Как сделать умный дом своими руками: какие умные вещи и датчики вам понадобятся

Сколько стоит установка системы умный дом и ее выгода для человека

Как свидетельствует зарубежная статистика, невзирая на высокую стоимость проекта умного дома, он окупается относительно быстро. Кратко стоит упомянуть о главном преимуществе системы. Умный дом позволяет уменьшить эксплуатационные расходы на все виды коммунальных услуг. Представим две части одного дома. В одной половине без систем «Умного дома», а во второй половине с системами «Умного дома». На рисунке убедительно видно преимущество «Умного дома» перед классическим вариантом эксплуатации домовых систем. Как показывают многолетние наблюдения, сэкономить можно до 30 % на электроэнергии, 40 % – на воде, до 50 % – на обогреве.

Управление климатом, особенно в загородном доме, представляет собой самую быстро окупаемую систему для заказчика. В зависимости от времени суток и текущего сценария «Умный дом» поддерживает минимально необходимую температуру во всех помещениях. При уходе из дома электрические обогреватели, теплые полы, кондиционеры и вентиляция отключаются, остается только радиаторное отопление на минимальном уровне. Если хозяева уезжают на несколько дней, вентиляция включается периодически для быстрого проветривания. Запуск систем происходит либо по расписанию, либо вручную со смартфона через Интернет. Например, если человек знает, что приедет домой и ляжет спать, то он прогревает спальню и ванную, остальные комнаты остаются в режиме «не замерзания». Такая работа приводит к значительной экономии, вплоть до 50%.

Часто спрашивают такую вещь как «стоимость системы за квадратный метр». В системах «Умный дом» такой характеристики не может быть. Клиент может выбрать выключатели обычные недорогие, а может выбрать специальные «умно-домные» панели KNX в 20-30 и более раз дороже. Та же самая аудиосистема музыки «мультирум», которую обычно считают вместе с автоматикой в одной смете, может стоить дороже всей автоматики. Есть системы на базе центрального элемента, который может стоить не меньше, чем периферийное оборудование. А есть распределенные системы без центрального элемента, но вся периферия (датчики, выключатели) имеют свой дорогостоящий «мозг». Для понимания конечной стоимости нужно обсуждать конкретно каждый элемент каждой системы дома. Это будет залогом того, что результат удовлетворит клиента. Более 25 % загородных домов за пределами МКАД на конец 2017 года уже полностью или частично были оснащены интеллектуальным управлением. При этом цифра продолжает уверенно расти.

Положительное восприятие большинством россиян концепции «Умного дома» говорит о высоком потенциале данной технологии. Более половины респондентов при опросе считают, что технологии «Умного дома» окажут сильное влияние на их жизнь в ближайшие несколько лет.

Почему же данное технологическое предложение до сих пор не пользовалось должным спросом в нашей стране? Проанализировав мнения респондентов, можно выделить несколько основных барьеров при покупке устройств «Умный дом»:

• Высокая стоимость устройств. Традиционно новые технологии в сознании потребителей соотносятся с большими затратами.
• Нехватка информации о возможных технологиях, решениях, сферах применения, а также кажущаяся сложность использования. Многие домовладельцы просто не знают предложений рынка «умных домов», считают их прерогативой элитного жилья, требующей сложных установочных мероприятий и мудреного управления.
• Угроза защищенности персональных данных.

В реальности же эти причины не имеют под собой никаких оснований. Раньше подобные системы действительно требовали сложного монтажа, а иногда и специального обслуживающего персонала. Но сегодня технологии стали намного доступнее и удобнее: системы «Умный дом» становится с каждым годом дешевле и доступней. Сегодня пользоваться подобными устройствами могут даже дети или наши любимые бабушки. Подобные системы являются многокомпонентными решениями, покупатель может сам выбрать необходимые ему устройства и датчики, тем самым полностью самостоятельно спланировав собственный бюджет.

Автоматизация системы отопления

Автоматизации подлежит, как электрическое, таки и централизованное (газовое) отопление. Умный дом своими руками реализовать достаточно сложно. Необходимы знания по электрике и физике. Стандартная отопительная система состоит из котла (газового, электрического, реже твердотопливного), трубопроводов — прямого и обратки. Оборудование подключается к датчикам, информация с которых будет считывать контроллер. Для подключения «умного» отопления понадобится:

• контроллер Arduino;
• модуль расширения Arduino;
• термопара, которая выполняет замер дымовых газов;
• блоки реле — 4 штуки (по 2 на активатор и насос);
• дисплей и переходники к нему;
• водяной термометр цифровой.

Собирается схема на основе вышеуказанных компонентов, готовая плата устанавливается в процессор компьютера. Описание, как собрать Arduino, можно наглядно посмотреть на видео. Для последующей сборки создается проект печатной платы в программе Fritzing, на нее в среде программы устанавливают нужные компоненты. Плата проходит тестирование на работоспособность с помощью ПО. Затем посредством среды разработки Arduino записывается программный код на собранный контроллер.

Код подбирается с учетом подключаемых модулей и возможностей умного дома. Одна схема способна реализовать несколько сложных решений по автоматизации отопления умного дома. Существует множество учебников, позволяющих запрограммировать самостоятельно нужные опции в модуле. Контроллер позволяет менять параметры системы на ходу посредством программирования. Система будет считывать показания датчиков и управлять работой котла.

Умные дома в России

Если проанализировать рынок таких систем, становится понятно, что сейчас он достаточно узко локализован. В основном спрос есть в Москве и Подмосковье. Конечно, рынок расширяется и в регионы, однако основной спрос создает “элитное” потребление – рынок России вряд ли будет обширным в ближайшее время. В основном это обусловлено консервативностью потребителей и достаточно высокой стоимостью, а большинство жителей не испытывает объективной потребности в подобных системах. Здесь играют роль два фактора:

• Достаточно высокая стоимость ограничивает спрос, и “умный дом” остается привилегией жителей с высокими доходами.
• Функциональность такой автоматики не является незаменимой, и “умный дом” занимает не слишком понятное положение в системе потребностей типичного жителя.

Значительная часть квартир уже оснащена механизмами, играющими почти ту же роль, что и умный дом, но с меньшей интеллектуальной изысканностью. Взятые по отдельности, кондиционер или сигнализация обойдутся дешевле, чем интегрирующий их умный дом, и эффект объединения не столь значим, если сравнивать его с ценой.

Можно сделать вывод, что “умные дома” в том виде, в каком они существуют сейчас, несмотря на достаточно высокие темпы продаж, в ближайшем будущем будут предметами штучного потребления.

Особенности установки в частном доме и в квартире

Создать умную систему в квартире в разы проще из-за меньшего количества элементов

Разработать и поставить автономное управление функциями бытовых приборов в квартире намного проще, быстрее и дешевле, чем в частном доме.

В квартире сфера использования электроники ограничивается освещением, водоснабжением, аудио-визуальными приборами и электрическим обогревом. При этом следует помнить о недопустимости установки водяного пола, а также о мощности сети, которая должна обладать должным запасом.

С частной недвижимостью намного сложнее. Владелец должен позаботиться о сигнализации, уличном освещении, обогреве водостоков, канализации и водопровода. Нельзя забывать об электрическом приводе на ворота и калитку.

Как сделать Умный дом своими руками

Установка интеллектуальной системы «Умный дом» требуют правильного исполнения, поэтому многие пользователи обращаются за помощью к профессионалам. Однако обладая лишь элементарными навыками, монтаж и подключение аппаратуры вполне доступно осуществить своими руками.

Все оборудование для организации умного дома условно делится на три основные категории:

• датчики – реагируют на происходящие изменения и отправляют сигнал на основное устройство;
• центральный контроллер – обрабатывает полученную информацию, принимает решение и отправляет сигнал на приборы;
• исполнительные устройства – элементы, которые получают и беспрекословно выполняют команды.

Все компоненты системы подключаются к смарт-системе посредством проводной и беспроводной связи. Первый вариант считается устаревшим, но до сих пор остается самым надежным способом соединения в отличие от второго, который, напротив, менее стабилен. Связь между приборами в этом случае осуществляется посредством Wi-Fi, Bluetooth и других стандартов.

Датчики, видеокамеры и другие элементы

Основные функции в системе умного дома выполняют датчики. Условно их можно разделить на две группы: отслеживающие движение и реагирующие на изменение состояния окружающей среды. Первые используются в охранных целях и реализации интеллектуальной подсветки. К ним относятся:

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

Система управления и связи

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

Порядок монтажа

• Установить серверный шкаф и проложить сеть кабелей, после чего замаскировать монтажными коробками.
• В техническом помещении установить выключатели, разместить оборудование для электроснабжения, подключить автоматику.
• Установить систему управления, акустические колонки, в соответствии со схемой произвести монтаж приборов.
• Выполнить проверку системы в тестовом режиме для выявления просчетов и недоделок.
• На завершающем этапе произвести окончательную настройку аппаратуры, и ввести систему в эксплуатацию.

При правильном выполнении всех этапов работ, начиная с создания проекта и заканчивая установкой оборудования, «Умный дом» начнет эффективно функционировать, обеспечивая комфорт и безопасность его обитателей.

Зачем мне нужен «умный дом».

Автоматизация облегчает и улучшает вашу жизнь в доме или квартире, более того, она позволяет экономить время и деньги. Вот несколько доводов в пользу начала создания своего умного дома.

1. Автоматизация повышает эффективность. Это относится как к эффективности отдельных систем в вашем доме, так и к эффективности всего хозяйства. Например, поскольку система автоматизации способна управлять несколькими устройствами, вы можете одним нажатием кнопки отключить термостаты и выключить свет, когда решите поехать в отпуск. Не надо будет волноваться, что вы что-то забыли сделать.
2. Автоматизация экономит ваши деньги. Только умное управление освещением, отоплением, вентиляцией или кондиционированием позволяет снизить затраты на электроэнергию на 15-20%, по утверждениям разработчиков систем автоматизации. Для владельцев собственных домов сюда добавляется и возможность использования нестандартных систем обогрева или охлаждения, что также резко уменьшает затраты на электричество и позволяет быстро окупить инвестиции в «умный дом».
3. Автоматизация удобна.   Возможность контролировать множество электронных устройств (свет, отопление, аудио/видео, шторы и двери, замки, системы безопасности и т.д.) с помощью одного сенсорного устройства на стене или просто смартфона — уже одно это заставляет задуматься об автоматизации дома.
4. Автоматизация создает комфорт. Возможность активно контролировать различные электронные элементы дома обеспечивает комфорт, при котором окружающая вас среда — от установки освещения до включения музыкального центра — начинает вам подчиняться.
5. Автоматизация обеспечивает спокойствие. Система контроля домашних устройств позволяет избежать проблем, которые могут возникнуть по забывчивости или из-за неумения. Вы из любого места можете проверить, все ли нормально в вашем доме и, при необходимости, провести коррекцию с помощью смартфона.

Принцип работы и устройство Умного дома

• С закрытым протоколом. Этот тип предполагает использование программного обеспечения, технологий и устройств только от одного определенного производителя. Применение продукции других компаний исключено.
• С открытым протоколом. Допускают использование программ, аппаратуры и дополнительных аксессуаров от разных производителей. Как правило, все элементы в такой системе совместимы, хотя выпускаются различными компаниями.

Поскольку оборудование для организации «умного дома» стоят недешево, стоит убедиться, что оно соответствует индивидуальным требованиям каждого обитателя квартиры или дома. Необходимо также изучить функциональные возможности каждой из систем. По способу организации подключения они делятся на два основных типа.

Проводные

Подобная система характеризуется:

• высокой надежностью – отсутствует риск повреждения проводки, поскольку она надежно скрыта;
• длительным эксплуатационным периодом — в приборах отсутствуют батарейки, требующие периодической замены;
• высокой скоростью отклика – после нажатия кнопки или запуска программы, команды выполняются моментально, без задержек, что избавляет жильцов от ожидания;
• отсутствием рисков взлома системы.

Проводные системы рекомендуется устанавливать на этапе ремонта жилья, поскольку требуется прокладка и разводка кабеля. Для монтажа рекомендуется использовать щит (60х150 см). Из-за сложности проекта и схемы расположения приборов ремонтные и монтажные работы целесообразно доверить мастерам. Это позволит избежать ошибок и сохранить дорогостоящую аппаратуру.

Беспроводные

Беспроводная смарт-система уступает в надежности проводной, поскольку ее нормальное функционирование напрямую зависит от качества связи. На ухудшение сигнала способны влиять:

• мобильные телефоны и электроприборы, создающие радиопомехи;
• материал, из которого изготовлены стены квартиры или дома:
• аккумуляторные батарейки, которые быстро выходят из строя и требуют регулярной замены.

Ознакомившись с вариантами смарт-систем в зависимости от типа подключения, стоит обратить внимание и на конструкции, классифицирующиеся по принципу работы

Централизованная

Благодаря наличию большого количества выходов, к контроллеру можно подключать различную аппаратуру в зависимости от выбранного сценария и его сложности. Несмотря на популярность централизованного способа управления умным домом, система имеет ряд существенных недостатков:

• Зависимость от человека, то есть программиста. Если связь с ним будет утеряна, придется искать другого специалиста и перепрограммировать систему.
• Выбор качественного контроллера. Если логический модуль выйдет из строя, система полностью перестанет функционировать.
• Высокая стоимость . Она включает не только затраты на оборудование и соединительные элементы, но также на использование услуг программиста.

С чего начать при постройке умного дома

Как ни странно, начать надо все же не с умного чайника, а с системы, в которую мы будем встраивать все свежекупленные девайсы. Таких систем сейчас достаточно много, однако мы назовем несколько наиболее известных.

• Google Home
• Amazone Echo
• Xiaomi Smart Home Suite

Мы разместили эти системы в порядке убывания цены, однако это не значит, что какая-то из них лучше или хуже. Из этого только следует, что, наверное, самым дорогим решением является умный дом от Google. Кроме того, надо упомянуть, что свои собственные разработки в данной области имеют практически все крупные ИТ-компании, например, Apple, Samsung, Huawei и пр. Также на рынке полно нишевых решений, которые обычно дороже, но и больше приспособлены для кастомизации.

Как установить и настроить?

Установка «умного дома» вполне доступна своими руками, но так как монтаж и технология требуют правильного исполнения, то лучше всего обратиться за помощью к специалистам. Подрядная организация начнет с определения особенностей объекта, потом предложит самый подходящий проект. После проектирования составится смета, в которую будут включены устройства управления и схема системы.

Если же хозяин дома уверен в своих способностях и сможет сделать монтаж самостоятельно, то ему необходимо выполнить следующие этапы.

• До начала ремонтных работ в жилье следует проложить сеть кабелей и установить серверный шкаф, стойки под него и все закрыть монтажными коробками. В техническом помещении нужно разместить оборудование для электрического снабжения, выключатель, и подключить автоматику к модулям.
• После того как ремонт помещений завершен, можно установить акустические колонки и систему управления, подсоединяя сенсорные панели. Далее следует осуществить тестовую настройку системы.
• Завершающим этапом станет окончательная настройка техники и проведение испытательных работ, после чего установка вводится в эксплуатацию. При правильном выполнении проектирования и монтажа система «умный дом» начнет эффективно функционировать и наполнит интерьер жилья гармонией и комфортом. Чтобы ее надежно спрятать от посторонних глаз, еще на стадии отделки комнаты понадобится умело скрыть вспомогательное оборудование и проводку.

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 от «Яндекс»

Умный пульт имитирует сигнал обычного пульта от бытовой техники. К примеру, у вас дорогой кондиционер Mitsubishi, но без «умных» функций. Менять конечно вы его не хотите. Вы открываете приложение «умного» пульта и включаете настройку и синхронизацию с обычным ИК-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 станет частью экосистемы «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 влажности, вы задаете следующее условие для сценария: если температура на датчике выше 27 °C, то нужно включить кондиционер на 24 градуса, если температура ниже 22 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 1300 ₽
• «Умный» пульт Aqara Cube от 900 ₽
• «Умный» пульт HIPER IoT IR2 от 800 ₽

Управление голосом

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

Умная колонка Яндекс.Станция

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 11–16 000 ₽. Впрочем, есть и бюджетные варианты, вроде «Яндекс.Станции Мини» за 5000 ₽

Примеры «умных» колонок:

• «Яндекс.Станция» от 10500 ₽
• Apple HomePod Mini от 10 000 ₽
• Google Home от 10 000 ₽

Примеры недорогих «умных» колонок:

• Google Home Mini от 3200 ₽
• «Яндекс.Станция Мини» от 5000 ₽
• «Умная» колонка Prestigio Smartvoice (работает с Марусей) от 3500 ₽

Климат-контроль: регулировка температуры помещения

Под управлением климатом подразумевают не только управление отоплением, но и всей климатической техникой, присутствующей в доме. Все компоненты должны работать согласовано, создается схема, объединенная в один интерфейс и обеспечивающая максимальный комфорт хозяевам. Система климат-контроля включает регулировку температуры и влажности, кондиционирование и вентиляцию (фильтрацию), руководство отоплением. Температурный режим контролируется, и включается соответствующая техника, например, кондиционер для охлаждения либо отопление для обогрева включается на большую мощность.

Система озонирования и ионизации поддерживает чистый и свежий воздух в каждой комнате, очистит его от бактерий и неприятных запахов при необходимости. В специальных помещениях, например, в кладовке, будет поддерживаться определенный микроклимат согласно заданным условиям.

Сплит-системы и кондиционеры будут работать согласовано с другими приборами и в каждой комнате по разному сценарию. Вентиляция и увлажнители контролируют подачу воздуха и увлажнение согласовано автоматически, а также на резервном питании, когда отключена электрика.

Google Home и Amazon Echo

С Google Home совместимы практически все гаджеты, работающие на Android, а это и смартфоны, и умные часы, ТВ-приставки, бытовая техника и пр. Однако богатством девайсов система от Google похвастаться не может. Зато может, например, выйти в интернет, чтобы заказать пиццу или суши, причем для этого имеется голосовой интерфейс Ok Google.

Система Google Home умеет работать с любыми девайсами на Android

Стоимость различных вариантов Google Home колеблется от 5 до 40 тыс. рублей., однако гаджеты и датчики сюда не входят.

Решение для умного дома от Amazon в целом похоже на Google Home. Та же умная колонка, тот же голосовой интерфейс управления (Alexa, разумеется), тот же небогатый выбор гаджетов. Однако Amazon учел этот минус и начал сотрудничать с компаниями-производителями бытовой техники, гаджетов и электрооборудования. Полагаю, что довольно скоро мы увидим результат этого сотрудничества.

Решение для умного дома от Amazon в целом похоже на Google Home

Цена различных вариантов Amazon Echo колеблется от 12 до 30 тыс. рублей. Гаджеты и датчики в стоимость не входят.

Подготовительные работы и пошаговая инструкция

Сложнее всего составить проект, учесть все нюансы и мелочи

Подготовительный этап является самым сложным. Он заключается в составлении грамотного проекта, где должны быть учтены все нюансы. После этого нужно закупить оборудование, материалы и инструменты.

Пошаговая инструкция по монтажу системы автоматизации дома:

1. Проведение разметки.
2. Установка приборов управления — двигателей, приводов, подъемников.
3. Монтаж элементов системы — пульта управления, датчиков, ламп, розеток, теплого пола, бытовой аппаратуры и техники.
4. Соединение установленного оборудования в единую сеть.

В заключение осуществляется поэтапная синхронизация узлов, проведение настройки, калибровки и испытание системы на всех режимах.

Виды систем

Сегодня существует много вариантов таких систем, у каждой из которых есть свои характеристики и особенности, представленные в таблице.