Hogar inteligente: lo que pueden hacer los sistemas de automatización modernos. Diez y una forma más de controlar una casa inteligente

Una persona siempre se esfuerza por mejorar y modernizar su hogar. Es el desarrollo del sistema de "hogar inteligente" lo que permite automatizar al máximo todos los procesos posibles que ocurren en él. Gracias a ello se consigue la comodidad y seguridad de un apartamento o casa. Es decir, una casa inteligente es un dispositivo de sistema de control integrado multifuncional que puede funcionar tanto de forma autónoma (completamente automática) como manualmente. Recientemente, este conjunto de dispositivos se ha vuelto cada vez más popular, aunque es bastante caro. El corazón de cualquier hogar inteligente es el llamado controlador, que convierte todo este complejo mecanismo en una red única y es esto lo que lo distingue de la automatización convencional basada en dispositivos electrónicos.

¿En qué consiste una casa inteligente?

Hoy en día existen muchas modificaciones y configuraciones del sistema de control del hogar inteligente, depende de:

• ¿Qué objetivos quiere alcanzar el propietario?
• Oportunidades materiales;
• El tamaño y funcionalidad de la casa.

En cualquier caso, los principales componentes del sistema son:

1. El controlador actúa como un mecanismo de guía y regulación entre los moduladores de entrada y salida. Es decir, el principal elemento conector entre la persona gestora y el proceso deseado;
2. Los sistemas de expansión de comunicaciones incluyen todo tipo de enrutadores, conmutadores, módulos GPS/GPRS;
3. Los dispositivos de conmutación de circuitos eléctricos los utilizan para encender o apagar el mecanismo o dispositivo deseado. Se trata de relés, fuentes de alimentación, varios atenuadores;
4. Sensores y sensores, así como instrumentos de medición de diversas direcciones. Pueden medir movimiento, temperatura, saturación lumínica, humedad, etc.;
5. Elementos a través de los cuales se controla directamente todo el sistema o sus partes;
6. Mecanismos que implementan la señal del controlador, es decir, convierten la señal eléctrica en una correspondiente al dispositivo seleccionado. Se trata de motores de ventilación, persianas enrollables, válvulas de suministro de agua, luminarias, elementos calefactores, etc.

¿Qué es un controlador de control?

El corazón de este sistema, el controlador, no sólo gestiona todos los consumidores y dispositivos incluidos en el sistema doméstico inteligente, sino que también envía un informe al propietario sobre el estado de tal o cual dispositivo en ese momento. Se puede programar para realizar varias acciones en el intervalo de tiempo deseado o según un programa de conmutación aprobado. Todo el sistema de casa inteligente puede funcionar de forma autónoma, es decir, sin intervención humana, la comunicación con él se produce de varias formas a través de:

• Red informática;
• Teléfono móvil;
• Por radiotransmisor.

La elección del controlador debe realizarse en función de la arquitectura del sistema de control. Es decir, todo el complejo puede ser:

Principio de funcionamiento del controlador.

El principio de funcionamiento básico de todo el sistema de hogar inteligente se basa en la automatización y el control de todos los procesos que ocurren en él. Inicialmente, todos los controles están configurados para encender y apagar de forma independiente ciertos mecanismos que simplifican la vida de una persona en la casa. Un controlador doméstico inteligente puede realizar y controlar tareas incluidas en su programa o configuradas previamente por el usuario. En este caso, se requiere retroalimentación entre la persona que administra la casa y el controlador. Todos los sistemas que funcionan con el controlador cuentan con uno o un grupo de sensores, por lo que el usuario solo puede seleccionar su modo de funcionamiento, o simplemente desactivar su funcionamiento automático. Pero la utilidad de toda la información suministrada por el controlador es una cuestión. Ya que algunos de ellos pueden resultar poco interesantes para la persona promedio que no profundiza en los detalles del funcionamiento del sistema. Por lo tanto, durante la configuración e instalación de todo el sistema doméstico inteligente, el propietario debe decidir qué tan automatizado será. Ya que, por ejemplo, no todo el mundo necesita conocer la presión del agua en la red de agua fría, ni el voltaje en la red.

Tipos de sistemas de comunicación.

La comunicación para controlar este sistema bastante complejo es un componente importante. Hay varios tipos principales de comunicación:

• Local inalámbrico. Este tipo de comunicación tiene un alcance limitado y se realiza mediante señal de radio, Wi-Fi o, en casos extremos, Bluetooth. El control se realiza desde cualquier lugar de la habitación o incluso desde el área local. Sin embargo, si la casa es de varios pisos y también está hecha de un material que cumple una función de blindaje (revestido con hierro o incluso compuesto de losas de concreto con refuerzo), entonces se instalan dispositivos especiales o puntos de radio adicionales que amplifican la señal inalámbrica;
• Comunicación inalámbrica remota. Esto es posible si el controlador del hogar inteligente está conectado a redes globales o sistemas de expansión de comunicaciones que brinden acceso constante a ellas. Se trata de redes como GSM/GPRS, cualquier Internet móvil. Es decir, incluso si no hay Internet, puede enviar o recibir un SMS a su teléfono sobre el estado de un sistema en particular controlado por el controlador. Los principales dispositivos de comunicación son un teléfono (smartphone), tableta o computadora portátil.
• Local cableado. Este es uno de los métodos obsoletos y obsoletos, pero aún tiene buena confiabilidad. La comunicación se produce mediante cable, par trenzado o cableado eléctrico. Cualquier controlador de hogar inteligente central o regional tiene dicha conexión. La expansión de comunicaciones y funciones se produce mediante un interruptor, que crea varias ramas. El control se realiza presionando botones en el panel de control; puede ser táctil o mecánico. Pero a veces es posible realizar una conexión a través de una computadora, pero esto no es muy conveniente y se pierde la movilidad en el control.
• Método remoto por cable. Este es un método bastante costoso, ya que implica tender una gran cantidad de productos de cable. Y cuanto más lejos esté la unidad de control, más problemática será su conexión con el controlador. En la mayoría de los casos, este método de comunicación no se utiliza en organizaciones y estructuras privadas, sino gubernamentales, para gestionar procesos simples en edificios y áreas circundantes. Se utiliza muy raramente para uso doméstico.

Es decir, los dispositivos a través de los cuales se produce el control directo suelen incluirse en el kit. Son paneles de control gráficos con entrada por pulsador o táctil, pudiendo ser también mandos a distancia sintonizados a la radiofrecuencia del emisor. Por supuesto, los dispositivos de control como teléfonos móviles, ordenadores o tabletas deben adquirirse por separado. La comunicación y el control a través de ellos se realizan mediante un software de control especialmente desarrollado que proporciona acceso remoto a través de Internet.

Opciones de configuración básicas

En un esfuerzo constante por alcanzar la perfección y la automatización, el hombre inventa cada vez más mecanismos nuevos para ello. Este deseo también apunta a reducir el tamaño de los dispositivos sin perder sus características funcionales.

Para el controlador que controla los mecanismos y para todo el sistema de hogar inteligente, existen requisitos básicos:

1. automatismo;
2. autocontrol;
3. claridad de control, sin cometer errores.

Las opciones de configuración para cualquier sistema de este tipo dependen de muchos factores, que ya se mencionaron anteriormente; aquí están las opciones para los sistemas que se pueden conectar al controlador:

1. Ajuste y control de la iluminación tanto en la propia sala como en el área local, y en lugares de estructuras arquitectónicas;
2. Sistemas de control de clima (aire acondicionado, ventilación, calefacción);
3. Cerrar y bloquear puertas, portones y ventanas;
4. Sistemas de audio, televisión, cine en casa;
5. Control de cortinas, estores y estores;
6. Sistema de suministro de agua;
7. Alimentación de mascotas y peces de acuario.

Es decir, todo depende del deseo del cliente y de sus capacidades financieras.

Marcas comunes de controladores.

La calidad de la ejecución de comandos y la funcionalidad de cualquier sistema doméstico inteligente depende directamente del controlador y su fabricante.

Aries

Este controlador doméstico inteligente de la modificación PLC 100 es una solución básica. Una característica especial es el uso del protocolo Modbus. Es él quien organiza el intercambio de información entre canales de comunicación. El controlador "Aries" está diseñado para el uso y creación de sistemas automáticos para edificios residenciales y cabañas de no más de dos pisos, alumbrado público, calefacción por suelo radiante y dispositivos de alarma. El controlador lógico está conectado al panel del operador y al dispositivo de entrada/salida a través de la interfaz RS-485. La programación la lleva a cabo el propio propietario, si, por supuesto, así lo desea. El menú consta de seis bloques de control informativos, cada uno de los cuales es responsable de un segmento específico. Existe una función para enviar SMS utilizando el elemento controlador GSM. La notificación se produce en caso de una emergencia en el suministro de energía o un mal funcionamiento de los circuitos de energía de elementos clave individuales del sistema de hogar inteligente.

VeraEdge

El modelo de la familia Vera se distingue por una gran reserva de confianza por parte de los usuarios, debido al uso de sus equipos en esta industria durante muchos años. Las principales ventajas de este modelo son:

• Rendimiento alto;
• Ergonomía;
• Compacidad;
• Fiabilidad.

Los desarrolladores utilizaron aquí una nueva plataforma que ofrece indicadores de alto rendimiento llamada SoC, su frecuencia es de 600 MHz y la RAM se incrementó a 128 MB. La principal innovación se implementa en el chip Z-Wave Plus, que es la quinta generación de estos chips. El usuario puede monitorear y controlar simultáneamente los mecanismos, cuyo número se ha incrementado a 200 dispositivos. El controlador VeraEdge está equipado con un módulo de comunicación vía Wi-Fi. Una de las desventajas que aún tiene cualquier sistema es la falta de una unidad de suministro de energía ininterrumpida integrada, que se puede comprar e instalar adicionalmente.

arduino

El controlador Arduino ofrece una solución bastante inusual, pero bastante lógica, para controlar una casa inteligente. Algunos artesanos realizan fácilmente la conexión y la instalación con sus propias manos, esto es posible gracias a la facilidad de trabajar con ellos. El controlador lógico tiene unas dimensiones muy pequeñas. Y también se incluyen sensores, sensores y todo tipo de indicadores. Los desarrolladores casi han logrado llevar la optimización del dispositivo a la perfección. Todos los sensores tienen comunicación inalámbrica y se caracterizan por errores mínimos de funcionamiento, y se utilizan unidades de control que tienen una apariencia inusual, con una página web cómoda y única. También está disponible como aplicación móvil.

siemens

Estos sistemas de calidad alemanes no sólo se utilizan para automatizar sistemas en la vida cotidiana, sino también en la producción y la industria. El controlador de esta empresa está representado por la línea LOGO, que participa en la creación de una "casa inteligente". Este es un modelo tradicional de dos componentes. Uno de los cuales tiene forma de teclado con pantalla y es un sistema de entrada/salida, y el segundo le permite realizar manipulaciones y conectarse al controlador a través de una interfaz cableada conveniente y confiable. La empresa también ofrece un desarrollo independiente de determinados modos de funcionamiento, para los que se adjunta un programa especial Soft Comfort. Cuando LOGO se utiliza como controlador central, se puede utilizar para crear algoritmos de operación de circuitos completos. Constantemente nuevas introducciones y modificaciones mejoran el rendimiento de este dispositivo.

Pros y contras de los controladores

La ventaja indiscutible de utilizar controladores para controlar una casa o local está dirigida a resolver eficazmente diversos problemas, así como a reproducir las capacidades intelectuales de los mecanismos aparentemente más simples y básicos. En realidad, los propietarios de viviendas se ven liberados de muchas tareas rutinarias. Sin embargo, como todo sistema, necesariamente existen desventajas. Estos incluyen:

1. complejidad de la conexión y la introducción al trabajo;
2. mantenimiento costoso y costo de todos los elementos del sistema.

Sin embargo, el desarrollo y la tecnología no se detienen y algún día cada casa o cabaña de verano estará equipada con un sistema de "hogar inteligente", del mismo modo que hace literalmente un siglo la gente no sabía nada de electricidad, pero ahora existe en todos los hogares.

Es necesario colocar un sistema acústico en la casa, compuesto por micrófonos y parlantes de alta sensibilidad para controlar los sistemas domésticos inteligentes.

Por lo general, el usuario recibe un sistema con comandos estándar que puede agregar con sus propias manos a través de una computadora. Cualquier función programada del equipo conectado al escenario se ejecutará mediante comando de voz.

El papel de arduino en la programación

El diseño personal de un sistema de hogar inteligente incluye la selección de equipos que cumplan con todos los requisitos esperados. En particular, necesitará un controlador que le permitirá recopilar toda la gestión de la casa en un solo dispositivo desde el que se realizará la gestión.

Entre los aficionados son muy populares los controladores Arduino, que son una placa de circuito impreso vacía, cuyos periféricos y su protección contra daños dependen del usuario. Puedes conectar cualquier cosa: el programa es fácil de escribir. En general, Arduino tiene muchas ventajas:

• es posible agregar o copiar;
• una gran cantidad de información disponible sobre el posible uso del controlador, opciones de circuitos para diferentes resultados;
• disposición de pines fijos (esto permite a las empresas fabricantes lanzar fácilmente nuevos dispositivos para agregar funciones: escudos);
• Arduino no necesita programador ni amplios conocimientos de programación.

Aparición del principal dispositivo de control de sistemas domésticos: controlador arduino

Este controlador se puede conectar a una computadora y se usa a menudo en robótica y en la creación de dispositivos autónomos.

Capacidades de control por voz

En los albores de su desarrollo, el control por voz tenía ciertos límites y era difícil imaginar su interfaz actual. Esto parecía sacado de una película de ciencia ficción. Pero ahora la situación ha cambiado y la posibilidad de una opción de control alternativa además de los métodos ya existentes (mandos a distancia y dispositivos digitales) lo hace muy atractivo para el usuario.

Una especie de garantía de una mejor interacción entre el hombre y la automatización será la grabación de varias versiones de una orden ("Enciende la luz del dormitorio", "Enciende la luz", etc.), entonces el sistema comprenderá exactamente lo que se le exige.

Dicho control, incluso creado por usted mismo, suele incluir las siguientes acciones comunes:

• encender y apagar electrodomésticos;
• control de clima y cortinas;
• programa de riego en el área frente a la casa;
• escuchar noticias, pronósticos meteorológicos y otra información que el control estará configurado para recibir y reproducir.

Algunos programas permiten introducir una distinción para cada etapa del escenario: el control se puede realizar en una habitación y el comando funcionará en otra.

Puedes programar cualquier palabra con tus propias manos como comando. Algunos desarrolladores ofrecen opciones estándar en las que los comandos para administrar una casa inteligente están escritos en texto sin formato. Esto es muy conveniente para el usuario medio.

Descripción de una de las posibles opciones.

El control por voz del sistema doméstico inteligente no se activará hasta que el propietario lo active con un comando o acción específica (el reconocimiento de voz también está disponible). Dependiendo del área donde se pretende operar, para una mejor funcionalidad la casa puede equiparse con varios controladores subordinados a un dispositivo. Utilizar equipos “inteligentes” es sencillo; el programa incluye varios idiomas, que reconoce fácilmente.

No es necesario gritar para controlar los sistemas domésticos. Los micrófonos de alta sensibilidad captan voces tranquilas. Dependiendo del tipo de micrófono y la forma de la sala, necesitan instalar 1 micrófono por área de 20-30 m2

Entre otras supuestas comodidades, hay una respuesta instantánea a los pedidos, hay una conexión interactiva, lo que crea la impresión de que la casa es realmente inteligente y habla de forma independiente con el propietario (aunque en realidad se trata de una conversación en vivo grabada de alta calidad). . La automatización puede informar que los propietarios olvidaron cerrar la puerta o informar sobre una violación de la seguridad del sitio.

Una de las muchas ventajas es la invisibilidad. Todos los parlantes y micrófonos están ubicados fuera de la vista del propietario (en el gabinete, debajo del estante, escondidos en los muebles). Esto es muy agradable desde el punto de vista estético ya que no hay cables.

El equipo se instala en falsos techos o tabiques en la etapa de preinstalación en casas con un acabado fino, la decoración visual se utiliza para electrodomésticos;

Un sólido sistema de seguridad notifica la entrada no autorizada a las instalaciones a través de un mensaje en un teléfono inteligente o verbalmente, y responde adecuadamente en caso de una emergencia.

Este sistema se puede controlar mediante un teléfono inteligente. La “casa inteligente” está conectada a su sistema operativo y, a través de él, el propietario puede dar las instrucciones necesarias al controlador.

Hoy en día existen muchos elementos de un sistema de control eléctrico: varios sensores de temperatura, movimiento y sonido. Junto con el cableado eléctrico interno de una casa o apartamento, pueden automatizar los procesos de encendido/apagado de luces, calefacción y controlar el funcionamiento de algunos electrodomésticos, teniendo en cuenta los modos de tiempo. Pero no habrá un sistema de control centralizado, es decir, no se podrá controlar la luz y otros consumidores desde un solo dispositivo.

Esto es lo bueno de un sistema doméstico inteligente, porque con él se pueden controlar todos los consumidores conectados al cableado mediante un solo dispositivo: móvil (tableta, teléfono inteligente, control remoto) y/o estacionario (computadora/portátil, interfaz gráfica del sistema). En este caso, todos los sensores y relés también están presentes en el sistema y controlan el suministro de energía automáticamente.

Además de los consumidores domésticos básicos, una casa inteligente (inteligente) puede monitorear y administrar sistemas de comunicación, sistemas de extinción de incendios, alarmas de seguridad, líneas telefónicas y mucho más, incluidos los servicios públicos.

Sin embargo, para un control completo de los electrodomésticos, por ejemplo, la regulación de los modos de un acondicionador de aire o un refrigerador, los propios dispositivos deben tener un conector especial a través del cual se realiza una conexión al controlador lógico electrónico del sistema de control. A continuación, consideraremos los conceptos básicos que le permitirán comprender el sistema doméstico inteligente, su principio de funcionamiento y sus componentes.

Componentes de un sistema de hogar inteligente

En primer lugar, cabe señalar que hoy en día existen muchas modificaciones y configuraciones en las que se puede implementar el sistema de control del hogar inteligente. Muchos fabricantes proporcionan kits de sistema con transmisores Wi-Fi y/o Bluetooth (módulos de comunicación) integrados en el controlador, que se pueden utilizar para controlar el sistema de forma inalámbrica a través de un dispositivo móvil dentro de un apartamento/casa.

Tipos de arquitectura de sistema doméstico inteligente

Hay modificaciones en las que el control se realiza a través de la interfaz Ethernet (cableada, vía); Además, deberá conectarles interruptores y enrutadores Wi-Fi para el control inalámbrico, si no están integrados en el controlador. En cuanto a los interruptores manuales, también se pueden conectar al controlador central de forma inalámbrica o mediante cableado eléctrico. En general, existe una variedad de equipos para un sistema de hogar inteligente y el sistema consta de los siguientes elementos:

• controlador doméstico inteligente (moduladores de entrada/salida principales y discretos);
• módulos de expansión y comunicación (switches, routers, módulos GPS/GPRS);
• elementos de conmutación de circuitos eléctricos (relés, atenuadores, fuentes de alimentación);
• instrumentos de medida, calibres y sensores (movimiento, temperatura, luz, etc.);
• controles del sistema (mandos a distancia, paneles táctiles, PDA, tabletas);
• actuadores (agua, ventilación, válvulas de gas, persianas enrollables, etc.).

Al elegir el equipo, también es importante considerar qué protocolo (método) de transmisión de datos del sistema Smart Home se utiliza. Por ejemplo, el protocolo EIB\KNX, muy extendido, utiliza redes informáticas, canales de radio y redes eléctricas como transmisión de datos. También existe el protocolo X10, que utiliza una red doméstica de 230 V CA para transmitir datos: los dispositivos intercambian una señal enviada cuando la corriente alterna cruza cero. Estas señales son pulsos de radiofrecuencia de 120 kHz, con una duración de 1 ms.

¿Qué es un controlador para un sistema doméstico inteligente?

Un controlador doméstico inteligente es un dispositivo que controla todos los consumidores y dispositivos, y también envía un informe al propietario sobre el estado de estos consumidores. Está guiado por sensores de temperatura, aire y luz para controlar los sistemas de iluminación, calefacción y aire acondicionado. Se puede programar para realizar diversas acciones a lo largo del tiempo, según un cronograma. Además del modo autónomo, puede comunicarse con el controlador a través de una interfaz especial (red informática, operador de telefonía móvil o red de radio) y controlar manualmente los dispositivos.

Dispositivos controlados por un controlador de sistema doméstico inteligente

Es necesario seleccionar un controlador dependiendo de cómo se quiera construir la arquitectura del sistema de control. Por ejemplo, existen dos tipos de sistemas de control: centralizado y descentralizado. El sistema de control centralizado se basa en un único controlador central de alto rendimiento que gestiona todos los consumidores (electrodomésticos) y redes de servicios públicos de la casa.

En el caso del control descentralizado, un sistema doméstico inteligente consta de varios controladores más simples, cada uno de los cuales tiene la función de controlar una zona específica: una habitación y todos los dispositivos que contiene, grupos de iluminación separados en toda la casa, electrodomésticos para fines específicos. , etc. (controladores regionales).

controlador central para un sistema doméstico inteligente moderno, es una computadora encerrada en una pequeña caja de plástico que tiene su propio sistema operativo (sistema operativo), RAM y muchos componentes electrónicos para conmutar (controlar) señales: relés electrónicos, interruptores terristor, etc.

Uno de los juegos completos del controlador central del sistema doméstico inteligente (módulo de transmisión inalámbrica, puertos USB, COM, Ethernet a bordo)

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

Dicho controlador es capaz de controlar equipos inteligentes como refrigeradores, hornos microondas, servicios públicos, etc. (si el equipo en sí tiene dicha función), informando al propietario incluso datos como la temperatura en el refrigerador, la línea telefónica entrante y saliente. llamadas y mucho más.

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

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

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

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

¿Qué son los módulos de expansión y comunicación para un sistema doméstico inteligente?

Los módulos de expansión son dispositivos que se conectan al controlador y amplían su funcionalidad. En parte, también son módulos de ampliación adaptadores, doble-triples e instrumentos de medición. Dichos dispositivos pueden integrarse en el controlador, conectarse por separado a través de un conector especialmente diseñado o un conector común para Ethernet, USB y otras interfaces. Debido al hecho de que las empresas que producen sistemas domésticos inteligentes utilizan varios sistemas de cifrado de transmisión de datos, al elegir un módulo de expansión, es importante prestar atención a su compatibilidad si el controlador se compra a otro fabricante.

A la derecha están los controladores de sistemas domésticos inteligentes con módulos de transmisión de datos inalámbricos integrados.

Módulos de expansión de comunicación Para un sistema doméstico inteligente, se trata de dispositivos de transmisión de datos de forma inalámbrica o por cable. Los primeros incluyen los conocidos enrutadores Wi-Fi, que se conectan al controlador de la misma manera que a una computadora, a través de Ethernet o USB (también hay módulos de marca especialmente "afilados" con su propio sistema de conexión). Se utilizan con menos frecuencia los módulos GSM/GPRS conectados por separado (ya que generalmente están integrados), con la ayuda de los cuales el sistema doméstico inteligente puede comunicarse con el propietario mediante alertas SMS a su número de teléfono. Existen módulos de comunicación inalámbrica Bluetooth (señal de radio) e IR (transmisión mediante haz de infrarrojos).

Módulos de comunicación inalámbrica GSM y Wi-Fi; conmutador Ethernet cableado

Para un método por cable para ampliar la comunicación, se utilizan conmutadores: dispositivos que conectan varios clientes (computadoras, controladores y otros dispositivos inteligentes) a una red local. Son necesarios al configurar un sistema doméstico inteligente descentralizado, cuando hay varios controladores regionales, así como para crear una red común con computadoras y otros dispositivos inteligentes utilizando las interfaces adecuadas. Cuando la distancia de transmisión de la señal es larga, se utilizan amplificadores digitales especiales (repetidores) para amplificarla.

Módulos de extensión de funcionalidad Los sistemas domésticos inteligentes tienen una amplia variedad de funciones y, por regla general, están conectados a un conector de interfaz común o especial. Amplían la lista de funciones del controlador, por ejemplo, el módulo de mensajes de voz permite controlar el sistema mediante comandos de sonido (voz). También es posible hacer que el sistema de control del hogar inteligente reproduzca mensajes de audio (saludos, avisos, felicitaciones, etc.) por los altavoces.

Módulos de expansión para el control de mecanismos complejos, motores paso a paso, etc.

También cabe destacar la ampliación de la funcionalidad mediante módulos adaptadores, con los que se puede lograr compatibilidad entre diferentes estándares de dispositivos. Los módulos de control especiales están diseñados para controlar varios dispositivos específicos (motores, mecanismos de apertura/cierre de puertas, válvulas de ventilación, mucho más) y elementos de conmutación de circuitos eléctricos. Por lo tanto, un controlador doméstico inteligente no tiene alimentación a través de disyuntores (enchufes, disyuntores), y cuando se conecta un módulo de control de disyuntores y se utilizan disyuntores controlados, la función de encenderlos/apagarlos usando el controlador está disponible. Para conectar controladores de iluminación (atenuadores, ver más abajo) al sistema de hogar inteligente, también se requieren módulos de expansión especiales.

¿Qué son los elementos de conmutación de un circuito de sistema doméstico inteligente?

El concepto de conmutar un circuito eléctrico significa cerrarlo/abrirlo, así como regular el voltaje y otros parámetros de la corriente eléctrica. Los reguladores de voltaje (iluminación), convertidores/transformadores, fuentes de alimentación, disyuntores y relés son elementos de conmutación, sin los cuales no se puede completar la instalación de un sistema doméstico inteligente (como cualquier sistema de cableado eléctrico). Pueden tener protección incorporada contra sobrecargas y cortocircuitos de la red y funcionar para abrir el circuito, realizando así una función protectora.

Un diagrama simple de un sistema doméstico inteligente con un controlador, elementos de conmutación (control) de un circuito eléctrico y consumidores elementales (en este caso, lámparas de iluminación)

Disyuntores Diseñado para proteger el cableado eléctrico de sobrecargas o cortocircuitos. Se seleccionan en función de la potencia para la que está diseñada la línea de cableado eléctrico que controlan. Para un sistema de hogar inteligente, existen interruptores automáticos controlados y manuales ordinarios.

La imagen muestra disyuntores unipolares simples.

Los primeros tienen en su diseño un mecanismo que al calentarse por sobrecarga abre el circuito, pudiendo además apagarse manualmente. Las máquinas controladas tienen una interfaz especial de salida al módulo de control, a través de la cual el controlador principal y el propietario pueden controlarlas de forma remota, sin mirar la sala de control.

Relés y bloques de relés - Se trata de elementos para controlar circuitos de potencia mediante una señal suministrada desde el controlador. La señal puede aparecer en forma de una corriente de baja potencia, normalmente 24 V (nuevamente, no existe un estándar único, existen diferentes sistemas y fabricantes) u otra señal.

La imagen muestra relés electromagnéticos para monitorear una o varias líneas de un circuito de potencia.

A diferencia de los interruptores automáticos, los relés no tienen protección y el mecanismo de cierre/apertura del circuito tiene el aspecto opuesto: cuando se aplica tensión de control a la parte electromagnética, esta última acciona la armadura y cierra mecánicamente los contactos del circuito de alimentación (220 V). El relé más básico para controlar una línea de fase de alimentación tiene tres entradas y una salida: cero y la fase de control del electroimán (24 V), la entrada de la fase de alimentación (220 V) del disyuntor de protección y su salida al consumidor.

Reguladores de voltaje (iluminación) Se utilizan principalmente para controlar la potencia y el voltaje suministrados a los dispositivos de iluminación. La base de tales reguladores es un elemento del circuito: un reóstato, un dispositivo para regular la iluminación. Para un circuito de alimentación ordinario, se trata de un mecanismo con un deslizador, encerrado en una caja del tamaño de un interruptor y que también tiene una función de encendido/apagado.

Atenuador controlado manualmente (derecha) y remotamente (izquierda)

El nuevo tipo de sistema de control doméstico inteligente para grupos de iluminación contiene un dispositivo llamado atenuador (también está conectado al controlador a través de un módulo de control especial). Este dispositivo está diseñado para controlar uno o más grupos de energía de iluminación y el propietario lo controla mediante un controlador en modo automático o de forma remota, lo cual es conveniente. Otra ventaja del atenuador es que a través de él el controlador puede controlar el brillo de la iluminación, guiándose por los datos sobre el nivel de luz obtenidos de los sensores de luz.

Fuentes de alimentación, transformadores, convertidores. - Se trata de dispositivos de arquitectura compleja que están diseñados para cambiar los parámetros de la corriente eléctrica, si es necesario, en una u otra sección del circuito o en todo el circuito.

Alimentación de 220 V a 12 V

Se utilizan debido al hecho de que algunos consumidores están diseñados para características de corriente distintas a la alterna de 220 V/50 Hz suministrada en la vida cotidiana en la CEI y Europa. Tomemos, por ejemplo, la misma iluminación: hay luces especiales fluorescentes, de neón y otras muy decorativas que funcionan con 10/12/24 V CC. Para lograr tales características, se monta una fuente de alimentación de 220-10 V, 220-12 V, 220-24 V en la sección correspondiente del circuito. Dichos dispositivos pueden funcionar en un modo, por ejemplo 220-24 V, o en los tres anteriores.

¿Qué son los instrumentos de medición, medidores y sensores en un sistema doméstico inteligente?

Estos dispositivos son como los sentidos del olfato y el tacto de una persona: dan una idea de lo que sucede en el entorno. Gracias a los modernos instrumentos de medición, medidores y sensores (cuya variedad hoy en día es muy grande), el controlador del sistema doméstico inteligente recibe datos sobre la temperatura, la humedad, el grado de iluminación y la presión atmosférica dentro y fuera de la habitación.

La figura muestra sensores con funciones elementales.

Existen instrumentos para monitorear el estado de los servicios públicos: presión y medición del flujo de agua y fugas de gas con una interfaz electrónica que permite transferir estos datos a un sistema doméstico inteligente, que generará informes y los enviará al propietario.

Sensores y medidores analógicos. El tipo tradicional utiliza normalmente corriente de baja tensión de hasta 24 V como medio de transmisión de datos y cableado eléctrico de pequeña sección. Por ejemplo, el sensor de luz más básico contiene una fotocélula con una entrada y una salida por donde pasa una fase de corriente de bajo voltaje. Esta fotocélula cambia de resistencia cuando la luz incide sobre ella, produciendo así diferentes parámetros de corriente en diferentes momentos del día.

La figura muestra sensores analógicos elementales que responden al hogar y al dióxido de carbono.

El controlador recibe estos valores, los procesa y, en consecuencia, envía una señal para encender/apagar grupos de luminarias, así como para regular el nivel de iluminación (si hay un atenuador). Un sistema más o menos similar, sólo que con diferentes elementos operativos, está disponible en sensores de control de temperatura (según sus datos, el sistema inteligente del hogar controla la calefacción), movimiento y ruido (luz, alarma), fugas de gas y agua (control de válvulas que cerrar el gas y el agua) y mucho más.

Sensores y medidores digitales. Los dispositivos de nueva generación tienen una funcionalidad ampliada y son dispositivos inteligentes. Por ejemplo, los sensores de movimiento multifuncionales modernos no solo pueden enviar datos al controlador en dos parámetros: 1 ("sí", hay movimiento) o 0 ("no", no hay movimiento).

La imagen muestra un sensor digital de control de humedad del aire.

Son capaces de medir la distancia desde el sensor hasta un objetivo en movimiento, detectar retrasos en el movimiento de un objeto y mucho más. Todo esto es procesado por un microprocesador integrado en el sensor y suministrado al controlador en forma de señales digitales. Vale la pena distinguir los sensores de los dispositivos de control y medición: los sensores y sensores detectan eventos, y los dispositivos de control y medición detectan las cantidades físicas del cuerpo u objeto que se mide (velocidad, peso, volumen, etc.).

Instrumentación – Se trata de dispositivos más complejos, a diferencia de los simples sensores analógicos, que incorporan nuevas tecnologías domésticas inteligentes y controlan una amplia gama de parámetros, proporcionando sus unidades físicas de medida. Barómetros digitales, contadores de agua y gas, el mismo voltaje: todos estos son instrumentos de control y medición.

Dispositivo de control de temperatura y flujo de agua caliente.

A diferencia de los instrumentos y sensores analógicos, los digitales modernos cuentan con su propio sistema de cálculo basado en un simple microprocesador; procesan las señales y suministran datos ya preparados al controlador del hogar inteligente, liberando así parcialmente a su procesador. La instrumentación y los sensores digitales utilizan una interfaz especial como medio de transmisión de datos.

¿Cuáles son los elementos y métodos para controlar un sistema doméstico inteligente?

El sistema doméstico inteligente (inteligente) se puede controlar de tres formas: inalámbrico local, inalámbrico remoto, cableado local y cableado remoto. Los dispositivos de control se incluyen con el sistema: se trata de paneles de control gráficos con entrada táctil o pulsador, controles remotos con receptores sintonizados a una frecuencia específica. Los dispositivos no incluidos en el paquete, como los ordenadores móviles compactos (teléfonos inteligentes, tabletas), se configuran mediante un software especial para el control remoto a través de redes de información mundiales.

El sistema de hogar inteligente se puede controlar mediante control remoto, panel de control y dispositivos móviles.

Método de control local inalámbrico con un radio limitado se realiza mediante dispositivos de control a través de una señal de radio local (local), redes de radio inalámbricas Wi-Fi o Bluetooth. En principio, de esta forma se puede controlar el sistema desde cualquier lugar de la casa e incluso desde una parcela cercana. Sin embargo, en casas grandes, es posible que se necesiten puntos de radio adicionales y amplificadores de señal inalámbricos. El control se realiza mediante controles remotos, paneles táctiles, dispositivos móviles (teléfonos inteligentes, tabletas, computadoras portátiles) que tienen un transmisor incorporado o conectado externamente de una determinada red Wi-Fi, Bluetooth o señal de radiofrecuencia patentada.

En la pantalla de la tableta: software para monitorear indicadores y dispositivos conectados al sistema de hogar inteligente

Método de control remoto inalámbrico disponible si el sistema de hogar inteligente está instalado en redes globales o módulos de expansión de comunicación que brindan acceso a ellas. Estas redes incluyen GSM/GPRS (control mediante comunicaciones móviles), Internet móvil y una señal de radio dedicada especial. La presencia de una salida a la red GSM/GPRS permite al sistema enviar SMS, MMS y mensajes de audio al número de teléfono del propietario de la vivienda. En teoría, también es posible controlarlo mediante el menú de voz. Las herramientas para gestionar sistemas domésticos inteligentes a través de redes globales son, por regla general, teléfonos inteligentes, así como tabletas y portátiles con módulos transmisores integrados para Internet móvil.

Método de control local por cable , dependiendo de los protocolos de transferencia de datos utilizados, el sistema de hogar inteligente puede tener medios de transferencia de datos mediante par trenzado (cable de red informática), cableado eléctrico (protocolo del sistema X10) o algún otro cable. En cada controlador regional y central, el sistema de control del hogar inteligente proporciona una salida para la comunicación por cable con los dispositivos de control, así como el intercambio de información con otros dispositivos inteligentes que están "subordinados" a él. Si hay varios dispositivos, entonces la interfaz se expande mediante un conmutador (consulte "módulos de expansión de comunicación" más arriba), creando varias ramas. Para el método de control local por cable, se utilizan paneles de control e interruptores (pulsadores y táctiles) incluidos y separados, y también se puede controlar a través de una computadora o computadora portátil conectada al cable.

Panel de control táctil para el sistema de hogar inteligente combinado con un intercomunicador

Método de control remoto por cable Los sistemas domésticos inteligentes son una red más grande que la local, es decir, la casa se controla desde el exterior mediante un cable tendido conectado a la red de control interna. Por regla general, este método de control se utiliza en la gestión de procesos automatizados en la construcción de edificios. En general, para uso doméstico no es necesario saber esto (control de sistemas a través de redes cableadas regionales).

¿Qué son los actuadores de un sistema doméstico inteligente?

A diferencia de los relés, que en parte pueden denominarse actuadores (que dan una orden: el relé cierra/abre el circuito), los actuadores controlados por equipos inteligentes para un sistema doméstico inteligente son productos electromecánicos complejos, dispositivos diseñados para probar cargas mecánicas elevadas.

En la imagen se pueden ver objetos que pueden tener incorporados actuadores del sistema de domótica

El cuerpo de trabajo de dispositivos más complejos (accionamientos para abrir/cerrar cancelas, persianas, etc.) es un motor, mientras que para dispositivos menos complejos (válvulas, cerraduras) es un núcleo accionado por un electroimán. La mayoría se controlan desde corriente de bajo voltaje hasta 24 V inclusive, pero también hay variadores de alta potencia diseñados para 220 V.

Accionamientos electromecánicos de apertura/cierre portones, portones, puertas, ventanas, persianas y cortinas; Piezas electromecánicas integradas en el mueble, haciéndolo motorizado. Incluidos pueden tener una interfaz de conexión y un control remoto.

Una niña controla el mecanismo de la ventana de un sistema doméstico inteligente mediante un control remoto inalámbrico

Los modelos de conducción avanzada tienen sistemas de control automatizados básicos: sensores integrados y la capacidad de ajustar velocidades y posiciones extremas de apertura/cierre. Hoy en día, la mayoría de las veces existen accionamientos autónomos para cortinas y persianas que no están controlados por un sistema doméstico inteligente: se controlan desde un control remoto de un transmisor de infrarrojos y no tienen ninguna conexión con el controlador doméstico inteligente. Sin embargo, estos dispositivos también se consideran elementos separados de una casa inteligente.

Válvulas de baja, media y alta presión. - Se trata de mecanismos más sencillos para controlar las redes de suministro de agua (incluida la extinción de incendios), las tuberías de gas y la ventilación. Las válvulas se utilizan en sistemas de control: gas - en sistemas de control de gas, agua - control del suministro de agua, prevención de inundaciones y extinción de incendios.

La imagen muestra una válvula de agua controlada por un sistema doméstico inteligente.

Muy saludable y digno de mención es el sistema de válvulas de ventilación, que se activa mediante sensores de dióxido de carbono (CO2). El sistema elimina gases nocivos para los humanos y crea un microclima favorable. Estos mecanismos elementales incluyen cerraduras electromagnéticas y otros elementos de control de acceso a las instalaciones que forman parte del sistema de seguridad del hogar inteligente. Estos dispositivos generalmente no tienen microprocesadores y solo tienen dos posiciones: abierto y cerrado.

Los usuarios del sitio saben bien que la comodidad de vivir fuera de la ciudad depende en gran medida del funcionamiento confiable e ininterrumpido de todos los sistemas de ingeniería de un edificio residencial. El sistema Smart Home puede hacerse cargo de la gestión de la cabaña, liberando al propietario de tener que resolver problemas rutinarios. En nuestro artículo, hemos recopilado respuestas de expertos a las preguntas más comunes al respecto.

De nuestro artículo aprenderás:

• ¿Qué es una “casa inteligente”?
• Qué sistema se puede considerar una “Casa Inteligente”;
• ¿Qué oportunidades brinda a su propietario?
• ¿En qué tecnología se basa?
• ¿Cuáles son los requisitos de las redes eléctricas para su instalación? Cómo se controla la iluminación;
• Cómo se garantiza la fiabilidad y seguridad del trabajo;
• ¿Cuál es el beneficio de usarlo?

Automatización del control

Para entender qué es una “Casa Inteligente” y cómo funciona, puedes leer la descripción de este concepto en Wikipedia, o mejor, entender el propósito de esta tecnología junto con nuestros expertos.

Esta es la definición que da el máximo responsable de la empresa "Dacha inteligente" Iliá Kovalchuk :

– “Smart Home” es un sistema construido sobre la base de equipos de alta tecnología. Su objetivo principal es automatizar operaciones para gestionar varios sistemas de ingeniería en una cabaña.

Proporciona comodidad, seguridad, conservación de recursos y puede "hacerse cargo" de las operaciones de rutina, liberando a los propietarios de la cabaña de estas acciones.

Y aquí está la definición dada por el director de desarrollo de la empresa. Sistemas de lujo Ekaterina Koroleva :

– « Smart Home es un sistema para el control centralizado de electrodomésticos y equipos de ingeniería. Y los modos de funcionamiento de unos nodos, de una forma u otra, dependen del funcionamiento de otros.

Por tanto, la tecnología Smart Home proporciona un enfoque integrado.

Aquí está la definición del jefe del departamento de sistemas de suministro de energía de la empresa. Ingeniería GWD Iliá Markov:

– Este término suele significar la integración de sistemas, equipos y componentes en un único sistema inteligente de gestión de cabañas.

A saber:

• gestión y comunicaciones;
• calefacción, ventilación y aire acondicionado;
• iluminación;
• suministro de energía para edificios;
• seguridad y seguimiento.

El control del funcionamiento de todos los sistemas se puede realizar de forma remota, mediante un teléfono móvil, una tableta o Internet.

director general de la empresa Alef Elektro (Moscú) Andrei Nazarenko :

– Esto se ilustra mejor con el siguiente ejemplo: utilizando un teléfono móvil o una tableta puedes:

• encienda la escena de luces del atardecer en la sala de estar;
• configure un temporizador para cerrar la ventana después de un cierto período de tiempo para no congelarse por la mañana;
• cambiar canales de TV o seleccionar una película del servidor;
• comprobar el estado de todos los sistemas de seguridad.

Lo mismo se puede hacer utilizando un panel de control especial: pulsador o táctil.

Iliá Markov:

– Podemos decir que “Smart Home” se basa en tres principios fundamentales:

• brindar comodidad;
• garantizar la seguridad;
• garantizando la eficiencia energética.

Ekaterina Koroleva :

– Hay dos tipos de sistemas:

1. Cableado.
2. Inalámbrico.

El edificio residencial dispone de protección contra fugas de agua y detector de humos que envía SMS. Se trata de dos sistemas diferentes y cada uno de ellos es responsable de su propia y limitada gama de responsabilidades.

Ekaterina Koroleva :

– No se puede llamar “Casa Inteligente”, ya que es imposible controlar estos sensores desde una única ventana de la interfaz del sistema. Cada uno de estos dispositivos tiene sus propios parámetros y configuraciones y funcionan de forma independiente unos de otros. Una "casa inteligente" proporciona coordinación y control completos de todos los equipos eléctricos y de ingeniería.

La tecnología está controlada por un programa inteligente y su funcionamiento se adapta a las preferencias específicas de cada cabaña y del propietario. Para mayor claridad, toda la información disponible sobre su funcionamiento se muestra en una pantalla táctil ubicada en la pared. Gracias a la interfaz intuitiva, los nombres de los comandos y las imágenes explicativas, gestionar el sistema Smart Home recuerda a trabajar en una tableta electrónica.

Conjunto mínimo de equipos.

De acuerdo a Iliá Kovalchuk, un conjunto mínimo de equipos, en primer lugar, debe garantizar la seguridad, la capacidad de monitorear de forma remota la cabaña mediante videovigilancia o alarmas y sensores de movimiento, así como la capacidad de controlar la calefacción. Así, la tecnología protegerá contra robos y situaciones de emergencia.

Andrei Nazarenko :

– Si un sistema puede cambiar su estado de forma independiente, entonces puede considerarse inteligente.

El objetivo principal de la tecnología es aumentar el nivel de confort de vida. Esto también incluye la facilidad de control: iluminación de la habitación, minimización de los paneles de control del equipo, funcionamiento óptimo de todos los sistemas de ingeniería de la cabaña para ahorrar energía.

Los pisos con calefacción que se apagan durante todo el día cuando usted sale a trabajar y se encienden una hora antes de regresar, ahorrando así energía, pueden denominarse pisos con calefacción "inteligentes".

Ekaterina Koroleva :

– Existe un paquete de funciones mínimas que le da al sistema derecho a denominarse “Hogar Inteligente”. Incluye dos o más funciones que se pueden controlar desde una única interfaz:

• control de fugas de agua;
• sistema de seguridad y alarma contra incendios;
• control de fugas de gas;
• control de luz;
• control climático;
• notificación de voz.

Iliá Kovalchuk :

– “Hogar inteligente” también se refiere a los sistemas de seguimiento y control más simples: Tomas GSM, sistemas de aviso de emergencia. En mi opinión, se puede llamar así a cualquier sistema de control o seguimiento construido sobre la base de equipos de alta tecnología que aporte beneficios reales a su propietario.

Las tecnologías y materiales modernos brindan la oportunidad de aumentar gradualmente la funcionalidad, lo que le permite comenzar poco a poco y luego crear un sistema de automatización complejo y multifuncional.

Iliá Kovalchuk :

– Un tomacorriente controlado (que incluye un dispositivo de calefacción) puede llamarse “hogar inteligente” de un tirón, pero para algunos realmente puede hacer la vida más fácil, ahorrar en costos de electricidad y ayudar a que su vida sea más cómoda incluso en un departamento. En el futuro, puede que pase a formar parte de un plan más complejo.

Esta personalización flexible le permite implementar cualquier solución.

Ekaterina Koroleva :

– Las posibilidades son infinitas. La funcionalidad sólo puede estar limitada por la imaginación. En pocas palabras, todos los dispositivos que tienen un botón de "encendido" o "apagado" – puede automatizarse.

Cómo funciona esto

Iliá Kovalchuk :

– La cabaña cuenta con Internet, un controlador Smart Home y varios sensores de temperatura y movimiento instalados. Incluso un sistema tan mínimo notifica al usuario sobre una intrusión en su casa enviando una señal a su teléfono: notificación por SMS. El sistema también incluye control de temperatura y humedad de la casa.

Además, al agregar módulos de enchufe (enchufes inteligentes o instalar relés), es posible controlar automáticamente, según un cronograma o algunos eventos, los equipos eléctricos y controlar el nivel de iluminación. Dependiendo de la temperatura ambiente, encienda y apague los dispositivos de calefacción y aire acondicionado individuales, manteniendo un ambiente confortable. Además, si dispones de un contador multitarifa, y también en ausencia de los propietarios, podrás ahorrar electricidad de esta forma.

Iliá Kovalchuk :

– Cuando vayas a la casa de campo, puedes hacerlo con antelación, por teléfono, Internet, etc. establezca una temperatura cómoda. Por seguridad, se pueden agregar al sistema sensores de incendio, sensores de fuga de agua y sensores de fuga de gas en cualquier momento.

Posteriormente, cuando se activan dichos sensores, es posible cerrar el agua y el gas.

El sistema se puede ampliar casi infinitamente.

Usando Smart Home puedes:

• puertas de entrada abiertas, persianas enrollables, persianas;

• controlar la luz;

La luz puede encenderse en respuesta a las personas que se acercan y apagarse cuando se alejan.

• gestionar calderas de calefacción y suelo radiante, manteniendo la temperatura óptima;

• monitorear la cabaña y el territorio a través de cámaras CCTV;

La imagen se puede transmitir en tiempo real a la pantalla de un teléfono, tableta o computadora portátil.

• reemplazar todos los controles remotos de televisores y dispositivos multimedia;

• imitar la presencia de personas;

Encendiendo y apagando las luces, subiendo y bajando las persianas, se crea una apariencia de actividad que puede ahuyentar a los ladrones en caso de una ausencia prolongada de los propietarios.

• automatizar el riego.

Todo ello podrás controlarlo de forma remota, desde cualquier dispositivo, y podrás recibir cualquier notificación sobre el funcionamiento de los sistemas.

Características de instalación

Iliá Kovalchuk :

– Existen muchos sistemas y protocolos diseñados para implementar Smart Homes. Básicamente, se puede utilizar cualquier protocolo diseñado para la automatización. Del protocolo industrial RS-485 a normal Wisconsin- Fi.

Actualmente, los protocolos de control más populares son los diseñados específicamente para la domótica y, en su mayor parte, inalámbricos, es decir, que no requieren tender un gran número de cables, cambios globales en el cableado eléctrico, etc.

La base de una "casa inteligente" puede ser una computadora personal común y corriente, y muchos controladores son dispositivos con sistemas operativos de la familia Linux.

Andrei Nazarenko :

– La mejor opción para construir una "casa inteligente" es cuando todos los dispositivos intercambian datos entre sí mediante un cable utilizando el protocolo KNX.

KNX es un estándar único de intercambio de datos internacional unificado diseñado para sistemas de control automatizados.

Muchos desarrolladores colocan previamente el cable en las paredes. En el futuro, esto permitirá instalar equipos sin costosas modificaciones en el interior acabado.

Ekaterina Koroleva :

– El principal requisito para el equipo es su confiabilidad. Asimismo, el equipo debe ser flexible en programación, funcional y tener un costo aceptable.

Si planea utilizar el sistema Smart Home en su casa de campo, debe pensar en ello al diseñar todos los sistemas de ingeniería.

El proceso de instalación del sistema se divide en las siguientes etapas:

• En la etapa de trabajo duro, se instalan todas las comunicaciones, incl. - y cables.
• En la etapa de finalización del trabajo de acabado, se instalan todos los equipos necesarios, sensores, gabinetes de automatización, se configuran y se programa el sistema.
• Luego viene la puesta en servicio y la puesta en servicio del sistema.

Puede equipar cualquier hogar con un sistema Smart Home utilizando equipos que funcionen a través de un canal de radio. Pero dicho equipo no ofrece una garantía del 100% de ejecución del comando. Y si el propietario quiere automatizar la instalación después de la renovación, todas las comunicaciones se pueden ocultar en un falso techo o en el suelo.

Porque Una “casa inteligente” depende de la electricidad; se debe prestar especial atención a la instalación de la red eléctrica.

Iliá Kovalchuk :

– Todo el equipamiento necesario para crear “Casas Inteligentes” está diseñado para redes estándar de 220 V. Gracias a los equipos inalámbricos, cualquier cabaña existente puede volverse “inteligente” sin alterar particularmente su cableado, sin reparaciones ni cambios en el diseño de las instalaciones. etc. .

Cualquier hogar empieza por la seguridad, por eso su sistema eléctrico también debe ser “inteligente”. Todo es importante: el cálculo correcto de la sección transversal del cable, la presencia de un RCD o disyuntor diferencial y conexión a tierra.

Iliá Kovalchuk :

– Teniendo en cuenta que un "enchufe inteligente" no cuesta mucho más que un enchufe moderno normal, incluido el coste de su instalación, al crear una "casa inteligente" desde cero y elaborar un proyecto con antelación, el coste de la automatización puede ser reducido, y los ahorros en electricidad pagarán rápidamente este aumento en el costo.

Estamos averiguando si, debido al consumo de energía del sistema Smart Home, tendremos que recibir enormes cantidades de facturas de electricidad a final de mes.

Iliá Kovalchuk :

– Uno de los principales objetivos del sistema Smart Home es ahorrar recursos energéticos. Los equipos de control, sensores y actuadores son de baja corriente y consumen un mínimo de electricidad.

En términos de consumo de energía, los costes son insignificantes y los ahorros pueden ser múltiples. Unas instalaciones eléctricas fiables y correctamente instaladas ya son un elemento de una “casa inteligente”. Los sistemas Smart Home pueden funcionar de forma más estable que muchos otros electrodomésticos.

Cualquier residente del país se ha encontrado con una situación de corte de energía y no está claro qué hacer en este caso.

Ekaterina Koroleva :

– En caso de un corte de energía, el sistema cambia automáticamente al modo de operación de emergencia. Se registran las lecturas de todos los sensores y, cuando se suministra electricidad al 100% del volumen, todo vuelve al estado "como antes del apagado".

Imaginemos que las luces están apagadas en la cabaña. En este caso, el sistema Smart Home le notificará por voz que se ha producido un apagado. Si no hay nadie en casa, el sistema enviará un SMS y llamará al usuario a su teléfono móvil. Utilizando baterías de alimentación ininterrumpida, el sistema seguirá funcionando y dando soporte a los principales consumidores de electricidad: frigorífico, sistema de calefacción, iluminación de emergencia, sistemas de seguridad. En caso de una ausencia prolongada de electricidad, el sistema arranca automáticamente el generador.

Iliá Kovalchuk :

– Para garantizar la funcionalidad de todos los elementos: Internet, videovigilancia, sensores y actuadores, es suficiente con un buen sistema de alimentación ininterrumpida del ordenador.

Porque Dado que todos los equipos de Smart Home son de baja corriente, en este caso se mantendrán el monitoreo y la retroalimentación. El propietario de la cabaña se entera de un corte de energía, de una calefacción que no funciona, de otras situaciones anormales y de emergencia, etc.

Teniendo en cuenta las peculiaridades de nuestro suministro energético, es recomendable instalar estabilizadores de tensión. Esto es necesario para el funcionamiento normal de los aparatos eléctricos convencionales.

Los sistemas de suministro de energía pueden incluir suministro de energía ininterrumpida durante cortes de energía. Pueden ser generadores, con o sin arranque automático, integrados en el circuito eléctrico general o simplemente que permiten el funcionamiento de un número mínimo de aparatos eléctricos. También pueden tratarse de sistemas de suministro de energía ininterrumpida más complejos y costosos basados ​​en inversores y baterías.

Estos sistemas proporcionan electricidad a todo el edificio durante un día o más.

Los dispositivos eléctricos y otros equipos pueden protegerse contra sobretensiones y ruidos impulsivos mediante disyuntores diferenciales, protectores contra sobretensiones y dispositivos de corriente residual.

Iliá Kovalchuk :

– Para aumentar la autonomía de la vivienda, los consumidores de electricidad se pueden dividir en dos grupos: importantes (equipamiento de caldera, frigorífico, sistema de alarma, etc.) y secundarios. En caso de un corte de energía, la propia automatización apagará algunos de los aparatos eléctricos menos importantes, alimentando solo los equipos eléctricos más importantes del generador.

Contamos los beneficios

Todo propietario de una casa de campo quiere que todas las inversiones en vivienda sean 100% rentables. Y para entender cómo funciona el sistema Smart Home y cómo puede ahorrar dinero, se requiere un enfoque integrado.

Iliá Kovalchuk :

– Si el control de calefacción está incluido en los sistemas Smart Home, el sistema puede amortizarse en una temporada de calefacción.

Recuperación de otros sistemas – seguridad, sensores de incendio, sistemas de monitoreo de fugas de agua, fugas de gas, congelación de tuberías – en tales casos también es obvio.

Ekaterina Koroleva :

– El sistema se amortizará por completo en el momento en que evite una emergencia, incendio, inundación, fuga de gas, entrada no autorizada a la instalación, etc.

Además, utilizando la automatización, puedes monitorear tu hogar de forma remota mientras estás de vacaciones, con la capacidad de controlar electrodomésticos, luces y clima desde cualquier dispositivo móvil o PC.

Para resumir el artículo, podemos decir que usar Smart Home» constantemente mantiene el dedo al tanto del trabajo de su cabaña.

Cómo funciona el sistema Smart Home y en qué consiste: descripción general de tipos y revisiones

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Un sistema integral de hogar inteligente es la automatización completa del control de dispositivos en todas las áreas de una casa, departamento u oficina. Le permite gestionar tanto bloques individuales como todo el conjunto. Esto puede ser presionando un botón en el panel táctil localmente, o también puede ser la transmisión remota de comandos usando un teléfono inteligente o una tableta.

En el programa están prescritos varios escenarios de audio, luz y vídeo, gracias a los cuales funciona el controlador, es decir, el cerebro de la casa inteligente. Esto ahorra significativamente tiempo a los propietarios de viviendas. También se excluye la posibilidad de situaciones de emergencia.

El sistema de hogar inteligente le permite configurar varios modos cuando los propietarios están en casa, de vacaciones o recibiendo invitados. La trama del guión es crear condiciones cómodas para las personas. Esto podría ser reproducir su música favorita, cambiar la temperatura de la habitación, encender una película en un momento determinado.

Una casa inteligente apaga automáticamente los aparatos eléctricos y los pone en modo de suspensión cuando no hay personas presentes. Si es necesario, el sistema le permite cambiar el control automático del equipo al modo manual en cualquier momento.

Contenido

El primer sistema apareció en 1961. Era muy primitivo en comparación con la tecnología moderna. Las personas de todas las épocas de su existencia intentaron hacerles la vida más fácil mejorando varios dispositivos. Así surgió la idea del control remoto de equipos.

El hombre buscaba constantemente la comodidad. Algunas de las primeras casas “inteligentes” fueron hogares de los ricos de Estados Unidos. Estaban equipados con diversos electrodomésticos y aparatos electrónicos. Con el tiempo se empezaron a implementar ideas para la gestión combinada de todos los dispositivos desde un solo lugar. Comenzaron a aparecer edificios “inteligentes”, que mostraban soluciones complejas a los problemas asignados. El sistema Smart Home se construyó utilizando cableado estructurado.

El año oficial de aparición del Smart Home es 1978. Al mismo tiempo nació el término Smart Home. Los sistemas estadounidenses funcionaban a una frecuencia de 60 Hz y un voltaje de 110 V, por lo que no echaron raíces en Rusia.

Foto: El sistema de hogar inteligente regula la iluminación.

Una de las primeras características de la automatización inteligente fue el control fluido de la iluminación. Inicialmente, la idea se implementó mediante atenuadores (o atenuadores). Permitieron atenuar la luz de la habitación, reduciendo la iluminación en la misma. Este modo es conveniente para ver películas y ahorrar consumo de energía.

Con el desarrollo de nuevas tecnologías, los atenuadores fueron reemplazados por controladores programables, que asumieron el papel de control automático no solo de la iluminación, sino también de otros sistemas necesarios para una estancia confortable de una persona en el edificio.

Instalar un sistema Smart Home es muy popular. Controla el funcionamiento de todos los dispositivos en las instalaciones de una casa de campo u oficina. El complejo de control se basa en sensores que monitorean los parámetros actuales. La información de los sensores se envía a los elementos de control que, según un programa determinado, dan órdenes a los actuadores y dispositivos. A través de Internet, es posible monitorear de forma remota todos los equipos ubicados en el edificio, así como controlarlos de forma remota.

Una casa inteligente puede controlar lo siguiente:

• iluminación interior y exterior, iluminación arquitectónica, publicidad;
• ventilación, aire acondicionado;
• calefacción de espacios (sistema de calefacción por suelo radiante, radiadores);
• todo tipo de alarmas (robo, incendio, emergencia);
• permiso para entrar al edificio;
• videovigilancia (local y remota);
• distribución de señales de vídeo y audio (multiroom);
• calefacción de escalones, escaleras, caminos y alcantarillas;
• fuentes alternativas de electricidad (generadores diésel, baterías);
• consumo de energía (distribución de cargas entre fases, limitación del exceso de cargas máximas);
• varias bombas (drenaje, alcantarillado, riego del territorio);
• puertas de entrada;
• persianas enrollables, cortinas, estores.

¿Qué tipos de sistemas domésticos inteligentes existen?

Para implementar el sistema, todos los equipos utilizados deben ser compatibles entre sí. Con este fin, se creó la Electronics Industry Alliance para desarrollar un estándar electrónico unificado. Esta solución permitió a varias empresas producir equipos universales utilizados en Smart Home.

Clasificación de sistemas según criterios principales:

• centralizado/descentralizado;
• cableado/inalámbrico;
• con protocolo abierto/cerrado.

Los sistemas Smart Home listos para usar ayudan a ahorrar tiempo al administrar diversos sistemas de ingeniería y entretenimiento en las instalaciones.

Gestión del hogar centralizada y descentralizada: número de módulos y su funcionamiento

Gestión centralizada representa un módulo lógico. Su función la desempeña un controlador programable con una gran cantidad de salidas. Se escribe un programa individual para un objeto específico para dicha computadora. Sobre la base de este software se gestionan todas las redes de ingeniería y actuadores.

La ventaja de un sistema centralizado es la capacidad de gestionar todo el edificio desde un solo lugar y en una única interfaz. Utilizando un controlador central, puede crear escenarios de diversa complejidad, vinculándolos a acciones específicas, época del año o día. Esta opción le permite conectar una gran cantidad de equipos diferentes. Empresas como AMX, Crestron, Z-Wave, Ectostroy, Bechoff se especializan en esto.

Al construir un sistema centralizado, el rendimiento de todos los equipos dependerá del controlador y del programa integrado en él. Si la computadora falla, todos los módulos conectados a ella dejarán de funcionar. Lo óptimo es conectar este complejo a través de un sistema de alimentación ininterrumpida.

Si necesita reprogramar la casa inteligente y el programador no está presente, será necesario volver a escribir el algoritmo. Por lo tanto, un criterio de selección importante es la elección de un controlador fiable y de alta calidad.

Sistema descentralizado También se puede llamar distribuido. En este caso, cada elemento del sistema (dispositivo ejecutivo) es un microcontrolador independiente que tiene un tipo de memoria en la que se guarda la información incluso en caso de un corte de energía eléctrica. Este factor aumenta la fiabilidad del complejo en su conjunto. Si algún elemento falla, todo el sistema del apartamento o casa sigue funcionando, a excepción del enlace "abandonado".

El sistema descentralizado es confiable y tiene la capacidad de conectar bloques "inteligentes" adicionales para crear escenarios especiales. Existe una amplia gama de paneles de control de instrumentos a la venta, que varían en funcionalidad y diseño. Los principales fabricantes en este ámbito son: ABB, Scheider Electric, HDL, Berker, Gira, Vimar.

Las desventajas del complejo incluyen una gran cantidad de equipo que se incluye en el escudo. Puede estropearse de vez en cuando, lo que supondrá costes de material de sustitución.

Uso de conductores y tecnologías inalámbricas.

Sistema cableado Hogar inteligente se basa en el principio de transmitir todas las señales desde los dispositivos de control a las unidades ejecutivas a través de un bus de información. Un bus de este tipo puede ser de conductores especiales o de par trenzado.

La ventaja de un sistema cableado es su fiabilidad, gracias al uso de conductores blindados. Esto elimina interferencias e interferencias en la red. Además, este sistema de transmisión de datos tiene una alta velocidad de respuesta. Al emitir un comando en particular, no hay retrasos debido a interferencias u otros factores.

Entonces, al organizar un sistema inalámbrico, la respuesta al comando puede retrasarse. La persona presiona repetidamente el botón e intenta hacer funcionar el dispositivo. El bus de información se obstruye con señales duplicadas, lo que puede provocar la congelación de todo el complejo.

Para organizar un sistema Smart Home con cable, se ofrece una variada selección de elementos de control, que son interruptores inteligentes. Estos mecanismos son multifuncionales y tienen un diseño elegante. En este tipo de sistemas es más fácil introducir cualquier elemento nuevo de multimedia o control climático.

El sistema cableado es ignífugo y tiene una larga vida útil sin revisión. Las desventajas incluyen la falta de movilidad en la ubicación de los interruptores. Además, se deben proporcionar con antelación los puntos de salida de cables a los paneles de control.

La instalación de alta calidad de redes de información es importante para el funcionamiento confiable del sistema. Organizar una casa inteligente solo es posible en viviendas nuevas o al comienzo de una renovación. Con el cableado eléctrico clásico instalado, será técnicamente imposible organizar el sistema.

sistema inalámbrico se basa en el principio de transmitir una señal de radio desde el dispositivo principal (panel de control) al órgano ejecutivo. Esta solución le permite reducir la cantidad de cables tendidos en la habitación y el tiempo de instalación de dispositivos. Los equipos inalámbricos son muy adecuados para su instalación en una casa de madera, donde es necesario minimizar la integridad de los materiales naturales. Los principales fabricantes de este tipo son: Z-Wave, Berker, HDL, Zamel, Vitrum, Gira.

La ventaja de un complejo de este tipo es la posibilidad de instalación en edificios con reparaciones ya hechas y cableado convencional. Cada panel de control inalámbrico se comunica con otros paneles y puede enviarles comandos. Esta interconexión de equipos permite crear diferentes escenarios de iluminación en diferentes estancias.

Los paneles de control móviles se pueden ubicar en lugares convenientes para los propietarios. Se fabrican en dos tipos: empotrados y aéreos. El sistema de radio no requiere ningún diseño preliminar especial. Por lo tanto, un sistema de hogar inteligente de este tipo se puede implementar fácilmente con sus propias manos.

El funcionamiento de todos los dispositivos inteligentes depende de la calidad de la señal de radio. La desventaja del complejo inalámbrico es que muchos consumidores de electricidad doméstica provocan interferencias en las señales que pasan. Además, cuando se utilizan dispositivos con baterías, será necesario reemplazarlas periódicamente.

Wireless Smart Home tiene una funcionalidad limitada debido a la inestabilidad de las señales transmitidas. Por lo tanto, la seguridad de un complejo de este tipo es menor, ya que es posible que los piratas informáticos bloqueen las señales.

Protocolo de sistema de automatización abierto/cerrado

Un protocolo es un sistema de códigos para interconectar todos los dispositivos entre sí, a partir del cual funciona el Smart Home. En Europa, el protocolo KNX se considera el más popular. La ventaja de este tipo es la interacción con la memoria no volátil de los dispositivos, así como el funcionamiento independiente de cada dispositivo.

El protocolo KNX está abierto. Este estándar de transferencia de datos es muy popular. Por lo tanto, no hay problemas con el mantenimiento de dicho sistema si es necesario. Los productos de muchos fabricantes funcionan en este “lenguaje”. Se prueba su compatibilidad entre sí.

La ventaja de un protocolo abierto es una gran selección de dispositivos con diferentes diseños o un conjunto adecuado de funciones. Los principales fabricantes son: KNX, Wago, Bechoff. La competencia entre fabricantes provoca cada vez más el lanzamiento de modelos actualizados y mejorados. El costo de estos dispositivos con protocolo abierto es mayor que el de uno cerrado.

Debido a la inflexibilidad de los dispositivos de comunicación abiertos y su dependencia de ciertos estándares, comenzaron a aparecer en el mercado nuevos productos que funcionan con un protocolo propietario cerrado. Esto resultó en una reducción en los costos de fabricación de equipos y una simplificación del proceso de programación. Muchos fabricantes empezaron a tener su propia línea de productos que otras empresas no producían. Los equipos que funcionan según un protocolo cerrado son fabricados por: ABB, HDL, Vimar, Bticino.

Entre las ventajas de las tecnologías de protocolo cerrado se encuentran soluciones interesantes y no estándar a precios razonables y movilidad en el mercado. Las desventajas incluyen el factor de dependencia del comprador de un fabricante.

¿Cuáles son los beneficios de un sistema de hogar inteligente? ¿Vale la pena comprarlo?

Los complejos inteligentes son cada vez más populares y asequibles. El mercado ofrece una gran selección de dispositivos multifuncionales para organizar la domótica. El ahorro de recursos se manifiesta en su consumo sólo en los momentos necesarios, cuando la gente está en casa. En otros casos, el sistema pone la casa en modo de ahorro de energía. Esto es especialmente cierto para viviendas privadas y cabañas con un área grande.

Una casa inteligente también puede cuidar de las mascotas. Según un programa determinado, abre el suministro de comida y agua, regula la luz del acuario o abre las puertas para que los animales salgan de la casa. Puedes ver a tus amigos de cuatro patas en tu tableta. Si hay animales en la casa, es recomendable organizar una red cableada ocultando todo el cableado detrás de las paredes. Los paneles de control deben estar integrados. Esto protegerá el sistema de daños.

En el caso de los niños, el sistema Smart Home te permitirá controlar su comportamiento en un apartamento o casa. Puede limitar el encendido del televisor y la computadora. O proporcionar acceso a Internet si cumplen determinadas condiciones.

La ventaja más importante de una casa "inteligente" es el seguimiento y control remoto de la vivienda. El sistema protege contra la intrusión de ladrones. Esta también es una buena manera de prevenir accidentes. En una situación crítica, puede cerrar el agua, cortar el suministro de energía o transmitir una señal de incendio. Todas las notificaciones y advertencias se envían como mensajes al propietario del edificio.

El sistema Smart Home determina sus precios por su versatilidad. Para la opción de presupuesto, se compran módulos lógicos básicos y, con el tiempo, se compran otros adicionales, lo que ampliará las capacidades del complejo.

Vídeo sobre el sistema de hogar inteligente.

Tecnología milagrosa, ¿cómo hacer una casa inteligente y económica?