Как устроен «умный дом»: компоненты системы

Дом можно сделать не только уютным, удобным и прочным, но и по-настоящему умным. Он сможет сообщить хозяину о многом, а «умная» электроника сделает содержание дома простым и безопасным.

Возможности и устройство «умного» дома

Система «умного» дома состоит из исполнительных механизмов и датчиков. Система управления «умного» дома сообщит о состоянии всех инженерных коммуникаций через Интернет или на мобильный телефон. При необходимости перекроет подачу газа, воды, электроэнергии, обнаружит и сообщит об аварийной ситуации или появлении незваных гостей. Управление освещением и климат-контролем позволит экономить энергию и тепло.

«Умный» дом будет всегда рад хозяину: откроет ворота, включит телевизор или радиоприемник на любимой волне, наполнит ванну и нагреет пол. Детям расскажет сказку и будет оберегать их сон. Он сможет кормить домашних животных, при этом передавать видео и звук, чтобы владелец мог наблюдать за ними как внутри дома, так и во дворе.

Разумеется, для работы «умного» дома нужен надежный источник электропитания и качественная цифровая связь. Установка автономного источника питания позволит не зависеть от возможных перебоев с электроэнергией. В местах, где затруднен прием, рекомендуется установить спутниковую антенну или направленные антенны для приема сигналов телевидения, радиовещания, сотовой связи.
Современные технологии позволяют воплотить в жизнь практически любые идеи, а ваш дом может стать для вас не только «крепостью», но и надежным помощником.

Технологии «умного» дома

Чтобы дом мог обнаружить проблемы, ему нужны, по аналогии с живыми существами, органы чувств. Таковыми являются датчики. Это электронные устройства, способные реагировать на движение, на возгорание, дым или утечку газа, на воду, на тепло, свет и т.д. В настоящее время производятся самые разнообразные датчики, в т.ч. комбинированные (выполняющие одновременно несколько функций). Все они предназначены для обнаружения и извещения о задымлении, пожаре, утечке газа, затоплении, проникновению в помещение и устанавливаются внутри контролируемого помещения на потолке.

Датчик дыма

Возгорание сопровождается дымом, огнем, газом, повышением температуры (выделением тепла). Поэтому бывают датчики дыма:
• огня (тепла):
• температуры:
• и газовые:
Датчик дыма служит для обнаружения в помещения дыма. По типу обнаружения датчики дыма бывают ионизационные и фотоэлектрические.
Ионизационные датчики дыма обнаруживают частички сгорающих веществ размером от 0,01 до 0,3 микрон. Фотоэлектрические датчики дыма реагируют на частички с размером частиц сгорания от 0,3 до 10 микрон.
Каждый вид датчиков дыма имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому при выборе датчиков дыма необходимо учитывать тип помещения и цели его использования.
Фотоэлектрические датчики обнаруживают присутствие дыма в помещении при помощи инфракрасных свето- и фотодиодов. Принцип обнаружения основан на отражении дымом инфракрасного излучения. При отсутствии дыма фотодиодиод получает небольшую дозу ИК-излучения. Когда дым проникает в датчик, фотодиод регистрирует нарастающее излучение. Когда плотность дыма достигает определенного значения, датчик выдает сигнал тревоги.
Принцип действия ионизационных датчиков основан на регистрации изменения ионизационного тока, возникающего в результате воздействия на него продуктов горения.

Газовый датчик

Газовый датчик реагирует на газы, выделяющиеся при тлении или горении. Газовые датчики реагируют на оксид углерода (углекислый или угарный газ), углеводородные соединения (пропан, бутан, метан). Они, помимо возгорания, способны обнаружить утечку газа из магистрали, плиты и котла. Принцип работы датчика обнаружения газа основан на свойстве изменения проводимости тонкопленочного слоя диоксида олова при контакте его с определяемым газом. Чувствительность к газам достигается путем легирования различных присадок в чувствительный слой датчика и нагревом его до температуры, при которой он начинает реагировать на нужный газ.

Датчики движения

Датчики движения реагируют на любое перемещение предметов (в т.ч. людей, животных) внутри контролируемой зоны. В случае, если нужно реагировать только на объект, выделяющий тепло, применяют пироэлектрические датчики. Они бывают наружными и внутренними. Такие датчики работают в инфракрасном диапазоне волн и способны обнаружить человека, животное или любой другой «теплый» обьект в зоне прямой видимости.
Доплеровский (радиочастотный) датчик движения способен обнаружить любой движущийся предмет даже сквозь стены. Такой датчик сам излучает радиоволны и фиксирует отраженную от движущегося объекта радиоволну.
По сути это радиолокатор, но существенно упрощенный в своих функциональных возможностях: он определяет только сам факт движения тела, отражающего радиоволны. Обычно датчики движения работают в секторе ~120 градусов и способны обнаружить человека на расстоянии ~15 метров. Регулировкой чувствительности датчика это расстояние можно уменьшить. Это позволит датчику не срабатывать на попадание животных в контролируемую зону.

Датчик воды

Датчик воды вырабатывает сигнал при попадании на него воды и предназначен для обнаружения аварийной ситуации в водопроводе, канализации или жидкостной системе отопления. Срабатывание датчика происходит при попадании воды на контактные пластины, что вызывает падение сопротивления между ними. Датчик устанавливают в местах наиболее вероятного скопления воды (на полу, под раковиной, ванной, стиральной машиной и т.д.).

Датчик влажности воздуха и почвы

Для систем климат-контроля, а также автоматического управления закрыванием окон, в качестве датчика применяется датчик влажности воздуха. Его устанавливают снаружи и внутри помещения. Существуют также и датчики влажности почвы. Они применяется в системе автоматического полива газонов и клумб.

Датчик освещенности

Для управления освещением в темное время суток используется датчик освещенности. Он оборудован фотоэлементом и вырабатывает управляющий сигнал для включения освещения в темное время суток. Устанавливается снаружи помещения.
С целью экономии электроэнергии и в случаях, когда в постоянном освещении нет необходимости, применяют комбинированный датчик освещенности и движения. Такой датчик включает освещение в темное время суток и в присутствии человека.

Видеокамеры

Для получения изображения применяются миниатюрные видеокамеры. Они располагаются как внутри помещения, так и снаружи.
В настоящее время имеется широкая гамма видеокамер, способных работать даже в темноте (в инфракрасном диапазоне) и реагировать на движение. Сигнал от видеокамеры записывается на видеорегистратор или видеосервер и может транслироваться по сети Интернет для удаленного наблюдения за домом.

Исполнительные механизмы

Важными и необходимыми элементами «умного» дома являются исполнительные механизмы. Именно они производят необходимые действия в соответствии с сигналами датчиков и программой системы управления «умным» домом. Важнейшими исполнительными механизмами являются газовый и жидкостной электромагнитные клапаны.

Они встраиваются соответственно в газовую и водяную магистраль. В случае обнаружения утечки газа или воды, по команде контроллера «умного» дома клапаны перекрывают трубопроводы. Сигналы, полученные от датчиков дыма и огня, при необходимости приводят в действие систему автоматического пожаротушения.
Исполнительные механизмы и системы работают не только в аварийных ситуациях. В повседневной жизни они способны открывать и закрывать занавески и окна, двери и ворота с помощью сервоприводов (электрических двигателей управляемых контроллером).

Команда на выполнение поступает от соответствующего датчика в автоматическом режиме или с пульта дистанционного управления в ручном режиме. Пульт дистанционного управления «умным» домом позволяет также включать и настраивать аудио- и видео- устройства, управлять системой климат-контроля и освещением в ручном режиме или в автоматическом (по сценарию). В настоящее время существует множество разнообразных пультов, работающих как по радиоканалу, так и на инфракрасных лучах.

Мозгом всякого «умного» дома является контроллер – система управления, воспринимающая сигналы датчиков, пультов и вырабатывающая в соответствии с заданной программой команды управления исполнительными механизмами. Возможность программирования контроллера позволяет выстраивать любые сценарии для работы разных систем «умного» дома. Например, устанавливать разный микро-климат для разных помещений или переводить климат-контроль в экономичный режим, выбирать варианты освещения, подогрева полов и т.д. Кроме этого, контроллер способен передавать и принимать информацию с помощью , например, GSM-модема.
Таким образом, можно осуществлять контроль и управление «умным» домом удаленно, в любом месте, где есть сотовая связь или сеть Интернет.

Яндекс.Метрика