Использование технологий «умного» дома позволяет экономить до 40% энергоресурсов. Энергосбережение.. Проектирование и инсталляция систем «умного дома».. Техническое задание.. Управление освещением, климатом, охраной, медиаустройствами.. Проводная и беспроводная технология «умного» дома.. Протокол KNX.. Протокол связи Z-Wave.. Технология EnOcean.. Протокол Х10.. Контроллеры.. Сенсорные панели.. Датчики.. Серверы.. Удаленный доступ..
На дворе 21 век – век информационных технологий. Быстро меняющийся мир меняет и наше представление о жилье. Возникают новые задачи - сделать жизнь максимально удобной и комфортной. Новые технологии «умного» дома успешно решают эти задачи. Современные решения приходят на смену классической электрике.
«Умный» дом – что это такое?
Если коротко – это интеллектуальная система управления домом, обеспечивающая автоматизированную работу всех систем жизнеобеспечения и безопасности и делающая проживание в таком доме удобным и комфортным.
Определение, которое не лучше и не хуже многих других. Хотя то, что под этим понимается, люди могут оценивать по разному.
Интересно сравнить отношение к «умному» дому, к его назначению в России и в европейских странах.
В нашей стране «умный» дом по порядку приоритетов – это комфорт, имидж и охрана собственности при индивидуальном подходе к проектированию (для высокобюджетных проектов).
Поскольку высокобюджетный «умный» дом служит, прежде всего, целям комфорта и эффективной защиты, внедряется целый комплекс технических средств: системы видеонаблюдения, сигнализации, оповещения и пожаротушения, датчики движения, огня/дыма и протечек, механизмы управления дверьми, окнами и ставнями, устройства для имитации человеческого присутствия и т. д. Он должен сам включать охрану, вызывать полицию и оповещать хозяина о происходящих событиях в его отсутствие.
Для минимальных бюджетов – это простая охранно-пожарная сигнализация, иногда с функцией GSM-оповещения.
В Европе предназначение «умного» дома – это, прежде всего, энергосбережение при максимальной унификации. Расчеты показывают, что использование технологий «умного» дома позволяет экономить до 40% энергоресурсов. Это объясняет тот факт, что строительная индустрия в Европе уже на этапе проектирования закладывает унифицированные «умные» технологии для всех категорий строящихся объектов. При покупке недвижимости первое, что интересует европейского покупателя – оснащен ли дом системами энергосбережения. Этот же фактор влияет и на стоимость недвижимости.
Принципы построения «умного» дома
Следует отметить, что настоящий интеллектуальный дом — это дорого и сложно. Основными клиентами, определяющими устойчивый спрос, остаются семьи с высокими доходами (владельцы люксовых квартир и коттеджей) и коммерческие предприятия. Такие системы требуют профессионального проектирования, желательно на этапе строительства объекта, а также сложного монтажа, настройки и обслуживания. Кроме того, определенных знаний непосредственно для управления такими системами.
Если вы поставили перед собой цель построить полноценный «умный» дом, управляющий всеми автоматизированными системами дома из любой точки планеты, то вам необходимо обращаться к одному из дистрибьюторов таких фирм, как ABB, Siemens, Legrand, Berker, Gira и др., профессионально занимающихся проектированием и инсталляцией подобных систем. В зависимости от того, какие функции «умного» дома вам нужны, специалисты компании выберут концепцию системы, разработают индивидуальный проект вашего «умного» дома, произведут монтаж и настройку системы. Разумеется, комфорт и безопасность «под ключ» стоят немалых денег. Если вы готовы за это платить, то «no problems!».
.JPG)
Стремясь расширить клиентскую базу, многие фирмы производят отдельные его элементы, которые не требуют встраивания в единую информационную систему (базовые варианты систем освещения, климата, безопасности и т.д.). Зачастую владельцам квартир или загородных домов и не требуются максимальные возможности дорогих систем. Сегодня на рынке существует целый ряд устройств «начального уровня», для монтажа и настройки которых не требуются большие затраты на дорогостоящее проектирование, прокладку новых кабельных сетей, комплексное программирование. При этом подобные модули и их наборы выполняют широкий спектр функций «умного» дома. Самыми востребованными из них остаются функции управления освещением, климатом, охраной, домашними медиаустройствами, которые можно реализовать на вполне доступных по цене комплектах устройств.
Базовые варианты систем освещения, климата, безопасности и т. д. представляют собой минимальные стандартные наборы систем «умного» дома, полностью совместимые между собой (они должны быть одного производителя). По принципу детского конструктора из отдельных модулей можно собрать нужную вам систему «умного» дома. При желании всегда можно подключить новый функционал, сохранив уже существующий. Это дает уникальную возможность расширения функций «умного» дома в перспективе, оптимально планируя время и затраты на оборудование.
При разработке любых вариантов системы важно помнить, что «умный» дом должен, помимо комфорта и безопасности, обеспечить рациональное потребление и экономию энергоресурсов. Иначе говоря, окупаемость проекта должна быть заложена в него изначально.
Особенности проектирования
Проектирование «умного» дома надо начинать еще до начала строительства или капитального ремонта. Для монтажа проводки, установки датчиков, выключателей и силовых щитов с исполнительным оборудованием необходимы соответствующие строительные работы. Даже в беспроводных системах исполнительные устройства, как правило, требуют подведения силовой проводки, т.е. монтажных и строительных работ.
Самое сложное в системах «умный» дом - это составить техническое задание (ТЗ), разобраться, что нужно, для чего и с какими функциями. Для начала сам заказчик должен определиться с тем, какие функции для него действительно важны, а какие нет.
В дальнейшем встает вопрос выбора оборудования «умного» дома и компании производителя.
Прежде чем приступать к составлению ТЗ, необходимо прояснить два момента:
• Что из себя представляет объект, который вы хотите автоматизировать;
• Какие функции «умного» дома вы хотите реализовать.
Характеристика объекта и ваши требования к проекту необходимы в любом случае, сами вы будете этим заниматься или приглашенные вами специалисты. Квартира или загородный дом? Дом после отделки или на этапе строительства? Количество этажей и размер участка? Какими системами вы хотите управлять? Каждый дом индивидуален, поэтому и запросы у разных владельцев будут, соответственно, разными.
Только при полном понимании особенностей своего объекта и своих предпочтений вы сможете определиться в главном: какая из технологий «умного» дома вам подходит?
Их, по большому счету, всего две: проводная и беспроводная.
На этом этапе полезно познакомиться с плюсами и минусами каждой из них и утвердиться в правильности своего выбора.
Проводные системы
Достоинства: кабель прокладывается один раз и навсегда, обеспечивая высокую скорость работы и бесперебойность.
• Высокий уровень надежности связи и защищенность от внешних воздействий.
• Дешевле беспроводных решений в случае, если установка ведется при строительстве или ремонте здания. Является идеальным решением на этапах застройки.
• Еще один плюс проводных систем – их функционал гораздо шире, чем беспроводных.
• Опыт эксплуатации проводных систем «умного» дома доказал их высокую надежность, поэтому они уверенно занимают значительный сегмент рынка.
Недостатки: высокая стоимость при инсталляции в готовом доме (необходимы строительные работы, прокладка кабелей). Для снижения стоимости проводные системы нужно устанавливать на этапе строительства или капитального ремонта дома.
Беспроводные системы
Преимущества: можно устанавливать в уже готовый дом, не требуется прокладка кабелей, переделка, ремонт и т. д.;
• Низкое энергопотребление;
• Считается, что при прочих равных условиях, беспроводные системы дешевле проводных.
Недостатки: по надежности уступают проводным системам.
Дело в том, что беспроводные системы работают с микромощными сигналами. При благоприятных условиях, при отсутствии помех, этот сигнал может быть распознан на открытой местности на расстоянии до 100м. В условиях инфраструктуры дома сигнал ослабляется, иногда могут появляться «мертвые» зоны.
Сразу же надо отметить, что среди беспроводных технологий девайсы на 433 мГц – это не лучший выбор, гораздо надежней из них – на 868 мГц. А самый лучший вариант – это девайсы на 868 мГц с обратной связью. В последнем случае сенсор повторяет сигнал, пока не получит подтверждение от исполнительного устройства (актуатора), что команда выполнена.
• Требуется своевременная замена батареек.
На крупных объектах, где устанавливались сотни и тысячи датчиков, уже были зафиксированы случаи многочисленных отказов оборудования из-за вовремя не замененных элементов питания.
На самом деле нельзя противопоставлять проводные и беспроводные системы.
И те и другие имеют свои плюсы и минусы. Наверное, оптимальный вариант – это комбинированные системы. Скажем, сенсоры – беспроводные, а исполнительные устройства (актуаторы) – проводные. Зачастую на практике именно так и поступают, ведь объекты управления привязаны к определенным местам, поэтому к ним заранее можно подвести провода. А управление может выполняться из любой точки дома, что удобно осуществлять по ИК или радиоканалу.
Что касается выбора конкретной компании.
Надо иметь ввиду, что системы «умный» дом и их компоненты не являются товарами массового спроса, поэтому вы не найдете их в обычных магазинах электротоваров шаговой доступности. Как правило, крупные европейские компании-производители Siemens, Gira, Jung, ABB, Legrand, компания HDL (Китай) имеют сеть дилерских центров в различных регионах России. В офисах или на их сайтах можно получить консультацию, заказать индивидуальный проект «умного» дома или приобрести оборудование. Есть российские компании (ЭвриКо, INSYTE Electronics и др.).
На самом деле производители компонентов для «умного» дома используют одни и те же стандарты и протоколы передачи данных. Важно, какие именно протоколы передачи данных используются конкретной компанией, какие среды, какой набор устройств и с какими функциями. А также цены на сравнимое оборудование.
По ценам: американские компоненты при том же качестве всегда будут на порядок дороже европейских. Также зависит цена от бренда компании. При том же функционале цена от нераскрученной компании всегда будет ниже, чем от известного бренда. Если сравнивать цены на аналогичные устройства западных и российских компаний, здесь выбор очевиден в пользу российских компаний. Еще дешевле можно найти китайские компоненты «умного» дома, но здесь нужно быть предельно осторожным в выборе производителя.
Протокол передачи данных KNX
Общеевропейский протокол передачи данных, разработанный в результате слияния трех европейских технологий EIB, EHS и Batibus. Получил широкое распространение во всем мире, в том числе в России.
KNX протокол используют около 300 компаний-производителей (!), среди которых немало российских. Это значит, что оборудование различных компаний совместимо друг с другом и взаимозаменяемо в любых системах, которые используют KNX. В этом протоколе используются следующие среды передачи данных:
• витая пара - специальный кабель с фиксированной скоростью передачи 9600 Бит/с (для проводных систем);
• силовая линия - скорость передачи 1200 Бит/с (по сети 220В, 50Гц);
• радиоканал - для обмена используются два частотных окна 868 и 433 МГц.
По технологии KNX выпускается весь ассортимент оборудования, позволяющий строить любые конфигурации систем «умного» дома – проводные и беспроводные, в том числе по силовой сети. Также для управления может применяться ИК-канал, например, дистанционные пульты.
Многие российские компании, использующие технологии KNX, входят в ассоциацию КОННЕКС (Россия). Ассоциация проводит обучение специалистов в своих учебных центрах, организует семинары, разрабатывает программное обеспечение для проектировщиков систем «умного» дома, а также учебные материалы для широкого круга пользователей.
Беспроводный протокол связи Z-Wave
Протокол Z-Wave используют около 200 компаний-производителей во всем мире. Все они совместимы между собой. Данная технология достаточно популярна и получила распространение в России благодаря ее интересным особенностям.
Чем интересна технология Z-Wave?
Основная особенность Z-Wave состоит в том, что он относится к формату «сделай сам» (DIY), то есть, установку и настройку системы владелец жилья может сделать самостоятельно.
Протокол Z-Wave был разработан для квартир и небольших домов. Обычно такие системы могут содержать от 5 до 100 устройств. Типичные задачи, решаемые при помощи Z-Wave - это установка проходных выключателей, перенос выключателей на более удобный уровень, дистанционное управление воротами и жалюзи, включение света по датчикам движения, и др. Все эти задачи не требуют прокладывания проводов. Z-Wave гарантирует подтверждение доставки и повторную отправку в случае, если пакет не был доставлен до получателя. Все устройства Z-Wave основаны на чипах одной серии, которые доступны желающим создавать на этой базе собственные системы.
До недавнего времени сдерживающим фактором для применения Z-Wave в России была рабочая частота 868.42 МГц, тогда как в России разрешенная частота 869.0 МГц. Сегодня уже есть компании (Z-Wave.Me и др.), которые специально заказывают у производителей устройства с разрешенной частотой 869 МГц для продажи в России.
Разумеется, российский ассортимент таких устройств немного меньше, чем европейский. Однако для реализации подавляющего большинства функций «умного» дома этого достаточно.
Беспроводная технология EnOcean
Отличительная особенность беспроводной технологии EnOcean – не нужно следить за своевременной заменой элементов питания в датчиках, поскольку батареек там просто нет. Необслуживаемые выключатели и датчики черпают энергию для своей работы из окружающей среды - от нажатия на клавишу выключателя, от энергии света, от энергии разницы температур. Принцип – установил и забыл.
Технология совместима с другими протоколами. Позволяет использовать оборудование любого производителя в одной системе, существенно расширяя ее возможности. Стандартизацией оборудования занимается EnOcean Альянс, в который входит около 250 компаний.
Дальность распознавания на открытой местности - до 300м. В условиях инфраструктуры дома – до 30м. Лидер среди беспроводных систем по уровню энергопотребления.
Из недостатков EnOcean – высокая стоимость, что сдерживает широкое распространение технологии сегодня.
Протокол связи Х10
Протокол связи Х10 и основанный на нем стандарт был разработан в 1975 году компанией Pico Electronics для управления домашними устройствами по проводам электрической сети 220В, 50/60 Гц). Команды (пакеты колебаний на частоте 120 кГц) передаются в момент перехода напряжения через ноль.
Достоинства: дешевизна и доступность.
Недостатки: невысокая скорость выполнения команд, отсутствие обратной связи и низкая помехоустойчивость (из-за нестабильности частоты 50Гц и помех), что требует применения специальных мер защиты (не всегда помогают). Этого достаточно, чтобы не рассматривать данную систему, как перспективную. Хотя, благодаря ее доступности, эта технология продолжает присутствовать на нашем рынке.
Возможности: Х10 – это вчера, KNX и Z-Wave – сегодня, EnOcean – это завтра.
Составляем техническое задание
Для проектировщика оптимально, если имеется дизайн проект дома. На его основе совместно с заказчиком составляется ТЗ.
Примерная последовательность действий может быть следующей:
• Выбор инженерных систем, подлежащих управлению: электроосвещение, отопление, водоснабжение, вентиляция и кондиционирование, полив, и т.д.
• Выбор способов управления инженерными системами дома. Существует три варианта: автоматический, автоматизированный и ручной.
Многие системы нельзя или не выгодно эксплуатировать в полностью автоматическом режиме. Кроме того, в ряде систем совершенно необходимо предусмотреть ручное управление. Ручное управление наиболее часто используется для систем освещения, управления шторами, жалюзи, воротами, задания температурного режима, включения/выключения различных агрегатов и установок, переключения режимов работы, вызовов "световых" сцен (реализации запрограммированных сценариев) и т.п.
• Выбор оборудования (контроллеры, сенсорные панели, выключатели, датчики, серверы для удаленного управления и т. д.). Необходимо обращать внимание на функциональные возможности приборов выбранной серии, а также на их дизайн.
• Определяются места установки выключателей или сенсорных панелей в каждом помещении (по дизайн проекту), их количество и набор функций. Например, в спальне должно быть три выключателя, причем два из них должны быть расположены у изголовий кроватей, а один, как обычно, у двери. Для санузла может быть автоматическое управление верхним светом (датчиком движения) и ручное – возле умывальника. Вытяжка должна автоматически включаться и выключаться с временной задержкой, но должна быть возможность ручного включения/выключения. Гостиная. В сенсорной панели должно быть предусмотрено диммирование центральной люстры, выделены выключатели для реализации световых сценариев и включения/выключения остальных осветительных устройств. Управление электроприводами штор можно завязать на главную панель (сценарии), а можно установить выключатели непосредственно у окна. Если есть теплый (водяной) пол, он должен иметь несколько режимов работы и возможность ручной установки температуры теплого пола. Если есть система вентиляции и кондиционирования, то логично часть ее управления осуществлять с помощью выделенных клавиш главной сенсорной панели. В холле (прихожей) нужно предусмотреть выключатель «выключено все». И так далее по всем помещениям.
При необходимости в систему встраивается возможность удаленного управления домом с мобильного телефона, смартфона (через сервер удаленного доступа).
• Определяются места установки электрических щитов, их размеры. Правильно выбранное место размещения может существенно снизить длину кабелей, а значит и бюджет по их покупке и прокладке.
• Предусматриваются источники бесперебойного питания (ИБП). В случае отключения электроэнергии все устройства в составе «умного» дома должны переключиться на ИБП, и отправлено сообщение о произошедшем событии на телефон, смартфон и т. д.
На случай перегрузки сети может быть установлен приоритет нормального функционирования системы безопасности с отключением другой части нагрузки. Такое отключение должно сопровождаться оповещением на телефоны или иные адреса.
• Объем выполнения и передачи заказчику проектной документации также оговаривается и вписывается в ТЗ.
• Сразу же необходимо определиться с бюджетом и прописать в ТЗ этапы выполнения работ и финансирования.
Нюансы проектирования и монтажа
В проекте необходимо сразу закладывать максимально из того, что хочет получить заказчик на финише, а также нужно предусмотреть, что будет реализовано сразу, а что на следующих этапах. Для небольших объектов (обычные дома, 2-3 комнатные квартиры, дачи и т. д.) оптимальными являются более простые децентрализованные системы (без центрального контроллера). С учетом того, что наиболее востребованными остаются три системы – система управления освещением, климатом, мультимедиа, удается достичь существенного удешевления системы, а значит сделать ее более доступной.
К примеру, освещение. В местах общего пользования – датчики движения, в спальнях, гостиных – дистанционное управление освещением с диммированием света. Мультимедиа, кинотеатр – управление завязывается на пульт либо на сенсорную панель с заданием нужных сценариев. Управление климатом сводится к управлению отоплением (зимой) и кондиционированием (летом), как вариант, через ту же сенсорную панель по температурным датчикам. В зависимости от приоритетов заказчика, какие-то функции могут быть добавлены позже.
Затем производится приобретение оборудования, прокладка кабелей (сразу везде, с расчетом на конечный результат). В местах, где функции «умного» дома будут реализованы позже, устанавливаются заглушки. Когда приходит время, в этом месте устанавливается исполнительное устройство, а в щите – дополнительное оборудование управления.
Хочу подчеркнуть – если есть возможность прокладывать провода, то надо прокладывать провода – это надежно и долговечно.
Если статья Вам понравилась и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице «Поддержка проекта».
Внимание!
Всех интересующихся практической электротехникой приглашаю на страницы своего нового сайта «Электрика для дома». Он посвящен основам электротехники и электричества с акцентом на домашние электрические установки и процессы, в них происходящие.
На дворе 21 век – век информационных технологий. Быстро меняющийся мир меняет и наше представление о жилье. Возникают новые задачи - сделать жизнь максимально удобной и комфортной. Новые технологии «умного» дома успешно решают эти задачи. Современные решения приходят на смену классической электрике. «Умный» дом – что это такое?
Если коротко – это интеллектуальная система управления домом, обеспечивающая автоматизированную работу всех систем жизнеобеспечения и безопасности и делающая проживание в таком доме удобным и комфортным.
Определение, которое не лучше и не хуже многих других. Хотя то, что под этим понимается, люди могут оценивать по разному.
Интересно сравнить отношение к «умному» дому, к его назначению в России и в европейских странах.
В нашей стране «умный» дом по порядку приоритетов – это комфорт, имидж и охрана собственности при индивидуальном подходе к проектированию (для высокобюджетных проектов).
Поскольку высокобюджетный «умный» дом служит, прежде всего, целям комфорта и эффективной защиты, внедряется целый комплекс технических средств: системы видеонаблюдения, сигнализации, оповещения и пожаротушения, датчики движения, огня/дыма и протечек, механизмы управления дверьми, окнами и ставнями, устройства для имитации человеческого присутствия и т. д. Он должен сам включать охрану, вызывать полицию и оповещать хозяина о происходящих событиях в его отсутствие.
Для минимальных бюджетов – это простая охранно-пожарная сигнализация, иногда с функцией GSM-оповещения.
В Европе предназначение «умного» дома – это, прежде всего, энергосбережение при максимальной унификации. Расчеты показывают, что использование технологий «умного» дома позволяет экономить до 40% энергоресурсов. Это объясняет тот факт, что строительная индустрия в Европе уже на этапе проектирования закладывает унифицированные «умные» технологии для всех категорий строящихся объектов. При покупке недвижимости первое, что интересует европейского покупателя – оснащен ли дом системами энергосбережения. Этот же фактор влияет и на стоимость недвижимости.
Принципы построения «умного» дома
Следует отметить, что настоящий интеллектуальный дом — это дорого и сложно. Основными клиентами, определяющими устойчивый спрос, остаются семьи с высокими доходами (владельцы люксовых квартир и коттеджей) и коммерческие предприятия. Такие системы требуют профессионального проектирования, желательно на этапе строительства объекта, а также сложного монтажа, настройки и обслуживания. Кроме того, определенных знаний непосредственно для управления такими системами.
Если вы поставили перед собой цель построить полноценный «умный» дом, управляющий всеми автоматизированными системами дома из любой точки планеты, то вам необходимо обращаться к одному из дистрибьюторов таких фирм, как ABB, Siemens, Legrand, Berker, Gira и др., профессионально занимающихся проектированием и инсталляцией подобных систем. В зависимости от того, какие функции «умного» дома вам нужны, специалисты компании выберут концепцию системы, разработают индивидуальный проект вашего «умного» дома, произведут монтаж и настройку системы. Разумеется, комфорт и безопасность «под ключ» стоят немалых денег. Если вы готовы за это платить, то «no problems!».
.JPG)
Стремясь расширить клиентскую базу, многие фирмы производят отдельные его элементы, которые не требуют встраивания в единую информационную систему (базовые варианты систем освещения, климата, безопасности и т.д.). Зачастую владельцам квартир или загородных домов и не требуются максимальные возможности дорогих систем. Сегодня на рынке существует целый ряд устройств «начального уровня», для монтажа и настройки которых не требуются большие затраты на дорогостоящее проектирование, прокладку новых кабельных сетей, комплексное программирование. При этом подобные модули и их наборы выполняют широкий спектр функций «умного» дома. Самыми востребованными из них остаются функции управления освещением, климатом, охраной, домашними медиаустройствами, которые можно реализовать на вполне доступных по цене комплектах устройств. Базовые варианты систем освещения, климата, безопасности и т. д. представляют собой минимальные стандартные наборы систем «умного» дома, полностью совместимые между собой (они должны быть одного производителя). По принципу детского конструктора из отдельных модулей можно собрать нужную вам систему «умного» дома. При желании всегда можно подключить новый функционал, сохранив уже существующий. Это дает уникальную возможность расширения функций «умного» дома в перспективе, оптимально планируя время и затраты на оборудование.
При разработке любых вариантов системы важно помнить, что «умный» дом должен, помимо комфорта и безопасности, обеспечить рациональное потребление и экономию энергоресурсов. Иначе говоря, окупаемость проекта должна быть заложена в него изначально.
Особенности проектирования
Проектирование «умного» дома надо начинать еще до начала строительства или капитального ремонта. Для монтажа проводки, установки датчиков, выключателей и силовых щитов с исполнительным оборудованием необходимы соответствующие строительные работы. Даже в беспроводных системах исполнительные устройства, как правило, требуют подведения силовой проводки, т.е. монтажных и строительных работ.
Самое сложное в системах «умный» дом - это составить техническое задание (ТЗ), разобраться, что нужно, для чего и с какими функциями. Для начала сам заказчик должен определиться с тем, какие функции для него действительно важны, а какие нет.
В дальнейшем встает вопрос выбора оборудования «умного» дома и компании производителя.
Прежде чем приступать к составлению ТЗ, необходимо прояснить два момента:
• Что из себя представляет объект, который вы хотите автоматизировать;
• Какие функции «умного» дома вы хотите реализовать.
Характеристика объекта и ваши требования к проекту необходимы в любом случае, сами вы будете этим заниматься или приглашенные вами специалисты. Квартира или загородный дом? Дом после отделки или на этапе строительства? Количество этажей и размер участка? Какими системами вы хотите управлять? Каждый дом индивидуален, поэтому и запросы у разных владельцев будут, соответственно, разными.
Только при полном понимании особенностей своего объекта и своих предпочтений вы сможете определиться в главном: какая из технологий «умного» дома вам подходит?
Их, по большому счету, всего две: проводная и беспроводная.
На этом этапе полезно познакомиться с плюсами и минусами каждой из них и утвердиться в правильности своего выбора.
Проводные системы
Достоинства: кабель прокладывается один раз и навсегда, обеспечивая высокую скорость работы и бесперебойность.
• Высокий уровень надежности связи и защищенность от внешних воздействий.
• Дешевле беспроводных решений в случае, если установка ведется при строительстве или ремонте здания. Является идеальным решением на этапах застройки.
• Еще один плюс проводных систем – их функционал гораздо шире, чем беспроводных.
• Опыт эксплуатации проводных систем «умного» дома доказал их высокую надежность, поэтому они уверенно занимают значительный сегмент рынка.
Недостатки: высокая стоимость при инсталляции в готовом доме (необходимы строительные работы, прокладка кабелей). Для снижения стоимости проводные системы нужно устанавливать на этапе строительства или капитального ремонта дома.
Беспроводные системы
Преимущества: можно устанавливать в уже готовый дом, не требуется прокладка кабелей, переделка, ремонт и т. д.;
• Низкое энергопотребление;
• Считается, что при прочих равных условиях, беспроводные системы дешевле проводных.
Недостатки: по надежности уступают проводным системам.
Дело в том, что беспроводные системы работают с микромощными сигналами. При благоприятных условиях, при отсутствии помех, этот сигнал может быть распознан на открытой местности на расстоянии до 100м. В условиях инфраструктуры дома сигнал ослабляется, иногда могут появляться «мертвые» зоны.
Сразу же надо отметить, что среди беспроводных технологий девайсы на 433 мГц – это не лучший выбор, гораздо надежней из них – на 868 мГц. А самый лучший вариант – это девайсы на 868 мГц с обратной связью. В последнем случае сенсор повторяет сигнал, пока не получит подтверждение от исполнительного устройства (актуатора), что команда выполнена.
• Требуется своевременная замена батареек.
На крупных объектах, где устанавливались сотни и тысячи датчиков, уже были зафиксированы случаи многочисленных отказов оборудования из-за вовремя не замененных элементов питания.
На самом деле нельзя противопоставлять проводные и беспроводные системы.
И те и другие имеют свои плюсы и минусы. Наверное, оптимальный вариант – это комбинированные системы. Скажем, сенсоры – беспроводные, а исполнительные устройства (актуаторы) – проводные. Зачастую на практике именно так и поступают, ведь объекты управления привязаны к определенным местам, поэтому к ним заранее можно подвести провода. А управление может выполняться из любой точки дома, что удобно осуществлять по ИК или радиоканалу.
Что касается выбора конкретной компании.
Надо иметь ввиду, что системы «умный» дом и их компоненты не являются товарами массового спроса, поэтому вы не найдете их в обычных магазинах электротоваров шаговой доступности. Как правило, крупные европейские компании-производители Siemens, Gira, Jung, ABB, Legrand, компания HDL (Китай) имеют сеть дилерских центров в различных регионах России. В офисах или на их сайтах можно получить консультацию, заказать индивидуальный проект «умного» дома или приобрести оборудование. Есть российские компании (ЭвриКо, INSYTE Electronics и др.).
На самом деле производители компонентов для «умного» дома используют одни и те же стандарты и протоколы передачи данных. Важно, какие именно протоколы передачи данных используются конкретной компанией, какие среды, какой набор устройств и с какими функциями. А также цены на сравнимое оборудование.
По ценам: американские компоненты при том же качестве всегда будут на порядок дороже европейских. Также зависит цена от бренда компании. При том же функционале цена от нераскрученной компании всегда будет ниже, чем от известного бренда. Если сравнивать цены на аналогичные устройства западных и российских компаний, здесь выбор очевиден в пользу российских компаний. Еще дешевле можно найти китайские компоненты «умного» дома, но здесь нужно быть предельно осторожным в выборе производителя.
Протокол передачи данных KNX
Общеевропейский протокол передачи данных, разработанный в результате слияния трех европейских технологий EIB, EHS и Batibus. Получил широкое распространение во всем мире, в том числе в России.
KNX протокол используют около 300 компаний-производителей (!), среди которых немало российских. Это значит, что оборудование различных компаний совместимо друг с другом и взаимозаменяемо в любых системах, которые используют KNX. В этом протоколе используются следующие среды передачи данных:
• витая пара - специальный кабель с фиксированной скоростью передачи 9600 Бит/с (для проводных систем);
• силовая линия - скорость передачи 1200 Бит/с (по сети 220В, 50Гц);
• радиоканал - для обмена используются два частотных окна 868 и 433 МГц.
По технологии KNX выпускается весь ассортимент оборудования, позволяющий строить любые конфигурации систем «умного» дома – проводные и беспроводные, в том числе по силовой сети. Также для управления может применяться ИК-канал, например, дистанционные пульты.
Многие российские компании, использующие технологии KNX, входят в ассоциацию КОННЕКС (Россия). Ассоциация проводит обучение специалистов в своих учебных центрах, организует семинары, разрабатывает программное обеспечение для проектировщиков систем «умного» дома, а также учебные материалы для широкого круга пользователей.
Беспроводный протокол связи Z-Wave
Протокол Z-Wave используют около 200 компаний-производителей во всем мире. Все они совместимы между собой. Данная технология достаточно популярна и получила распространение в России благодаря ее интересным особенностям.
Чем интересна технология Z-Wave?
Основная особенность Z-Wave состоит в том, что он относится к формату «сделай сам» (DIY), то есть, установку и настройку системы владелец жилья может сделать самостоятельно.
Протокол Z-Wave был разработан для квартир и небольших домов. Обычно такие системы могут содержать от 5 до 100 устройств. Типичные задачи, решаемые при помощи Z-Wave - это установка проходных выключателей, перенос выключателей на более удобный уровень, дистанционное управление воротами и жалюзи, включение света по датчикам движения, и др. Все эти задачи не требуют прокладывания проводов. Z-Wave гарантирует подтверждение доставки и повторную отправку в случае, если пакет не был доставлен до получателя. Все устройства Z-Wave основаны на чипах одной серии, которые доступны желающим создавать на этой базе собственные системы.
До недавнего времени сдерживающим фактором для применения Z-Wave в России была рабочая частота 868.42 МГц, тогда как в России разрешенная частота 869.0 МГц. Сегодня уже есть компании (Z-Wave.Me и др.), которые специально заказывают у производителей устройства с разрешенной частотой 869 МГц для продажи в России.
Разумеется, российский ассортимент таких устройств немного меньше, чем европейский. Однако для реализации подавляющего большинства функций «умного» дома этого достаточно.
Беспроводная технология EnOcean
Отличительная особенность беспроводной технологии EnOcean – не нужно следить за своевременной заменой элементов питания в датчиках, поскольку батареек там просто нет. Необслуживаемые выключатели и датчики черпают энергию для своей работы из окружающей среды - от нажатия на клавишу выключателя, от энергии света, от энергии разницы температур. Принцип – установил и забыл.
Технология совместима с другими протоколами. Позволяет использовать оборудование любого производителя в одной системе, существенно расширяя ее возможности. Стандартизацией оборудования занимается EnOcean Альянс, в который входит около 250 компаний.
Дальность распознавания на открытой местности - до 300м. В условиях инфраструктуры дома – до 30м. Лидер среди беспроводных систем по уровню энергопотребления.
Из недостатков EnOcean – высокая стоимость, что сдерживает широкое распространение технологии сегодня.
Протокол связи Х10
Протокол связи Х10 и основанный на нем стандарт был разработан в 1975 году компанией Pico Electronics для управления домашними устройствами по проводам электрической сети 220В, 50/60 Гц). Команды (пакеты колебаний на частоте 120 кГц) передаются в момент перехода напряжения через ноль.
Достоинства: дешевизна и доступность.
Недостатки: невысокая скорость выполнения команд, отсутствие обратной связи и низкая помехоустойчивость (из-за нестабильности частоты 50Гц и помех), что требует применения специальных мер защиты (не всегда помогают). Этого достаточно, чтобы не рассматривать данную систему, как перспективную. Хотя, благодаря ее доступности, эта технология продолжает присутствовать на нашем рынке.
Возможности: Х10 – это вчера, KNX и Z-Wave – сегодня, EnOcean – это завтра.
Составляем техническое задание
Для проектировщика оптимально, если имеется дизайн проект дома. На его основе совместно с заказчиком составляется ТЗ.
Примерная последовательность действий может быть следующей:
• Выбор инженерных систем, подлежащих управлению: электроосвещение, отопление, водоснабжение, вентиляция и кондиционирование, полив, и т.д.
• Выбор способов управления инженерными системами дома. Существует три варианта: автоматический, автоматизированный и ручной.
Многие системы нельзя или не выгодно эксплуатировать в полностью автоматическом режиме. Кроме того, в ряде систем совершенно необходимо предусмотреть ручное управление. Ручное управление наиболее часто используется для систем освещения, управления шторами, жалюзи, воротами, задания температурного режима, включения/выключения различных агрегатов и установок, переключения режимов работы, вызовов "световых" сцен (реализации запрограммированных сценариев) и т.п.
• Выбор оборудования (контроллеры, сенсорные панели, выключатели, датчики, серверы для удаленного управления и т. д.). Необходимо обращать внимание на функциональные возможности приборов выбранной серии, а также на их дизайн.
• Определяются места установки выключателей или сенсорных панелей в каждом помещении (по дизайн проекту), их количество и набор функций. Например, в спальне должно быть три выключателя, причем два из них должны быть расположены у изголовий кроватей, а один, как обычно, у двери. Для санузла может быть автоматическое управление верхним светом (датчиком движения) и ручное – возле умывальника. Вытяжка должна автоматически включаться и выключаться с временной задержкой, но должна быть возможность ручного включения/выключения. Гостиная. В сенсорной панели должно быть предусмотрено диммирование центральной люстры, выделены выключатели для реализации световых сценариев и включения/выключения остальных осветительных устройств. Управление электроприводами штор можно завязать на главную панель (сценарии), а можно установить выключатели непосредственно у окна. Если есть теплый (водяной) пол, он должен иметь несколько режимов работы и возможность ручной установки температуры теплого пола. Если есть система вентиляции и кондиционирования, то логично часть ее управления осуществлять с помощью выделенных клавиш главной сенсорной панели. В холле (прихожей) нужно предусмотреть выключатель «выключено все». И так далее по всем помещениям.
При необходимости в систему встраивается возможность удаленного управления домом с мобильного телефона, смартфона (через сервер удаленного доступа).
• Определяются места установки электрических щитов, их размеры. Правильно выбранное место размещения может существенно снизить длину кабелей, а значит и бюджет по их покупке и прокладке.
• Предусматриваются источники бесперебойного питания (ИБП). В случае отключения электроэнергии все устройства в составе «умного» дома должны переключиться на ИБП, и отправлено сообщение о произошедшем событии на телефон, смартфон и т. д.
На случай перегрузки сети может быть установлен приоритет нормального функционирования системы безопасности с отключением другой части нагрузки. Такое отключение должно сопровождаться оповещением на телефоны или иные адреса.
• Объем выполнения и передачи заказчику проектной документации также оговаривается и вписывается в ТЗ.
• Сразу же необходимо определиться с бюджетом и прописать в ТЗ этапы выполнения работ и финансирования.
Нюансы проектирования и монтажа
В проекте необходимо сразу закладывать максимально из того, что хочет получить заказчик на финише, а также нужно предусмотреть, что будет реализовано сразу, а что на следующих этапах. Для небольших объектов (обычные дома, 2-3 комнатные квартиры, дачи и т. д.) оптимальными являются более простые децентрализованные системы (без центрального контроллера). С учетом того, что наиболее востребованными остаются три системы – система управления освещением, климатом, мультимедиа, удается достичь существенного удешевления системы, а значит сделать ее более доступной.
К примеру, освещение. В местах общего пользования – датчики движения, в спальнях, гостиных – дистанционное управление освещением с диммированием света. Мультимедиа, кинотеатр – управление завязывается на пульт либо на сенсорную панель с заданием нужных сценариев. Управление климатом сводится к управлению отоплением (зимой) и кондиционированием (летом), как вариант, через ту же сенсорную панель по температурным датчикам. В зависимости от приоритетов заказчика, какие-то функции могут быть добавлены позже.
Затем производится приобретение оборудования, прокладка кабелей (сразу везде, с расчетом на конечный результат). В местах, где функции «умного» дома будут реализованы позже, устанавливаются заглушки. Когда приходит время, в этом месте устанавливается исполнительное устройство, а в щите – дополнительное оборудование управления.
Хочу подчеркнуть – если есть возможность прокладывать провода, то надо прокладывать провода – это надежно и долговечно.
Если статья Вам понравилась и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице «Поддержка проекта».
Внимание!
Всех интересующихся практической электротехникой приглашаю на страницы своего нового сайта «Электрика для дома». Он посвящен основам электротехники и электричества с акцентом на домашние электрические установки и процессы, в них происходящие.
Комментариев нет:
Отправить комментарий