Как самостоятельно спроектировать систему управления домашними установками. Инженер-автоматист, победитель конкурса «Муратор», рассказывает, как он это сделал у себя дома.

Автор - один из победителей конкурса "Чистый воздух с Муратором 2020" . Его реконструкция и модернизация дома, доставшегося в наследство от бабушки, были встречены с большой признательностью, потому что были выполнены очень современно. Инвестор применил в нем такие решения, что здание достигло стандарта энергосберегающего дома. Для эффективного управления модернизированным домом автор, профессионально занимающийся промышленной автоматизацией, сам спроектировал и построил систему управления установками в своем доме.Система запущена в декабре 2020 года. Однако не все устройства уже установлены, так как все датчики будут установлены только после покраски стен и потолков. Однако мы попросили его поделиться с нашими читателями своим опытом проектирования системы управления. (ак)

Содержание

  1. Микрокомпьютер Raspberry Pi (Raspberry)
  2. Система домашней автоматизации Domoticz
  3. Электропроводка в здании
  4. Возможно беспроводное решение
  5. Что входит в систему
  6. Сборка системы
  7. Установка сигнализации
  8. Коммутатор

Во время ремонта и расширения своего дома я решил оборудовать его системой автоматизации здания. Я рассматривал и рассчитывал решения от ведущих производителей автоматизации зданий, таких как Grenton, Fibaro и Sterbox.

Микрокомпьютер Raspberry Pi (Raspberry)

Во время поисков я нашел популярный в последние годы микрокомпьютер Raspberry Pi по прозвищу Raspberry. Его можно использовать для создания различных полезных приложений, таких как смарт-телевизор, игровая приставка в стиле ретро. Его также можно использовать как компьютер для управления роботом. И, прежде всего, он идеально подойдет в качестве системы управления домашней автоматикой. Самыми большими преимуществами этого устройства являются его небольшие размеры и низкое энергопотребление, что немаловажно в дальнейшей эксплуатации, ведь компьютер будет включен 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.

Система домашней автоматизации Domoticz

Конечно, одного компьютера недостаточно. Для создания системы «умный дом» необходимо специальное программное обеспечение. Я знаю две популярные системы домашней автоматизации на базе Raspberry Pi. Это Domoticz и Home Assistant. Я остановил свой выбор на первом. Программное обеспечение является бесплатным и позволяет вам создать систему управления зданием, доступную из веб-браузера.Также доступно мобильное приложение Domoticz. Используя правильно подготовленное приложение, мы можем с помощью смартфона, планшета или ноутбука включать и выключать устройства в доме, такие как роллеты, маркизы, освещение, розетки 230 В или управлять системой управления воротами, открывать и закрывать ворота или внешние дверь. Конечно, все операции можно выполнять классически с помощью физических настенных выключателей. Кроме того, мы можем запрограммировать сценарии, которые будут выполняться автоматически. Прекрасным примером является использование системы управления внешними рольставнями, чтобы они автоматически закрывались после захода солнца и открывались на рассвете.

Электропроводка в здании

Следующим этапом проектирования интеллектуальной системы здания стало построение всей системы управления. Есть два пути: классическая связь всех устройств по кабелям и беспроводная.В моем случае, когда здание было в сыром состоянии, была проложена электропроводка вместе с необходимыми проводами связи. Электроустановка в этом случае подключается несколько иначе, чем в классическом доме, ведь каждая точка имеет отдельный шнур питания, выведенный на ГРЩ. В случае настенных выключателей туда идут только управляющие провода, что имеет дополнительное преимущество, т. к. нет напряжения 230 В, а только управляющее напряжение 5 В. Затраты на такую установку выше. Однако в дальнейшем такая установка менее аварийна из-за отсутствия скрытых в стенах распределительных коробок.

Возможно беспроводное решение

Конечно, использование установок «умный дом» касается не только вновь построенных и отремонтированных домов. В случае существующих зданий можно использовать беспроводные решения в виде готовых модулей, размещенных в монтажных коробках.Эти модули связываются с центральным блоком через домашнюю сеть WiFi. Существует также выделенная беспроводная сеть для решений для умного дома под названием Z-Wave.

Что входит в систему

Подводя итог, в своей системе умного дома я использовал миникомпьютер Raspberry Pi с программным обеспечением Domoticz. Вся электрическая и управляющая установка распределена на главный электрический распределительный щит. Решил поддержать следующие подсистемы:

  • управление светом,
  • управление внешними жалюзи,
  • установка и мониторинг сигнализации,
  • контроль въездных ворот и калитки.

Сборка системы

Для поддержки выбранных схем нам необходимо оценить, сколько входных и выходных каналов нам необходимо для поддержки выбранных приемников, а затем выбрать соответствующие устройства, которые обмениваются данными с центральным блоком.В случае моей установки я использовал микроконтроллеры Arduino, а именно модель Arduino Mega, поскольку она имеет наибольшее количество каналов ввода/вывода (ввод/вывод). Нам не нужны знания в области программирования, чтобы запрограммировать микроконтроллер в соответствии с нашими потребностями. Просто используйте готовые проекты, доступные на сайте https://www.mysensors.org/. Сконфигурированный таким образом контроллер может быть подключен к центральному блоку как проводным, так и беспроводным способом. Для беспроводной связи мы можем использовать модули ESP8266, которые легко прячутся в настенной распределительной коробке. Дополнительным преимуществом выбора микроконтроллера Arduino является его автономная работа. В случае выхода из строя центрального блока такой контроллер все равно работает и мы можем управлять домом с помощью физических кнопок.

Установка сигнализации

Я также решил установить сигнализацию, которая будет охранять дом. Установка сигнализации имеет 3 функции:

  • Защита от взлома, т. е. датчики в окнах и датчики движения, при срабатывании которых срабатывает тревога и сообщается владельцу о происшествии, например, посредством текстового сообщения. Эта информация также может быть передана нанятой охранной фирме.
  • Защита от затопления здания. В кухне, прачечной и ванных комнатах спроектированы датчики затопления, которые будут установлены у пола. В случае сбоя в системе водоснабжения такой датчик, обнаружив воду, передаст информацию в центральную систему, после чего электроклапан на магистральном водопроводе будет закрыт.

Простое управление домом: освещение, отопление, сигнализация в одной системе>

  • Противопожарная защита. Так же, как и система водоснабжения, система электроснабжения оснащена системой, которая отключает основной источник питания в здании. Когда датчики дыма обнаружат задымление или повышение температуры, система автоматики отключит электричество во всем доме.

Коммутатор

Сооружение электрического распределительного устройства, в котором все устройства управления должны быть размещены в центральной точке, требует гораздо больше места, чем классические распределительные устройства. В моем доме есть выделенное место для отдельно стоящего шкафа, в котором я также смогу разместить дополнительные выключатели локальной сети и ИБП, обеспечивающий резервное питание на случай возможного временного отключения электроэнергии. Конечно, вы можете использовать классический распределительный щит скрытого монтажа большего размера, который можно найти в частных домах.

Такие решения до сих пор использовались в основном в коммерческих и промышленных зданиях. В современных проектах домов также стоит подумать о системе управления зданием. Это обеспечит пользователю больший комфорт и удобство пользования домом. Это сэкономит энергию и защитит нас от пожара, кражи со взломом или затопления дома.

Категория:

Реконструкция