У непосвященного «умный дом» может ассоциироваться с компьютерами и сетями,
пронизывающими жилище и открывающими их обитателям невиданные возможности. На
самом же деле «умный дом» можно вообще оборудовать без компьютеров, хотя насчет
возможностей ощущение справедливо оптимистическое.
В этой статье мы опишем устройства, которые повысят
комфортность жилья и для эксплуатации не потребуют особых знаний от покупателя.
Они просты в настройке и готовы к работе сразу после распаковки, питаются от
бытовой электросети и редко требуют использования батареек.
Неслучайно многие из описанных устройств (таймеры, датчики движения)
продаются в крупных магазинах а-ля «Все для дома и ремонта».
Комбинировать в схемы управления устройства можно несколькими способами.
Наиболее удобные и часто используемые способы таковы:
·Непосредственное соединение датчиков
и исполнительных устройств по релейной схеме (срабатывание датчика замыкает
через реле устройство) — например, включение полива садовых растений по сигналу
от датчика дождя и таймера, если дождя давно не было. Способ простой, надежный,
но не решающий комплексных задач автоматизации.
·По электросети с помощью специальной
системы команд X10 — одного из первых отраслевых стандартов устройств домашней
автоматизации. Сигналы передаются короткими импульсами, когда синусоида
напряжения в сети подходит к нулю. Количество адресуемых устройств — до 256, им
можно посылать такие простые команды, как «включить», «выключить», «темнее»,
«ярче», «включить все», «выключить все». Таким образом умные выключатели и
умные электроприборы легко будут понимать друг друга.
·С помощью специальных контроллеров
домашней автоматизации. Их применение требует определенных знаний, однако всю
необходимую информацию желающие найдут в Интернете. Наибольшей популярностью
пользуются контроллеры компании Applied Digital: Ocelot и Leopard. По
функциональности они идентичны, модель Leopard укомплектована сенсорным
экраном, поэтому стоит около 900 долларов. Ocelot в три раза дешевле.
Устройства способны работать сразу с нескольким интерфейсами и интегрировать
самые, казалось бы, несовместимые приборы. Управление возможно с помощью X10,
инфракрасного управления, компьютерных интерфейсов RS-232 (через него
устройство программируется с персонального компьютера) и RS-485.
Итак, приведем несколько примеров устройств для домашней автоматизации для
того, чтобы у читателя появилось представление о том, что можно сделать и за
какие деньги.
«Умный выключатель» и устройства дистанционного управления. Казалось бы, как можно улучшить
обычный выключатель? Тем более, что с виду «умный выключатель» ничем не
отличается от «глупого», т. е. обычного. Он точно так же монтируется в
стандартной электрической коробке. Самое простое, на что он способен — менять
яркость освещения электрической лампы (подобно получившим распространение
диммерам, недорогие модели которых стоят 30–40 долларов), но не только.
Существуют выключатели, принимающие сигналы от пультов дистанционного
управления. В этом случае освещением (и другими системами, например,
двигателями жалюзи или гаражных ворот) можно управлять на расстоянии. Пульт ДУ
меньше чем пульт управления телевизором; как правило, он рассчитан на
управление 4–8 выключателями. Сам выключатель стоит около 10–15 долларов,
примерно столько же стоит и пульт дистанционного управления.
Кстати, в отличие от телевизионных пультов, работающих с
помощью передачи инфракрасных лучей, пульты управления выключателями обычно
работают в радиодиапазоне, что, безусловно, удобно — не надо целиться в
приемник, тем более что он может быть и не на виду. Существуют
радиовыключатели, которые можно закреплять в любом месте — например, рядом с
любимым креслом или кроватью, откуда вставать не всегда хочется.
Многоканальный выключатель может посылать сигналы осветительным приборам с
помощью команд Х10. Правда, для того, чтобы лампы могли воспринимать команды на
включение/выключение, необходимо вставить в патроны специальные переходники.
Поскольку в современном доме обитает много бытовой техники, управляемой
пультами дистанционного управления (телевизор, музыкальный центр, проигрыватель
DVD, видеомагнитофон), производители наладили выпуск универсальных пультов ДУ
стоимостью от 10–20 долларов. От обычного пульта универсальный отличается
большим количеством кнопок и возможностью настраиваться на управление любыми
устройствами (разумеется, не обязательно, чтобы все управляемые устройства были
от одного производителя). Такие пульты, работающие в инфракрасном диапазоне,
могут управлять и бытовой техникой (электрическим чайником, кофеваркой и т.
д.), если их подключить к релейному модулю — проходному электроустройству,
включаемому в розетку.
Вершина эволюции универсальных ИК-пультов — устройства типа Philips Pronto
Pro NG TSU7000. Это практически карманный компьютер с цветным сенсорным экраном
и возможностью программирования как автономного, так и с помощью настольного
компьютера.
Кроме того, существуют радиоудлинители пультов управления, работающих в
ИК-диапазоне. Такие пульты могут управлять лишь приборами, находящимися в
прямой видимости. Если телевизор находится в одной комнате, а ресивер
спутникового телевидения в другой, то радиоудлинитель будет просто необходим.
Вообще «радиоудлинять» можно что угодно, например, существуют видеотрансляторы
(так называемые «видеосендеры»), которые по радио могут передавать даже
видеосигнал, например, если нужно принимать на телевизор программу,
передаваемую DVD-плейером, расположенным в соседней комнате. Такие
видеотрансляторы работают они в диапазоне 2,4 ГГц и, как правило, не создают
существенных радиопомех. Стоимость видеотранслятора, например модели AVS805,
которая имеет также обратный канал для приема сигналов ИК-пульта, составляет
140 долларов.
Умная лампочка. «Интеллекта» обычной лампочке можно добавить и с помощью лампового модуля.
Он включается в обычную розетку и по электрической сети может управлять любой
лампой в доме, которая включена в патрон через специальный переходник. Такая
умная лампа может не просто гореть с разной степенью яркости, но и запоминать свою
яркость при выключении с тем, чтобы восстановить ее после включения. Ламповый
модуль может и включать лампу не резко, а плавно — сначала в полнакала, потом
полностью. Делается это не ради психологического комфорта (хотя что-то приятное
в плавном включении безусловно есть), а для экономии: известно, что лампы
перегорают обычно при включении и выключении — во время переходных процессов.
Плавное включение позволяет избежать «стресса» для лампы. Вместо обычных ламп
можно использовать энергосберегающие лампы. Они потребляют в 10 раз меньше
энергии и служат в 15 раз дольше.
Датчик движения. Срабатывает на перемещение людей в радиусе обзора и замыкает электрическую
цепь. Удобен для установки в коридоре, тогда при входе в помещение хозяин
квартиры будет избавлен от необходимости шарить в темноте по стенам, удерживая
при этом в руках сумки с продуктами. В загородном доме датчик движения удобен
для управления уличным освещением — ведь включатель освещения крыльца, как
правило, находится внутри дома, что делает его практически бесполезным в том
случае, когда вы приходите в темное время суток. Кстати, многие модели датчиков
движения оснащены еще и датчиком освещенности, чтобы лампочка не загоралась в
светлое время суток.
Датчики движения заметно подешевели в последнее время, цены на них
находятся в пределах от 15 до 70 долларов и зависят от марки, от угла обзора,
от наличия дополнительного датчика освещенности. Существуют модели,
встраиваемые непосредственно в стандартные электрические коробки наряду с
выключателями и розетками. Датчики позволяют устанавливать время включения
после обнаружения движения — от нескольких секунд до нескольких минут.
К датчикам движения не обязательно подключать цепи осветительных приборов.
Ведь эти устройства можно использовать в качестве своеобразного
предупредительного кольца безопасности. С другой стороны, неожиданное включение
света может заставить вора, пользующегося прикрытием темноты, отказаться от
преступных планов. Можно подключить к датчику движения и электрический звонок,
что удобно в немноголюдном магазине, где продавцу нет необходимости все время
стоять за прилавком. Наконец, отбить охоту у непрошеных гостей может такое
устройство, как «рободог» (RoboDog) — имитирующий (точность зависит от цены)
лай голодной собаки бойцовской породы. В этом случае, конечно, устройство
необходимо отключать при нахождении в квартире, иначе от собачьего лая в ночном
походе по квартире и инфаркт заработать можно.
Датчики «всего». Кроме датчиков движения в «умном доме» могут быть
использованы для решения тех или иных задач и другие типы. Одним из самых
простых датчиков является геркон (герметический контакт), который замыкается в
присутствии магнита. Герконы используют как датчики открытия дверей, окон,
везде, где нужно зафиксировать размыкание двух объектов (на одном располагается
геркон, на другом — магнит). Чаще всего герконы используются в сигнализации,
хотя нетрудно придумать и другие области применения.
Существует большой спектр датчиков, которые могут определять возгорание,
работают они на разных принципах (размыкание либо замыкание при перегорании
контрольного элемента, реагирование на температуру, на перекрытие задымлением
контрольного инфракрасного луча и т. д).
Для управления поливом сада или реагирования на протечки воды предназначены
датчики дождя. Один из вариантов — Mini-Clik стоимостью около 80
долларов. Замыкает 24-вольтовую цепь (например, питания электронасоса или
электроклапана), чувствительный элемент — гигроскопическая головка, которая при
разбухании размыкает контакт.
Чувствительность датчика регулируется. Обратное срабатывание происходит при
высыхании гигроскопического материала, который фактически повторяет состояние
почвы.
Повысить безопасность в доме может и датчик газа. Например, Cofem
Keepergas Detector стоимостью около 80 долларов обнаруживает опасные
концентрации угарного газа и углеводородов (в том числе бытового газа), при
этом выдается звуковой сигнал и замыкается релейный контакт, который можно,
например, использовать для запирания электромагнитного клапана газопровода.
Сигнализация срабатывает задолго до достижения опасного уровня. Для правильного
обнаружения устройство необходимо размещать в соответствии с рекомендацией
производителя.
Исполнительные устройства
Электромагнитный клапан — проходное устройство, которое можно «врезать» в
водопроводные и отопительные системы (корпуса клапанов выполнены как часть
водопроводной трубы и имеют стандартную дюймовую резьбу). Электромагнитный
клапан может открывать и закрывать подачу воды или теплоносителя по командам
таймера, датчиков или пультов дистанционного управления. Они делятся на
нормально-открытые и нормально-закрытые. При их выборе следует учитывать такие
характеристики, как допустимое давление, рабочая температура и диаметр
посадочной резьбы. Наиболее простые электромагнитные клапаны на 1/2 дюйма стоят
70–80 долларов. Вариантов использования электроклапанов много, приведем
несколько.
·Система
автоматического полива сада: таймер будет подавать воду в систему полива в указанное время, а если
использовать датчик влажности, то сможет учитывать метеорологическую ситуацию и
не поливать зря сад после обильного дождя.
·Система
аварийного отключения подачи воды: в полы (не обязательно по всему дому, можно только в
туалете, ванной и кухне) монтируются датчики воды. Если на пол попала вода и
поднялась до определенного уровня, датчики закроют клапан, который следует
врезать на выходе из стояка.
·Система
климат-контроля. Клапан может перекрывать центральное отопление, если температура в комнате
превышает комфортный максимум, и, наоборот, включать отопление, когда
становится слишком холодно. Климат-контроль легко сделать раздельным для разных
помещений в доме. С помощью электромагнитных клапанов можно управлять и подачей
бытового газа (например, для аварийного отключения по сигналу от газоанализатора
или датчика возгорания), однако для этих целей должны использоваться
специальные клапаны.
Привод с контроллером для штор и жалюзи — способен быстро поднимать и опускать шторы.
Управление возможно с помощью пульта дистанционного управления, по командам
X10, а также (в самом крайнем случае) — непосредственно нажатием кнопок на
контроллере. Приводы автоматически выключаются при достижении крайних
положений, многие модели имеют встроенные таймеры для программирования времени
подъема-опускания и способны отличать выходные дни от рабочих (это умеет, в
частности, привод/контроллер Drapeboss DB292A стоимостью около 250 долларов).
Телефонный контроллер. Надежный мажордом, которого можно оставить дома вместо себя. Подключается к
телефонной сети как обычный аппарат. Подключенные к контроллеру домашние
приборы можно включать и выключать сидя на работе — с помощью нажатия телефонных
клавиш. Конечно, контроллер откликнется только тому, кто, дозвонившись до него,
введет правильный пароль. Примеров полезного использования тут можно придумать
достаточно, например, засомневавшись, выключен ли утюг, просто нажатием кнопки
отключить его.
Также по телефону можно выключить свет, проверить закрытие окон, дверей и
отключить подачу воды. Устройство относительно недорогое: контроллер DSC
Escort-4580 стоит около 100 долларов и способно управлять 32 приборами. Правда,
для подключения электроприборов потребуется дополнительный интерфейс, зато
контроллер совместим с сигнализациями той же фирмы (DSC).
Таймеры. Многоканальные таймеры, способные включать и выключать приборы в заданное
время, выпускались даже советской электронной промышленностью, поскольку
устройство со схемотехнической точки зрения совершенно несложное.
Сейчас диапазон доступных таймеров достаточно широк. Их можно разделить на
одноканальные и многоканальные. Одноканальные, понятно, способны управлять
только одним прибором. Они исполняются в виде переходника для электрической
розетки и снабжены миниатюрными электронными часами. Причем разделяются они на
суточные и недельные. Недельный выключатель учитывает день недели, что бывает
довольно удобно: например, если к нему подключать поливочное устройство,
которое должно поливать не каждый день, а всего 1–2 раза в неделю.
Многоканальные таймеры могут управлять несколькими устройствами совершенно
разного назначения: поливать цветы, включать свет и даже кормить рыб и домашних
животных (есть специальные автоматические кормушки). Такой «мозг» можно с
уверенностью оставить вместо себя, отбывая в отпуск или командировку ( Если
есть вероятность хотя бы и кратковременного выключения электричества, лучше
такие устройства запитывать от источников бесперебойного питания (ИБП). Это
касается вообще всех элементов «умного дома», предназначенных для автономной
работы.). Ведь многоканальный таймер можно использовать и в качестве элемента
системы безопасности — он может имитировать пребывание в жилище человека (некоторые
таймеры предусматривают внесение случайности в интервалы включения приборов):
включать и выключать свет, раздвигать шторы и поднимать жалюзи, «слушать
радио», полаивать голосом ротвейлера и т. д.
***
Конечно, не все указанные элементы «умного дома» можно приобрести в обычных
магазинах, все-таки это не электролампы. Но существуют фирмы, которые
специализируются только на подобных устройствах и в их каталогах можно найти
приемлемый по цене и функциональности элемент. Некоторые элементы «умного дома»
можно собрать и самому (или разделив удовольствие со своими детьми),
воспользовавшись наборами для сборки.
«Умный дом» на кончиках пальцев
Центральным элементом «умного дома» может стать
встраиваемый в стену компьютер с сенсорным экраном. Такой компьютер не
нуждается в «мыши», кнопки можно нажимать прямо пальцем на экране, а обычную
клавиатуру для набора текста заменяют специальные экранные клавиатуры.
Владельцы набирающих популярность карманных компьютеров знают, насколько удобны
сенсорные экраны.
Встраиваемый компьютер c cенсорным экраном может оказаться полезным,
например, в качестве мультимедийного центра, с помощью которого можно
воспроизводить музыку, фильмы или даже показывать цифровые фотографии.
Фонотека, фильмотека и фотоархив могут при этом размещаться и на другом
компьютере в домашней сети. Подобный компьютер можно использовать и для
управления устройствами автоматики (в том числе для их перепрограммирования),
для контроля экологической и физической безопасности жилища. Но для этого
потребуется специальное программное обеспечение.
Можно использовать и отдельный сенсорный монитор. Его можно смонтировать,
установив на обычный жидкокристаллический монитор сенсорный экрна. Операция
установки довольно сложна, поэтому сборкой сенсорных экранов занимаются
специализированные фирмы.
Сами сенсорные экраны различаются технологией изготовления. По принципу
работы они бывают резистивные, на поверхностно-акустических волнах,
инфракрасные и проекционно-емкостные. Для «умных домов» лучше всего подходят
сенсорные экраны на поверхностно-акустических волнах и резистивные (например,
IntelliTouch и AccuTouch компании Elo TouchSystems).
ПАВ-экраны обеспечивают высокое качество изображения, точно распознают
прикосновение пальца или пера, не боятся царапин, чувствительны к силе
прикосновения. Резистивные экраны разрабатывались для использования в условиях
агрессивной окружающей среды, поэтому превосходят другие экраны в надежности и
долговечности. Резистивные сенсорные экраны обладают наибольшей стойкостью к
загрязнению, их поверхность не боится жидкостей, конденсата, паров, но такие
экраны обладают меньшей прозрачностью.
Встраиваемые компьютеры с сенсорными экранами относительно недороги.
Компьютер зарубежного производства с 19-дюймовым жидкокристаллическим экраном
стоит 1 300–1 500 долларов (модели отечественной сборки на 200 долларов
дешевле), с 12-дюймовым — около 1 000 долларов.
Предлагая встраиваемые компьютеры, нужно позаботиться о создании программы
управления, не забыв об удобстве интерфейса (например, больших кнопках).
