика, внешний геркон — датчик с магнитоуправляемым герметичным контактом.

А водяной счетчик, когда подошло время поверки, пользователь заменил на модель с импульсным выходом и сделал устройство для подсчёта импульсов.

5. Защита «умного дома» от протечек

Если прорыв водопровода или батареи отопления в частном доме это — ремонт + порча имущества, то в многоэтажке к этому добавляется ремонт квартиры залитых вами соседей. Поэтому устройства контроля протечек — важные элементы «умного дома». tvema использовал стандартное решение:

Купил датчик протечки воды. Установил его контактами вверх, врезав заподлицо в напольное покрытие.

А это шаровой кран с электроприводом.

Система работает так: если сработал датчик протечки, то он начинает пищать, пока воду не перекроют. Одновременно автоматически закрывается шаровой кран. Протечка останавливается. Также посылается уведомление. Кроме этого, можно дистанционно открыть или закрыть кран, например, чтобы не волноваться, если нужно надолго уехать из квартиры.

6. «Умное» управление мансардными окнами

Зачем нужна автоматизация мансардных окон? Всё просто — если они открыты и пошел дождь, то вода испортит мебель и отделку. Окна можно просто забыть закрыть, или ливень пошел, когда жильцы находятся не дома.

Tvema решил проблему так:

Установил приводы на окна, датчик дождя и концевики закрытия окна.

Приводы смонтировал на уголок, т.к. штатного крепежа не было.

Датчик дождя установил на крыше, возле фартука, чтобы датчик не снесло снегом, сходящим с кровельного покрытия.

Как организовать уютную детскую

Планируя интерьер подобного помещения следует учитывать несколько факторов: возраст ребенка, его предпочтения и темперамент. Комната должна быть светлой и солнечной, поэтому желательно отказаться от габаритной мебели. Достаточно иметь: кровать, рабочий стол с полочками для учебников и книг, комод для вещей и место для хранения игрушек. Нежными, милыми и красочными элементами украсит детскую продукция компании Melok_Studio.

Комната ребенка уже изначально наполнена мелкими деталями – куклами, машинками, карандашами, заколками. Придумывать какой-либо декор тут излишне. Лучше разместить глобус, теплый ковер на пол, стенку для спорта, большие часы – эти элементы впоследствии станут полезными в быту. Кроме того, самые интересные вещи вы найдете на торговой площадке «Товарика» — специалисты заботятся о здоровье малышей и подбирают в свой ассортимент самые безопасные и красивые вещи. Чего только стоит дизайнерская экокачалка из дерева без гвоздей! Подобный предмет идеально дополнит существующий интерьер детской.

Умные дома

Системы, которые интегрируют и управляют отдельными устройствами, установленными внутри частного дома, принято называть «умными». Этот термин пришел к нам с западных стран, где данную технологию принято называть Smart Home.

Концепция Smart Home основана на обеспечении максимального комфорта в доме, снижении эксплуатационных расходов и обеспечении высокого уровня безопасности для его жителей. Интеграция всех вышеупомянутых функций приводит к тому, что дом начинает «думать» и выполнять ранее запрограммированные его хозяином действия.

Конечно, эти системы недешевы, поэтому домовладельцы чаще всего используют самые нужные в быту устройства. Так, в частных домах и коттеджах, речь обычно идет об интеграции:

1. датчиков температуры и света с системой обогрева и вентиляции воздуха;
2. системы управления открытия/закрытия окон во время дождя, снега;
3. активацией освещения, в зависимости от времени дня и ночи;
4. автоматические разбрызгиватели для сада и пр.

Предполагается, что оптимально запрограммированная система позволит собственнику сэкономить от 30 до 50% от всех расходов на отоплении и потреблении энергии.

Дополнительным преимуществом умного дома является эмуляция присутствия домовладельца во время его фактического отсутствия, например, когда он находится в отпуске. Система также уведомит полицию или охранную компанию при попытке взлома. Преимуществом такой интегрированной системы является также возможность контролировать ваш дом и все устройства из любой точки мира через интернет.

4) Умная розетка без концентратора, необходимого для начала работы

Может быть, у вас кружится голова от всех этих разговоров о хабах и цифровых помощниках?

Возможно, вы ищете еще более простую отправную точку, чтобы испытать эти воды умного дома?

В таком случае умная розетка – очевидное решение. Вы можете работать с простотой plug-and-play, даже если вы не фанат технологий и не хотите много тратить.

iDevices предлагает фантастическую умную розетку WiFi, для которой не требуется ничего, кроме соединения Wi-Fi. Вам не понадобится концентратор, и вам нужно сделать немного больше, чем загрузить бесплатное приложение и подключить любое небольшое устройство к розетке, чтобы начать дистанционное управление.

Эта розетка Switch работает как с Alexa, так и с Siri, если вам нравится управление без помощи рук. Вы также сможете удаленно включать и выключать устройства прямо в приложении.

Отчеты об энергопотреблении также помогают определить, какие приборы потребляют слишком много энергии, чтобы вы могли увидеть сокращение своих счетов за коммунальные услуги.

Хотите, чтобы утром наверху включили кофеварку? Как насчет того, чтобы приглушить свет для фильма, не вставая с дивана? Используйте эту розетку для X-Box в детской комнате и включите питание, если они не придут к обеду!

iDevices Switch – отличное введение в основы управления умным домом, и вы скоро оцените уровень обычного дистанционного управления и автоматизации.

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.

Экономия

Что касается безопасности, вы также должны учитывать возможность удаленного отключения оставленных устройств. Эта функция также положительно сказывается на состоянии нашего кошелька, поскольку отсутствие ненужного оборудования означает снижение счетов за электроэнергию. Приложения для умного дома, которые контролируют потребление энергии и четко указывают, какие устройства «стоят» нам больше всего, также помогают снизить денежные траты.

Таким образом, умный дом — это тот дом, в котором вы можете чувствовать себя в безопасности. Также тот, который может быстро удовлетворить наши потребности. Наконец, тот, в котором вы всегда чувствуете себя хорошо, потому что если что-то не так, вы можете изменить это одним движением пальца по экрану нашего смартфона.