Что нам стоит умный дом построить

Еще недавно экзотические понятия «умных устройств» и «умных домов» широко вошли в наш повседневный быт, упрощая ведение хозяйства и добавляя комфорта. Хотя, если задуматься, инженеры просто сделали сказку былью. Ведь первая смарт-избушка была на самом деле уже у бабы-яги. Помните – «избушка, избушка, повернись ко мне передом, к лесу задом»? Да и «сим-сим, откройся» из сказки про али-бабу чем не аналог клича современного пользователя «Привет, Алиса» или «Окей, Гугл»?  

От избушки Бабы-Яги…

За последние годы появилось огромное кол-во «умных» устройств и помощников, позволяющих управлять любыми бытовыми устройствами, освещением, климатом, следить за безопасностью жилища или просто развлекать домочадцев и гостей. Недостатка в рекламе этих гаджетов нет, но как не утонуть в этом море информации? Опираясь на 20 летний опыт инженерной работы в IT индустрии и годы автоматизации своего дома и дачи, я хочу поделиться полученными навыками, которые, надеюсь, помогут новичкам в решении вопросов домашней автоматизации и уберегут их от возможных ошибок.

В нескольких публикациях я дам советы, как внедрить у себя недорогие и эффективные решения от разных производителей и объединить их все в единую и надежную систему на базе проектов с открытым исходным кодом. Я предлагаю постепенное погружение в тему с минимальными финансовыми вливаниями. Затем, отталкиваясь от простого к сложному, вы сможете практически бесконечно развивать систему по любым сценариям.

В первой статье из этого цикла я представлю небольшой обзор основных подходов к автоматизации при помощи «умных» вещей и что можно с ними сделать на своем собственном примере. 

Что важно понимать в первую очередь, если вы решили купить себе «умное устройство» или готовый набор для «умного дома». Приставка «умный» в современном маркетинге, как правило, означает что вы можете контролировать это устройство удаленно или по расписанию. Есть устройства высшего уровня, которые, анализируя ваши предпочтения, могут давать вам рекомендации или самостоятельно принимать решения, например, о выборе климатического режима в различных помещениях в разное время.

Любое «умное» устройство должно подключаться к локальной сети/интернету и иметь какой-либо интерфейс управления, например, приложение в телефоне. С точки зрения передачи информации устройства делятся на проводные (как правило, по этим проводам может подаваться и питание) и беспроводные.  Большинство продающихся активных (подключаемых к электрической сети или встраиваемых в электрическую сеть) «умных» устройств и ассистентов (умных колонок) подключаются через WiFi и для управления используют собственные приложения, завязанные на «облачные» сервисы производителя оборудования. В этом случае, производителю проще решать технические проблемы, возникающие при работе «умных» устройств и проще монетизировать свои сервисы. Но и основной минус очевиден: как только отключится интернет, такая «карета» мгновенно превратится в «тыкву», а «резвые скакуны» – в «крыс».

Автономные «умные» устройства, работающие от батареек и аккумуляторов используют для подключения различные экономичные беспроводные стандарты. Например: BLE (Bluetooth Low Energy), Z-Wave, Zigbee, RF и др. Преимуществом стандарта BLE является возможность подключения устройства напрямую к смартфону через bluetooth для начальной конфигурации и возможно последующего использования, но во всех остальных случаях, для обеспечения связи устройств с интернетом или домашней сетью, потребуется специальный шлюз. Шлюз, как правило, идет в комплекте с набором «умного» дома или покупается дополнительно у того же производителя. Как известно, даже в рамках одного беспроводного стандарта к шлюзу не всегда получится подключить устройства разных производителей.

Поэтому на первом этапе создания умного дома, когда у вас еще нет полностью сформированной концепции, вы вполне можете столкнуться с тем, что стали владельцем пестрого набора умных гаджетов, управляемых с разных приложений без возможности объединения их в единую логическую систему. А что может быть печальнее, чем когда вы уже потратили немалое количество времени, сил и средств, а весь ваш умный дом в итоге напоминает ту известную басню Крылова, в которой «лебедь рвется в облака, рак пятится назад, а щука тянет в воду»?

С чего начать?

Итак, с чего начать процесс автоматизации своего дома? Очень хочется написать, что сперва надо определиться с главным – а чего вы собственно хотите от своего «умного» дома, но мой личный опыт подсказывает, что для новичка это будет абсолютно бесполезный совет! На этот вопрос четко и полно сможет ответить только хорошо разбирающийся в технологиях автоматизации человек и имеющий большой практический опыт внедрения. На первых этапах надо сфокусироваться совсем на другом и быть готовым проявить гибкость по мере постепенного погружения в тему.

Рассмотрим два базовых состояния, когда приходят мысли о внедрении умного дома:

• Вы собираетесь начать ремонт или уже начали его делать

• Вы только подумываете о том что спустя какое-то время его придется делать

В первом случае вам придется форсированно погружаться в тему и кардинально менять схему электропроводки и предусмотреть дополнительные точки присутсвия силовых кабелей и кабелей данных. Зато после ремонта вы сможете реализовать наиболее интересные концепции умного дома и серьезно сэкономить на оборудовании.

Во втором случае вы можете вдумчиво и не спеша изучать тему, по возможности реализуя некоторые из концепций в зависимости от текущих схем ваших инженерных систем. Зато к моменту проведения ремонта вы уже подойдете со своим собственным опытом и пониманием необходимых модификаций, а по окончанию ремонта у вас появятся еще более интересные идеи для следующего ремонта.

Мое погружение в домашнюю автоматизацию начиналось по первому сценарию, но с тем серьезным «отягчающим» обстоятельством, что я инженер (неважно, что не из области автоматизации или ремонта), поэтому могу бесконечно все время что-то улучшать, менять одну идею на другую, не видя предела совершенствованию. И как результат, только к окончанию ремонта, у меня наконец сформировалась картина, как все надо было сделать на самом деле.

Ограничения по бюджету и времени позволили сформулировать следующие правила и концепцию развития «умного» дома:

• Система должна внедряться и развиваться постепенно. Соответственно, в нее надо заложить серьезный потенциал к расширению, масштабированию и в дальнейшем расшириться на дачу, гараж и т.д.

• Вся логика «умного дома» должна исполняться локально, и все ключевые компоненты – не зависеть от интернет-подключения или облачных сервисов.

• В случае выхода из строя центрального управляющего устройства, управление всеми ключевыми устройствами должно дублироваться механическими выключателями.

Комфорт, безопасность, контроль

Вот основные сценарии автоматизации, которые без больших финансовых инвестиций могут облегчить ваш быт и повысить уровень контроля. Из реализованного мной лично функционала я бы выделил несколько основных направлений — комфорт, безопасность и эффективность расхода ресурсов. Под комфортом я подразумеваю возможности управления светом, мультимедиа, электрокарнизами, радиаторами центрального отопления и кондиционерами. Мой дом – моя крепость, поэтому под безопасностью я имею ввиду контроль входной двери. Под эффективностью расхода ресурсов подразумеваю возможности контроля параметров электрической сети и энергопотребления, расхода воды, выявления протечек во влажных зонах с возможностью перекрытия подачи воды и полотенцесушителя.

Теперь расскажу подробнее о реализованных сценариях. Еще несколько лет назад применительно к «умному дому» подразумевались возможности удаленного управления светом и различные сценарии освещения. Сегодня единственное ограничение здесь – это ваша фантазия. У себя я реализовал самые базовые сценарии. Во всех помещениях, кроме спален, установил датчики движения. Свет включается в зависимости от типа помещения и времени суток. Например, в коридоре, ванной и туалете – круглосуточно, но на разное время. На кухне и в гостиной – только после захода солнца и до рассвета. 

Свет в квартире – это не только электрические лампочки, поэтому я автоматизировал и работу штор. Во всех спальнях они автоматически закрываются на закате и открываются в будни по будильнику, в выходные вручную – через приложение или с пульта. Пока сыновья были маленькими, я использовал и сценарий выключения света в детских в полночь. Кстати, о детях. Как позвать ребенка на завтрак из комнаты, если кричать не хочется или он слушает музыку в наушниках? Я поступаю так: инициирую сценарий, при котором один из двух контуров верхнего света моргает три раза с интервалом в секунду. По такой же схеме можно удаленно «намекнуть» ребенку, что он не слышит звонка, когда ты пытаешься до него дозвониться.

Управление телевизорами. У меня дома два телевизора – аналоговый и цифровой, ранее управлявшихся через через инфракрасный пульт. Интеграция их в общую систему «умного» дома дало определенные плюсы: в приложении на телефоне удобнее выбирать нужную программу из разбитых по категориям списков, а для старого аналогового телевизора еще и подгружать текущие программы. И, разумеется, отпала необходимость искать вечно теряющиеся пульты.

«Сим-Сим, откройся»

Управление климатом в моей квартире реализовано с помощью автоматизации и интеграции в общую систему центральных батарей. Благодаря этому стало возможным забыть о таком неприятном занятии, как подкручивание батарей в ручном режиме в зависимости от погоды и состояния окон (проветривание, разгерметизация или плотно закрытое). Большое преимущество – через приложение задать свой комфортный температурный режим в каждой комнате.

Дополнительно можно реализовывать различные сценарии автоматического изменения температуры в зависимости от времени суток и наличия/отсутствия домочадцев.

Для контроля входной двери в системе управления «умным» домом был настроен бот Telegram, который публикует важные сообщения, например, все события открытия и закрытия входной двери с фотографией с камеры вызывной панели у двери на момент открытия и закрытия. Таким образом, я в режиме реального времени получаю сообщения с фотографиями о том, кто пришел или ушел. Очень удобно контролировать, когда и каким составом дети пришли со школы, ведь они часто забывают позвонить. Так же несколькими способами в любой момент времени можно проверить наличие членов семьи дома.

Контроль параметров электрической сети и расхода воды дает мне возможность в любой момент увидеть графики и исторические параметры потребления. Другой вопрос, что вы будете потом с этим делать? Гораздо более полезными оказались ежедневные отчеты с информацией о суточных расходах электричества и воды с расчетом в рублях. Иногда это сподвигает поискать какое-нибудь забытое включенное устройство, бессмысленно расходующее электричество. Так же через приложение можно всегда посмотреть текущие показания счетчиков электричества и воды, что несколько упрощает процесс оплаты. 

В качестве резюме

Так же я предусмотрел автономную систему контроля протечек воды, которая частично интегрирована в общую. Однако тут необходимо сделать небольшой комментарий, касающийся контроля критически важных систем, таких как сигнализация или система контроля протечек воды. Я предпочитаю пользоваться коммерческими системами с автономным питанием. Мой опыт эксплуатации подтвердил общее правило: беда не приходит в одиночку. Например, случаи возникновения протечек сопровождались отключением электричества и как следствие выходом из строя центральной системы управления из-за отсутствия у нее бесперебойника.

Резюмируя, отмечу, что построение «умного» дома — интересная и увлекательная задача, которая, при правильном подходе сможет стать на какое-то время вашим хобби и сделает ваш дом более комфортным и безопасным. В следующей статье более подробно опишу, какие технологии и устройства можно использовать для автоматизации дома и при помощи какого программного обеспечения все это возможно объединить в удобную единую логическую систему с минимальными финансовыми затратами.