Современный рынок насыщен разнообразными системами и комплексами, превращающими обычный дом в «умный», или «интеллектуальный». Послушать производителей, так их девайсы сделают гениальным даже скворечник.
Что собой вообще представляет умный дом и в чём этот ум выражается, и сложно ли научить своё жилище «уму-разуму» самостоятельно. В статье мы расскажем что такое умный дом и о том, как сделать умный дом на даче своими руками с минимальными затратами, то есть дёшево.
Что такое умный дом и как сделать умный дом на даче своими руками, с минимальными затратами
1. Что такое «умный дом».
2. Современные системы «умный дом».
3. Умный дом на даче своими руками с минимальными затратами — вариант «амёба».
4. Пример системы «умный дом» с минимальными затратами.
4.1 Датчик времени.
5. Возможности блочной системы «умный дом».
6. Схемы систем умного дома — сочетание приборов.
Содержание
Что такое умный дом
Так как мы делаем умный дом на даче, для примера его мы и будем рассматривать, рассказывая, что такое умный дом. Он иногда подолгу стоит без хозяев, либо в нём проживают постоянно и немного интеллекта ему не помешает.
В наше отсутствие, самостоятельно либо при нашем минимальном участии наш умный дом должен:
- защищаться от злоумышленников,
- ухаживать за придомовой территорией (хотя бы поливать клумбы, газоны и огород),
- осуществлять климат-контроль,
- в случае критической, форс-мажорной ситуации, как-то пытаться с ней справиться, одновременно информировать нас,
- обеспечивать возможность управления и настройки всем вышеперечисленным, где бы мы не находились.
Большинство систем «умных домов» существующих на рынке позволяют всё это и ещё сверх того.
Современный умный дом завязан на центральный процессор и внешнее управление
Само устройство существующих систем умного дома сходно с живым существом:
Специальные электронные датчики — это глаза и уши дома. Электрические импульсы от них по проводам-нервам передаются в контроллер — мозг системы. Контроллер в зависимости от сигнала выбирает подходящую программу действий и включает двигатели-мышцы соответствующих исполнительных механизмов.
Внешне всё просто, понятно и неплохо работает. Но есть и вопросы. Начнём с цены.
Современные системы «умный дом»
Цены на интеллектуальные системы на порядок снизились даже по сравнению с началом века, и продолжают снижаться. Но все равно «кусаются». На сегодня смета на систему «умного дома» в минимальной комплектации начинается где-то от 120 тыс. рос. руб. (2018 год).
Дальше — надёжность. Замыкание всего комплекса на общем контроллере приводит к тому, что даже небольшой сбой или поломка центра управления может вывести из строя весь комплекс.
Последний из серьёзных недостатков — избыточность функций.
Один из недостатков современных систем умного дома — избыточность функций
Статистика, собранная на основании опросов владельцев говорит, что возможности современных систем хозяева используют в лучшем случае на 60-70%. То есть, из заплаченных за систему денег, треть оказываются потраченными зря.
Умный дом на даче своими руками с минимальными затратами — вариант «амёба»
Как мы видим, основные проблемы происходят из самого факта наличия центрального процессора и дороговизны всего комплекса устройств. А можно ли обойтись без центрального процессора? Давайте посмотрим.
Практически во всех случаях домашней автоматизации нужно простое и конкретное действие в ответ на конкретный сигнал.
В живой природе по принципу «сигнал — реакция» действует амёба. И то, что за миллионы лет она не удосужилась обзавестись даже подобием мозгов, заставляет хотя бы рассмотреть возможность и целесообразность подобного подхода.
Опять же в нашем случае число таких сигналов, как и требуемых реакций не бесконечно. Более того, их даже не очень и много.
Поэтому не будем замыкать всю автоматику на общий центр, а создадим комплекс из относительно простых, независимых друг от друга устройств, каждое из которых умеет делать что-то одно.
Минусами такой системы будут:
- сложность управления,
- сложность наладки и синхронизации действий отдельных элементов в процессе развития системы.
Преимущества такой системы умного дома на даче с минимальными затратами в отсутствии недостатков систем с центральным управлением и возможности добавлять блоки умного дома поэтапно, экономя и растягивая трату средств:
Блочная структура не имеет общего процессора который может выйти из строя
- выход из строя одного или даже нескольких устройств в большинстве случаев не отразится на действиях остальных,
- устройства, обеспечивающие работу каждого узла на порядок проще, а значит надёжнее общего процессора,
- сеть можно наращивать постепенно, добавляя элементы по мере необходимости, что устраняет вопрос избыточности функций и снижает единовременные затраты.
Пример системы умный дом с минимальными затратами
Для примера описания системы умного дома на даче, которую можно сделать своими руками и с минимальными затратами возьмём следующую задачу: грунт на нашей грядке с сельдереем должен иметь определенную влажность, а значит, её нужно поливать. Причем поливать только если земля на грядке высохла и никак иначе.
Для подачи воды проложим пластиковые трубы и шланги, подсоединив их к водопроводу или через насос к баку с водой. Открывать и закрывать воду вместо обычного крана будем электромагнитным клапаном, который работает от электричества.
Для контроля влажности используем датчик влажности почвы. Этот прибор пошлет электрический сигнал, если её влажность упадет ниже определенного уровня.
К датчику подсоединим еще один электрический механизм — реле. При подаче на него сигнала от датчика, реле замкнет контакты электрической цепи, в которую мы включим насос и (или) электромагнитный клапан.
Теперь при высыхании грунта датчик подаст ток на реле, реле замкнет контакты силовой цепи. Заработает насос, откроется клапан, вода пойдёт на грядку.
Но это ещё не всё. Как только влажность достигнет нормы, датчик перестанет подавать электрический ток на реле, и оно отключит полив.
Система автоматического полива из датчика, реле, эл. магнитного крана (клапана) — просто и не требует центрального процессора. На фото система из 4-х независимых линий.
С автоматизированным поливом в подробностях вы можете ознакомиться в специальной статье. Для нас же важно, что описанное устройство проявляет вполне достаточный для наших целей рассказа об умном доме на даче «интеллект». То есть отслеживает ситуацию, при изменении ситуации осуществляет корректирующее действие, а когда заданные параметры достигнуты, снова переходит в режим ожидания.
Датчик времени
Опытный садовод заметит, что подачу воды нужно привязывать не только к влажности. Как правило, полив желательно выполнять ранним утром или вечером.
Поможет ещё одно устройство — таймер. Он способен размыкать или замыкать контакты в заданное время.
Добавим его в цепь датчика влажности и настраиваем так, чтобы цепь была замкнута, к примеру, с восьми вечера до пяти утра. Этим мы добьёмся, что поданный датчиком влажности сигнал дойдёт до реле, лишь когда наступит подходящее для полива время.
Возможности блочной системы «умный дом»
Художник имеет палитру из нескольких красок, смешивая которые получает безграничное количество цветов и оттенков.
Нашу палитру умного дома своими руками, или, скорее, даже мозаику составят электронные устройства, каждое из которых способно к определенным действиям.
Некоторые устройства мы упоминали в примере с автоматизацией полива. Рассмотрим их названия и возможности подробнее:
- Датчики. Устройства способные реагировать на освещение, температуру, давление, влажность и ещё кучу явлений. Результатом будет электрический сигнал. Он может быть как простым «есть – нет», так и сложным, учитывающим интенсивность явления, его частоту и другие параметры (аналоговые датчики).
- Реле. Получив электрический сигнал, реле замыкает или размыкает контакты мощной
цепи. Реле могут действовать по разному. Скажем, размыкать или замыкать контакты, если на реле подан ток. Замыкать при подаче, а при отсутствии тока размыкать контакты или, наоборот — размыкать при наличии тока, а замыкать при отсутствии. - Таймер. Механическое или электронное устройство, подающее электрический сигнал, или замыкающее контакты в заранее установленное время, либо через установленные промежутки времени.
Программируемые таймеры могут выполнять сложные задачи — например, замкнуть контакты с пяти утра до половины шестого, затем разомкнуть, спустя три часа пятнадцать минут опять включить, но уже на шестьдесят пять минут и т.д. и т.п.
Устройство, сочетающее таймер и реле называют реле времени.
Реле времени — один из базовых узлов системы «умный дом»
- Исполнительное устройство. Механизм, выполняющий какое-либо действие, при подаче на него эл. тока.
Исполнительные устройства могут быть относительно простые — электромагнитный клапан, нагревательный элемент, а так же более или менее сложные, например кондиционер, видеокамера или автоматические жалюзи.
- Мультимедийные устройства — микрофоны, видео камеры, громкоговорители.
- Устройства, передающие и принимающие сигналы на значительном расстоянии с помощью электромагнитных волн.
- Запоминающие и записывающие устройства.
Имеющиеся в продаже устройства нередко совмещают несколько возможностей. Видеокамеры имеют встроенный микрофон, умеют записывать изображение и звук на флешкарту или встроенный жесткий диск, передавать данные в интернет или с помощью сотовой связи.
Схемы систем умного дома — сочетание приборов
Используя различные сочетания возможностей приборов, мы можем научить своими руками наш дачный дом многим интересным трюкам.
Например, зимой, перед нашим приездом автоматически включить отопление. Закрыть окна шторами, когда встало солнце или ставнями, когда пора ложится спать, заранее подогреть воду для душа, воспрепятствовать проникновению на дачу злоумышленников, использовать автоматическое освещение.
Такие устройства не особо сложно собрать, соединив готовые блоки. Скажем, реле времени и автоматические шторы, датчик движения и освещение и т.д.
Спаять узел умного дома по готовой схеме не столь сложно, как может показаться
Кто хоть немного дружит с паяльником и знает основные обозначения электронных деталей, может собрать ряд узлов самостоятельно. Достаточно найти в сети подходящую схему и купить необходимые реле, датчики и прочие детали. Мы так же в серии статей расскажем как сделать автоматическое отопление, автоматическое освещение, как сделать автоматическую противопожарную защиту и защиту от проникновения злоумышленников своими руками.
Такой подход, кроме того, что интересен, будет минимален и по финансовым затратам. Так, к примеру, вполне реально собрать описанную выше систему полива.
В результате ваш дом постепенно наполнится различными устройствами, не зависящими или мало зависимыми друг от друга. Каждое, из таких устройств будет выполнять одну или несколько функций.
В целом же такая сеть самостоятельно будет решать задачи, которые входят в обязанности умного дома. Если самостоятельно справиться с проблемой у неё не получится, она подаст сигнал хозяевам, позовет на помощь полицию или пожарную команду. Но об этом мы поговорим в других статьях об умном доме на даче своими руками.
Книга «»Умный дом» своими руками» предназначена для радиолюбителей, однако она может быть полезна всем тем, кто интересуется электроникой. Здесь описывается проектирование системы «Умный дом» на основе микроконтроллера PIC16F628A в программном продукте MPLAB. Модули и элементы системы отлаживаются на единой макетной плате. Отметим, что для всех экспериментов, которые описаны в книге, можно применять единую микросхему контроллера. Программатор, который работает с программой PonnyProg2000, без проблем собирается, а также не содержит каких-либо дефицитных элементов. Управляющая программа системы может быть создана на Visual Basic либо на любом другом языке. Компьютер в лаборатории каждого радиолюбителя постепенно превращается, по сути, в саму лабораторию. Необходимо сказать, что в заключительной части Вы найдете справочные материалы по основные командам микроконтроллера PIC16F628A, схемам датчика движения, а также программатора, предназначенные для программирования Р1С-контроллеров.
9,395 просмотров всего, 1 просмотров сегодня