Умный дом: способ сберечь секунды жизни

Примечание:
Эта статья носит ознакомительный характер, не предназначена для технических специалистов, поэтому прошу не читать ее тех, кто знает IP-адрес своего компьютера.

Как водится, популярный термин, которым люди активно пользуются, остается недостаточно понятым, чтобы можно было свободно рассуждать на эту тему, и отличать его от других, схожих терминов. Такое непонимание может создать предрасположенность к влиянию рекламных кампаний, призывающих купить то, что вам не нужно за деньги, которые это не стоит.

Поэтому я решил разобраться в этом и поделиться с вами.

Прежде чем хоть что-то сказать об умном доме, нужно много поговорить об автоматизации, поскольку умный дом – это лишь этап развития автоматики.

До нашей эры. Автоматизация без контроллеров

Вы задумывались, что в словосочетаниях «автомат Калашникова», «автомат в электрощите» и «автоматизация завода» используется одно и то же слово? Оно образовано от греческого automatos — самодвижущийся, самодействующий.

Толковый словарь под редакцией Ефремовой говорит: «Автомат: это устройство, самостоятельно, без непосредственного участия человека, выполняющее какие-либо действия или операции в соответствии с заданной программой».

Суть любой автоматизации (а значит и умного дома) очень проста: выявить раздражитель, в ответ на который произведется заранее продуманная реакция.

Взять, к примеру, человека, если он уронит себе на палец гантель (что будет являться раздражителем), то незамедлительно последует запланированная реакция, состоящая из одного или нескольких действий — обязательного одергивания ноги и, возможно, нескольких коротких слов.

Это сразу говорит нам о минимальном наборе элементов примитивной автоматики:

• Различные датчики и сенсоры. В нашем примере ими служат нервные окончания пальца.
• Исполнительные механизмы – всевозможные приводы, выключатели, лампочки и т.п. У человека основным элементом являются мышцы.

Далее нам не обойтись без одного понятия, которое вы, наверняка, слышали много раз. Это реле –копеечное устройство, без которого невозможно построить ни одну систему автоматики, даже самую простую.

По сути, реле – это автоматический выключатель, хотя логичнее его назвать ВКлючатель. В простейшем реле есть электромагнит, который при подаче на него маленького тока, скажем от датчика движения, замыкает другую цепь, к которой подключена лампочка, и она загорается, позволяя сонному человеку найти туалет, не наступив по пути в миску для собаки.

Теоретически, с помощью одних только реле можно собрать довольно умную систему, что и было продемонстрировано миллионам американцев в декабре 1950 года, когда журнал «Популярная механика» опубликовал статью о шестикомнатном загородном доме инженера из Мичигана.

Рис. Декабрьская статья 1950 года в журнале «Популярная механика». Фото справа сверху – пункт управления домом.

Этот энтузиаст своего дела потратил годы своей жизни, два километра кабелей, десятки электродвигателей и приводов, взятых откуда не попадя, чтобы создать умный дом своей мечты.

Инженер проявил чудеса смекалки, чтобы, не имея никаких компьютеров и специализированных устройств, реализовать различные сценарии в доме.

К примеру, электромеханические часы в определенное время включали радиоприемник, тостер и чайник. Освещение при входе включалось от дверного звонка, а выключалось оно через некоторое время, когда лампа нагревалась и на ее тепло реагировал датчик температуры, установленный поблизости, выключая свет. Блестящее решение!

Занавесками управлял электропривод, снятый по случаю с американского бомбардировщика.

Но весь гений инженера проявился в решении задачи автоматического закрывания створок окон в случае дождей, которые поливают Мичиган 150 дней в году. Вода из водосточной трубы поступала в миску, наполняла ее и замыкала контакт в датчике, который включал электропривод окон.

Рис. Система закрывания окон при дожде

Для размещения всех необходимых реле и таймеров, изобретателю пришлось отвести небольшую комнату.

Этот пример мы привели для того, чтобы показать, что основные принципы автоматизации не изменились за три четверти века, изменились только ее составные части и возможности.

Наша эра. Контролллеры

Однако, прогресс требовал применения все более сложного оборудования, управлять которым можно было только с помощью сложных алгоритмов, и в какой-то момент обойтись лишь реле и электромеханическими устройствами стало невозможно.

Представим себе, что хозяин дома решил создать в нем идеальный климат, поэтому вместо покупки дорогого автомобиля отдал предпочтение продвинутой приточно-вытяжной вентиляционной установке. В ее состав, кроме двух вентиляторов входит:

• Нагреватель воздуха;
• Охладитель воздуха, к которому подключен наружный блок кондиционера;
• Несколько фильтров разной степени очистки;
• Энергосберегающий блок (который использует тепло вытяжного воздуха, чтобы нагреть приточный);
• Увлажнитель;
• Обеззараживатель воздуха.

Рис. Вентустановка, стоимость которой может вполне сравниться с автомобилем

Управление таким многообразием элементов по десяткам алгоритмам возложили на контроллер. Это узкоспециализированный и особо надежный миникомпьютер, который запрограммирован на выполнение определенных шагов.

Рис. Шкаф автоматизации с контроллером (левый нижний блок с экраном)

Теоретически вместо контроллера можно использовать домашний ноутбук, который можно научить реализовывать даже сверхсложные алгоритмы. Ноутбук при этом может обойтись даже дешевле контроллера, но все же не используется. Ведь все компьютеры склонны «зависать» в самый неподходящий момент, что практически не происходит с промышленными контроллерами.

Сейчас контроллеры устанавливаются во всех более или менее сложных устройствах, даже в стиральной машине, учитывая количество программ и режимов, которые в ней заложены. Но по-настоящему впечатляют своей стоимостью и возможностями промышленные контроллеры, которые могут управлять целыми производственными линиями.

Новейшая история. Диспетчеризация

Путаница с понятием «умный дом» создалась как раз словом «диспетчеризация».

Возьмем недавний объект, который мы проектировали. Это относительно небольшой (по современным меркам, ведь девелоперы стали сразу застраивать целые кварталы) жилой комплекс премиум-класса. В нем установлено больше сотни вентиляционных установок, уйма насосов, десятки наружных блоков систем кондиционирования, множество лифтов, бессчетное количество счетчиков, а также тепловые завесы, система обогрева кровли и площадок, обеззараживатели, жироуловители, зарядные станции, шкафы управления дизайнерским освещением и т.п. – итого буквально тысячи устройств на миллиард рублей.

Чтобы одному инженеру службы эксплуатации просто физически обойти все эти устройства и хотя бы посмотреть, работают они или нет, потребуется неделя, не говоря уже о том, чтобы вручную настроить или изменить параметры в каждом контроллере.

Поэтому и был найден способ экономии времени и трудозатрат – свести управление армией устройств в одно помещение – диспетчерский пункт, где установлены несколько обычных компьютеров.

Рис. На монитор диспетчера можно вывести схему любой системы, а также управлять ей, не вставая с рабочего места

На мониторе в наглядном виде можно увидеть, из каких основных элементов состоит та или иная система, в каком режиме они работают, а с помощью мыши и клавиатуры задавать или менять любые значения.

Диспетчеризация – это удаленное наблюдение и управление различными системами.

Это означает, что система диспетчеризации никаким образом не заменяет собой контроллеры или другие элементы автоматизации – все они остаются на своих местах. Более того, контроллер был и остается ключевым элементом, ведь компьютеры диспетчеров получают сигналы от контроллеров и управляют всеми устройствами исключительно через их контроллеры.

Рис. Контроллеры остаются главным элементом и связующим в системе диспетчеризации зданий

Поэтому диспетчеризация – это дополнительная, очень удобная опция системы автоматизации.

Сегодняшний день. «Умный дом»

Долгое время заказчики вместо термина «диспетчеризация» использовали словосочетание «умный дом», что является намного более размытым понятием.

Со временем в профессиональной среде прижилось такое разделение этих терминов:

Диспетчеризация – эта система управления инженерным оснащением здания из диспетчерского пункта, который может находиться в любой точке мира. Скажем, если в московском отделении иностранного банка пропало электричество, и заработал аварийный дизель-генератор, то инженер в центральной штаб-квартире в Нью-Йорке это также увидит на своем мониторе и позвонит в Москву узнать, что случилось.

Система диспетчеризации может быть установлена и в частной резиденции, состоящей из нескольких зданий, разбросанных на обширной территории, но в диспетчерской должен находиться диспетчер/инженер/охранник, в противном случае вся затея теряет смысл.

Поэтому в квартирах эти системы не уместны.

Умный дом – это уже скорее экосистема или цифровая среда, в которой увязываются и действуют, как одно целое, самые различные устройства и системы, которые к тому же могут управляться с помощью смартфонов или подобных устройств.

Умным домом можно оснастить как квартиру и коттедж, так и жилой комплекс целиком, если в нем реализована своя экосистема.

Поэтому часто то, что выдают за умный дом сильно не дотягивает до этого определения, но все производители стремятся достичь именно этого.

У умного дома есть два кита: возможность составить пользовательские сценарии для совершенно разных устройств и управление со смартфона.

Умный дом задуман с целью добавить комфорта, выполняя за нас ежедневные рутинные функции, экономя нам секунды жизни, которые можно тратить на социальные сети.

Рис. Сценарии умного дома довольно просты и построены по принципу «Если, то». В данном случае профессиональный газоанализатор определяет качество воздуха дома по уровню CO, летучих органических соединений, взвешенных частиц, и при наличии людей по датчику присутствия (а не более грубого датчика движения), командует вентиляцией и очистителем

Купив «умный» чайник, которым можно управлять с приложения на телефоне, вы не стали обладателем умного дом – вы просто используете смартфон в качестве некого пульта дистанционного управления.

Если же умному дому можно задавать разные алгоритмы, которые объединяют несколько устройств, то мы уже можем отметить признаки умного дома. Скажем, когда вы приходите, нажимаете кнопку «Пришел домой голодный хозяин», то запускается сценарий: включается свет в прихожей, на кухне и в ванной комнате, включается теплый пол, начинают работать кондиционеры, включается спокойная музыка, которая следует за вами, когда вы перемещаетесь по дому, мультиварка греет ужин, а кофемашина варит каппучино.

А если система, определив вашу геопозицию, запускает сценарий автоматически, когда вы еще только на пути домой, то тут ваша квартира становится действительно умной.

Если же к мобильному приложению, с которого вы можете управлять устройствами или запускать сценарии в квартире, также будут подключены сервисы взаимодействия с управляющей компанией, заказа пропусков на гостей, просмотра изображений с видеокамер жилого комплекса, то мы уже можем говорить о полноценной цифровой среде дома.

Умная квартира от застройщиков

Интересно наблюдать, как быстро изменилось отношение застройщиков к умным домам. Еще несколько лет назад многие из них считали, что это дорогая и неуместная в России мода, сейчас же почти все крупные девелоперы предлагают квартиры с предустановленными (т.е. уже смонтированные застройщиком) в них системами «умный дом».

В зависимости от того, какие устройства можно или нельзя подключить к предустановленному комплекту умных квартир и насколько простые или сложные сценарии возможно реализовывать, выделяются две категории систем.

Умные дома эконом-класса от застройщика

С покупкой квартиры в таком доме можно получить комплект умных выключателей, датчики движения, термостат для приборов отопления и защиту от протечек. Также вы можете получить универсальный пульт управления, который может управлять некоторыми бытовыми приборами, например чайником, кондиционером или умными розетками, которые внесены в базу данных устройства. Подобный пульт можно запрограммировать на несколько сценариев, к примеру, при однократном нажатии запускается простой сценарий: включить свет, чайник и кондиционер, а при двух все выключается.

Этот скромный комплект тем не менее перекрывает множество потребностей жителей.

Нужно отдавать себе отчет в том, что в умном доме, лишенном контроллера, можно встретиться с крайне урезанными возможностями по сценариям и невозможностью подключить большинство устройств и систем (мультирум, водяной теплый пол, продвинутая вентиляция и очистка и т.д.).

Такой минимальный набор для студии обойдется примерно в 65 000 руб. без учета монтажных работ. Сюда не входят, конечно же, сами умные устройства и светильники.

Умные дома бизнес-класса от застройщика

В этом случае система строится вокруг контроллера, чего не было в варианте эконом-класса.

В минимальный набор входят функции управления светом, карнизами, кондиционерами, отоплением, теплым полом, а также защита от протечек.

И самое главное – контроллер дает возможность в будущем управлять фактически чем угодно – вентиляционной установкой, канальными кондиционерами, воздушными заслонками, электрической сауной, системой водоподготовки, домашним кинотеатром, увлажнителем и так до бесконечности. В эконом-классе система может управлять только теми устройствами, которые уже есть в ее базе данных.

Рис. Для профессионального умного дома не обойтись без шкафа с набором дорогостоящего оборудования. (Фото с сайта 230400.ru)

Такая универсальность достигается тем, что в какой-то момент большинство производителей, устав соперничать, договорились друг с другом о единых стандартах общения между всеми устройствами – протоколами. Единый протокол все потребности различных производителей не перекрывал, поэтому существует множество протоколов, но были разработаны устройства-переводчики (согласователи), которые позволяют в одном здании использовать оборудование, работающее на разных протоколах.

Аналог протокола в обычной жизни – это язык. Не знаете иностранный язык – можно использовать переводчик, и вас так или иначе поймут. Также и в протоколах.

Такие же стандартные протоколы используются в умных домах бизнес-класса, что и позволяет расширять систему любыми устройствами. Фактически, в таких квартирах используется архитектура построения автоматизации, предназначенная для заводов и стадионов.

Минимальный набор для квартиры бизнес-класса (снова возьмем минимальную квартиру) составит 600 000 руб. без учета кабельной продукции, монтажа и наладки. Далее покупатель докупает необходимые модули для подключения желаемого оборудования.

Сейчас активно внедряют комплекты умных квартир в своих жилых комплексах МР групп, Инград, Самолет, А101, Донстрой, Капитал груп и другие застройщики.

Шаг в прошлое. Премиум класс

Проектируя премиум-жилье, мы столкнулись с менталитетом покупателей, которые оперируют суммами, от количества нулей в которых рябит в глазах.

Обычно жители с готовностью принимают цифровую среду здания, когда можно подойти к дому, видеокамера и система распознавания лиц вас определит, откроет двери, а лифт отвезет на нужный этаж.

Но определенный класс покупателей не готовы жить в доме, где их лица внесены в базу данных, а без смартфона можно потерять доступ к множеству сервисов. Поэтому, на удивление, в самых дорогих домах это не приживается.

Заключение

В своем окружении вы встретите множество противников умных домов, кто считает это бесполезной и ненадежной игрушкой, в безопасности которой полно дыр. Наверняка в этом есть своя доля правды.

Но очевидно, что желание упростить жизнь рано или поздно приведет производителей к тому, что их системы будут доведены до ума и станут обязательным элементом комфортной жизни.

Чем более массовым будет их применение, тем дешевле и надежней они станут, тем проще будет объединять разные устройства, и меньшее внимания к себе они будут требовать.

На мой взгляд стоит поэкспериментировать с умными устройствами и получить собственный опыт уже сейчас…

Александр Иванов
Руководитель проектной мастерской «Траст инжиниринг»
http://www.trusteng.ru

#умныйдом#smart#диспетчеризация#автоматизация#умныеустройства#IOT#интернетвещей#умнаярозетка#умнаялампочка#умнаяквартира