Конструктор для умного дома

Обновлено: 05.05.2024

Электронно-механический конструктор СКАРТ УМНЫЙ ДОМ - победитель в конкурсе "Золотой медвежонок" в категории "Лучшее учебное оборудование и технология" по итогам 2016г. Конструктор вызвал огромный интерес на профильных выставках, в том числе таких, как выставка передовых образовательных технологий BETT Show-2017 (г. Лондон), выставка робототехники на заводе "ДИАКОНТ" (г. Санкт-Петербург) в 2016г. Конструктор эффективно используется на соревнованиям JuniorSkills Компетенция "Инженер-проектировщик систем Интернета вещей"! СКАРТ — это готовые робототехнические решения российского производства от резидента инновационного центра Сколково.

"Умный дом"- инженерный тренажер линейки конструкторов СКАРТ, разработан и производится полностью (от дизайна до мелких деталей), на станках ЦМИТ «РобоSkарт» (РобоСкарт) в Сколково и не имеет аналогов в мире. Работа с данным конструктором позволяет развивать навыки, программирования, конструирования, знакомит с электроникой и схемотехникой, позволяет отрабатывать умения в профессии Инженер-проектировщик систем «Интернета вещей».

Конструктор позволяет собрать тематический стенд, на котором можно имитировать ситуации, возникающие в реальной жизни, выводить данные в интернет и управлять через облачный сервис.
Электронный конструктор СКАРТ УМНЫЙ ДОМ состоит из макетного стенда, набора электронных компонентов и исполнительных устройств.
Имеются открывающиеся окно и дверь. Эти элементы выполнены из цветного пластика, что делает Дом более ярким и привлекательным для детей. Обучащиеся могут собирать каждую секцию дома отдельно - за отдельным столом, не мешая другим, а потом собрать весь дом полностью.
Электронная часть конструктора СкАРТ УМНЫЙ ДОМ состоит из контроллера, LAN-Ethernet shild, специально подобранного комплекта датчиков и набора креплений для них.
В качестве исполнительных устройств есть освещение "комнат", модель электрического настенного обогревателя, макет уличного светильника и плафон для тревожного света.
Одной из особенностью конструктора СкАРТ УМНЫЙ ДОМ является его модульность и возможность расширения функционала. Вы можете приобрести дополнительные комплекты датчиков, контроллеров, исполнительных устройств и других элементов.
Используя электронный конструктор СкАРТ УМНЫЙ ДОМ для начала обучения программированию и работе с элементами Умного дома и Интернета вещей, Вы можете прорабатывать такие темы, как :

  • Охрана жилища
  • Пожарная безопасность
  • Комфортная среда
  • Защита от заливов и протечек
  • Мониторинг температуры и наличия осадков
  • Экономия электричества

При использовании расширяющих наборов количество прорабатываемых тем и ситуаций значительно увеличится. Если у Вас есть свои датчики , то Вы можете заказать у нас корпуса для них и использовать в работе с конструктором.
Датчики, которые входят в комплект набора электронного конструктора СКАРТ УМНЫЙ ДОМ Вы сможете установить и в Вашем реальном доме. Это позволит Вам дополнительно усилить комфорт и безопасность.


Решение программиста сделать свое жилище «умным» способно надолго занять творческим поиском, опустошить бюджет приобретением интересных устройств и подарить немало увлекательных минут, проведенных с паяльником в клубах дыма канифоли. Ведь мы смотрим на идею умного дома сквозь призму и пользователя, и разработчика. Разработчика, с определенным опытом создания информационных систем за плечами, будь то простые сайты или системы искусственного интеллекта, промышленная электроника или разработка игр.

Проект, начавшийся в формате «для души», удивительным образом вышел за рамки хобби, и вырос серьезную разработку. В основе лежало желание создать систему, интересную как в плане технического творчества и программирования, так и удобную для повседневного использования. Хотя работа еще в разгаре, уже отчетливо видны контуры задуманного: распределенная система, высокотехнологичный «конструктор» для реализации всевозможных идей умного дома, с хорошей масштабируемостью.

В прошлом году появилась мысль усовершенствовать домашнее освещение, чтобы оно самостоятельно включалось там, где и когда нужно, подстраиваясь под обитателей дома, время суток, дни недели, и общую освещенность. Тоже можно сказать и об обогреве и прочей домашней инженерии — почему бы не придать ей интеллектуальности? К тому же об Умных Домах столько говорится и пишется.

Что может быть проще, чем реализовать задуманное в нашу благодатную на электронные радости эпоху? Действительно, устройств для создания умного дома существовало, даже на тот момент, не мало. Десятки производителей всевозможных решений:


Есть простые и дешевые устройства, а есть такие, стоимость которых заставляла пересчитывать нули на ценниках. Есть полные, законченные решения, а есть наборы «сделай сам». Оставалось выбрать, что-то наиболее подходящее, интересное с моей точки зрения: пользователя и разработчика.

Интересный момент, с которым наверняка сталкивались начинающие строители своего умного дома. Некоторые элементы планируемой системы четко определены изначально — например, нужен умный свет и интеллектуальный обогрев, или жена просит авто-полив цветов. Однако, большое количество идей существует в виде: «Попробовать в перспективе сделать управление жалюзи», или «Поэкспериментировать бы с удаленным управлением кондиционерами», а еще: «Здорово будет домашнего робота-паука интегрировать в общую сеть — будет гостей весело встречать»… Да мало ли что нам, людям творческим, с инженерным уклоном, завтра еще придет в голову? Система должна с легкостью принимать все дополнения, меняться, перестраиваться под наши идеи. Представлялся некий набор модулей, «электронных кубиков», которые можно легко собирать-соединять комбинируя каждый раз в новую Систему Мечты: надежную, с хорошей эстетикой и удобными средствами программирования. Нужна возможность постепенного дополнения новыми модулями, чтобы в конечном итоге получить единое интеллектуальное пространство, где все работает с максимальным комфортом для человека. В интерактивном или автономном режиме — на каждом этапе система должна сохранять широкие возможности для творчества.

Каждая из рассмотренных систем, оставляла двоякое чувство — вроде, все здорово… Но немного не то. Желание иметь коммуникации без проводов уменьшило список претендентов втрое. Ценовой фактор отсеял еще половину. Опять же, не рациональным кажется использование WIFI-протокола для включения лампочки. Хороши системы Zigbee, Z-wave и подобные, но и у них обнаружилось то, что заставило не спешить с решением. Удивляла «заточенность» продуктов на централизацию: с выделенным сервером или центральным контроллером. На мой взгляд, распределенные системы гибче и надежнее, обладают большей автономностью. Часто возникали вопросы к масштабируемости решений. Еще позабавил момент — «Умным Домом» зачастую называют элементарную логику и простейшую автоматизацию. Чтобы отделиться от этих представлений, давайте назовем настоящий умный дом тогда иначе, например, «Интеллектуальное Пространство» — лучше раскрывает суть.

Дальнейшее изучение вопроса привело к простому выводу: если система стоит не дорого и проста в настройке, то ограничена по возможностям и не гибка — сложно реализовать все идеи интеллектуального обустройства дома. Функционально насыщенные и универсальные системы часто требуют специальной подготовки для монтажа, имеют много лишнего и слишком дороги.
Мысль: «Можно сделать лучше и дешевле», появилась вполне закономерно.

Если у тебя есть энтузиазм,
ты можешь совершить все, что угодно.
Энтузиазм — это основа любого прогресса.
Генри Форд

Разработать свою систему автоматизации — бесспорно, сложная и многоплановая задача. Но этим и увлекает!
Объем работ предстоял не шуточный. Для ускорения разработки аппаратной части решено использовать референсные решения и проверенную временем схемотехнику, адаптировав её для своей задачи. В программной же части реализуем все свои заветные фантазии.

Первым делом сформулируем, что будем создавать?

Постановка задачи определила основу — недорогой микроконтроллер на базе 32-битного ядра Cortex-M3/M4 с 64 или 128 Кб флеш-памяти. Цены, например, на STM32 начинаются от 1.5 долларов. За эти деньги получаем неплохую производительность. Потребление в миллиамперы позволяет питать систему от батареек. Плюсом будет достаточный объем ОЗУ, таймеры, основные аппаратные интерфейсы, продвинутые часы и календарь и другая полезная периферия. Простая двухслойная плата позволит сэкономить при производстве. Но сможет ли столь простой микроконтроллер справится со всеми задачами? Плюс вопросы безопасности и надежности работы: устройства умного дома вполне могут управлять мощными двигателями или быть частью охранной системы. Нарушение алгоритмов, преднамеренное или случайное, способно привести к печальным последствиям. Следовательно, нужна защита памяти операционной системы, нужен контроль над пользовательским кодом, также необходимо сделать бессмысленным написание вирусов. При этом хотелось бы сохранить гибкость программ и простоту операционной системы. И реализовать все на недорогом STM32, который хоть и ARM, но у которого в отличии от старших моделей серии Cortex-A, отсутствует MMU (Memory Management Unit), и всего лишь 16 — максимум 64 Килобайта ОЗУ, у моделей в заданном ценовом диапазоне.

Решение кроется в самой концепции распределенной много-модульной системы. Здесь мы рассматриваем каждый микроконтроллер не как индивидуальное вычислительное устройство, а как элемент общей вычислительной среды, выполняющий часть общей задачи. По сути, много-поточная и многоядерная система. Процессор каждого отдельного модуля выполняет свой небольшой набор задач, он физически изолирован от других и, естественно, замкнут в своем адресном пространстве. А теперь интегрируем с операционной системой виртуальную машину, которая будет исполнять программы пользователя. Преимущества виртуальных машин давно известны: полная изоляция пользовательского кода от ОС, переносимость и независимость от архитектуры, полный контроль над ошибками в коде, контроль доступа к «железу», удобство отладки.

Современные микроконтроллеры обладают тем же очарованием ограниченных ресурсов, поэтому приходится продумывать системную архитектуру и аккуратно писать код. Забегая вперед, скажу, что в проекте даже к ассемблеру прибегать не пришлось, все написано на Си, при чем остался солидный запас и по производительности, и по объему памяти.

Структура модуля в общем виде:


Что из себя представляют функциональные части? Как соединяются с системной?

Плата базового блока в схематичном виде: микроконтроллер ARM cortex M3/M4, чип радио-передатчика CC1101, антенна и интерфейсные разъемы.
Соединим базовый блок с сенсорной частью:


Получится такое устройство:



Две части соединены, слева базовая часть, справа сенсорная. Отмечу, что это — визуализация дизайна устройства с одним разъемом. Будущие устройства могут отличаться, идет работа и по электронной части, и по внешнему виду корпусов.
Нажатием кнопки части разъединяются, можно сменить батарейку или присоединить другой сенсорный блок — например, с дополнительными датчиками движения и расстояния:

Сенсорные блоки могут быть самые разные, на данный момент разрабатываются такие:


Друзья, какие сенсоры еще нужны для дома?
В планах создание блоков для домашней безопасности:
№ 4 – контроль качества воздуха — с датчиками CO2 и вредных примесей в воздухе;
№ 5 – контроль дыма, огня, угарного (CO) и бытового газа;
№ 6 – датчик протечек.
Для любителей выращивать капризные растения:
№ 7 – блок с датчиками температуры и влажности почвы, солености и Ph (кислотности), рассчитанный на использование вне дома.

О модуле для роботостроителей. Домашние роботы — будущее, которое уже наступило. Кто-то из нас уже сделал или купил робота, кто-то размышляет о его создании. Считаю, что интересно будет интегрировать такие устройства в сеть умного дома. Нужен простой способ объединения радио-каналом со всеми сенсорами домашнего интеллектуального пространства, с удобным интерфейсом управления и унифицированной средой программирования, доступом в облака и социальные сети… Умный дом получит возможность не только чувствовать происходящее в нем и вокруг него, подстраиваться под обитателей, но и более активно взаимодействовать окружающим миром. Представьте, коллеги, какой простор для технического творчества!

  • доп. модуль управления сервомоторами и коллекторными электродвигателями;
  • доп. модуль управления шаговыми и бесколлекторными моторами.

Соединим модули и подключим к роботу:

Кстати, об интерфейсных дополнительных блоках:

Если нужен постоянный доступ к домашней системе через интернет — имеет смысл WIFI модуль подключить. Если нужно от случая к случаю собирать данные и планируется, в основном, автономная работа системы, подойдет bluetooth. Для собственных аппаратных разработок, экспериментов и решения каких-то особых задач пригодится блок с набором популярных интерфейсов.

Запланированы дополнительные блоки Z-wave и других сетей для умных домов, чтобы получить возможность объединяться с существующими устройствами, которых уже наделаны тысячи под разные запросы. Увидел, например, красивые дизайнерские выключатели с интерфейсом ZigBee, так почему бы не добавить их в свою систему?

Решив ряд задач с помощью виртуальной машины и вынеся механизмы межмодульного взаимодействия в сетевую подсистему, ядро операционной системы можем упростить до предела. Простое и «легкое» ядро системы — большой плюс в нашем случае. Рассмотрим подробнее структуру программного обеспечения модуля. Цветами обозначено, что реализовано, а что еще в работе. Условно можно разделить на четыре части: системная, сетевая, контролирующая и виртуальная машина:


О виртуальной машине
Виртуальная машина тоже достаточно простая и компактная — помещается в 12 Килобайт флеш-памяти. Работает пока с целыми числами и строками. Поддержка арифметики с плавающей точкой — в процессе. Синтаксис языка, близок к стандарту Си-99, но с некоторыми особенностями. Размер получаемого байт-кода радует — в 1-2 Килобайта умещается вполне существенный алгоритм. Трансляция в байт-код идет очень быстро (в том числе по причине слабой оптимизации).

Идею создания своего специализированного языка программирования для «Домашнего Интеллектуального Пространства», не дрогнувшей рукой, отложил в дальний ящик, поскольку знаю во что это выльется по срокам, есть опыт. А вот добавить трансляторы более современного С++, Javascript и, возможно, других языков планирую. Второе по важности — сделать JIT-компилятор. Для решения этих задач знакомлюсь с LLVM — отличный инструментарий, надо сказать! Если все задуманное получится, быстродействие байт-кода приблизится к нативному, а писать программки можно будет на нескольких языках.

На данный же момент производительность Виртуальной Машины примерно соответствует другим аналогичным без JIT-компиляции. Подергаем, для теста, выводом микроконтроллера в цикле и измерим частоту:


Цикл выполнился примерно за секунду. Соответственно, получилось около 100 КГц. STM32L151CB, 32МГц — очень экономичный, но не быстрый микроконтроллер. С чем сравнить результат? Аналогичный Си-код на том же микроконтроллере со стандартной (-O2) оптимизацией, выполняется примерно в 16 раз быстрее.

К слову, можно задействовать аппаратные возможности контроллера, и получить, например, 10МГц на выводе:

Функции "_pinInv (. )" и "_pwmOn (. )" и аналогичные — это прямой доступ к драйверам периферии микроконтроллера, элементы низкоуровневого API, так сказать.

Контролирующая часть
Потребность в этом блоке появилась не сразу, возникающие исключения обрабатывались по месту возникновения. Однако, необходимость уведомлять и координировать работу других подсистем, в зависимости от возникшей проблемы или изменившегося режима работы сильно усложняла жизнь. За счет вынесения контролирующей логики в отдельный блок легче отслеживать проблемы в остальных трех подсистемах и реагировать на них. Можно попытаться восстановить работу или уведомить пользователя. Или сохранить на «облачном» сервере данные пользовательского скрипта, затем перезагрузить модуль и продолжить работу. Отслеживаются: проблемы с питанием, ошибки в скриптах, зависания и сбои, проблемы сетевого обмена.

Сетевая подсистема
Как и весь проект, сеть создавалась с мыслью о максимальной автоматизации работы и удобстве для пользователя. При этом оказалось много тонкостей и на физическом уровне, и на уровне протокола. Поскольку раньше сетями и радио-устройствами не занимался, получил массу удовольствия и ценного опыта. Подробностям, пожалуй, стоит посвятить в отдельную статью.
В общих чертах: получилась самоорганизующаяся сеть, типа Mesh (ячеистая) с динамически назначаемыми «маршрутизаторами». Настройка, конфигурирование при добавлении и отключении модулей, а так же перестройка маршрутов при возникновении препятствий на пути радиосигнала происходит без участия пользователя. Оригинальные алгоритмы самоорганизации сети являются отдельным предметом гордости: при объеме занимаемой памяти около 10 Килобайт, обеспечивают стабильность передачи данных и надежность работы. Например, любой модуль, обнаружив, что оказался связан с удаленным модулем, который не видят некоторые устройства сети, берет на себя функцию маршрутизатора, чтобы транслировать предназначенные удаленному устройству пакеты. Другие модули так же определяют сами, нужно ли им заниматься маршрутизацией или не засорять эфир лишней передачей данных.

  1. Домашняя система может постоянно находиться on-line, сохранять данные в «облаке» и т. д.
  2. И наоборот, будучи единожды запрограммированной, может прекрасно работать автономно. Автономности способствует экономичность модулей, следовательно, их малая зависимость от сетевого напряжения.
  3. Высокая способность к модификации интеллектуальной среды. Можно быстро вносить коррективы в программный код и сразу видеть результат. Любой модуль можно соединить/разъединить с любыми функциональными частями без остановки работы системы, Например, модуль управлял умным обогревом зимой, на лето же заменим функциональную часть, и отправим его на управление декоративным фонтаном или умным поливом растений.
  4. Высокий параллелизм процессов.
  5. Надежность работы: отсутствие единого центра, работа пользовательского кода в виртуальной машине, плюс шифрование сетевых пакетов и контролирующий блок кода.
  6. Любое домашнее устройство с дисплеем и интернет-браузером — телевизор, планшет или смартфон — способно быть интерфейсом умного дома. Интерфейс – WEB приложение, соответственно его кастомизация не ограничена.
  7. Упрощение реализации творческих задумок. Даже в таком, незавершенном виде, система позволяет комфортно экспериментировать с различными устройствами.

На фотографии не показать особенности работы с системой, как и процесс программирования модулей. Готовится отдельный материал с видео-роликами, с демонстрацией решений некоторых задач домашней автоматизации, где можно увидеть преимущества распределенной системы.

Пока же проведем пару тестов в подтверждение работоспособности системы.
Тестируем веб-приложение и модуль управления светодиодной лентой. Набираем небольшую программку в он-лайновом редакторе, запускаем — смотрим — светится как положено, яркость красного задана 100%.


Код достаточно прост:


Еще один тест. Свяжем датчик освещенности и управление нагрузкой 220Вольт. Элементарный алгоритм, пороговое значение ставим 500Lux.


Лампа зажглась — тень зафиксирована.

Свет от окна около 1000 Lux, лампа гаснет:


Код для модуля, управляющего лампой:

Код для модуля с датчиком:

В тесте участвовал прототип модуля с платой сенсора освещенности и питанием от батареек.

Разработке «железа» посвящена следующая часть: проектируем, делаем рабочий макет, паяем мелочь размера 0402 (1мм x 0,5мм) и QFN-корпуса, изготавливаем прототипы.

ZigBee, Z-Wave, Wi-Fi, Bluetooth — на какую технологию делать ставку? Кто из брендов выпускает наиболее практичные решения? Какие выбрать шлюз, датчики и на что смотреть тем, кто хочет все упростить?


Мы попросили Вадима Ерёмина, руководителя департамента «Гаджеты и инновации», рассказать о его опыте построения умного дома. Под катом только то, что было проверено на собственном опыте.

Но сначала несколько слов о протоколах и стандартах, а затем про производителей и конкретные модели.

Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave

На данный момент самые популярные устройства умного дома используют технологии Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee и Z-Wave. У каждой из технологий есть свои плюсы и минусы, и никто не запрещает использовать их вместе, компенсируя недостатки каждой. Но для разных задач и разных типов умных устройств используются разные технологии.

Например, в бытовой технике (телевизор, холодильник и кофеварка) обычно используют Wi-Fi или Bluetooth, которые также есть в любом телефоне. Причина — этой техникой пользуются, даже не имея полноценной системы умного дома. Для автоматизации освещения и климата больше подходят встраиваемые модули ZigBee или Z-Wave, так как они специально разработаны для интеграции с существующим световым и климатическим оборудованием. Но для их полноценной работы нужен специальный хаб.

Без Wi-Fi не обойтись в IP-камерах, телевизорах, аудио/медиа-плеерах и другой технике для передачи видеосигнала. Конечно, Wi-Fi может использоваться и в выключателях света, датчиках, термостатах, но отсутствие ретрансляции сигнала и высокое энергопотребление не позволяют делать на нем датчики, работающие годами. Каждый производитель для своего Wi-Fi-устройства, будь то умная лампочка, чайник, холодильник или робот-пылесос, выпускает свое собственное приложение, и нет единого стандарта, чтобы управлять всей техникой из одного приложения. Это не позволяет сделать умный дом только на Wi-Fi по-настоящему удобным.

Bluetooth

Актуальная версия Bluetooth Low Energy 4.2 имеет малое энергопотребление, благодаря этому работают крошечные беспроводные наушники, колонки и различные датчики на батарейках. Проблемы тут те же что и с Wi-Fi: отсутствие общего стандарта управления вынуждают каждого производителя делать свое собственное приложение, что неудобно для пользователя. Очень важная для умного дома технология Mesh (ячеистая сеть) появилась только в версии 5.0, которая еще мало где используется, но, возможно, будущее умных домов именно за Bluetooth LE 5.

ZigBee


ZigBee изначально разрабатывался для применения в сетях из датчиков, таких как счетчики электроэнергии, воды, газа, датчики температуры. Топология сети может быть разная, в том числе ячеистая (mesh). Это означает, что любой датчик видит все другие датчики и может передавать сигнал через них, т.е. использовать ретрансляцию, что сильно увеличивает надежность передачи. В 2007 году появился стандарт команд для управления умным домом, так называемый профиль «Домашней автоматизации». С ZigBee выпускают почти все устройства для создания домашней автоматизации: реле, диммеры, лампы, термостаты, замки, датчики. Но бытовых приборов типа холодильников и телевизоров с ZigBee вы не найдете. По сравнению с другими протоколами для умного дома у ZigBee-устройств самые привлекательные цены, однако отсутствие 100% совместимости между устройствами и хабами разных производителей не позволяет собрать умный дом только на ZigBee.

Z-Wave


Беспроводной протокол, разрабатываемый с 2001 года специально для домашней автоматизации. Главным его преимуществом является полная совместимость между устройствами разных производителей. Так датчик движения от Fibaro может управлять диммером Qubino, а вся автоматизация при этом базироваться на контроллере RaZberry от Z-Wave.Me. На данный момент продается более 3000 разных Z-Wave устройств, которые покрывают все нужды умного дома. Это самый популярный протокол для объектов площадью от 10 до 500 м². В Z-Wave, так же как и в ZigBee, используется топология mesh с поддержкой ретрансляции сигнала и автоматическим нахождением лучшего маршрута. Главный минус — цена. В среднем, стоимость устройства составляет 60-80 евро, что примерно вдвое выше, чем у аналогов с ZigBee.

Популярные производители

С каждым годом технологии умного дома завоевывают все больше фанатов. Ассортимент стремительно растет, и выбрать действительно есть из чего, даже не обязательно заказывать заграницей. Когда начинаешь планировать сборку умного дома обычно возникает вопрос, а какие производители есть на рынке? Чье решение выбрать? Чем один отличается от другого?

Xiaomi

Одним из самых популярных производителей умных устройств является Xiaomi. В их ассортименте присутствуют почти все бытовые приборы подключаемые к умному дому, а также специализированные IP-камеры, розетки и лампочки, различные датчики (температуры, влажности, CO2) и многие другие устройства.

Xiaomi не применяет какую-то одну беспроводную технологию для своих устройств, а выбирает оптимальную для каждого типа. Например, для управления освещением, розетками и шторами используется ZigBee, и для их подключения обязательно нужен хаб от Xiaomi с поддержкой этого протокола. Телевизоры, пылесосы и IP камеры подключаются по Wi-Fi через роутер, ведь не всем нужен полноценный умный дом, а Wi-Fi есть почти у всех.

Датчики температуры, влажности, качества воздуха и замки работают по Bluetooth. Такие устройства можно подключить напрямую к телефону и только просматривать показания, а можно подключить к хабу Xiaomi с поддержкой Bluetooth, тогда появляется возможность использовать датчик в сценариях управления климатом.

Казалось бы, умный дом от Xiaomi отличное решение, ведь компания предлагает множество хороших устройств для создания умного дома и удобную настройку автоматизации. Но хаб Xiaomi не позволяет настраивать сложную автоматизацию и использовать скрипты. Только ZigBee-устройствами можно управлять с телефона без интернета (через хаб), а вот Wi-Fi лампы и розетки работают только через интернет. Снять эти ограничения позволяют ZigBe-хабы других производителей.

Apple

Apple не производит устройства для умного дома, но она создала протокол HomeKit, который используют другие производители для создания совместимых устройств. HomeKit-устройства работают по протоколам Bluetooth и Wi-Fi. С поддержкой HomeKit выпускаются замки, термостаты, модули управления освещением, RGBW-лампы, камеры и множество датчиков. Помимо устройств существуют еще и шлюзы, которые преобразуют команды от устройств ZigBee и Z-Wave в команды HomeKit. Такие шлюзы есть у Xiaomi, Ikea, Philips и многих других. Благодаря этому расширяется ассортимент устройств для умного дома от Apple. Пока что возможности автоматизации у Apple очень скромные и не позволяют создать абсолютно произвольный сценарий. Однако большим преимуществом является интеграция HomeKit с голосовым ассистентом Siri. Также HomeKit, по понятным, причинам не подходит пользователям Android.

Fibaro

Fibaro — производитель самых популярных Z-Wave-устройств и центров домашней автоматизации. Все устройства Fibaro имеют множество настроек и дополнительных функций. В линейке оборудования присутствуют датчики открытия, движения, протечки, дыма, микро-модули реле, диммеры, rgbw и др. Контроллер домашней автоматизации Home Center 2 имеет приятный и понятный пользовательский интерфейс и позволяет настроить сценарии любой сложности. Т.к. протокол Z-Wave предусматривает совместимость между устройствами разных производителей, то Fibaro может работать с любыми другими Z-Wave-устройствами.

Выбор устройств: личный опыт

Вадим Ерёмин, руководитель департамента «Гаджеты и инновации» в М.Видео-Эльдорадо

Перед выбором устройств нужно определиться с задачами, которые будет решать умный дом. Мне потребовалось в основном обезопасить и частично автоматизировать загородный дом. Вот на каких устройствах я остановился:

Наиболее простой гаджет, с которого я начал — умная лампочка. Поскольку потолочные светильники подключаются к электросети напрямую, достаточно вкрутить лампу в патрон.

Смарт-лампы позволяют регулировать яркость света, цвет и цветовую температуру. Благодаря светодиодам они невероятно энергоэффективны, а срок службы может превышать 10 лет.

Разумеется, лампы можно сделать ещё умнее. Например, вставив в цепь датчик движения.


Включив этот датчик в схему умного дома, также можно автоматизировать запуск увлажнителя воздуха, кондиционера, обогревателя, мойки воздуха и прочей климатической техники.


У нас на даче несколько датчиков на каждом этаже. Если кто-то попытается проникнуть в дом, я получу уведомление на смартфон. С него также удобно подключаться к камере слежения и активировать сигнализацию, чтобы спугнуть воров и подать знак соседям.






Задачи «умного дома» часто сводятся в к включению или отключению электроприборов — без умных розеток тут не обойтись. Они играют роль переходника от обычной комнатной розетки к прибору и не требуют монтажа.


Функционал таких розеток довольно широкий. Так, Hommyn PL-20-W, Rubetek RE-3301 и TP-Link HS100 могут включать электроприборы по таймеру, например, во время действия самого выгодного тарифа. И, конечно же, собирают статистику по энергопотреблению.

А ещё можно использовать умное реле Rubetek RE-3312 — к нему можно подключить что угодно, от духовки до тёплого пола.

Есть еще приборы, встраиваемые в систему и без умных розеток. У нас на кухне несколько устройств из экосистемы Redmond на платформе Ready For Sky, в частности, смарт-чайник и мультиварка. Сварить кашу, не вылезая из кровати, или вскипятить чайник, не отрываясь от газонокосилки — проще простого.

А теперь самое важное

Производителей много, датчиков, розеток и лампочек — еще больше. Они все используют разные технологии, и, чтобы объединить их в одну систему, понадобится дополнительное устройство — шлюз. Он играет роль центра сети, собирает данные со всех датчиков, отправляет их в облако для доступа через смартфон, перенаправляет команды между устройствами.

Но есть и проблема. Единого стандарта для объединения разных устройств в одну систему не существует. Поэтому придётся либо остановиться на каком-то одном производителе с его экосистемой, либо строить умный дом с помощью IoT-роутера, который поддерживает сразу несколько протоколов: Wi Fi, Z-wave, Zigbee, Bluetooth — например, Rubetek CC1.

Голосовое управление устройствами. Достаточно сказать «включить свет» и свет включится, даже если вы находитесь на другом конце Земли

Чтобы не морочить себе голову протоколами и шлюзами, проще всего купить готовый комплект решений для умного дома. Например, комплект Perenio PEKIT01 включает в себя шлюз, датчик дыма, датчик открытия двери, датчик движения и датчик протечек. В набор Rubetek RK-3515 входит то же самое, кроме датчика движения. Hommyn Антипротечка Pro KS-32-WZ — это датчики протечек, электроприводные краны, реле и шлюз.

В планах у меня еще протестировать несколько умных устройств, возможно, самые перспективные появятся в нашем ассортименте.

Замок


Начал подбор простого варианта, чтобы легко устанавливать без апгрейда самой двери. Модель Danalock V3 ставится вместо барашка, т.е. с обратной стороны двери обычная личинка, при такой установке никто не догадается, что у вас умный замок. Замок поддерживает управление по Z-Wave и Bluetooth. Это позволяет давать временный доступ к замку вашим родственникам или друзьям. Кроме Danalock V3 я бы установил датчик открытия двери Fibaro Door Sensor 2, теперь при закрытии двери замок автоматически закрывается через пять секунд.

Электрокарнизы



Для управления мотором штор или жалюзи есть микромодули от Fibaro, Zipato и Qubino. Я рассматриваю обычный мотор с фазным управлением и выбрал бы модуль Qubino Shutter, потому что у него больше всего функций. Модуль измеряет энергопотребление и может автоматически определить крайние положения у жалюзи. Бонус — синхронизирую с будильников в смартфоне, чтобы сразу проснуться и петь).

Умный дом Arduino

Умные дома позволяют позабыть о многих технических моментах бытовой жизни и сосредоточится на других задачах, предоставив свободное время семье или отдыху. На рынке представлены готовые решения, но не всегда такие системы подходят для реализации тех задач, что хотелось бы видеть нам. Но, есть более гибкая альтернатива, позволяющая создать умный дом своими руками на Ардуино. Именно эта система позволяет воплотить любую творческую мысль в автоматизированный процесс.

Что такое Arduino

Arduino — это платформа для добавления и программирования электронных устройств, с типами управления: ручной, полуавтоматический и автоматический. Платформа представляет собой некий конструктор, с прописанными правилами взаимодействия элементов между собой. Система открытая, поэтому каждый заинтересованный производитель вносит лепту в развитие Arduino.

  • сбор информации с помощью датчиков;
  • анализ данных и принятие решения, посредством программируемого микроконтроллера;
  • реализация принятых решений с помощью подаваемых команд, на различные подключенные в систему устройства.

Конструктор Arduino хорош тем, что в его системе можно использовать любые элементы умного дома, от разных производителей. Эта возможность позволяет платформе не быть ограниченной лишь одной экосистемой умного дома, а подбирать любые компоненты электроники, для реализации решения собственных задач.

Кроме огромного списка подключаемых в систему устройств, гибкости ей придает среда программирования C++. Пользователь может самостоятельно запрограммировать реакцию компонентов системы на возникающие события или воспользоваться уже созданной библиотекой.

Полезная информация! Arduino – итальянская компания, производящая и разрабатывающая компоненты ПО, для реальных и не сложных систем Smart Home, которые ориентированы на любого человека, заинтересовавшегося в этом вопросе. Архитектура полностью открыта, поэтому сторонние разработчики (преимущественно из Китая) уже успели полностью скопировать, и выпускают собственные альтернативные элементы системы, и ПО для них.

Научиться взаимодействовать с Ардуино можно двумя способами: методом самостоятельных проб и ошибок, или с помощью книги с комплектным набором для умного дома, которая расскажет о всех тонкостях работы в этой системе.


Набор умного дома Arduino

Проектирование умного дома Arduino

Умного дома «на все случаи жизни» не существует. Поэтому, его проектирование начинается с определения поставленных задач, выбора и размещения основного узла Arduino, а затем и остальных элементов. На конечном этапе связывается и дорабатывается функционал, с помощью программирования.


В качестве примера можно рассмотреть проектирование автоматики одноэтажного дома с двумя комнатами, подвальным помещением под хранение овощей. В комплекс входит семь зон: прихожая, душевая комната, кухня, крыльцо, спальня, столовая, подвал.

  1. Крыльцо. При приближении владельца к дому ночью, включится освещение. Также следует учесть обратное – выходя из дома ночью, тоже надо включать освещение.
  2. Прихожая. При детектировании движения и в сумерки включать свет. В темное время необходимо, чтобы загорался приглушенный свет лампочки.
  3. Подвал на улице. При приближении хозяина, в темное время суток, должна загораться лампа возле дверцы подвала. Открывая дверь, загорается свет внутри, и выключается в том случае, когда человек покидает здание. При выходе, включается освещение на крыльце, а по мере отхождения от подвального помещения, выключается возле дверцы. В подвале установлен контроль влажности и при достижении критической температуры, включаются несколько вентиляторов для улучшения циркуляции воздуха.
  4. Душевая комната. В ней установлен бойлер. Если человек присутствует в доме, бойлер включает нагрев воды. Автоматика выключается, когда максимальная температура нагрева достигнута. При входе в туалет, включается вытяжка и свет.
  5. Кухня. Включение основного освещения ручное. При длительном отсутствии хозяина дома на кухне, свет выключается автоматически. Во время приготовления еды автоматически включается вытяжка.
  6. Столовая. Управление светом происходит по аналогии с кухней. Присутствуя на кухне, есть возможность дать голосовую команду ассистенту умной колонки, чтобы тот запустил музыку.
  7. Спальная комната. Включение освещение происходит вручную. Но есть автоматическое выключение, если в комнате долгое время отсутствует человек. Дополнительно, нужно выключать освещение по хлопку.

По всему дому расставлены конвекторы. Необходим автоматический контроль поддерживаемой температуры в доме в двух режимах: когда человек есть в доме и вовремя его отсутствия. В первом варианте, температура должна опускаться не ниже 20 градусов и подниматься не выше 22. Во втором, температура дома должна опускаться не ниже 12 градусов.

Проект готов, осталось заняться его реализацией.

Плюсы и минусы системы


Прежде чем подбирать компоненты и модули для создания автоматики в умном доме, следует уделить внимание как достоинствам, так и недостаткам системы.

  1. Среда разработки Arduino IDE – это построенная на Java ппрограма, в которую входит: редактор кода, компилятор, передача прошивки в плату. По сравнению с современными решениями на 2019 год – это худшая среда разработки (в том виде, в котором она подается). Даже когда вы перейдете в другую среду разработки, IDE вам придется оставить для прошивки.
  2. Малое количество флэш-памяти для создания программ.
  3. Загрузчик нужно прошивать для каждого шилда микроконтроллера, чтобы закончить проект. Его размер – 2 Кб.
  4. Пустой проект занимает 466 байт на Arduino UNO и 666 байт в постоянной памяти платы Mega.
  5. Низкая частота процессора.

Модули и решения «умного дома» на Ардуино

Основным элементом умного дома является центральная плата микроконтроллера. Две и более соединенных между собой плат, отвечают за взаимодействие всех элементов системы.

  • Arduino UNO – средних размеров плата с собственным процессором и памятью. Основа — микроконтроллер ATmega328. В наличии 14 цифровых входов/выходов (6 из них можно использовать как ШИМ выводы), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор 16 МГц, USB-порт (на некоторых платах USB-B), разъем для внутрисхемного программирования, кнопка RESET. Флэш-память – 32 Кб, оперативная память (SRAM) – 2 Кб, энергонезависимая память (EEPROM) – 1 Кб.
  • Arduino NANO – плата минимальных габаритов с микроконтроллером ATmega328. Отличие от UNO – компактность, за счет используемого типа контактных площадок – так называемого «гребня из ножек».
  • Arduino MEGA – больших размеров плата с микроконтроллером ATMega 2560. Тактовая частота 16 МГц (как и в UNO), цифровых пинов 54 вместо 14, а аналоговых 16, вместо 6. Флэш-память – 256 Кб, SRAM – 8 Кб, EEPROM – 4.

Arduino UNO – самая распространённая плата, так как с ней проще работать в плане монтажных работ. Плата NANO меньше в размерах и компактнее – это позволяет разместить ее в любом уголке умного дома. MEGA используется для сложных задач.

  1. Шаговый двигатель.
  2. Манипулятор управления.
  3. Электросхематическое реле SRD-05VDC-SL-C 5 В.
  4. Беспаечная плата для макета MB-102.
  5. Модуль с картой доступа и и двумя метками.
  6. Звуковой датчик LM393.
  7. Датчик с замером уровня жидкости.
  8. Два простейших устройства отображения цифровой информации.
  9. LCD-дисплей для вывода множества символов.
  10. LED-матрица ТС15-11GWA.
  11. Трехцветный RGB-модуль.
  12. Температурный датчик и измеритель влажности DHT11.
  13. Модуль риал тайм DS1302.
  14. Сервопривод SG-90.
  15. ИК-Пульт ДУ.
  16. Матрица клавиатуры на 16 кнопок.
  17. Микросхема 74HC595N сдвиговый регистр для получения дополнительных выходов.
  18. Основные небольшие компоненты электроники для составления схемы.


Можно найти и более укомплектованный набор для создания своими руками умного дома на Ардуино с нуля. А для реализации иного проекта, кроме элементов обучающего комплекта, понадобятся дополнительные вещи и модули.

Сенсоры и датчики

Чтобы контролировать температуру и влажность в доме и в подвальном помещении, потребуется датчик измерения температуры и влажности. В конструкторе умного дома это плата, соединяющая в себе датчики температуры, влажности и LCD дисплей для вывода данных.


Плата дополняется совместимыми датчиками движения или иными PIR-сенсорами, которые определяют присутствие или отсутствие человека в зоне действия, и привязывается через реле к освещению.


Датчик Arduino

Газовый датчик позволит быстро отреагировать на задымленность, углекислоту или утечку газа, и позволит при подключении к схеме, автоматически включить вытяжку.


Газовый датчик Arduino

Компонент схемы «Реле» соединяет друг с другом электрические цепи с разными параметрами. Реле включает и выключает внешние устройства с помощью размыкания и замыкания электрической цепи, в которой они находятся. С помощью данного модуля, управление освещением происходит также, если бы человек стоял и самостоятельно переключал тумблер.

Светодиоды могут указывать состояние, в котором реле находится в данным момент времени. Например, красный – освещение выключено, зеленый – освещение есть. Схема подключение к лампе выглядит так.


Для более крупного проекта лучше применять шину реле, например, восьмиканальный модуль реле 5V.


Контроллер





Программная настройка

Или воспользоваться готовым скетч решением Ardublock – графический язык программирования, встраиваемый в IDE. По сути, вам нужно только скачать и установить ПО, а затем использовать блоки для создания схемы.

Дистанционное управление «умным» домом

  • Wi-Fi-адаптер, настроенный на прием и передачу сигнала через маршрутизатор;
  • или подключенный через Ethernet кабель Wi-Fi роутер.

Также, есть вариант дистанционного управления по блютуз. Соответственно, к плате должен быть подключен Bluetooth модуль.

Есть несколько вариантов управления умным домом Arduino: с помощью приложения для смартфона или через веб. Рассмотрим каждое подробнее.

Приложения управления

Так как данная система-конструктор – не закрытая экосистема, то и приложений, реализованных для нее очень много. Они отличаются друг от друга не только интерфейсом, но и выполнением различных задач.

Blynk


Приложение на андроид и iOS с отличным дизайном, позволяет разрабатывать проекты, имеющие напрямую доступ к триггеру событий, на плате Ардуино. Но для работы приложения нужно интернет подключение, иначе взаимодействовать с ним не возможно.

Virtuino


Крутое бесплатное приложение на Android, позволяющее совмещать проекты в одно целое и управлять с помощью Wi-Fi или Bluetooth сразу несколькими платами.

Разрешает создавать визуальные интерфейсы для светодиодов, переключателей, счетчиков, приборов аналоговой схематехники. В нем есть учебные материалы и библиотека знаний о процессе работы с системой.

Bluino Loader – Arduino IDE


Arduino Bluetooth Control


Приложение контролирует контакты Arduino и управляет основными функциями по Блютузу. Но, программа не направлена на удаленное управление, только мониторинг.

RemoteXY: Arduino Control


С помощью приложения пользователь может создать свой собственный интерфейс управления платой. Подключение происходит с помощью Wi-Fi, Блютуз или интернет, через облачный сервер.

Bluetooth Controller 8 Lamp


Созданное с помощью Bluetooth-модулей HC-05, HC-06 и HC-07 приложение, обеспечивает восьмиканальный контроль. Таким способом достигается контроль и регулирование работы Ардуино, в соответствии с каждым из 8 светодиодов.

BT Voice Control for Arduino

Приложение специально заточено под дистанционное управление данными с ультразвукового датчика, подключенного по блютуз через Arduino. Реализуется подключения через модуль HC-05.

Подключившись, ультразвуковой датчик сможет передавать информацию о расстоянии до объекта, которая отобразится в интерфейсе приложения на телефоне.

IoT Wi-Fi контроллер

Приложение с интерфейсом, информирующем о конфигурации каждого входа/выхода в плате Arduino. В утилите можно переключать в реальном времени GPIO и показывать значение АЦП.

Веб-клиент

Управлять удаленно платой умного дома можно, разместив получение и обработку данных умного дома на веб-сервере. Естественно, сервер для умного дома Ардуино нужно создавать самостоятельно.

Для этих целей понадобится Arduino Ethernet Shield – сетевое расширение для пинов Ардуино Уно, позволяющее добавить разъем RJ-45 для подключения к сети.


При удаленном подключении, необходимо обеспечить внешнее питание платы не от USB.

Затем, подключите по USB плату к компьютеру, а по Ethernet плату к роутеру, которой раздает интернет компьютеру. При правильном установлении соединения, вы увидите зеленый свечение на порту.


После этого, нужно использовать библиотеки шилдов Ethernet и в среде разработки IDE написать код для создания сервера и отправки данных на сервер. Пример самодельного сервера неплохо описан в данной инструкции.

Уведомления по SMS

  1. Работать с голосовыми вызовами.
  2. Получать и отправлять СМС.
  3. Подключаться к Интернету через GPRS.

Работает схема через специальную плату расширения GSM, содержащую специальный модем.


О создании универсальной сигнализации на Arduino, с отправкой СМС уведомления на смартфон можно узнать из соответствующей видеоинструкции.

Обучение азов Arduino


С помощью приложения «Справочник по Arduino 2» можно в течении двух недель освоить материал. Приложение полностью автономно и не требует подключение к интернету. В нем описана такая информация: функции, данные, операторы, библиотеки Arduino.

После освоения азов, можно посетить ресурс Habrahabr, на котором собраны 100 уроков по программированию на Arduino.

Тем, кто привык черпать знания из книг, станет замечательным пособием для теории и практики «Джереми Блум: изучаем Arduino».


Самый популярный учебник по Arduino

В книге приведены основные сведения об аппаратном и программном обеспечении Ардуино. Рассказаны принципы программирования в среде Arduino IDE. Автор книги учит анализу электрических схем и чтению технических заданий. Информация из книги поможет в дальнейшем определится с выбором подходящих деталей для создания умного дома.

Автор приводит примеры работы электродвигателей, датчиков, индикаторов, сервоприводов, всевозможных интерфейсов передачи данных. Книга содержит иллюстрированные комплектующие, монтажные схемы и листинги программ. Самое главное, комплектующие для практики, с которыми работает автор – не дорогой, не сложный и популярный материал для экспериментальных сборок в домашних условиях.

Видео по теме

Отличным решением для заинтересовавшихся в теме, станет видео для начинающих. В нем описаны основные элементы платы, зачем они используются, а также рассказаны основы программирования в среде Arduino IDE.

Не лишним будет ознакомится на примере, как реализовано создание умного контроллера для теплицы.

Здесь вы узнаете, какие проекты умного дома на базе Ардуино уже созданы, и используются разработчиками в свое удовольствие.

Фото: Xiaomi, «Яндекс»

Какие устройства входят в систему «умного» дома, как они взаимодействуют друг с другом и сколько стоят?

Что такое система «умного» дома

Основная идея «умного» дома состоит в домашней автоматизации: упрощении рутинных действий, которые мы совершаем дома каждый день. На самом деле истоками такой автоматизации можно назвать старые добрые пылесосы, холодильники, электрические чайники, утюги, мультиварки и микроволновки, которые упрощают быт.

«Умный» чайник Mi Smart Kettle Pro

Классический «умный» дом — это набор гаджетов, которые автоматизируют те или иные действия в доме. Самый простой пример — включение и выключение света в определенное время. Более сложный — активация камеры безопасности при открытии входной двери. Совсем сложный — включение и выключение обогревателя и управление окнами и шторами при достижении определенной температуры.

Как работает система «умного» дома

Обычно система «умного» дома делится на две части. В первую входит управляющий хаб, во вторую — датчики, отвечающие за работу всей системы. Хаб это управляющий центр умного дома, вы вставляете его в розетку, затем он подключается к Wi-Fi и отвечает за управление и связь с остальными датчиками. Зачем это нужно? Дело в том, что большинство датчиков умного дома беспроводные и работают на аккумуляторах. Если бы они напрямую подключались к Wi-Fi, то срок их работы был бы относительно небольшим. Использование хаба позволяет управлять ими через энергоэффективный радиоинтерфейс, как правило, это ZigBee или Z-Wave.

Хаб «умного» дома

Таким образом, для начала построения умного дома вам понадобится этот управляющий хаб и несколько датчиков. Выбор датчиков зависит от ваших потребностях. Ниже мы расскажем какие датчики бывают и какие функции они выполняют.

Примеры управляющих хабов:

  • Aqara Hub Gateway
  • Xiaomi Mi Smart Home Hub
  • Redmond SkyCenter
  • «Яндекс.Станция» (опционально, гаджеты «Яндекса» могут работать и без нее)

Также важно понимать, что такая схема (хаб + датчики) используется далеко не всегда. Разновидностей «умных» домов очень много. Это может быть как большая система с множеством элементов, так и простая лампочка, управляемая со смартфона.

Что может система «умного» дома

Освещение

«Умный» свет — самый распространенный сценарий использования «умного» дома. В базовом варианте у пользователя есть «умная» лампочка, которую он подключает по Wi-Fi и управляет ей со смартфона. Иногда вместо лампочки используется полноценные люстра, лампа или торшер.

Дальше на нее накладываются различные «умные» сценарии:

  • автоматическое включение/выключение света в определенное время;
  • включение при открытии/закрытии двери;
  • включение/выключение с помощью голосовой команды (если есть голосовой ассистент).

Кстати, включать и выключать свет можно не только с помощью замены лампочек или люстры. Также можно купить специальный «умный» выключатель и с его помощью дистанционно управлять прежней люстрой без необходимости ее замены.

Примеры «умных» лампочек:

  • «Умная» лампочка «Яндекса» — от ₽1 400
  • Xiaomi LED Smart Bulb — от ₽600
  • Светодиодная лампочка Hiper IoT C1 — от ₽800
  • «Умная» лампочка Aqara LED Light Bulb — от ₽1 300

«Умная» лампочка «Яндекса»

Примеры «умных» люстр:

  • Citilux Старлайт Смарт CL703A30G — от ₽6 000
  • «Умный» потолочный светильник Yeelight Smart LED ceiling light 1S — от ₽6 000
  • Светильник Gauss 2050112 — от ₽6 000

Примеры «умных» выключателей:

  • «Умный» выключатель Rubetec Wi-Fi — от ₽3 600
  • «Умный» выключатель Xiaomi Yeelight Smart Switch Light YLKG13YL — от ₽600
  • «Умный» выключатель Aqara Smart Wall Switch D1 — от ₽2 600

Датчики и безопасность

Важную часть «умного» дома составляют интеллектуальные датчики. Самые популярные из них — датчики открытия/закрытия двери, датчики освещения и датчики движения.

У датчиков обычно две задачи:

  1. уведомлять пользователя о событиях;
  2. быть триггером для других более сложных сценариев. Например, при открытии дверей включается кондиционер или загорается свет.

Датчик движения и освещения

Примеры датчиков движения:

  • Elari Smart Motion Sensor — от ₽900
  • Aqara Motion Sensor — от ₽1 400
  • Hiper IoT M1 — от ₽1 000

Вторая группа датчиков отвечает за безопасность. Сюда входят 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 утечки газа

Примеры датчиков утечки газа:

  • Xiaomi Mi Honeywell — от ₽3 400
  • Redmond SkyGas (RSG-151S) — от ₽4 200
  • ArmaControl WG-05 — от ₽2 700

Датчики протечек воды устанавливают на пол в уязвимых местах. При попадании на них жидкости замыкается контакт, и датчик также отправляет информацию в управляющий хаб.

Примеры датчиков протечки воды:

  • Aqara Water Leak Sensor — от ₽1 000
  • AJAX LeaksProtect — от ₽2 500
  • Rubetek RS-3220 — от ₽1 500

Пожарные датчики 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.

Дымо-тепловой датчик с сиреной

Примеры пожарных датчиков:

  • AJAX FireProtect — от ₽3 500
  • Rubetek KR-SD02 — от ₽1 500
  • HIPER IoT S1 — от ₽1 500

Камеры

Еще одной частью «умного» дома являются интеллектуальные камеры. Часто они же выполняют роль управляющего хаба. Камеры работают в связке с другими устройствами, чаще всего, с датчиками движения или дверными звонками. При движении в поле зрения она активируется и начинает запись, также можно настроить прямую трансляцию на смартфон пользователя.

«Умная» камера

Цена «умных» камер начинается от ₽1,5 тыс. и доходит до ₽10–15 тыс. Чем выше стоимость, тем больше функций будет и тем лучшее качество картинки вы получите.

Примеры «умных» камер:

  • Xiaomi MiJia Mi Home security camera от ₽2 700
  • Aqara G2H Camera CH-H01 от ₽4 400
  • Wi-Fi камера Rubetec RV-3404 от ₽4 300

Дистанционное управление

Пульты дистанционного управления являются своеобразным связующим звеном между «умным» домом и «глупой» бытовой техникой. Такие пульты имитируют сигналы обычного ИК-пульта, а управлять ими можно с помощью смартфона.

«Умный» пульт ДУ

Умный пульт имитирует сигнал обычного пульта от бытовой техники. Допустим, у вас стандартный кондиционер, без «умных» функций. Вы открываете приложение «умного» пульта и включаете настройку и синхронизацию с пультом кондиционера. Приложение попросит навести пульт от кондиционера на «умный» пульт и последовательно нажать несколько кнопок. Затем «умный» пульт определит модель вашего кондиционера и сможет имитировать его сигналы.

После этого кондиционер становится частью «умного» дома и им можно управлять со смартфона или через голосового ассистента. Вы просто нажимаете кнопку на смартфоне, а «умный» пульт отправляет соответствующую команду на кондиционер.

Более того, «умный» пульт может быть частью разных сценариев. Например, у вас есть датчик температуры и вы задаете следующее условие: если температура на датчике выше 26 °C, то нужно включить кондиционер на 24 градуса, если температура ниже 23 градусов, то кондиционер нужно выключить. Как только температура повышается, «умный» пульт отправляет сигнал включения на кондиционер и регулирует его температуру в соответствии с заданными условиями.

Примеры «умных» пультов:

  • «Умный» пульт «Яндекса» от ₽1 300
  • «Умный» пульт Aqara Cube от ₽900
  • «Умный» пульт HIPER IoT IR2 от ₽800

Управление голосом

С помощью «умных» колонок можно голосом управлять устройствами. Вы можете попросить условную Алису «Яндекса» или Ассистента Google включить/выключить свет, прибавить/убавить яркость и даже активировать режим охлаждения на кондиционере (в связке с «умным» пультом). Именно голосовые помощники придают «умному» дому шарм и ощущение того, что будущее уже наступило.

Колонка «Яндекс.Станция Мини»

Сами голосовые помощники бесплатны, вы легко можете установить Алису или Google Ассистента на свой смартфон, а вот «умные» колонки — более дорогое удовольствие. Большинство таких моделей продаются за ₽10–15 тыс. Впрочем, есть и бюджетные варианты, вроде «Яндекс.Станции Мини» за ₽5 тыс.

Примеры «умных» колонок:

  • «Яндекс.Станция» от ₽11 500
  • Apple HomePod Mini от ₽10 000
  • Google Home от ₽10 000

Примеры недорогих «умных» колонок:

  • Google Home Mini от ₽3 200
  • «Яндекс.Станция Мини» от ₽5 000
  • «Умная» колонка Prestigio Smartvoice (работает с Марусей) от ₽3 500

Преимущества и недостатки системы «умного» дома

Плюсы:

  • возможность освободить себе руки, переложить часть рутинных действий на автоматические сценарии;
  • часть «умного» дома может стать отличным дополнительным защитным средством, будь то охранная система с датчиками открытия дверей и «умной» камерой или же специальные датчики дыма или утечки газа.

Минусы:

  • цена — «умные» LED-лампочки стоят от ₽700 до ₽2 тыс., в то время как их обычные аналоги можно найти в магазине за ₽100–200, это же касается и других элементов;
  • некоторая избыточность функций «умного» дома;
  • завязка на сетевом подключении. Представьте, что внезапно у вашего провайдера произошла авария и Wi-Fi-подключение оказалось недоступным. Все «умные» устройства сразу же потеряют половину своих функций, особенно если говорить про дистанционное управление, когда вы не дома.

В следующем материале мы поговорим о конкретных системах «умного» дома. Разберем самых популярных производителей: от Xiaomi до «Ростелекома».

Читайте также: