Вся работа системы «умный дом» основана на целом комплексе датчиков, отслеживающих различные параметры окружающего пространства. Условно всё многообразие этих умных устройств можно разделить на две большие группы:
- Детекторы движения/присутствия
- Датчики считывания параметров
Несмотря на большое разнообразие вариантов конструкции, все они действуют по одному принципу – передают данные на базовый управляющий модуль при помощи Wi-Fi, GSM-связи, или радиосигнала. А он, в свою очередь, анализирует ситуацию и отдаёт приказ приборам на то или иное действие. Рассмотрим в данной статье семь важнейших датчиков для умного дома, предназначение и принцип их работы.
Какие приборы необходимы для обустройства «умного дома»
Чтобы самостоятельно обустроить независимую систему жизнеобеспечения в жилом здании, требуется приобрести следующие устройства:
- контроллер – центральный управляющий модуль;
- различные датчики – передают информацию на центральный пульт;
- исполнительные устройства (к примеру, краны, которые перекроют газоснабжение при утечке);
- специальное приложение (нужно установить на мобильный телефон или планшет) для управления «умным домом».
Монтаж системы начинается с размещения детекторов, замены обыкновенных выключателей и розеток на приборы из комплекта. Потом все установленные элементы программируются, соединяются с базовым контроллером.
Самая главная деталь в комплекте «умного дома» – контроллер, который устанавливается возле входной двери, имеет массу кнопок и экран: на нем отображаются все данные Источник delo-elektrika.ru
Настройка
Сенсоры перед монтажом настраиваются с помощью регуляторов, расположенных на корпусе. Так задаются пороговые значения срабатывания: уровни чувствительности, освещенности, время задержки и специальные режимы функционирования.
Аналогичным образом настраивается угол обзора датчика. Осуществляется это при помощи пластиковых накладных шторок, идущих в комплекте — они называются фильтрами отсечки сигнала. Угол обзора корректируется посредством выламывания части пластика шторки по насечкам.
Датчики утечки газа
Даже малейшее вытекание газа чрезвычайно опасно для любого здания: оно угрожает как его целостности, так и жизни самих владельцев. Предупредить такую катастрофу помогут датчики для умного дома с чувствительным газоанализатором. В их конструкцию обязательно входит детектор выявления метана. Он мгновенно срабатывает, если газовая концентрация внутри помещения составляет всего несколько процентов от взрывоопасного предела.
В случае срабатывания такой прибор подает сигнал на пульт управления, смартфон пользователя. В это же время включается звуковое оповещение. Некоторые современные модели способны самостоятельно закрывать вентиль в газомагистрали, останавливая при этом утечку газа. Так происходит, если в газопровод предварительно установлен электронный клапан, которым можно управлять с помощью реле детектора.
Датчик утечки газа Rubetek подключается к общей системе умного дома, а полученные им данные доступны пользователям в мобильном приложении Источник tion.ru
Программируемые контроллеры
Технический контроллер управляет процессами. Программируемый модуль означает логический узел, функциональная программа которого задается пользователем. Промышленные модели отличаются от домашних результативной работой и надежностью.
Используются программируемые реле с меньшим числом предполагаемых задач, они стоят дешевле и легче настраиваются. Достоинства применения программируемых помощников в доме с интеллектом в том, что они организуют взаимодействие нескольких подсистем, несмотря на сложность наладки. Современный смарт хоум результативно работает от центрального управления.
Программируемые контроллеры работают только от проводной шины, т.к. внезапное отключение аппарата приведет к неожиданным последствиям.
Датчик движения
Через централизованный модуль управления такое устройство соединяется с системой видеонаблюдения. Оно активирует последнюю тотчас же после появления в области обозрения любого движущегося объекта. Одновременно возможны включение сигнализации, передача сигнала тревоги на удаленный гаджет хозяина.
Сверхчувствительные датчики присутствия в умном доме также используются для экономии электрической энергии. Если они фиксируют любое перемещение объекта в какой-либо комнате, то там происходит мгновенное включение освещения. Обычно подобные устройства оснащаются сверхчувствительными инфракрасными сенсорами, которые реагируют на движение людей, а также на их тепловое излучение. Такой принцип действия приборов не допускает ошибочных срабатываний детектора (например, от перемещения предметов под влиянием сквозняком). Дополнительно можно настроить границу сработки, зависящую от размеров движущегося объекта. Тогда датчик отреагирует на человека, но проигнорирует появление небольшой собаки, кошки.
При появлении движущихся объектов в зоне действия датчика освещение автоматически включается, при отсутствии движения – выключается спустя определенное время Источник castorama.ru
Пожарная сигнализация
Основу пожарной сигнализации любого типа составляют датчики, реагирующие на появление в помещении дыма, или на резкое повышение температуры. Они могут снабжаться разными типами детекторов:
- Температурным реле.
- Фотоэлементом, реагирующим на задымление.
- Газоанализатором, распознающим наличие в комнате угарного газа.
Имеются в продаже также и приборы, работающие в комбинированном режиме: в них встроены несколько типов детекторов, дублирующих друг друга. Датчики связываются при помощи проводов или по беспроводной связи с центральным блоком, осуществляющим управление системой противопожарной безопасности. При обнаружении очага возгорания он может обесточить дом, активировать систему пожаротушения, передать сигнал тревоги на пульт экстренных служб, известить об этом владельца дома.
Вот некоторые пожарные датчики, представленные на рынке:
- Rubetek, способный охватывать площадь до 20 кв.м.
- Xiaomi Mijia Honeywell способен передавать сигнал тревоги на смартфоны пользователей и на пульт пожарной службы.
- «Ростелеком» PSG01. Работающий при помощи фотоэлементов, датчик российского производства. Способен поддерживать связь с центральным хабом на расстоянии 30-100м.
Датчик протечки
Способен определить затопление какой-либо комнаты, вовремя отключить водоснабжение. Его особенно важно использовать, если жильцы целыми днями отсутствуют в доме. Ведь внезапный прорыв водопровода, повреждение крана могут повлечь за собой существенные финансовые расходы на ремонт жилища.
Детекторы утечки воды обычно монтируются на половом покрытии в местах, где существует высокая вероятность затопления. Зачастую такие приборы работают на батарейках, потому они вовсе не мешают жильцам передвигаться по комнате. Когда попавшая внутрь датчика жидкость замыкает контакты, то сам механизм передает сигнал на централизованный пульт управления, вместе с тем включается звуковой оповещатель.
С целью повышения эффективности работы подобных устройств, на водопроводные трубы устанавливаются электронные запорные клапаны. В таком случае поступление воды прерывается автоматически тотчас же после срабатывания прибора.
Датчики протечки HIPER реагируют на скопление воды на полу в ванной или на кухне, его можно установить как в рамках умного дома, так и отдельно Источник hiper-power.com
Что за коробочка WB-MSW-ZIGBEE v.3
Отечественная компания Wiren Board с 2012 года занимается выпуском электроники для автоматизации, всевозможных датчиков и штук для умного дома. В арсенале присутствуют контроллеры для дома или офиса на Linux, всевозможные модули расширения, реле для управления электроникой, электрические счётчики, датчики и прочее.
Большая часть устройств разрабатываются для установки в распределительных щитах с креплением на DIN-рейку, а контроллеры и датчики предполагают проводное подключение. Такие средства автоматизации наиболее уместны на стадии ремонта с возможностью прокладки кабеля в любую точку дома или квартиры.
Одним из самых интересных и многофункциональных устройств Wiren Board является комбинированный датчик WB-MSW v.3 (над названием я бы ещё поработал). Собственная разработка и настоящая гордость компании. Один корпус разрабатывался около года с большим количеством образцов, заказом пресс-форм из Китая, печатью прототипов на 3D-принтере и литьём в силиконовые формы.
Предусмотрено все до мелочей. Толщина корпуса оперлась в самый “толстый” элемент СО2-сенсор, для удобства монтажа предусмотрен вырез под кабель-канал, чтобы скрыть неровный срез при таком способе подключения, плата отделена специальной защитой от монтажных отверстий, чтобы избежать случайного замыкания контактов при установке. Крышку удерживает единственная защёлка на торце. Случайно нажать её пальцем не получится, нужна тонкая отвёртка.
Внутри компактной коробочки размером 83×83×20 мм присутствуют:
1. Датчик температуры и влажности. В ранних версиях устройства устанавливались более дешёвые китайские датчики, но их показатели сильно разнились от партии к партии, а через пару лет некоторые устройства начинали сильно занижать показания.
В итоге разработчики перешли на цифровой комбинированный T+RH датчик с индивидуальной калибровкой. Сам чип спрятан между разными слоями печатной платы, чтобы максимально защитить чувствительный элемент от воды, пыли или неаккуратного установщика.
2. Датчик освещённости. Это не простой фотодиод, которым комплектуется большая часть аналогов, а продвинутый сенсор с фильтром, повторяющим спектр чувствительности человеческого глаза. Датчик имеет максимально приближенные к реальным показатели, а не относительные люксы при разном типе освещения.
3. Датчик движения. И здесь применяется не самый простой и банальный модуль. PIR-датчик D203S охватывает угол обзора 120 градусов и покрывает площадь на расстоянии до 10 метров.
Сенсор умеет не только определять наличие движения, но и учитывать его интенсивность. Так можно программно задавать нужные пороги срабатывания, отсекая, например, домашних животных или движущиеся от сквозняка предметы интерьера.
4. Датчик шума. Используется микрофон и фильтры коррекции, которые максимально приближены к восприятию звуков человеческим ухом. Здесь тоже есть как дискретная фиксация шума, так и определение его уровня для более тонкой программной настройки нужной автоматизации.
5. Датчик углекислого газа. Применяются высокоточные модули Winsen MH-Z19B. Инфракрасный сенсор просвечивает воздух в помещении и измеряет снижение интенсивности свечения. Получается довольно точно определить процент CO2 в помещении. Результат гораздо точнее аналогичных электрохимических датчиков.
6. Датчик VOC. Для измерения используется газовый сенсор Sensirion SGPC3. Он реагирует на наличие в воздухе органических газов и испарений, определяя его чистоту. Так можно заблаговременно узнать об ухудшении качества воздуха дома или в офисном помещении.
Практически все датчики являются модульными и не распаяны на плате (привет ребятам из Apple). Это позволяет выпускать разные модификации устройства с различным набором сенсоров на борту и при необходимости даже апгрейдить уже имеющиеся модели.
Согласитесь, что это солидный набор сенсоров для довольно компактной и лёгкой коробочки. Но на этом преимущества и фишки не заканчиваются.
Датчики открытия окон или дверей
Извещают хозяев о проникновении посторонних людей в дом. Когда открывается дверь либо окно, внутри прибора происходит размыкание контактов. Последнее провоцирует моментальное срабатывание устройства, которое тотчас же (зависимо от настроек) отправляет владельцу соответствующее извещение, оповещает дежурных охранной фирмы, запускает сирену.
Установленный на дверь датчик помогает удерживать под контролем зоны входа и выхода из помещений Источник datchikidoma.ru
Датчики освещенности и температуры
Функционирование «умного дома» трудно представить без детектора температуры. Он обеспечивает комфортный микроклимат в жилом задании. Оптимальный температурный режим поддерживается с помощью тепловых индикаторов, которые передают собранную информацию на управляющий модуль. Исходя из текущих настроек, последний отдает приказ на включение кондиционера, обогревательных устройств.
Благодаря универсальной конструкции устройство может быть закреплено в любом удобном месте Источник xiaomi.ua
Датчик освещенности применяются с целью экономии электрической энергии. Если, уходя из дома, жильцы не выключили свет, то этот прибор (при определенных условиях) автоматически отключит светильники. С приходом темного периода суток детекторы могут включать освещение на приусадебном участке. Отдельные умные устройства способны постепенно уменьшать силу тока, который подается на лампочки, регулировать яркость свечения.
Датчик освещенности Xiaomi способен включать и выключать освещение по расписанию, настроенному в мобильном приложении Источник Ilounge.ua
Дополнительные функции
В организации «умного дома» иногда применяются специфические, менее востребованные среди пользователей приборы:
- Детектор распознавания лиц. Подключается к сети видеоконтроля, способен узнавать жильцов, поднимать тревогу при проникновении в жилище неизвестного человека.
- Датчик влажности. Применяется для постоянного контроля полива вазонов. Если уровень влаги в грунте снижается ниже предварительно установленного предела, то владелец получает на смартфон звуковой сигнал либо СМС-сообщение.
- Детектор определения номеров машин. Такое устройство максимально точно считывает номерные знаки на автомобилях. При подъезде конкретного транспортного средства он подает сигнал для автоматического открытия ворот.
Выбор датчиков для современного «умного дома» во многом зависит от потребностей жильцов. Прежде чем планировать обустройство этой системы в своем жилище, важно определиться с видами таких приборов, а также их оптимальным количеством.
Составляющие системы
Управление ведется из одной области или предусматривается удаленное управление электрическими приборами, механизмами, приводами. Электронные домашние приборы соединяются в сеть Universal Plug’n’Play.
Компоненты жизнеобеспечения связываются в схеме:
- управление и связь;
- вентиляция, отопление, кондиционирование;
- освещение;
- электрическое питание;
- мониторинг и безопасность;
- механизация (поднятие шлагбаумов, открытие ворот, подогрев стеклопакетов, ступеней).
Системы электропитания включают установки для включения и прекращения освещения, датчики слежения, дистанционное регулирование розетками, тумблерами. Сюда входят оптимизированные модули ввода резервных функций, источники аварийного питания.
