Qué es una casa inteligente: principio de funcionamiento y dispositivo + consejos de creación y montaje de proyectos

Requisitos de instalación y seguridad

En este párrafo, consideraremos cómo calentar agua con nuestras propias manos.

Paso 1: Proyecto

Primero, seleccione el esquema apropiado y muéstrelo en papel. Considere las áreas de las habitaciones, la posición de los radiadores, las tuberías, sus dimensiones, etc. Tal boceto lo ayudará a calcular correctamente la cantidad de consumibles. Los programas especiales simplificarán enormemente todos los cálculos.

Paso 2: Accesorios

Consideremos brevemente qué pueden ser una caldera, baterías y tuberías.Los tipos de unidades de calefacción, según el combustible utilizado, son de gas, eléctricas, de combustible sólido y combinadas. El favorito entre estas opciones puede llamarse correctamente dispositivos de gas. Las calderas de agua vienen con una bomba (para un esquema de calefacción forzada para una casa privada) o sin ella (circulación natural), y ambos tipos se pueden instalar con sus propias manos. La unidad de doble circuito ha demostrado su eficacia, proporcionando no solo calor en la casa, sino también agua caliente.

Las baterías de acero complacerán el precio, pero al mismo tiempo están sujetas a la corrosión y, si planea drenar el refrigerante, la vida útil se reducirá significativamente. El hierro fundido, por el contrario, se puede decir que es un material eterno. Se calienta durante mucho tiempo, pero también se mantiene caliente durante mucho tiempo. Pero el peso pesado, la apariencia no demasiado atractiva y el alto costo han reducido significativamente la popularidad de este material. Las baterías de hierro fundido han sido reemplazadas por unas de aluminio. Su apariencia es muy atractiva, se calientan rápidamente y son resistentes a la corrosión. Sin embargo, el aluminio no tolera cambios bruscos de presión. Las resistencias bimetálicas son famosas por su excelente disipación de calor, sin embargo, las propiedades anticorrosivas siguen siendo las mismas que las del aluminio.

El oleoducto de acero ha perdido su antiguo esplendor debido a su corta vida útil. Fue reemplazado por polipropileno moderno. Fácil instalación, la capacidad de crear un diseño de "una pieza", costo razonable y confiabilidad: todas estas son ventajas innegables. Las tuberías de cobre también tienen buenas características, pero no todos pueden pagar su costo.

Paso 3: Caldera

El calentamiento de agua en una casa privada está construido de tal manera que el transportador se calienta con una caldera. Este esquema es el más óptimo en ausencia de un suministro centralizado.Por lo tanto, a la hora de elegir un lugar donde instalar la caldera, se debe tener en cuenta la ubicación de la entrada del gasoducto o la presencia de cableado eléctrico. Si estamos hablando de una unidad de combustible sólido, entonces debe realizar una instalación adicional de la chimenea. Si prefiere la circulación natural del refrigerante, coloque la unidad de calentamiento de modo que la línea de retorno esté lo más baja posible. En este caso, el sótano es ideal.

Paso 4: Montaje de los disipadores de calor

Las baterías se colocan debajo de las ventanas o cerca de las puertas. El diseño de montaje depende del material de las resistencias y del número de secciones. Cuanto más pesados ​​son, más fiable es la fijación que necesitan. Se debe dejar un espacio de al menos 10 cm entre las baterías y los marcos de las ventanas, y se deben dejar más de 6 cm hasta el piso Al instalar válvulas de cierre en cada elemento, puede regular la cantidad de refrigerante en las baterías, y la válvula de aire ayudará a evitar atascos de tráfico no deseados.

Paso 5: Cableado

La caldera será el punto de partida para la instalación de la tubería. En este caso, debe cumplir con el esquema elegido y esbozado en papel. Si las tuberías son visibles, entonces estamos hablando de cableado abierto. Por un lado, el lado estético sufre y, por otro lado, cualquier fuga quedará a la vista, y para reemplazar el elemento dañado, no es necesario desmontar la caja. La tubería también puede estar oculta, tapiada en la pared, hecha de cartón yeso, etc. En esta etapa, se conectan baterías, equipos adicionales (bomba, filtros, unidad de seguridad, tanque de expansión, etc.).

Soluciones prefabricadas y montaje de bricolaje.

¿Cómo hacer un "hogar inteligente" usted mismo? En este momento, existe una amplia variedad de opciones para construir un sistema: varias grandes empresas lanzan nuevos productos y ofrecen sus soluciones y dispositivos. Considere varias opciones para implementar este concepto.

Página principal de Google

Google lleva muchos años desarrollando la idea de un hogar inteligente y tiene una familia de productos sobre la base de los cuales se construye el sistema de control.

Columna de inicio de Google

El conjunto de funciones realizadas por la columna es muy amplio: con su ayuda puede hacer un plan para el día, escuchar las noticias, usar un motor de búsqueda o jugar. Administra música, radio, alarmas, temporizadores y recordatorios, permite enviar mensajes a todos los dispositivos de la red. Pero tendrá que rusificarlo usted mismo, las instrucciones se pueden encontrar en Internet. Google Home también es compatible con IFTTT, lo que le permite vincular varios dispositivos al sistema.

Dispositivo concentrador doméstico

Control Center, que es una columna para comunicarse con el asistente de voz Assistant, complementada con una pantalla. El dispositivo no está equipado con una cámara para mejorar la sensación de comodidad y seguridad del usuario. Hay un modo nocturno: el dispositivo puede transmitir comandos que reducen el brillo de la luz, la temperatura de la casa y cierran las cerraduras. Es posible controlar las funciones de forma remota a través de la aplicación Google Home.

Hogar inteligente basado en ZigBee

El autoajuste del sistema Smart Home también se puede realizar mediante ZigBee. Este es un estándar de comunicación inalámbrica a través del cual interactúan todos los dispositivos de una casa o departamento. ZigBee produce muchos dispositivos: enchufes inteligentes, bombillas, atenuadores, sensores de movimiento, varios sensores de control.El líder entre los fabricantes de dispositivos que admiten el estándar ZigBee es la empresa china Xiaomi.

El funcionamiento del sistema ZigBee se realiza mediante los siguientes tipos de dispositivos:

• Coordinadores que gestionan las actividades del sistema y velan por la seguridad de los procesos.
• Enrutadores que funcionan constantemente y se encargan del funcionamiento de los dispositivos en modo de suspensión. También son responsables de la recuperación en caso de fallas. Se conectan al coordinador, enrutadores, así como dispositivos y equipos periféricos para la transferencia de información.
• Dispositivos finales encargados de enviar y recibir datos. Se conectan al coordinador y enrutadores, y también están conectados a sensores y mecanismos encargados de ejecutar comandos.

Sensores populares para Arduino

Arduino es una placa de microcontrolador programable con la que puede crear fácilmente herramientas de automatización o robótica. Considere los sensores más populares conectados a él.

detector de obstaculos

Consiste en un fotodiodo y un LED que emite y recibe señales en el espectro infrarrojo.

Sensor de distancia

El sensor HC SR04 consta de un receptor y un emisor de ondas ultrasónicas.

Sensores de presión atmosférica

Los sensores comunes BMP180, BMP280, BME280 se pueden usar en barómetros electrónicos.

Sensor de movimiento

El más común es el módulo HC SR501, que presenta la capacidad de ajustar la velocidad de respuesta y el tiempo de retardo de respuesta.

Sensor de luz.

Popular por su simplicidad y confiabilidad.

detector de fugas

El módulo consta de un sensor y un comparador. La placa del comparador tiene una resistencia que controla la sensibilidad del sensor.

Sensor de humedad

Consta de electrodos y comparador. Se puede utilizar para determinar la humedad del suelo en sistemas de riego automático.

31 de marzo - Paquete de Wiren Board

Finalmente, llegó el paquete con todas las piezas inteligentes de hierro que usaré. Aquí está la lista:

¿Qué es un controlador de hogar inteligente?

Un controlador de hogar inteligente es un dispositivo que administra todos los consumidores, electrodomésticos y también envía un informe al propietario sobre el estado de estos consumidores. Se guía por sensores de temperatura, aire y luz para controlar los sistemas de iluminación, calefacción y aire acondicionado. Se puede programar para realizar varias acciones a lo largo del tiempo, de acuerdo con un horario. Además del modo fuera de línea, se puede contactar al controlador a través de una interfaz especial (red informática, operador móvil o red de radio) y controlar los dispositivos manualmente.

Electrodomésticos controlados por el controlador del sistema doméstico inteligente

Es necesario seleccionar el controlador dependiendo de cómo se quiera construir la arquitectura del sistema de control.Por ejemplo, hay dos tipos de sistema de gobierno: centralizado y descentralizado. En el corazón del sistema de control centralizado se encuentra un único controlador central de alto rendimiento que gestiona todos los consumidores (dispositivos) y los servicios públicos de la casa.

En el caso del control descentralizado, el sistema inteligente del hogar inteligente consta de varios controladores más simples, cada uno de los cuales tiene las funciones de controlar un área específica: una habitación y todos los electrodomésticos en ella, grupos de iluminación separados en toda la casa, un cierto propósito del hogar electrodomésticos, etc. (controladores regionales).

El controlador central de un sistema doméstico inteligente moderno es una computadora encerrada en una pequeña caja de plástico con su propio sistema operativo (OS), RAM y muchos componentes electrónicos para conmutar (controlar) las señales: relés electrónicos, llaves de terror, etc.

Una de las configuraciones del controlador doméstico central del sistema de hogar inteligente (módulo de transmisión inalámbrica integrado, USB, COM, puertos Ethernet)

Además, dependiendo de la configuración, puede llevar incorporado un módulo GSM para el control remoto a través de un teléfono móvil, un transmisor Wi-Fi para controlar el sistema desde cualquier lugar de la casa y una interfaz gráfica táctil o de botones (pantalla LCD). Además, conectores para conectar a una computadora y/o equipo de red: Ethernet, USB.

Dicho controlador puede controlar equipos inteligentes como refrigeradores, hornos de microondas, servicios públicos, etc.(si tal función está prevista en la propia técnica), incluso informando al propietario de datos tales como la temperatura en el refrigerador, llamadas de línea telefónica de entrada y salida, y mucho más.

Un controlador regional, un modulador discreto de entrada-salida, es una unidad de control electrónico lógico de baja potencia que implementa tecnología de hogar inteligente (en comparación, la frecuencia del microprocesador CK es de aproximadamente 500 MHz, el RK es de aproximadamente 50 MHz), como un Por regla general, no tiene sistema operativo y es personalizable sistémicamente. Se puede configurar para cualquier escenario elemental por tiempo o por señales de ciertos sensores.

Controlador programable del sistema de hogar inteligente con una interfaz (conector para conectarse a la red) Ethernet

Maneja tareas y eventos elementales. Por ejemplo, un sensor de luz conectado a él da una señal (cuando oscurece); el controlador envía una señal al relé o grupo ejecutivo para control de iluminación. También notifica al propietario de cada acción. En otras palabras, un modulador de E/S discreto es un tipo de relé electrónico programable inteligente.

Dicho dispositivo también consta de componentes electrónicos para la conmutación de redes y una parte inteligente: un microprocesador con memoria. Este (según el fabricante y la configuración) puede tener USB, una interfaz Ethernet y otros puertos para control, programación e informes al propietario.

Estrategia de sistema de calefacción inteligente

No es necesario volver a hablar sobre cuán ambiguo es el tema de la calefacción de locales residenciales.Está directamente relacionado con el costo del consumo de energía y estos costos lastran significativamente el presupuesto familiar.

Por lo tanto, la estrategia de calefacción "inteligente" es un tema realmente importante y que vale la pena no solo considerarlo, sino también intentar implementarlo.

Basta con configurar el parámetro de temperatura en un termostato separado y la calefacción "inteligente" hará todo el trabajo necesario para proporcionar al propietario del apartamento (casa privada) condiciones cómodas

Si aplica la estrategia de hogar inteligente al sistema de calefacción en su totalidad, hay muchas posibilidades de reducir significativamente los costos. El control preciso del consumo y la distribución racional del recurso térmico contribuirán al ahorro.

La estrategia de hogar inteligente en relación con el sistema de calefacción se ha calculado y probado en la práctica. El resultado promete el carácter de masas de tal acceso.

Esquema de calefacción inteligente para el hogar y sistemas de control, foto y video.

Un edificio inteligente en sí mismo implica un edificio de oficinas o comercial eficiente en recursos, que consume de manera práctica y correcta todas las fuentes de mejora de la vida utilizadas. Hogar inteligente: suministro de calor, energía eléctrica y más, así como un impacto moderado en el entorno externo.

En otras palabras, un edificio de este tipo se distingue por la idónea producción, almacenamiento y gestión de la energía en un proyecto doméstico. Hoy en día, las casas eficientes en recursos pueden ser no solo casas de campo, casas fuera de la ciudad o casas de verano equipadas, sino también apartamentos tradicionales.

Tipo de sistema de casa inteligente

En condiciones de cambios bruscos de temperatura a lo largo del año, el problema del suministro de calor a los locales residenciales es bastante importante.La mayoría de los residentes se quejan de que durante el clima frío, las baterías de calefacción proporcionan muy poco calor y, cuando llega el calor, calientan al máximo. Al final lo que pasa es que la gente paga de más por lo que no necesita. Si su sistema de calefacción está en orden, pero no está familiarizado con este fenómeno no muy agradable de oídas, entonces no estará fuera de lugar que aprenda cómo se puede equipar el sistema de calefacción en una casa inteligente.

Especificaciones del suministro de calor inteligente

El concepto mismo de una casa inteligente en relación con el suministro de calor implica una vida cómoda de una persona en una habitación constantemente cálida con costos de precio bajos. Esto significa que el sistema de calefacción también debe estar diseñado para que no tengas que pagar de nuevo por algo que no usas. Sin embargo, para cualquier arreglo, especialmente el suministro de calor rentable y eficiente en recursos, solo es necesario invertir materialmente, ¡pero aún así es necesario no olvidar que tal decisión muy pronto se justificará por completo!

Por lo tanto, el uso de la automatización para el funcionamiento de un sistema de calefacción inteligente para el hogar es el principio básico para crear condiciones de vida confortables y también para ahorrar combustible, siempre que la automatización en sí, junto con los componentes de control, se seleccionen y utilicen correctamente. Lo mismo puede ocurrir en el caso de la actividad productiva conjunta de una caldera de calefacción con un centro de control: con la ayuda de una interfaz de comunicación y herramientas de seguridad de la caldera, se realiza el suministro de calor.

Circuito de calefacción para una casa inteligente

El sistema en sí cambia la temperatura del suministro de calor, observando los indicadores de sensores especializados en la habitación.

En particular, esta opción es adecuada para una casa de campo.La solución óptima aquí es el ajuste de temperatura del portador de calor de calefacción.

Una dirección prometedora en la organización.

Por otro lado, hay muchas otras formas de organizar el suministro de calor en una casa inteligente. Por ejemplo, el sistema puede depender del clima fuera de la ventana. Este enfoque asume la presencia no solo de un sensor diseñado para medir la temperatura específicamente en la habitación, sino también de un sensor enfocado en indicadores de temperatura externos. Para mantener con precisión el funcionamiento de dicho calentamiento, es mejor usar dos medidores externos.

Esquema de gestión de control

Se considera que el principio de funcionamiento del respectivo controlador es la curva de la temperatura del portador de calor frente al clima. En otras palabras, cuando el frío sale por la ventana, el agua en el sistema se calienta, y cuando está caliente desde el exterior, se congela. La marca de +20 en la escala Celsius se puede tomar como punto base para el portador de calor, de modo que en ella la temperatura del sistema, en sentido figurado, es igual a la temperatura exterior, y el exceso de salida de calor y la calefacción del espacio terminan. .

Para acercarse al nivel de comodidad calefacción en una casa inteligente, es posible regular la calefacción para que la temperatura del apartamento tenga características locales. En otras palabras, en lugares individuales se puede corregir en relación con el establecido por un sensor externo. Si hay muchas personas en una de las habitaciones que, por razones reales, calientan la habitación, el sistema puede calcular el aumento de temperatura en esta zona, compararlo con el configurado en el controlador meteorológico y luego dividir el calor entre los apartamento según el ajuste de indicadores en esta sala.

De manera similar, la disposición proporcionada del sistema de calefacción en un edificio inteligente definitivamente puede considerarse una dirección prometedora para crear comodidad en su hogar y también reducir los costos monetarios de pagar el suministro de calor.

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El principio de funcionamiento de una casa inteligente.

El elemento clave del sistema es el controlador. Recoge y analiza las señales de todos los sensores ubicados en el apartamento. Su trabajo nunca se detiene.

El controlador le permite controlar todos los dispositivos conectados en tiempo real, así como programar un lanzamiento retrasado. Es suficiente configurar los parámetros necesarios para el sistema una vez, y los apoyará constantemente.

Pero con todas las ventajas, dicho equipo también tiene una serie de desventajas. Como cualquier técnica, puede fallar y congelarse. Por lo tanto, es posible que deba reiniciarlo y reconfigurarlo. A veces esto requiere la participación de profesionales.

Según el tipo de transmisión de la señal de los sensores, los sistemas se dividen en alámbricos e inalámbricos. En el primer caso, todos los componentes están conectados entre sí mediante cables. Los sistemas cableados se caracterizan por su fiabilidad, alta velocidad de respuesta y larga vida útil. En los complejos inalámbricos, la señal se transmite a través de un canal de radio dedicado. Esto le permite simplificar y acelerar la instalación de la estructura.

Según el método de control, las casas inteligentes se dividen en:

1. centralizado. Toda la información se recopila en un módulo lógico. Su función a menudo la realiza el controlador, que tiene una gran cantidad de entradas.En él se escribe un programa, con la ayuda del cual se controlan los dispositivos. Este diseño le permite crear escenarios complejos para el funcionamiento de los equipos.

2. Descentralizado. Cada dispositivo está equipado con un microprocesador separado. Si un elemento falla, el resto sigue funcionando con normalidad. Los sistemas descentralizados son fiables y duraderos.

3. Conjunto. Se componen de una unidad central y varios módulos de control descentralizados. Este diseño es fácilmente personalizable y, por lo tanto, hoy en día es el preferido por la mayoría de los fabricantes.

Las casas inteligentes también se pueden clasificar según el tipo de protocolo: abiertas y cerradas. Un protocolo es un lenguaje mediante el cual todos los dispositivos se comunican entre sí. La mayoría de los fabricantes trabajan con un protocolo abierto. Aquellas empresas que quieren reducir el costo de sus productos e implementar cualquier solución no estándar utilizan un protocolo cerrado.

Tipos de sistemas

Se puede realizar una casa inteligente según diferentes esquemas, según el tipo de equipo y protocolo de comunicación. Los sistemas de software y hardware para hogares inteligentes se dividen condicionalmente en varios tipos.

cableado

Inalámbrica

Soluciones centralizadas

descentralizado

Red con protocolos abiertos

Equipo de protocolo cerrado

Principales elementos y sensores:

• bloque principal (puede no estar en un esquema descentralizado);
• sensores de fugas de agua;
• sensores de humo;
• sensores de temperatura;
• sensores de movimiento y de luz;
• cámaras de vigilancia;
• ventilación de casa inteligente;
• sistema de apertura/cierre remoto de persianas;
• administración de medios;
• dispositivos de control para el suministro de calefacción, electricidad y agua;
• puede haber transmisores de información de medidores de agua y electricidad (tales proyectos están siendo implementados, por ejemplo, por Moscú como parte de la introducción de innovaciones en el sector de la vivienda y los servicios comunales);
• pasarela software o hardware para conexión y control desde el exterior y transmisión de alertas al propietario;
• enchufes e interruptores inteligentes;
• alarma.

En una serie de esquemas, los sensores y otros elementos sirven como puertas de enlace para transmitir una señal inalámbrica a los dispositivos de red vecinos.