Sistema doméstico inteligente DIY. Casa inteligente – o que é este sistema e como funciona Como criar um sistema de casa inteligente

Imagine o seguinte: você chega em casa e um jantar quentinho já te espera na cozinha, as luzes da sala são aconchegantes, a roupa é lavada e passada, o chão é aspirado e lavado, as flores são regadas e o animais de estimação são alimentados. E você não colocou nenhum esforço nisso. Introduzido?

É exatamente assim que funciona uma “casa inteligente”. Este é um sistema de gerenciamento doméstico redes de engenharia, que cuida de todas as preocupações e rotinas diárias. Para muitas pessoas, as tecnologias de casa inteligente ainda permanecem algo fantástico e impensável. Mas os especialistas estão confiantes de que dentro de 20 a 30 anos todas as casas de campo e apartamentos na cidade se tornarão “inteligentes”.

Casa Inteligente e Casa Inteligente: qual a diferença

Primeiro, vamos definir os termos. Hoje, dois conceitos diferentes são frequentemente confundidos: “casa inteligente” (Smart Home) e “edifício inteligente” (Smart House). E isso, embora de significado próximo, não é exatamente a mesma coisa.

• Casa inteligente (Casa Inteligente)- um complexo eletrônico automatizado que realiza tarefas domésticas rotineiras. Por exemplo, pode fazer café, esquentar o jantar, ligar o ar condicionado, abrir a porta para deixar sair um animal de estimação, etc. A Smart Home é criada em uma casa individual e atende aos interesses de um usuário/família específico. Acrescentemos que no nosso país o conceito de “casa inteligente” também inclui “multiroom” (enquanto no Ocidente são dois termos diferentes). Simplificando, um sistema multiroom é um controle centralizado de todos os dispositivos multimídia do seu apartamento: TV, computador, laptop, sistema de alto-falantes.
• Edifício inteligente (casa inteligente)é uma tecnologia comum nos Estados Unidos que permite automatizar a gestão de um grande complexo residencial com vários apartamentos. A Smart House controla o funcionamento das centrais de água, gás, electricidade, aquecimento e segurança. Na Rússia, essas tecnologias ainda são uma novidade, mas com o tempo não há dúvida de que “edifícios inteligentes” aparecerão em todas as grandes e pequenas cidades do nosso país.

Então, descobrimos o que é Smart Home e por que não deve ser confundido com Smart House. Agora vamos passar à questão: como funciona uma “casa inteligente”?

Como funciona o sistema de casa inteligente?

O princípio de funcionamento da Smart Home é construído quase como nos filmes de ficção científica. Você dá um comando (“ligue o aquecedor!”) - o sistema executa (o aquecedor está ligado). Como exatamente tudo isso acontece? Dependendo da modificação da Smart Home, existem duas opções principais:

• No primeiro caso, é necessária a participação humana “ao vivo”. Você deve solicitar pessoalmente ao sistema que execute esta ou aquela ação usando sua voz, smartphone ou controle remoto (o que for mais conveniente para você). O comando do usuário é enviado para CPU, que atribui sua implementação a um dispositivo específico.
• No segundo caso, a participação humana direta não é necessária. Vários sensores e relógios entram em ação. Por exemplo, um computador toma a decisão de ligar ou desligar um ar condicionado com base nas leituras dos sensores de temperatura. E quando um sensor de movimento no apartamento é acionado (durante sua ausência), o processador central liga o alarme. E assim por diante. Num determinado momento, de acordo com as configurações do usuário, o sistema aquece a chaleira e prepara o café; muda a TV para sua série favorita; rega flores. Esta lista pode continuar por muito tempo.

Assim, o sistema Smart Home inclui três elementos principais:

1. sensores que recebem sinais e informações de ambiente;
2. um processador central (hub) que processa esses sinais e toma decisões;
3. dispositivos de execução (atuadores) que recebem instruções do hub e executam diretamente tarefas pela casa.

Sistemas modernos " casa inteligente» permitem uma ampla variedade de atuadores. Podem ser tomadas inteligentes, sistemas de vigilância por vídeo, termostatos controlados, sistemas de controle climático, fechaduras inteligentes, sistemas de alarme, aspiradores de pó robóticos, etc. Contaremos mais sobre toda a variedade de dispositivos Smart Home abaixo.

Comunicação: com fio ou sem fio

Todos os elementos do sistema podem ser conectados entre si via cabo ou comunicação sem fio. O uso de fios pode parecer arcaico, mas proporciona um alto nível de confiabilidade. Portanto, mesmo os carros-chefe mais avançados da indústria, como AMX e Evika, usam conexão por cabo.

Por outro lado, a comunicação sem fio via Bluetooth e Wi-Fi é muito mais moderna, mais conveniente e oferece mais oportunidades. Incluindo maior faixa de controle do atuador. Alguns fabricantes de casas inteligentes oferecem soluções combinadas que combinam comunicações com e sem fio.

É possível equipar uma casa ou apartamento com um sistema de automação completo, ou pelo menos fazer com as próprias mãos uma Smart Home simplificada, sem confiar esse trabalho a empresas especializadas?

Na Internet você pode encontrar muitos artigos sobre este assunto: as pessoas falam sobre sua experiência de instalação tanto das combinações mais simples da categoria “sensores de luz por movimento dependendo da hora do dia”, quanto das mais complexas, controladas por um computador ou com dispositivo móvel(por exemplo, de um iPad). Muitas dessas soluções são realmente interessantes e úteis na vida cotidiana.

O que você precisa para construir uma casa inteligente sozinho?

1. Conhecimento elétrico.É necessária compreensão dos princípios de controle de diversos aparelhos elétricos, experiência na montagem de painéis elétricos, conhecimento das precauções de segurança ao trabalhar com corrente elétrica. Habilidades confiáveis ​​de conexão de cabos.
2. Conhecimento dos princípios de sistemas de automação predial: tipos de controladores, entradas e saídas de controladores, tipos de sinais.
3. Habilidades de programação para um sistema operacional desktop ou móvel criar uma interface de gerenciamento.
4. Compreensão clara dos algoritmos operacionais.
5. Bons conhecimentos dos equipamentos utilizados.

Freqüentemente, uma casa inteligente pode ser encontrada na forma de uma casa bastante simples, mas sistema limitado, por exemplo, monitorando vazamentos de água, notificação por SMS ou controle de lâmpadas por controle remoto. Esses equipamentos existem na forma de soluções “embaladas” prontas para automontagem.

Convidamo-lo a familiarizar-se com a gama de soluções prontas - conjuntos de equipamentos “Smart Home in a Box” que lhe permitirão implementar você mesmo o sistema Smart Home.

Este sistema Smart Home é uma solução abrangente que conecta todos os subsistemas em uma única rede, permitindo controlar toda a casa a partir de um painel de controle ou tablet.

Para criar um sistema confiável, conveniente e fácil de aprender, permitindo que os proprietários se sintam totalmente seguros, são necessários anos de trabalho nesta área: seleção competente de equipamentos, desenvolvimento cuidadoso programas, engenheiros e designers experientes. Uma alternativa digna Este batalhão de especialistas receberá soluções Smart Home prontas.

O trabalho mais difícil envolve a interface com equipamentos de terceiros: ar condicionado, ventilação, home theater, etc.

Em qualquer caso, podemos sempre preparar um projeto de sistema. O projeto será concluído em total conformidade com os desejos e todas as normas de construção. Incluirá diagramas de instalação de cabos, diagramas de painéis e nota explicativa com especificações completas do equipamento.

O custo do projeto é baixo, mas permitirá produzir tudo sozinho trabalho necessário relacionado à instalação e montagem de cabos equipamento de central telefônica sem o risco de encurtar a “fase para zero”.

Na questão de como fazer uma casa inteligente com as próprias mãos, exemplos de projetos prontos também podem ajudá-lo.

Como nossos sistemas são construídos sobre um controlador industrial livremente programável (Beckhoff, ARIES, Siemens), tendo conhecimento nesta área, uma pessoa poderá realizar de forma independente a programação, configuração e ajuste de acordo com sua vontade.

A montagem que oferecemos baseada em um controlador industrial e software de controle Easy Home para Windows, Android ou iOS deixa bastante espaço para autoconfiguração, pois permite alterar facilmente a interface, adicionar novos elementos, alterar cenários e associações de interruptores a grupos de luzes, utilizando princípios já estabelecidos.

Um sistema Smart Home auto-implementado para um apartamento ou edifício residencial privado certamente dará ao proprietário um grande conhecimento e experiência, mas recomendamos que antes de construir um sistema em um imóvel residencial, discuta com nosso especialista as possibilidades de um futuro edifício inteligente, maneiras de implementá-los e possíveis dificuldades implementação para ter total confiança em suas habilidades.

Parece que recentemente lemos obras de escritores de ficção científica, sonhamos com eles e não imaginávamos que a cafeteira nos prepararia um expresso durante o exercício matinal, e a geladeira nos avisaria sobre o fim do leite. Porém, aconteceu: notícia do aparecimento dispositivos inteligentes preencher a rede, e tudo o que nos é exigido - além da solvência, claro - é compreender um pouco o que está acontecendo.

Sejamos honestos: todo mundo já ouviu falar em casa inteligente, alguns até acompanham os sucessos de Xiaomi e Zuckerberg, mas nem todo mundo entende do que realmente se trata. estamos falando sobre. Para muitas pessoas, o conceito de Smart Home ainda permanece fantástico e transcendental, enquanto outros ignoram completamente a sua existência. Nossos leitores não são assim, por isso escrevemos para vocês um artigo introdutório sobre a essência do fenômeno da “casa inteligente”.

O que significa “casa inteligente”?

Primeiro de tudo, vamos entender os termos. Isto é importante porque expressões com significados semelhantes são frequentemente confundidas mesmo na mídia on-line, e a “casa inteligente” de língua russa e a “casa inteligente” americana não são conceitos inteiramente equivalentes.

Uma “casa inteligente” é comumente entendida como um sistema de automação residencial. Trata-se de um conjunto de dispositivos que, para nossa comodidade, tomam decisões e realizam tarefas rotineiras em casa. Uma casa inteligente é formada de forma pessoal doméstico em um único apartamento: as cafeteiras mencionadas acima, os sistemas de microclima dos apartamentos, as lâmpadas inteligentes e as portas automáticas - tudo isso é uma casa inteligente. Na Rússia, esse conceito geralmente inclui o chamado multiroom - um sistema de controle para dispositivos multimídia: televisores, projetores, sistemas de alto-falantes. No Ocidente, a divisão dos termos “casa inteligente” e “multiroom” é ditada pelas condições do mercado.

Mas o termo “edifício inteligente” refere-se à organização da gestão de todo um edifício de apartamentos e implica sistemas de aquecimento central, abastecimento de água e segurança. Via de regra, organizar um edifício “inteligente” é tarefa dos incorporadores ou dos membros do conselho de construção. Os conceitos estão intimamente relacionados entre si, mas falaremos apenas sobre casa inteligente e no sentido russo.

Marcos da história

Por mais moderno que possa parecer o conceito de casa inteligente, a história desse fenômeno começa em meados do século 20 - desde a época em que os escritores de ficção científica começaram a falar sobre ele. Este foi o início da era da informática - e o princípio de funcionamento de uma casa inteligente é baseado justamente na programação. É claro que a Internet e os serviços em nuvem não existiam naquela época, mas módulos volumosos e desajeitados conectados a tomadas e os onipresentes cartões perfurados poderiam muito bem ter concretizado o plano.

Videofone no filme "2001: Uma Odisseia no Espaço" 1968

No início, o assunto limitou-se aos esforços de inventores entusiasmados, que ou colocavam cabos por toda a casa e montavam consoles de controle nas paredes, ou já começavam a usar os primeiros computadores. Infelizmente, essas ideias não receberam resposta da grande população. No entanto, em 1966, James Sutherland programou o computador Echo IV para ligar dispositivos de acordo com uma programação, bem como se comunicar com sensores de rastreamento e alarme. Devemos o surgimento dos próprios sensores aos irmãos Joel e Ruth Spear, que em 1961 patentearam seu dimmer - um dispositivo que regula automaticamente a luz. Mas estes são os tempos em que os Beatles ainda nem tinham assinado o primeiro contrato!

Computador Eco IV

A implementação em massa ainda estava longe, mas já em 1978 ocorreu uma espécie de avanço, muitas vezes chamado de nascimento da casa inteligente moderna: a empresa escocesa Pico Electronics desenvolveu o primeiro padrão de transmissão de dados, universal para todos os dispositivos de automação residencial. A essência do padrão era criar um pneu com o qual qualquer fabricante pudesse equipar um eletrodoméstico, seja um espremedor de sumos ou um aspirador de pó. Era semelhante a uma linguagem de programação familiar a todos os especialistas ou a um sistema operacional no qual todos os aplicativos poderiam ser executados. A conexão era feita através de tomadas comuns, além de módulos de comunicação, controles remotos e até programas de controle para computadores. Devemos a era do padrão X10 ao surgimento de tecnologias que conhecemos, como luzes que acendem quando há palmas ou portas que abrem automaticamente.

Aparência padrão uniforme deu impulso a novas experiências e ao nascimento de um mercado especializado. Logo surgiu um novo termo: em 1984, um representante da Associação Americana de Construtores de Casas usou pela primeira vez a expressão “casa inteligente”, que mais tarde se tornou comumente usada. Para a associação, a criação do termo foi uma jogada de marketing, o que confirma a intensidade de desenvolvimento da ideia naquele momento.

A Electronic Industry Association também aderiu ao desenvolvimento do conceito e iniciou a criação de outro padrão universal. Seu protocolo, denominado CEBus (Consumer Electronic Bus), foi uma atualização do X10 e logo substituiu seu protótipo no mercado americano.

O primeiro conhecimento em massa das pessoas com o conceito de casa inteligente ocorreu em 1999. E o principal intermediário foi... a empresa Disney, que lançou um filme sobre uma casa informatizada que começou uma vida independente.

Quadro do filme “Casa Inteligente”

Na década de 2000, o segmento de automação residencial foi reabastecido com cada vez mais novas empresas manufatureiras. No entanto, a verdadeira revolução foi o aparecimento do primeiro iPhone e de outros smartphones. As aplicações e capacidades de hardware dos computadores portáteis inspiraram novas invenções entre os engenheiros: em 2012, segundo a ABI Research, 1,5 milhões de sistemas de automação residencial foram instalados somente nos Estados Unidos.

Como tudo funciona?

O funcionamento de uma casa inteligente é baseado no princípio de execução de comandos, e o controlador central pode recebê-los tanto de uma pessoa quanto de sensores. No primeiro caso, você pede ao sistema para fazer café, ligar o ar condicionado ou desligar o aquecimento, e o processador central, após processar o comando, envia para o aparelho desejado. Dependendo das suas preferências, a comunicação com o controlador central é realizada através de comandos de voz, controle remoto ou smartphone.

No segundo caso, a presença humana não é necessária. O computador envia comandos para os dispositivos certo tempo de acordo com algoritmos previamente especificados ou toma decisões por conta própria com base nas leituras do sensor, dependendo das condições variáveis. Por exemplo, em sistemas de termorregulação, os sensores de temperatura e umidade reportam dados ao sistema, que, por sua vez, define os parâmetros necessários para aquecimento, ar condicionado e umidificação. Outro exemplo: sensores de movimento detectam atividade na casa quando não deveria haver - o computador percebe isso como um sinal para ligar o alarme ou enviar uma mensagem ao serviço de segurança.

Controlador central para dispositivos domésticos inteligentes Xiaomi

Todo o sistema de casa inteligente consiste, portanto, em três elementos principais:

• sensores que percebem informações do mundo exterior;
• hub, ou controlador central, que processa informações e toma decisões;
• dispositivos que realizam tarefas práticas e facilitam nossas vidas.

Todos os componentes de um sistema doméstico inteligente podem ser conectados entre si por meio de comunicação com ou sem fio. A primeira opção parece mais arcaica, mas desta forma o sistema fica menos sujeito a falhas. Alguns fabricantes oferecem soluções baseadas em cabos por esse motivo; incluindo AMX, Ctestron, Evika. A comunicação por rádio, por sua vez, oferece mais conveniências e recursos, como facilidade de instalação e controle remoto. A comunicação sem fio envolve o uso de Bluetooth, Wi-Fi ou padrões especiais, que discutiremos mais adiante neste artigo. Os sistemas de automação sem fio são produzidos pela Gira, Vitrum, Z-Wave, Jung, Zamel e outros. Para garantir a confiabilidade e conveniência do sistema, alguns fabricantes (por exemplo, Insteon) oferecem soluções abrangentes baseado em fio e dispositivos sem fio simultaneamente.

Os sistemas domésticos inteligentes podem ser centralizados ou não centralizados. No primeiro, todos os dispositivos são controlados a partir de um único módulo, o que permite construir circuitos complexos automação. Os sistemas não centralizados consistem em cadeias autônomas de dispositivos ou mesmo em dispositivos “únicos”. Tais soluções proporcionam maior segurança do sistema.

Tecnologias de casa inteligente

O que realmente deveria ser considerado uma casa inteligente? A casa robótica de Bill Gates por US$ 200 milhões ou um apartamento modesto com sistema inteligente termorregulação e iluminação? Casa inteligente é um nome figurativo para todos os sistemas de automação residencial, e a enorme quantidade de tecnologias existentes no mercado podem ser combinadas e combinadas conforme desejado, dependendo de suas necessidades e preferências. Mas ainda vamos tentar colocar essa multidão em ordem.

Sistemas de controle de iluminação

O controle de luz é provavelmente o formato mais popular e acessível de sistemas de automação residencial; o segmento ainda tem seu próprio nome - “luz inteligente”. Provavelmente sua entrada já possui uma lâmpada que acende quando alguém bate palmas ou se move. A base de tais sistemas são dimmers e lâmpadas inteligentes, trabalhando em conjunto com sensores para medir a iluminação e a presença de um objeto vivo.

Aqui estão alguns exemplos dos principais recursos da “luz inteligente”:

• controlo da luz natural através da automatização do funcionamento de estores, cortinas, portadas e toldos (cortinas e cornijas Lutron);
• ligar/desligar a luz quando uma pessoa aparece na casa ou cômodo (lâmpadas inteligentes Philips);
• ajuste automático de brilho em função da iluminação, hora do dia e número de pessoas na sala;
• escurecer a sala quando a TV ou projetor está ligado;
• imitação da presença dos proprietários na casa para garantir a segurança (lâmpada BeON);
• notificação luminosa sobre vários eventos (lâmpada Xiaomi Philips EyeCare 2);
• “cenários de luz” - possibilidades de design para acentuação de luz e sombreamento de itens de interior (lâmpadas Nanoleaf Aurora Smarter Kit);
• a capacidade de definir algoritmos operacionais personalizados - acender a luz com brilho total ao acordar, definir luz suave durante a leitura, etc.;
• controle remoto do funcionamento da iluminação por meio de comandos de voz, programa em smartphone ou painel de controle.

Aplicação de lâmpadas Aurora em design de interiores

Os componentes do sistema de iluminação podem interagir via rádio, mas esta solução nem sempre é a mais conveniente. Um sistema balanceado pode ser chamado de complexo que inclui interruptores e dimmers convencionais com uma opção adicional controle remoto sem fio (interruptor Linear Z-Wave Dimmer). Ou, como está implementado na lâmpada de cabeceira Xiaomi Yeelight, a capacidade de controlar a luz através de um smartphone e um botão de hardware no próprio dispositivo.

Candeeiro de cabeceira Xiaomi Yeelight

Exemplos de luz inteligente incluem as seguintes tecnologias:

• lâmpada inteligente Elgato Avea Bulb, alterando não só o brilho, mas também tons de cores iluminação;
• Lâmpada Kickstarter LIFX que funciona sem controlador ou transmissor;
• Lâmpada Xiaomi CooWoo, que pode funcionar com uma bateria embutida;
• Tomada inteligente para lâmpada Vocca, controlada por voz e não requer dispositivos adicionais.

Um exemplo das capacidades de cores da lâmpada LIFX

Sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado

Os benefícios da vida, ocultos sob a sigla HVAC, são projetados para manter temperatura, umidade e pureza do ar confortáveis ​​e, mais importante, economizar energia. Combinar esses sistemas em um complexo automatizado foi uma das primeiras tarefas na implementação de conceitos de casa inteligente. A saúde humana depende diretamente do HVAC, pelo que não só a funcionalidade e a facilidade de utilização, mas também a estabilidade de funcionamento são mais importantes para estes sistemas.

Normalmente, o HVAC é combinado em um único sistema complexo que opera de forma autônoma e independente de outros componentes domésticos inteligentes. Isto é necessário para que em caso de falhas ou mau funcionamento de algum elemento do sistema HVAC, estes continuem a funcionar.

Os sistemas HVAC inteligentes executam as seguintes funções:

• manter uma temperatura constante e confortável em casa através do controle automático de radiadores, aquecedores elétricos e pisos aquecidos (sistemas Loxone);
• economizar dinheiro em aquecimento desligando ou reduzindo automaticamente a intensidade do aquecimento (termostato Nest Learning);
• reduzir a temperatura ambiente para um nível confortável à noite;
• regulação automática operação de umidificadores, desumidificadores e ionizadores de ar dependendo do indicador de umidade (Xiaomi Smartmi Air Humidifier);
• operação automática condicionadores de ar, unidades fan coil, ventiladores e sistemas de fornecimento de ar fresco (Keen Smart Vens);
• automação do funcionamento dos sistemas de abastecimento de água - por exemplo, fechamento de válvulas de abastecimento de água quando não há ninguém na casa (válvulas Insteon).

Controle seu termostato Nest a partir de seu smartphone

Estruturalmente, a autonomia dos sistemas HVAC é garantida pela conexão de dispositivos a um módulo principal separado. Para um sistema de aquecimento, geralmente é um termostato inteligente com painel de controle montado na parede - como o termostato inteligente Elgato Eve Thermo. O dispositivo regula automaticamente a temperatura dos radiadores ambientes de acordo com uma predefinição predefinida. Além disso, o controlador pode ser controlado através do aplicativo Apple Home Kit ou usando um botão no painel do dispositivo.

Termostato inteligente Elgato Eve Thermo

Sistemas de segurança

Muitos estão equipados com sistemas de segurança automáticos apartamentos comuns, longe de ser considerada uma casa inteligente. No entanto, os sistemas de segurança inteligentes podem complementar um sistema complexo de automação residencial e tornar-se parte integrante dele. Os sistemas de segurança estão equipados com câmaras, alarmes e um grande número de sensores diferentes: detectores de movimento, detectores de presença, detectores de abertura de portas.

É necessário distinguir entre engenharia e segurança pessoal. Para o primeiro, a casa inteligente oferece:

• rastreamento de vazamento sistema de encanamento(sistema NetBotz);
• sistema automático de extinção de incêndio (produtos EPOTOS);
• monitoramento de interrupções de fiação e proteção contra curtos-circuitos(Procure termovisores térmicos).

Procure um termovisor

Os sistemas de segurança pessoal desempenham as seguintes funções:

• vigilância externa através de videoporteiros, câmeras e dispositivos radiação infravermelha(Sensor de movimento Elgato Eve);
• envio ou salvamento remoto de dados (câmera em nuvem Oco 2);
• alarme automático ou ligue para o serviço de segurança (sistemas de luz e som Schneider Electric);
• monitoramento da integridade da cerca, janelas e portas do local (Kit de Monitoramento Residencial);
• controle dos direitos de acesso à casa (smart lock Kwikset Kevo).

Os sistemas de segurança pessoal operam de forma autônoma e são controlados a partir de um hub central. Adicionalmente, está instalado um sistema de alarme central, que interage de forma independente com o proprietário apenas para confirmar a necessidade de chamar os serviços de segurança.

Sistemas de monitorização para crianças, idosos, pessoas com deficiência e animais

Esta categoria foi criada para proteger os membros da família que necessitam de controle e supervisão. A seção poderia ser dividida em 3 partes, mas aqui nos limitaremos uma breve visão geral e classificação. Às vezes, mesmo que você não pretenda transformar sua casa em uma casa inteligente, essas tecnologias podem ajudar entes queridos e aliviar o estresse desnecessário durante a separação.

• videovigilância e comunicação de áudio através de câmeras de gravação e monitoramento em tempo real, babás eletrônicas e câmeras infravermelhas (babás eletrônicas Samsung);
• notificações remotas;
• movimentação e fecho automatizado de acessos às instalações (cadeira elevatória S-max Sella);
• monitoramento de indicadores de localização e saúde por meio de rastreadores GPS, sensores de atividade física e dispositivos para medição automática de indicadores médicos (Redmond SkyTracker).

Coleira inteligente Mishiko

Na Rússia, os sistemas e dispositivos desta categoria estão apenas ganhando popularidade, mas o mercado global não fica parado. Um bom exemplo de novas tecnologias nesta categoria são os monitores de vídeo Ramili Baby, que monitoram a respiração de uma criança, ou o sistema Tecnalia em desenvolvimento, que pode reconhecer um distúrbio nervoso em membros da família.

Monitor de bebê Ramili Baby RV1200

Gerenciamento inteligente de eletrodomésticos

Categoria aparelhos inteligentes e gadgets - os mais numerosos e interessantes. Isso inclui incríveis panelas de pressão inteligentes, geladeiras, centros multimídia e aspiradores de pó robóticos. A lista de dispositivos inteligentes modernos pode ser interminável, mas tentaremos classificá-los brevemente:

• Doméstico utensílios de cozinha: geladeiras, multicozinhas, fogões elétricos, exaustores, cafeteiras, espremedores de frutas, etc. (ecotester SOEKS);
• Outro eletrodomésticos: máquinas de lavar, aspiradores, balanças, secadoras, ferros de engomar, etc. (aspiradores robóticos Panda);
• Móveis e artigos de interior: cornijas, cortinas, portas automáticas, guarda-roupas, abajures, poltronas, camas de dormir, etc. (Cama Balluga);
• Equipamentos multimídia: TVs, projetores, reprodutores de vídeo, equipamentos musicais, sistemas de alto-falantes, karaokê (sistema Trivium multiroom);
• Jogos e entretenimento: jogos educativos para crianças, robôs, etc. (robô Ozobot).

Companheiro robô Zenbo

É incrível quantas coisas inteligentes existem e suas capacidades! Entretanto, o mercado de automação residencial também não está isento de problemas, então vamos falar sobre eles também.

Fragmentação e protocolos de mercado

O principal problema dos modernos sistemas Smart Home é a falta de um padrão universal que se adapte a todos os dispositivos do mercado. Ao configurar uma casa inteligente, você pode querer equipar o sistema com produtos vários fabricantes: por exemplo, segurança Sistema Xiaomi e uma câmera de segurança da Apple. Porém, muitas empresas não se preocupam com a compatibilidade de seus dispositivos com outros produtos. Na melhor das hipóteses, seu smartphone terá todo um conjunto de aplicativos - cada um para seu próprio componente de casa inteligente. Concordo, não é muito conveniente. Alguns equipamentos chegam a ser equipados com software proprietário de código-fonte fechado. Os interesses das empresas são óbvios, mas os interesses dos usuários são definitivamente ignorados pelos dispositivos que não funcionam no sistema.

O problema existe há muito tempo e já falamos na seção de história sobre a criação dos primeiros protocolos destinados a universalizar o funcionamento de todos os sistemas. Hoje existe uma tendência para a consolidação de empresas envolvidas no desenvolvimento de sistemas de automação residencial. Como resultado, cada vez mais dispositivos inteligentes suportam padrões universais. Os protocolos universais mais promissores e avançados atualmente são Z-Wave e ZigBee; Propomos nos debruçar sobre eles com um pouco mais de detalhes.

Z-Wave e ZigBee

Ambos os protocolos foram desenvolvidos especificamente para sistemas de automação residencial. Seu objetivo não é apenas fornecer universalidade ao sistema, mas também protegê-lo. Tanto o Z-Wave quanto o ZigBee pertencem à categoria de rede mesh; isso significa que a mensagem dentro deles possui vários caminhos para chegar ao seu destino. Essa distribuição reduz a probabilidade de falhas e garante segurança: caso algum nó seja danificado, a mensagem é redirecionada para o dispositivo disponível mais próximo. Em uma rede mesh, cada dispositivo está conectado a vários outros.

O Z-Wave opera na faixa de baixa frequência de rádio de até 1 GHz, o que é conveniente porque há significativamente menos interferência potencial do que a frequência de 2,4 GHz na qual o Wi-Fi e o Bluetooth operam. Uma vantagem adicional pode ser considerada atrasos baixos na transmissão de comandos curtos.

Cada vez mais empresas estão começando a apoiar protocolos abertos, até mesmo gigantes como a Xiaomi.

Além das vantagens de uma estrutura em malha, o ZigBee oferece a capacidade de selecionar um algoritmo de roteamento dependendo da condição da rede e dos requisitos do programa. O protocolo oferece maior segurança e baixo consumo de energia, o que significa longa vida útil da bateria dos dispositivos de rede.

Alianças únicas já foram formadas em torno de ambos os protocolos, que incluem fabricantes de sistemas para casas inteligentes. A lista de empresas é extremamente ampla; pode ser encontrada nos sites oficiais da Z-Wave e ZigBee.

Casa inteligente – futuro ou presente?

Imagine que Mark Zuckerberg, o fundador do Facebook, convidou você para ir à casa dele. Você entra em um corredor espaçoso, o assistente inteligente Jarvis acende uma luz moderadamente brilhante para que você possa tirar os sapatos e pendurar suas roupas. Na sala, uma assistente está arrumando luz suave, confortável para relaxar. Mark pede a Jarvis para colocar uma boa música de fundo - e os sons do saxofone de Miles Davis são ouvidos nos alto-falantes. Depois do jantar, você decide assistir a um filme e Jarvis liga a TV para você enquanto as luzes ao seu redor diminuem ao mínimo. Enquanto você aprecia a visualização, o assistente inteligente não fica parado: ele monitora a segurança das filhas de Mark e, se as crianças chorarem, Jarvis, na voz de Morgan Freeman, informará imediatamente o pai sobre isso. A campainha toca - os convidados chegaram. Jarvis imediatamente examina os recém-chegados e avisa ao dono da casa que está na porta. Depois de uma noite agradável, você vai dormir. De manhã, Jarvis prepara o café da manhã para todos os convidados e leva uma camiseta limpa para Mark - ele atira da bomba direto nas mãos de Zuckerberg!

Este exemplo de organização de uma casa inteligente é apenas um entre muitos. A casa de Bill Gates pode ser ainda mais surpreendente: está equipada com um elevador de vidro com comando de voz; piscina com sintonia automática temperatura confortável da água; um sistema de controle para todas as plantas do jardim e da casa e muito mais.

É claro que, para conseguir uma casa tão inteligente, você precisa liderar uma empresa de sucesso. Mas, em geral, as tecnologias inteligentes e os sistemas de automação já não são prerrogativa de uns poucos seleccionados: o mercado está a crescer e surgem cada vez mais soluções para os consumidores. Para montar sua casa inteligente, você só precisa ter vontade de mergulhar no assunto e se envolver diretamente na organização. Claro, existem muitas ofertas de soluções totalmente prontas - por exemplo, da BTicino, Crestron, Legrand e outras - mas você pode começar aos poucos. Digamos, a partir de uma lâmpada inteligente - por que não?

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Os usuários do site sabem bem que a partir do funcionamento confiável e ininterrupto de todos sistemas de engenharia O conforto de viver fora da cidade depende em grande parte da qualidade de um edifício residencial. O sistema Smart Home pode assumir a gestão da casa, dispensando o seu proprietário da resolução de problemas rotineiros. Em nosso artigo, coletamos respostas de especialistas para as dúvidas mais comuns sobre o assunto.

Com nosso artigo você aprenderá:

• O que é uma “Casa Inteligente”;
• Qual sistema pode ser considerado uma “Casa Inteligente”;
• Que oportunidades oferece ao seu proprietário;
• Em que tecnologia se baseia;
• Quais são os requisitos das redes elétricas para sua instalação? Como a iluminação é controlada;
• Como a confiabilidade e a segurança são garantidas?
• Qual é a vantagem de usá-lo?

Automação de controle

Para entender o que é uma “Casa Inteligente” e como funciona, você pode ler a descrição desse conceito na Wikipedia, mas é melhor entender o propósito dessa tecnologia junto com nossos especialistas.

Esta é a definição dada pelo chefe da empresa "Dacha Inteligente" Ilya Kovalchuk :

– “Smart Home” é um sistema construído com base em equipamentos de alta tecnologia. Seu principal objetivo é automatizar as operações de gerenciamento de diversos sistemas de engenharia em uma casa de campo.

Proporciona conforto, segurança, conservação de recursos e pode “assumir” as operações rotineiras, liberando os proprietários do chalé dessas ações.

E aqui está a definição dada pelo diretor de desenvolvimento da empresa Sistemas de luxo Ekaterina Koroleva :

– « Smart Home é um sistema de controle centralizado de aparelhos elétricos e equipamentos de engenharia. E os modos de operação de alguns nós, de uma forma ou de outra, dependem da operação de outros.

Assim, a tecnologia Smart Home oferece uma abordagem integrada.

Aqui está a definição do chefe do departamento de sistemas de fornecimento de energia da empresa GWD Engenharia Ilia Markov:

– Este termo geralmente significa a integração de sistemas, equipamentos e componentes em um único sistema inteligente de gerenciamento de casas.

Nomeadamente:

• gestão e comunicações;
• aquecimento, ventilação e ar condicionado;
• iluminação;
• construção de fonte de alimentação;
• segurança e monitoramento.

O controle do funcionamento de todos os sistemas pode ser feito remotamente - por meio de celular, tablet ou via Internet.

Diretor Geral da empresa Alef Elektro (Moscou) Andrey Nazarenko :

– Isto é melhor ilustrado pelo seguinte exemplo: usando um telemóvel ou tablet você pode:

• acenda a luz noturna da sala de estar;
• definir um cronômetro para fechar a janela após um determinado período de tempo para não congelar pela manhã;
• mudar de canal de TV ou selecionar um filme do servidor;
• verifique o status de todos os sistemas de segurança.

O mesmo pode ser feito usando um painel de controle especial - botão ou toque.

Ilia Markov:

– Podemos dizer que a “Casa Inteligente” se baseia em três princípios fundamentais:

• proporcionando conforto;
• garantir a segurança;
• garantindo a eficiência energética.

Ekaterina Koroleva :

– Existem dois tipos de sistemas:

1. Com fio.
2. Sem fio.

O edifício residencial possui proteção contra vazamento de água e detector de fumaça que envia SMS. Estes são dois sistemas diferentes e cada um deles é responsável pela sua estreita gama de responsabilidades.

Ekaterina Koroleva :

– Não pode ser chamada de “Casa Inteligente”, pois é impossível controlar esses sensores a partir de uma única janela da interface do sistema. Cada um desses dispositivos possui seus próprios parâmetros e configurações e funcionam de forma independente um do outro. Uma “Casa Inteligente” fornece coordenação e controle completos de todos os equipamentos elétricos e de engenharia.

A tecnologia é controlada por um programa inteligente e o seu funcionamento é adaptado às especificidades da casa e às preferências do proprietário. Para maior clareza, todas as informações disponíveis sobre seu funcionamento são exibidas em um display sensível ao toque localizado na parede. Graças à interface intuitiva, aos nomes dos comandos e às imagens explicativas, a gestão do sistema Smart Home é uma reminiscência de trabalhar num tablet eletrónico.

Conjunto mínimo de equipamentos

De acordo com Ilya Kovalchuk, um conjunto mínimo de equipamentos, em primeiro lugar, deve garantir a segurança, a possibilidade de monitorizar remotamente a casa através de videovigilância ou alarme e sensores de movimento, bem como a capacidade de controlar o aquecimento. Assim, a tecnologia protegerá contra roubos e situações de emergência.

Andrey Nazarenko :

– Se um sistema puder alterar seu status de forma independente, ele poderá ser considerado inteligente.

O principal objetivo da tecnologia é aumentar o nível de conforto de vida. Isso também inclui facilidade de controle: iluminação da sala, minimização dos painéis de controle dos equipamentos, operação ideal de todos os sistemas de engenharia da casa para economizar energia.

Pisos aquecidos que desligam o dia todo quando você sai para trabalhar e ligam uma hora antes de retornar, economizando energia, podem ser chamados de pisos aquecidos “inteligentes”.

Ekaterina Koroleva :

– Existe um pacote de funções mínimas que dá ao sistema o direito de ser chamado de “Casa Inteligente”. Inclui duas ou mais funções que podem ser controladas a partir de uma interface:

• controle de vazamento de água;
• segurança e alarme de incêndio;
• controle de vazamento de gás;
• controle de luz;
• controle climático;
• notificação de voz.

Ilya Kovalchuk :

– “Casa inteligente” também se refere aos sistemas de monitoramento e controle mais simples: Tomadas GSM, sistemas de alerta de emergência. Na minha opinião, isso pode ser chamado de qualquer esquema de controle ou monitoramento construído com base em equipamentos de alta tecnologia que traga benefícios reais ao seu proprietário.

Tecnologias e materiais modernos oferecem a oportunidade de aumentar gradualmente a funcionalidade, o que permite começar aos poucos e posteriormente criar um sistema de automação complexo e multifuncional.

Ilya Kovalchuk :

- Uma tomada controlada (que inclui um dispositivo de aquecimento) pode ser chamada de “Casa Inteligente”, mas para alguns pode realmente tornar a vida mais fácil, economizar nos custos de eletricidade e ajudar a tornar a vida mais confortável, mesmo em um apartamento. No futuro, poderá tornar-se parte de um esquema mais complexo.

Essa personalização flexível permite implementar qualquer solução.

Ekaterina Koroleva :

– As possibilidades são infinitas. A funcionalidade só pode ser limitada pela imaginação. Simplificando, todos os dispositivos que possuem um botão “ligar” ou "desligado" – pode ser automatizado.

Como é que isso funciona

Ilya Kovalchuk :

– A casa tem Internet, um controlador Smart Home e vários sensores de temperatura e movimento estão instalados. Mesmo um sistema tão mínimo notifica o usuário sobre uma intrusão em sua casa, enviando um sinal para seu telefone: notificação por SMS. O sistema também inclui controle de temperatura e umidade da casa.

Além disso, ao adicionar módulos de tomadas (tomadas inteligentes ou instalação de relés), torna-se possível controlar automaticamente - de acordo com um cronograma ou alguns eventos - o controle de equipamentos elétricos e o nível de iluminação. Dependendo da temperatura ambiente, ligue e desligue aparelhos de aquecimento e condicionadores de ar individuais, mantendo um ambiente confortável. Além disso, se você possui um medidor multitarifário, e também na ausência dos proprietários, você pode economizar energia elétrica desta forma.

Ilya Kovalchuk :

– Quando for à dacha pode fazê-lo com antecedência, via telefone, Internet, etc. instalar temperatura confortável. Por segurança, sensores de incêndio, sensores de vazamento de água e sensores de vazamento de gás podem ser adicionados ao sistema a qualquer momento.

Posteriormente, quando tais sensores são acionados, é possível desligar a água e o gás.

O sistema pode ser expandido quase infinitamente.

Usando a Casa Inteligente você pode:

• portões de entrada abertos, persianas, persianas;

• controlar a luz;

A luz pode acender em resposta à aproximação de pessoas e apagar quando elas se afastam.

• gerir caldeiras de aquecimento e pisos aquecidos, mantendo a temperatura ideal;

• monitorar a casa e o território por meio de câmeras CCTV;

A imagem pode ser transmitida em tempo real para a tela de um telefone, tablet ou laptop.

• substitua todos os controles remotos controle remoto TVs e dispositivos multimídia;

• imitar a presença de pessoas;

Ao acender e apagar as luzes, levantar e baixar as persianas, cria-se uma aparência de actividade que pode afugentar os ladrões em caso de ausência prolongada dos proprietários.

• automatizar a rega.

Tudo isso pode ser controlado remotamente, a partir de qualquer dispositivo, e você pode receber notificações sobre o funcionamento dos sistemas.

Recursos de instalação

Ilya Kovalchuk :

– Existem muitos sistemas e protocolos projetados para implementar “ Casas inteligentes" Essencialmente, qualquer protocolo projetado para automação pode ser usado. Do protocolo industrial RS-485 para normal Wi- Fi.

EM no momento Os protocolos de controle mais populares são aqueles projetados especificamente para automação residencial e, em sua maioria, sem fio, ou seja, não requerem colocação de grande número de fios, mudanças globais na fiação elétrica, etc.

A base para uma “Casa Inteligente” pode ser um computador pessoal comum, e muitos controladores são dispositivos com sistemas operacionais da família Linux.

Andrey Nazarenko :

– A melhor opção construindo uma “Casa Inteligente” - quando todos os dispositivos trocam dados entre si via cabo usando um protocolo KNX.

KNX é um único sistema unificado padrão internacional troca de dados destinada a sistemas de controle automatizados.

Muitos desenvolvedores pré-colocam o cabo nas paredes. No futuro, isso possibilitará a instalação de equipamentos sem alterações dispendiosas no interior acabado.

Ekaterina Koroleva :

– O principal requisito do equipamento é a sua confiabilidade. Além disso, o equipamento deve ser flexível para programação, funcional e ter custo aceitável.

Se você planeja usar o sistema Smart Home em sua casa, precisa pensar nisso ao projetar todos os sistemas de engenharia.

O processo de instalação do sistema é dividido nas seguintes etapas:

• Na fase de trabalho duro, todas as comunicações são estabelecidas, incl. - e fios.
• Na fase de conclusão trabalho de acabamento está tudo instalado equipamento necessário, sensores, armários de automação, são configurados e o sistema é programado.
• Em seguida vem o comissionamento e comissionamento do sistema.

Você pode equipar qualquer casa com um sistema Smart Home usando equipamento que opera através de um canal de rádio. Mas tais equipamentos não oferecem 100% de garantia de execução do comando. E se o proprietário quiser automatizar a instalação após a reforma, todas as comunicações podem ser escondidas em um teto falso ou no chão.

Porque "Casa inteligente" depende de eletricidade, atenção especial deve ser dada à instalação da rede elétrica.

Ilya Kovalchuk :

– Todo o equipamento necessário para criar “Casas Inteligentes” é projetado para redes padrão de 220 V. Graças ao equipamento sem fio, qualquer casa existente pode ser tornada “inteligente” sem alterar particularmente a sua fiação, sem reparos ou alterações no design das instalações, etc.

Qualquer casa começa com segurança, por isso a sua parte eléctrica também deve ser “inteligente”. Tudo é importante - o cálculo correto da seção transversal do fio, a presença de um RCD ou disjuntor diferencial e o aterramento.

Ilya Kovalchuk :

– Considerando que um “plugue inteligente” não é muito mais caro que um plugue normal soquete moderno, incluindo o custo da sua instalação, então criando uma “Casa Inteligente” de raiz e elaborando um projecto antecipadamente, o custo da automação pode ser reduzido e a poupança em electricidade pagará rapidamente este aumento de custo.

Estamos descobrindo se, devido ao consumo de energia do sistema Smart Home, teremos que receber quantias absurdas de contas de luz no final do mês.

Ilya Kovalchuk :

– Um dos principais objetivos do sistema Smart Home é economizar recursos energéticos. Equipamentos de controle, sensores e atuadores são de baixa corrente e consomem um mínimo de eletricidade.

Em termos de consumo de energia, os custos são insignificantes e as poupanças podem ser múltiplas. Instalações elétricas devidamente instaladas e confiáveis ​​já são um elemento de uma “Casa Inteligente”. Os sistemas Smart Home podem operar de forma mais estável do que muitos outros eletrodomésticos.

Qualquer residente do país se deparou com uma situação de queda de energia e não está claro o que fazer neste caso.

Ekaterina Koroleva :

– Em casos de falha de energia, o sistema muda automaticamente para o modo de operação de emergência. As leituras de todos os sensores são registradas e, quando a eletricidade é fornecida a 100% do volume, tudo retorna ao estado “como antes do desligamento”.

Vamos imaginar que as luzes da casa estão apagadas. Neste caso, o sistema Smart Home irá notificá-lo por voz de que ocorreu um desligamento. Caso não haja ninguém em casa, o sistema enviará um SMS e ligará para o usuário no celular. Em baterias fonte de alimentação ininterrupta o sistema continuará a funcionar e a apoiar os principais consumidores de energia eléctrica: frigorífico, sistema de aquecimento, iluminação de emergência, sistemas de segurança. Em caso de ausência prolongada de energia elétrica, o sistema liga automaticamente o gerador.

Ilya Kovalchuk :

– Para garantir a funcionalidade de todos os elementos: Internet, videovigilância, sensores e atuadores, basta uma boa fonte de alimentação ininterrupta de computador.

Porque Todos os equipamentos Smart Home são de baixa corrente, então monitoram e opinião neste caso, permanecerá com ele. O proprietário da casa fica sabendo de uma queda de energia, aquecimento que não funciona, outras emergências e situações de emergência etc.

Considerando as peculiaridades do nosso fornecimento de energia, é aconselhável a instalação de estabilizadores de tensão. Isto é necessário para o funcionamento normal de aparelhos elétricos convencionais.

Os sistemas de fornecimento de energia podem incluir fornecimento de energia ininterrupto durante quedas de energia. Podem ser geradores, com ou sem arranque automático, integrados no circuito eléctrico global, ou simplesmente permitindo o funcionamento de um número mínimo de aparelhos eléctricos. Também podem ser sistemas de alimentação ininterrupta mais complexos e caros baseados em inversores e baterias.

Esses sistemas fornecem eletricidade a todo o edifício por até um dia ou mais.

Dispositivos elétricos e outros equipamentos podem ser protegidos contra picos de energia e ruído de impulso por disjuntores diferenciais, protetores contra surtos e dispositivos de corrente residual.

Ilya Kovalchuk :

– Para aumentar a autonomia da habitação, os consumidores de eletricidade podem ser divididos em dois grupos - importantes ( equipamento de caldeira, geladeira, sistema de alarme, etc.) e menores. Em caso de queda de energia, a própria automação desligará alguns dos aparelhos elétricos menos importantes, alimentando apenas os equipamentos elétricos mais importantes do gerador.

Contamos os benefícios

Todo proprietário de uma casa de campo deseja que todos os investimentos em habitação sejam 100% rentáveis. E para compreender como funciona o sistema Smart Home e como pode poupar dinheiro, é necessária uma abordagem integrada.

Ilya Kovalchuk :

– Se o controlo de aquecimento estiver incluído nos sistemas Smart Home, o sistema pode pagar-se a si próprio numa estação de aquecimento.

Retorno de outros sistemas – segurança, sensores de incêndio, sistemas de monitoramento de vazamentos de água, vazamentos de gás, congelamento de tubulações – nesses casos também é óbvio.

Ekaterina Koroleva :

– O sistema se pagará integralmente no minuto em que evitar uma emergência, incêndio, inundação, vazamento de gás, entrada não autorizada nas instalações, etc.

Além disso, usando a automação, você pode monitorar remotamente sua casa durante as férias, com a capacidade de controlar eletrodomésticos, luzes e clima a partir de qualquer dispositivo móvel ou PC.

Para resumir o artigo, podemos dizer que usar Smart Home» você constantemente mantém o controle do trabalho em sua casa.

É geralmente aceito que o conceito de “Casa Inteligente” (do inglês smart house) tenha origem em meados do século passado, mas devido ao alto custo de implementação, tais projetos não se difundiram. A situação mudou radicalmente com o desenvolvimento da electrónica e actualmente tais sistemas, embora ainda não sejam implementados em todo o lado, já não são vistos como uma curiosidade. Propomos considerar o que é uma “Casa Inteligente”, o seu leque de tarefas, bem como a possibilidade de implementar de forma independente tal projeto.

O que é o sistema Casa Inteligente?

Este termo refere-se a um complexo de software e hardware que permite automatizar e simplificar a gestão de diversos sistemas, bem como de outros equipamentos de uma casa ou apartamento.

A título de exemplo, aqui estão as funções que podem ser atribuídas à “Casa inteligente” (doravante SH):

Controle do sistema de iluminação, por exemplo:

• acenda a luz com base no sinal do sensor de movimento;
• imitação da presença dos proprietários (as luzes são acesas periodicamente em diferentes cômodos);
• alterar várias opções de iluminação interior;
• controle remoto da luz usando um tablet ou smartphone, etc.

Opção de conjunto funcional do sistema de segurança:

• recebimento de mensagens SMS em caso de ativação, desativação e funcionamento do sistema;
• envio de mensagens MMS de câmeras de vídeo quando sinais são recebidos de sensores de movimento;
• a capacidade de visualizar gravações de vídeo pela Internet, etc.

Sistema de controle climático:

• manter a temperatura em um determinado nível, com possibilidade de ajuste remoto (por exemplo, por meio de um smartphone);
• configuração de modo economia máxima na ausência de proprietários, etc.

Este está longe de ser um conjunto funcional completo; pode ser ampliado dependendo dos desejos e capacidades financeiras. Graças ao desenvolvimento de tecnologias sem fio, a escalabilidade do sistema não requer grandes revisões.

Quais são as desvantagens da Casa Inteligente:

• Qualquer sistema eletrônico não está imune a falhas ou congelamentos. Você precisa estar preparado para o fato de que a qualquer momento precisará reconfigurar sistemas eletrônicos e componentes manualmente;
• Caro. Nos mercados russo e da CEI, os fabricantes vendem sistemas a um preço mínimo de 2.000 a 5.000 dólares, dependendo dos “recheios” e dos desejos do cliente.

Como tornar a sua casa “inteligente”?

Idealmente, a implementação de tais soluções deveria ser realizada na fase de construção, mas esta opção deve-se a vários motivos não é popular entre os desenvolvedores. Como resultado, restam duas opções de automação:

1. Contacte uma empresa especializada, onde, com base nas especificações do cliente, será elaborado um projeto com a sua posterior implementação. O custo mínimo de tal solução varia, conforme mencionado acima, na faixa de $ 2.000 a $ 5.000, o máximo depende do conjunto funcional e do equipamento utilizado.
2. Desenvolver e implementar de forma independente o sistema Smart Home.

No primeiro caso, o cliente recebe solução pronta, chave na mão. No segundo, o custo de implementação pode ser reduzido significativamente, senão em uma ordem de grandeza, pelo menos várias vezes, principalmente se você utilizar a plataforma Arduino para esse fim (falaremos sobre isso um pouco a seguir). Devemos avisar que serão necessárias habilidades de programação para implementar o projeto, mas os desenvolvedores tentaram simplificar ao máximo esta tarefa.

Resumidamente sobre a plataforma

A base da plataforma é uma placa com um microcontrolador (doravante denominado MK) e um kit de corpo eletrônico para o mesmo. Existem muitos emitidos para o controlador vários sensores e placas de expansão com determinadas funções.

Designação:

1. Porta para flashing (USB padrão).
2. Botão de reinicialização total.
3. Sinal de tensão de referência.
4. Contatos para sinais digitais.
5. Sinal TX.
6. Sinal RX.
7. Porta para conexão de um programador externo.
8. Contatos para sinais analógicos.
9. Conectando energia externa.
10. +5 V.
11. +3,3 V.
12. Sinal de reinicialização.
13. Conector para fonte de alimentação.
14. Microcontrolador.

A peculiaridade da plataforma é que o processo de programação do MK é simplificado ao máximo. Firmware usando o programa bootloader integrado através daquele na placa Porta USB. Em caso de “sobrescrição” acidental deste programa, é possível atualizá-lo usando programadores padrão.

Para a programação é utilizado um shell livre (Arduino IDE), compatível com os sistemas operacionais mais comuns (Windows, Linux, Mac OS). Este invólucro inclui editor de texto para escrever programas, compiladores e bibliotecas. Como idioma base Uma versão simplificada de C++ é usada para programação. Mais informação completa Informações sobre a programação MK podem ser encontradas no site do desenvolvedor e em fóruns temáticos. Nessas mesmas fontes você pode aprender tudo sobre visualização de gerenciamento de sistemas.

Shell de programação Arduino

O custo estimado do módulo base original é de US$ 30 a US$ 50 (dependendo da modificação), os análogos chineses custam de US$ 10 a US$ 16.

Exemplos de placas de expansão e sensores

Vamos dar breve descrição escudos que podem ser necessários ao desenvolver seu próprio projeto de SH.

Módulo para conexão a uma rede local ou à Internet utilizando o protocolo padrão TCP/IP. O elemento principal é o controlador ENC28J60. Este dispositivo permite organizar o gerenciamento do sistema visualizado a partir de um site.

Conectando o módulo de rede ao Arduino

O módulo GPRS/GSM SIM900 permite gerenciar o sistema utilizando a troca de dados através da rede de qualquer operadora móvel. Para se conectar à rede, um padrão Cartão SIM. É possível enviar mensagens SMS e MMS; a biblioteca do módulo suporta outras funções;

Relé eletromecânico 10 A 250 V, pode ser utilizado para controle de iluminação ou outras cargas relacionadas. Quando a alimentação é conectada, o LED vermelho acende; se o relé estiver ativado, o indicador verde acende adicionalmente. O sinal pode ser fornecido por qualquer saída digital do MK.

Infelizmente, quando carga máxima ou próximo a ele para relés eletromecânicos, após algumas semanas de operação os contatos podem começar a travar, portanto não são adequados para controlar o funcionamento de caldeiras de sistemas de aquecimento elétrico. Mas não se preocupe, você encontra módulos para a plataforma Arduino para todas as ocasiões, nesta situação você pode resolver o problema usando um relé de estado sólido, por exemplo SSR-25DA.

Designações:

1. GND na placa base.
2. Para saída digital, por exemplo, D
3. Fonte de alimentação: 220 V.
4. Conexão de carga.

Observe que este módulo é implementado em um triac e, para isso, operação estávelé necessária a remoção de calor, por isso recomendamos a compra de um radiador padrão junto com o módulo.

Sensores

Vejamos agora vários tipos de sensores que também podem ser úteis para o projeto, começando pelo detector de movimento IR HC-SR501.

Designações:

1. Alimentação de uma fonte na faixa de 5-12 V (pode ser conectada a +5 V na placa controladora).
2. Sinal vindo do sensor (conecta-se a qualquer entrada digital do MK)
3. GND está conectado ao pino correspondente na placa base.
4. Tempo de atraso (mantendo um lógico na saída) – de 5 a 300 seg.
5. Sensibilidade do sensor (pode ser ajustada de 3 a 7 metros).
6. Mude para o modo “H” (com uma série de operações, uma unidade lógica é definida).
7. Configurando o modo “L” (quando ativado, um único pulso é enviado).

Não menos útil é o sensor digital de temperatura DS18B20 (fabricado nas versões selada e regular). Sua peculiaridade é que os dispositivos não necessitam de calibração e cada um deles possui seu identificador único. Ou seja, o sensor transmite dados de temperatura e seu número único. Graças a isso, vários sensores podem ser instalados em um loop e as informações recebidas podem ser processadas programaticamente. O limite de comprimento dos fios de sinal é de 50 metros.

Concluindo o tema sensores, apresentamos um módulo para medição de umidade que pode ser utilizado como indicador de vazamento de água ou para organização de rega de plantas de interior ou estufa.

Designações:

1. Saída digital, conecta-se a qualquer conector correspondente na placa base MK. Sinais sobre umidade correspondente ao limite de resposta.
2. A saída analógica informa sobre a umidade atual.
3. Fonte de alimentação +5 V.
4. Controle de limite de sensibilidade.

Fornecemos apenas três sensores típicos compatíveis com a plataforma; na verdade, existem muitos mais; Você pode conhecer a variedade desses produtos nos sites dos fabricantes.

Terminada a revisão do equipamento, passemos ao projeto de um sistema de controle e automação, precisamos começar declarando o problema;

Definição de condições iniciais

Em primeiro lugar, é necessário decidir sobre o enunciado do problema, ou seja, sobre a funcionalidade do sistema. Digamos que temos apartamento estúdio, que pode ser dividido nas seguintes zonas:

• Tambor.
• Corredor.
• WC conjugado com casa de banho.
• Cozinha.
• Sala de estar.

Tarefa: automatizar o controle do sistema de iluminação, caldeira e ventilação.

Vamos definir tarefas para cada uma das zonas.

Tambor

EM nesse caso Você pode acender a luz automaticamente quando se aproximar porta da frente. Ou seja, você precisará de um sensor de movimento. Neste caso, é necessário levar em consideração o nível de iluminação, respectivamente, a automação deve funcionar apenas em; hora escura dias. Para fazer isso, você precisará de um sensor GY302 ou similar (não o incluímos na análise, mas encontrar uma descrição não será um problema). Ligar e desligar a lâmpada (após o tempo especificado no programa) pode ser confiado a um relé de estado sólido de baixa potência, por exemplo G3MB-202P , projetado para uma corrente de carga de 2 A.

Corredor

O controle da iluminação nesta área pode ser organizado de acordo com o mesmo princípio do vestíbulo. Você pode adicionar a luz para acender quando abrir a porta da frente. Um interruptor reed de porta padrão é adequado como sensor.

WC e banheiro

O acendimento da caldeira pode estar associado à presença dos proprietários no apartamento. Se não houver ninguém presente, a automação desliga à força o aquecedor de água através do módulo SSR-25DA. Não adianta monitorar a temperatura de aquecimento, pois esses dispositivos desligam automaticamente quando um determinado limite é atingido. As luzes e coifas devem acender automaticamente quando uma pessoa entra na área e desligar após um certo tempo se nenhum movimento for detectado.

Automação de cozinha

O controle de iluminação desta zona pode ser deixado manual, mas pode ser duplicado com controle automático que apaga a luz se nenhum movimento for detectado muito tempo. Ao utilizar fogão elétrico ou a gás, o exaustor deve ligar e desligar algum tempo após o cozimento. É possível controlar o funcionamento do exaustor através de um sensor de temperatura, que detecta o aumento da temperatura quando a estufa é ligada.

Sala de estar

Nesta sala, é melhor controlar a iluminação manualmente, mas você pode implementar a capacidade de desligar automaticamente a luz quando houver um nível de iluminação suficiente.

O exemplo dado é bastante arbitrário, pois cada um desenvolve o algoritmo para o funcionamento de uma Casa Inteligente dependendo das preferências pessoais.

Características de termorregulação

Concluindo, daremos algumas recomendações para controle de aquecimento. A maior inércia deste sistema deve ser levada em conta. Existe uma grande probabilidade de que o controlo simplesmente ligando e desligando o aquecimento, de acordo com uma determinada faixa de temperatura, possa criar condições bastante desconfortáveis. Neste caso, deve-se utilizar o algoritmo de regulação PID; uma biblioteca com sua implementação para Arduino está disponível na Internet.

Sem entrar em detalhes, podemos descrever o funcionamento deste algoritmo da seguinte forma:

• É feita uma análise entre a temperatura necessária e a atual na sala e, com base no resultado, é definida uma determinada potência do sistema de aquecimento.
• As perdas constantes de calor são levadas em consideração. Eles podem depender temperatura externa ou outros fatores. Portanto, ao atingir a temperatura definida, o aquecimento não é desligado completamente, mas é reduzido ao nível necessário para compensar a perda de calor.
• O último fator que influencia o funcionamento do algoritmo leva em consideração a inércia do sistema de aquecimento, que não permite que a temperatura ultrapasse a faixa definida.