Что такое умный дом?
Сегодня словосочетание «умный дом» часто встречается в интернете, в газетах, на телевидении и даже в бытовых разговорах. С недавнего времени системы автоматизации стали доступны рядовому потребителю, что дало импульс к их развитию и бурному росту рынка. Но в понимании большинства умный дом — это невероятно сложный электронный комплекс, который может создать и настроить только опытный инженер. Сегодня мы расскажем, насколько это утверждение соответствует истине. А заодно узнаем историю умного дома и предоставим несколько примеров работающих систем.
С чего все начиналось
Автоматизация бытовых процессов началась еще на заре XX века. Бурный технический прогресс подарил нам целый ряд приборов — холодильник, пылесос, домашний радиоприемник, долговечную электрическую лампочку и прочие. Сами по себе они улучшали условия жизни и освобождали немало времени. Но уже в 1930-х годах были высказаны первые предположения о том, что объединенная в сеть и автоматизированная бытовая техника работала бы намного эффективнее.
Первые попытки создания умного дома были сделаны еще до Второй мировой войны. Но тогда они выглядели причудами сумасшедших изобретателей. Системы дистанционного управления оказались громоздкими, ненадежными и дорогими — иногда их цена превышала стоимость самого здания!
Поэтому первым умным домом в современном понимании стала концепция Push-Button Manor («поместье с кнопками»), созданная американским инженером Эмилем Матиасом в 1950 году. Все приборы в его системе управлялись при помощи многочисленных механических реле, спрятанных в особом шкафу. Автоматика поднимала шторы на рассвете, гаражные ворота в назначенное время, раз в неделю запускала газонокосилку, включала свет при появлении человека на диване и даже снимала крышку мусорного ведра. Этот дом дал старт соревнованию изобретателей, к которому вскоре подключились крупные компании.
В 1966 году Джеймс Сазерленд представил первую компьютеризированную систему управления микроклиматом. Она автоматически включала кондиционер или обогреватель, поддерживая постоянную температуру в каждой комнате. В 1975 году шотландская компания Pico Electronics представила стандартизованную систему, которая была совместима с устройствами сторонних производителей. Она поддерживала передачу команд как по проводам, так и в виде радиосигналов.
А сам термин smart house («умный дом») был предложен в 1984 году. Его автором считаются инженеры американской Ассоциации жилищно-строительных компаний.
Свои проекты представляли разные компании из Европы, США и Японии. Среди них были такие известные бренды, как Siemens, Philips, Thomson, British Telecom и Daimler Benz. А в 1999 году появился диснеевский фантастический фильм Smart House, который рассказывал о доме, управляемом искусственным интеллектом. Он получил достаточно низкий рейтинг зрителей и кинокритиков, но оказал существенное влияние на мировую культуру. Миллионы людей захотели полностью автоматизировать свои дома.
С начала 2000-х годов были сделаны очень большие шаги в этом направлении. Они начались с появления доступных цифровых камер и первых устройств, контролируемых смартфонами. А последним актуальным трендом по состоянию на 2018–2019 год стало внедрение голосового управления. Свои «умные колонки» с системой распознавания речи выпускают Google, Apple, Xiaomi, Amazon и Яндекс.
Итак, с историей все ясно, а что насчет практики? Как умный дом способен облегчить нашу повседневную жизнь? Об этом мы расскажем в трех примерах.
Умная квартира
Автоматизацию стоит начинать с центра управления. Это устройство соединяет и принимает сигналы датчиков, выбирает подходящие сценарии и регулирует работу всех приборов, подключенных к сети.
Далее определяемся с приоритетами. Чаще всего умному дому доверяют управление микроклиматом. Для этого к нему подключают датчики температуры и влажности. При резком похолодании специальное реле включает вначале мощный тепловентилятор, а затем — экономичный конвектор. Если же в квартире слишком жарко, настает очередь умного кондиционера или климатического комплекса.
Еще одна система, которую можно отдать в управление интеллектуальному прибору — освещение. Умные лампочки существуют уже давно. Вкрутив их в обычные патроны и соединив в сеть, Вы сможете синхронно менять яркость и цветовую температуру во всем доме. А еще лучше создать разные сценарии — лампы будут плавно выходить на полную мощность по мере пробуждения и создавать приглушенный рассеянный свет вечером, формируя идеальную обстановку для расслабления.
Автоматизация часто затрагивает кухню. Так, существуют умные мультиварки, кофемашины и даже чайники. Согласитесь, приятно получать готовый завтрак и ароматный горячий напиток уже к моменту пробуждения.
При желании Вы можете автоматизировать даже варочную поверхность, духовку, холодильник и другие кухонные приборы, хотя такая техника будет стоить весьма недешево. Подобные модели предлагают LG, Miele, Samsung, Bosch, Siemens и некоторые другие бренды.
Умный дом способен управлять естественным освещением и потоками воздуха. И вновь Вам понадобятся реле, которые будут подавать сигналы компактным сервоприводам. Правильно собрав схему, Вы сможете поднимать и опускать жалюзи по расписанию, а также проветривать квартиру, слегка приоткрывая окна.
Конечно, умный дом должен следить за безопасностью. Поэтому одним из главных устройств в этой системе становится IP-камера. Она способна долгое время работать в режиме ожидания, обходясь минимальным энергопотреблением. Вы можете выбрать для нее разные сценарии «пробуждения» — обнаружение движения, срабатывание датчика открытия двери и прочие. Как только камера получит сведения о нестандартной ситуации, она отправит владельцу push-сообщение. Открыв его и запустив мобильное приложение, он сможет просмотреть видео и даже поговорить с присутствующими в комнате при помощи двухсторонней аудиосвязи.
А еще интеллектуальная система выключит забытые Вами приборы — тостер, утюг и прочие. С этой задачей справятся умные розетки. Они получат сигнал отключения, как только владельцы выйдут из квартиры и центр управления потеряет прямое соединение со смартфонами. Это поможет значительно сократить размер счетов за коммунальные услуги и предотвратить случайное возгорание.
Если Вы находитесь в квартире, вовсе не обязательно всматриваться в маленький экран смартфона. Многие современные телевизоры поддерживают интеграцию в систему умного дома. Они способны рапортовать о статусе разных приборов, подавать сигналы при завершении сценариев и транслировать изображение с камеры видеодомофона.
Умная дача
Если Вы пользуетесь загородным домом всего несколько месяцев в году, это не значит, что Вам нужно отказываться от качественной бытовой техники. Лучше позаботиться о ее сохранности и защитить дачу от грабителей.
Главным компонентом системы безопасности будет домашняя IP-камера. Она может работать в режиме ожидания, сокращая энергопотребление до 2–3 Вт в час. Однако при срабатывании датчика движения устройство увеличит разрешение и скорость съемки, а также передаст сигнал. Чтобы обеспечить стабильную работу системы двухсторонней связи, лучше обзавестись роутером 4G.
Второй вариант — если установить соединение с мобильной сетью не удается. В таком случае лучше всего дополнить камеру картой памяти. При обнаружении движения она автоматически начнет запись видео на съемный накопитель. Но этот процесс останется совершенно незаметным для злоумышленников. Отпугнуть их поможет мощная сирена, которая подаст громкий звуковой сигнал и привлечет внимание соседей.
Если Ваша дача окружена ухоженным участком, то будет разумным разместить на доме наружные всепогодные камеры. Их стоит соединить с видеорегистратором, который будет записывать полученные материалы на карту памяти, винчестер или даже в облачное хранилище.
Как и в случае с квартирой, Вы можете автоматизировать управление освещением, бытовой техникой, аудио и видео. Но насколько это актуально в случае с дачей — решать Вам.
Умное предотвращение катастроф
Затопление, пожар, кража, утечка газа — все эти слова звучат одинаково страшно. Они всегда ведут к огромным убыткам, а в некоторых случаях и вовсе к непоправимым последствиям. К счастью, современная электроника позволяет уменьшить ущерб от подобных событий.
Если водопровод дает течь, умный дом обнаруживает эту проблему при помощи датчика влажности. Электроника включает сирену на случай, если рядом есть люди, а также передает сигнал центру управления умным домом. Последний отправляет push-сообщение на мобильный телефон владельца и закрывает кран на входе в квартиру при помощи электромагнитного привода.
Если обогреватель или другой электроприбор стали причиной возгорания, в воздухе появляется дым, который улавливает специальный датчик. Он автоматически включает сирену и передает сигнал центру управления умным домом, который отправляет владельцу push-сообщение, вызывает пожарную охрану, а при наличии системы тушения активирует и ее.
Если сломанная конфорка плиты дает течь, из-за чего воздух в кухне постепенно вытесняется газом, жильцам угрожает смертельная опасность. Но на страже стоит датчик, который включает сирену. Он позволяет отреагировать на проблему до того, как она станет катастрофой.
Если квартире угрожает ограбление, первыми на вторжение реагируют датчики движения, открытия двери и разбития стекла. Перейдя порог, преступники уже оказываются под прицелом камеры, которая фиксирует их лица на видео и отправляет файл в облачное хранилище, откуда его нельзя удалить без ведома владельца. Далее умный дом действует по заранее запрограммированному сценарию — отправляет push-сообщение, вызывает полицию или же включает систему двухсторонней аудиосвязи, позволяющую отпугнуть преступников.
Сложно или просто
Умный дом — это комплекс из нескольких десятков электронных устройств. Можно ли объединить их в сеть самостоятельно, не обращаясь к опытному инженеру? Вполне.
Большинство центров управления, реле, розеток и умных электроприборов использует стандартные интерфейсы — Wi-Fi и Bluetooth. Это позволяет управлять ими со смартфона, планшета или Smart TV. Датчики и прочая периферия присоединяются при помощи беспроводных интерфейсов вроде ZigBee. Освоиться с их подключением можно за несколько минут, внимательно изучив инструкцию.
Еще один важный компонент умного дома — мобильное приложение. Существует множество программ, созданных Apple, Google, Xiaomi, Rubetek, TP-Link и прочими компаниями. Многие из них поддерживают работу с нестандартным оборудованием других производителей. Над созданием сценариев придется потрудиться. Но уже через несколько часов Вы увидите, как мечты воплощаются в реальность. Вам не придется писать код самостоятельно — достаточно задавать алгоритмы и последовательности.
За кадром остаются только монтажные процедуры — врезка электромагнитных кранов, подключение реле и умных розеток, навешивание камер и так далее. Получится ли справиться с ними самостоятельно — зависит от Ваших навыков.
