Czym jest inteligentny dom: zasada działania i budowa + tworzenie projektu i porady dotyczące montażu

Liczne systemy inżynieryjne, połączone wspólną nazwą «Inteligentny dom», zapewniają użytkownikom wysoki poziom komfortu i bezpieczeństwa. Istnieją jednak setki odmian takich urządzeń, rozwiązujących zasadniczo różne zadania.

Spróbujmy wspólnie zrozumieć wszystkie niuanse i dowiedzieć się, czym jest inteligentny dom, a następnie przejdźmy do praktycznych kroków, które pozwolą zwiększyć komfort mieszkania. Ponieważ drogie komponenty nie pozostawiają miejsca na błędy.

Czym jest taki system?

Każdy zestaw elektroniki przeznaczonej do inteligentnego domu jest zaawansowanym technologicznie urządzeniem. Przeznaczonym do zautomatyzowanej i najczęściej scentralizowanej kontroli, elastycznego, precyzyjnego zarządzania systemami komunikacji w mieszkaniu lub domu.

Główne możliwości inteligentnego domu

Inteligentne jednostki sterujące inteligentnego domu są w stanie stworzyć optymalny mikroklimat w mieszkaniu lub domu.

Ponadto w celu rozwiązania tego zadania steruje się wszystkimi urządzeniami grzewczymi, klimatyzatorami, systemami split, filtrami, ozonatorami i innymi podobnymi produktami.

Istota procesu jest następująca: centra sterowania wyposażone w procesory otrzymują wyniki pomiarów składu chemicznego powietrza, jego temperatury, wilgotności i przekazują sygnały do odpowiednich elementów konstrukcji.

Na przykład, jeśli pomieszczenia wymagają ochłodzenia, wydawane jest polecenie włączenia klimatyzatora, a jednocześnie wyłączane są wszystkie urządzenia grzewcze, jeśli były włączone. Oznacza to, że jednostki sterujące systemu zapewniają również koordynację wszystkich wykonywanych procesów.

Więcej o tym, jak działa system klimatyzacji i o cechach jego wyboru, przeczytaj dalej.

Nowoczesne inteligentne systemy dla pomieszczeń to zestawy automatyki, które pozwalają znacznie podnieść poziom życia, a także zapewnić oszczędność energii elektrycznej, nawet o imponujące 30-40%. Należy jednak pamiętać, że ze względu na niemały koszt urządzeń zakup zwróci się po wielu latach aktywnej eksploatacji

A ogólnie rzecz biorąc, «Inteligentny dom» w zaawansowanej konfiguracji jest w stanie jednocześnie zarządzać kilkoma setkami urządzeń należących do systemów:

• oświetlenia, zarówno wewnętrznego, jak i zewnętrznego;
• awaryjnych źródeł zasilania, którymi mogą być zarówno akumulatory, jak i generatory;
• kontroli zużycia energii;
• ogrzewania, chłodzenia powietrza;
• ogrzewania poszczególnych elementów budynku (kanalizacji deszczowej, schodów);
• zaopatrzenia w wodę;
• kanalizacji;
• filtracji;
• określania sytuacji awaryjnych (wycieków gazu, wody, problemów w sieci elektrycznej);
• monitoringu.

Możliwe jest również zarządzanie alarmem, kamerami monitoringu oraz wieloma innymi urządzeniami, do których należą nawet zasłony, okna, telewizory, sprzęt audio i wideo rozmieszczony w całym mieszkaniu, domu.

Funkcjonalność i inne cechy każdego inteligentnego systemu można dostosować do dowolnych warunków, co pozwoli na stworzenie elastycznego systemu zarządzania całą elektroniką domową, urządzeniami grzewczymi, klimatyzatorami, oświetleniem i całym pozostałym wyposażeniem.

Same procesy bywają zarówno pożądane, jak i rzadkie, jednorazowe, na przykład do pierwszych można zaliczyć zarządzanie temperaturą, jasnością oświetlenia i wiele innych.

Do drugiej kategorii należy konfiguracja indywidualnych strumieni ciepłego lub zimnego powietrza. Na przykład takich, które są w stanie ogrzać nogi użytkownikom oglądającym zimowymi wieczorami programy telewizyjne.

Cechą charakterystyczną nowoczesnych systemów inteligentnego domu jest to, że za ich pomocą można ustawić różne tryby we wszystkich pomieszczeniach mieszkania, domu. Na przykład temperatura w pokoju dziecięcym może być najwyższa, a na korytarzu najniższa, ponieważ on praktycznie nie potrzebuje ogrzewania.

Jednocześnie w łazience system może regularnie walczyć z podwyższoną wilgotnością, a w kuchni z zanieczyszczeniem powietrza.

Elektronika jest w stanie uwzględniać również mnóstwo przydatnych drobiazgów. Na przykład jest w stanie automatycznie zapewnić wieczorem w sypialni wyższą temperaturę niż rano, ponieważ takie cechy sprzyjają pełnemu wypoczynkowi i łatwemu przebudzeniu.

Za najbardziej efektywne uważane są systemy kompleksowe, zdolne do zarządzania wszystkimi ważnymi procesami.

Ale cechy inteligentnego domu posiadają również najprostsze zestawy urządzeń, spełniające tylko jedną funkcję. Na przykład do takich należy procesor sterujący włączaniem/wyłączaniem grzejnika zainstalowanego na działce.

Zainstalowany w sieci elektrycznej ściemniacz, regulujący jasność lamp, a zarazem zmniejszający zużycie energii elektrycznej, również należy do inteligentnego wyposażenia.

Jak działa i jest zbudowany system?

Spróbujmy zrozumieć, jak działa popularny dziś system inteligentnego domu i jakie są jego rodzaje. Podstawą każdego zestawu inteligentnego wyposażenia jest procesor, który jest dość mocnym i nowoczesnym komputerem.

Efektywność zapewnia mu oprogramowanie z dziesiątkami, a nawet setkami preinstalowanych trybów, które należą do najbardziej poszukiwanych.

W rezultacie, w wielu przypadkach, Państwu pozostanie po prostu wprowadzić niezbędne parametry, na przykład temperatury itd. i aktywować odpowiedni program.

Następnie jednostka sterująca będzie przeprowadzać kontrolę poprzez porównanie bieżących wartości z zaprogramowanymi. Wszelkie niezbędne informacje pochodzą z wewnętrznych elementów sterujących wchodzącego w skład systemu wyposażenia, kontrolerów, czujników, które są instalowane w każdym pomieszczeniu.

Podstawową zasadą działania każdego inteligentnego systemu jest zapewnienie wygody, elastyczności i prostoty w zarządzaniu całym wyposażeniem znajdującym się w mieszkaniu. Robi się to w celu zminimalizowania konieczności udziału użytkownika, zwiększenia efektywności, ekonomiczności i bezpieczeństwa eksploatacji. Oznacza to, że użytkownik powinien czerpać korzyści i przyjemność z działania systemu, prawie nie poświęcając mu uwagi.

Jeśli dane uzyskane w czasie rzeczywistym nie odpowiadają ustawionym, jednostka sterująca wysyła odpowiednie polecenia, umożliwiające dokonanie korekt. Co więcej, wszystkie one zapewniają wyposażeniu zsynchronizowaną pracę.

To znaczy, aby zwiększyć temperaturę w danym pomieszczeniu, najpierw wyłącza się klimatyzator, a dopiero potem włącza się urządzenie grzewcze. Pozwala to zaoszczędzić do 40% energii elektrycznej, a także wyeliminować niebezpieczne krytyczne obciążenie sieci.

Rodzaje inteligentnego domu

Producenci uwzględniają potrzeby różnych kategorii użytkowników, w rezultacie rynek jest nasycony różnymi rodzajami inteligentnego wyposażenia.

Tak bywa:

• przewodowym;
• bezprzewodowym.

W pierwszym przypadku blok poleceń, czujniki wykonawcze, serwomotory, kontrolery i inne elementy konstrukcji są połączone ze sobą przewodami.

Zaletą takiego sposobu jest wysoka poprawność wykonywania poleceń. Oznacza to, że praktycznie nie ma ryzyka przeciążenia szyny transmisyjnej dużą ilością sygnałów. Ponadto przewody światłowodowe zapewniają szybką reakcję.

Najważniejszą wadą jest trudność montażu, ponieważ trzeba układać i chować przed wzrokiem dużą ilość przewodów.

To samo prowadzi do znacznych dodatkowych wydatków na niezbędne materiały budowlane, dlatego optymalnym momentem instalacji systemów przewodowych jest przeprowadzanie remontu w pomieszczeniach.

A także układanie przewodów jest pracochłonne, dlatego na taką procedurę traci się dość dużo czasu.

W każdym mieszkaniu znajduje się sprzęt umożliwiający rozwiązywanie różnych zadań – ogrzewanie pomieszczeń, oświetlanie ich, zapewnianie bezpieczeństwa itd. Inteligentny dom jest w stanie poradzić sobie ze wszystkimi wymienionymi funkcjami lub zarządzać każdą z osobna. To, która metoda będzie optymalna, użytkownik musi zdecydować w każdym indywidualnym przypadku. Świadczy to również o tym, że ważnymi zaletami każdego inteligentnego systemu są elastyczność i adaptowalność.

Bezprzewodowe rodzaje sprzętu charakteryzują się tym, że komunikacja między elementami konstrukcji odbywa się za pomocą sygnałów radiowych, do czego wykorzystywane są odpowiednie łączności.

Ważną zaletą tego wariantu sprzętu jest prostota montażu. Podczas którego nie ma potrzeby zmiany konstrukcji pomieszczeń ani wydawania pieniędzy na materiały budowlane, co czyni instalację łatwą i szybką procedurą.

Główną wadą systemów bezprzewodowych jest sam sposób komunikacji między komponentami. Ponieważ sygnały radiowe znacznie ograniczają ich funkcjonalność, ponadto dość często konieczna będzie wymiana baterii, co jest niewygodne i stanowi regularny wydatek.

Jeszcze jedna klasyfikacja systemów Inteligentny dom według typu sterowania – może to być wariant scentralizowany lub zdecentralizowany.

Chociaż centralizacja sterowania jest jedną z najważniejszych zalet każdego zestawu takiego sprzętu i w większości przypadków należy on właśnie do tego rodzaju, to systemy zdecentralizowane również mają prawo do istnienia.

Powodem jest to, że ta metoda pozwala zniwelować skutki awarii dowolnego pojedynczego komponentu inteligentnego domu.

Również wykorzystanie podsystemów z różnymi jednostkami sterującymi pozwala zwiększyć niezawodność kluczowych funkcji.

Na przykład, jeśli właściciel lokalu chce go skutecznie zabezpieczyć przed nieautoryzowanym wtargnięciem, to użycie dwóch systemów zdecentralizowanych jest bardziej praktycznym rozwiązaniem niż jednego scentralizowanego.

Wielu uważa, że scentralizowane zarządzanie całym wyposażeniem domu jest ważną zaletą i cechą inteligentnego domu. Jednak takie stwierdzenie nie zawsze jest słuszne, ponieważ poszczególne systemy zdecentralizowane mogą zwiększyć bezpieczeństwo, niezawodność i efektywność zastosowania inteligentnego zarządzania. Na przykład, korzystne jest oddzielne tworzenie systemów bezpieczeństwa (jak pokazano na zdjęciu) oraz wykrywania sytuacji awaryjnych.

Główną wadą korzystania z kilku systemów inteligentnego domu jednocześnie jest złożoność konfiguracji i regulacji.

Dzieje się tak, ponieważ wzrasta liczba komponentów – każdy zdecentralizowany system ma oddzielny procesor, co często wprowadza zamieszanie w ich interakcji lub zarządzaniu przez użytkownika. Ponadto ta cecha prowadzi do wzrostu kosztów zestawu urządzeń.

W rezultacie zdecentralizowane systemy zaleca się stosować tylko w poszczególnych przypadkach, gdy korzyści wyraźnie przeważają nad negatywnymi aspektami.

Ważną cechą jest podział według rodzajów protokołów, które występują:

• otwarte;
• zamknięte.

Do pierwszej kategorii należą systemy, którymi zarządza się za pomocą języka używanego przez różnych producentów.

Zaletami tego rodzaju sprzętu są funkcjonalność, dostępność i uniwersalność, co zapewnia imponujący wybór komponentów, które można włączyć w skład. Jednak często trzeba je wcześniej dostosować do współpracy, co jednak nie wyklucza awarii.

Systemy zamknięte to te, które są zarządzane w języku stworzonym i używanym tylko przez jednego producenta, co umożliwia włączenie do zestawu tylko komponentów opracowanych i wytworzonych przez niego.

Co obniża funkcjonalność, uniwersalność, ale zapewnia wysoki stopień kompatybilności urządzeń, przyrządów.

Schemat inteligentnego systemu sterowania

Każdy zestaw sprzętu inteligentnego domu jest podobny do zestawu konstrukcyjnego, z którego można stworzyć wszystko, co się chce.

Dlatego mało prawdopodobne, aby użytkownik chcący złożyć u siebie w domu jakąś jej odmianę znalazł odpowiedni schemat dla swoich warunków domowych. Na przykład standardowy wariant dla 3-pokojowego mieszkania lub domu o określonej powierzchni i liczbie kondygnacji.

Każde pomieszczenie ma swoje cechy szczególne, a ich właściciele mają własne preferencje, budżet. W rezultacie stosowane są różne organy sterujące, elementy wykonawcze.

Właściwy schemat będzie trzeba opracować samodzielnie lub z pomocą specjalistów. Wyjątkiem mogą być najprostsze warianty inteligentnego domu lub systemy zdecentralizowane, które również nie są skomplikowane.

Przykładem może być schemat montażu ściemniacza w sieci elektrycznej i współpracującego z nim czujnika ruchu, ponieważ jest on standardowy, więc taki sam we wszystkich przypadkach.

Tym, którzy pragną samodzielnie złożyć inteligentny system, należy wiedzieć, że trzeba posiadać określone umiejętności i wiedzę z różnych dziedzin. Na przykład na zdjęciu przedstawiono interfejs graficzny umożliwiający sterowanie, kontrolę i uzyskiwanie potrzebnych informacji. Jest on tworzony dla każdego przypadku oddzielnie, metodą programowania.

Jednak nawet w tym i podobnych przypadkach zaleca się skontaktowanie się ze specjalistami. Powodem jest to, że wszystkie systemy działają na energię elektryczną, a pewne poważne błędy mogą prowadzić do pożarów, porażenia prądem, uszkodzenia kosztownych elementów konstrukcji.

Zalecenia dotyczące samodzielnego montażu

Ponieważ koszt inteligentnych systemów jest wysoki, a ich montaż wiąże się z dodatkowymi, niemałymi wydatkami (do 50% wartości zestawu urządzeń), ich samodzielna instalacja pozwoli znacznie zaoszczędzić.

A taka praca sprawia przyjemność, dlatego składanie inteligentnego domu własnymi rękami, począwszy od stworzenia projektu, można traktować jako hobby.

Jedną z najważniejszych rad dla tych, którzy pragną samodzielnie złożyć inteligentny system, jest to, aby rozpoczęcie prac poprzedzało sporządzenie projektu. Ponieważ pomoże on ujawnić wiele cech, niuansów, a tym samym uniknąć błędów.

Należy jednak rozumieć, że nie każdy chętny użytkownik jest w stanie przeprowadzić samodzielny montaż takiego systemu – do tego trzeba posiadać cały zestaw wiedzy i umiejętności.

Do których należą:

1. Umiejętność pracy z urządzeniami elektrycznymi. Ponadto w tej dziedzinie należy posiadać szeroką wiedzę, na przykład taką podstawową jak umiejętność niezawodnego łączenia elementów konstrukcji, kabli między sobą. Potrzebna będzie również umiejętność składania rozdzielnic elektrycznych, zrozumienie zasad sterowania nowoczesnymi urządzeniami elektrycznymi oraz inne podobne. Znajomość zasad bezpieczeństwa również jest obowiązkowa.
2. Umiejętności programowania, i to dla różnych systemów operacyjnych. Są potrzebne, ponieważ przy każdym montażu inteligentnego systemu trzeba będzie stworzyć interfejs graficzny, za pomocą którego w przyszłości będzie przeprowadzane sterowanie.
3. Znajomość zasad budowy nowoczesnych systemów automatyki. To znaczy należy chociaż orientować się w typach sterowników, ich wejściach/wyjściach, rozumieć, jakie czujniki i inne urządzenia można z nimi używać itd.
4. Zrozumienie algorytmów działania systemu jako całości oraz wszystkich jego poszczególnych części.

Jeśli wszystkie wymienione wiedza i umiejętności są posiadane, wówczas należy przejść do procedur przygotowawczych. Na początek ważne jest określenie zadań, które powinien rozwiązywać zestaw urządzeń.

Ważnym aspektem przy samodzielnym montażu inteligentnego domu jest konieczność wysokiej jakości instalacji. Jeśli zostanie to zignorowane, skutkiem może być nieprawidłowe działanie całego zestawu urządzeń, obniżenie bezpieczeństwa pożarowego itp.

Następnie należy sprawdzić, czy technicznie możliwe jest to zrealizowanie – czy sieć elektryczna wytrzyma, czy charakterystyki komponentów są wystarczające. Ponadto należy zbadać lokal w celu zidentyfikowania miejsc do montażu. A także trzeba zrozumieć, czy starczy pieniędzy na zakup.

I po tym można przystąpić do tworzenia roboczego projektu przyszłego systemu.

Jeśli oględziny pomieszczenia w celu wyznaczenia optymalnych miejsc do instalacji poszczególnych elementów zestawu do inteligentnego domu można jeszcze wykonać samemu, nie mając umiejętności i doświadczenia w takich sprawach, to do opracowania projektu należy przystępować tylko z odpowiednią wiedzą.

W przypadku braku doświadczenia i niepewności co do swoich umiejętności lepiej zwrócić się do specjalistów o konsultację przed samą procedurą lub po niej w celu dokonania weryfikacji. Pozwoli to zmniejszyć ryzyko błędów i późniejszych strat finansowych oraz innych nieprzyjemności.

Nawet jeśli umiejętności praktycznych i wiedzy jest wystarczająco dużo, zaleca się rozpocząć zapoznawanie się z systemami inteligentnymi od najprostszych wariantów.

To znaczy, należy nabyć zestaw, w skład którego wchodzi kontroler, zestaw czujników i inne urządzenia, pozwalające rozwiązać jakieś jedno ważne zadanie.

Na przykład: kontrolować pojawienie się wycieku wody, prowadzić monitoring wideo lub regulować jasność światła. A następnie dokładnie zapoznać się ze wszystkimi szczegółami.

Opisane podejście pozwoli zdobyć praktyczne doświadczenie, znaleźć wykwalifikowanych specjalistów, zdolnych do udzielenia skutecznej pomocy, a ponadto uniknąć znacznych strat finansowych, nawet jeśli zainteresowanie inteligentnym systemem zniknie lub coś pójdzie nie po planie.

Jeśli podjęto decyzję o samodzielnym montażu systemu, to trzeba zacząć od najprostszych wariantów. Pozwoli to zdobyć doświadczenie, zrozumieć, czy jest chęć zajmowania się taką pracą w przyszłości, przy czym koszty będą minimalne.

Do pierwszej samodzielnej próby montażu inteligentnego systemu warto nabyć urządzenia sterowane przez kontrolery Beckhoff, Siemens, OWEN i inne podobne. Ponieważ są one swobodnie programowalne, proste w obsłudze i nadają się do rozwiązywania różnych zadań.

Jeśli wraz z którymś z wymienionych kontrolerów użyje się specjalnego zestawu oprogramowania przeznaczonego do sterowania systemem z komputera z systemem Windows, tabletu, smartfona z iOS, Android, to pojawi się możliwość łatwej zmiany scenariuszy.

A także szybko przekształcać interfejs, usuwać niepotrzebne i dodawać nowe elementy konstrukcji.

Co więcej, wszystkie wymienione czynności będzie mógł samodzielnie wykonać każdy użytkownik, nawet z podstawowymi umiejętnościami programowania. Przykładem oprogramowania sterującego może być Easy Home, które jest w stanie współpracować ze wszystkimi popularnymi systemami operacyjnymi wymienionymi powyżej.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Pierwszy film da możliwość zapoznania się z możliwościami inteligentnego domu, jak i czym są wyposażone takie najprostsze systemy oraz w jaki sposób można to zrobić samodzielnie.

Następny materiał wideo również poświęcony jest montażowi inteligentnych systemów własnoręcznie.

Nowoczesna inteligentna automatyka może nie tylko zwiększyć komfort, ale także podnieść poziom życia wszystkich mieszkańców domu. Aby to jednak osiągnąć, konieczne jest zrozumienie zasady działania inteligentnego domu.

W przeciwnym razie właściciela spotka nie tylko rozczarowanie, ale także znaczne straty finansowe. Ponieważ funkcjonalne zestawy kosztują niemałe pieniądze.

Czy pozostały Panu/Pani pytania dotyczące tematu artykułu? A może może Pan/Pani uzupełnić nasz materiał cennymi informacjami na temat zasad funkcjonowania systemu “Inteligentny dom”? Proszę pozostawić swoje komentarze i podzielić się doświadczeniem w bloku poniżej.