Qué es una Smart Home: equipamiento, diseño, ahorro energético. Dispositivos de control inteligentes para un hogar inteligente

Una persona siempre se esfuerza por mejorar y modernizar su hogar. Es el desarrollo del sistema "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 complejo multifuncional de sistemas de control que puede funcionar tanto de forma autónoma (modo totalmente automático) 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 de 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 materiales.

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 e 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 conocía la electricidad, pero ahora existe en todos los hogares.

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, debe 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 a 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 independiente, 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 disyuntores, 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 normal, se trata de un mecanismo con deslizador, encerrado en una caja del tamaño de un interruptor y que además tiene 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 fluorescentes especiales, neón y otras luces 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 y cableado eléctrico de pequeña sección como medio de transmisión. Por ejemplo, el sensor de luz más básico contiene una fotocélula con una entrada y una salida por las que 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 y proporcionan 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 maneras: 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.

Comencemos nuestra consideración de esta categoría con los interruptores de luz.

Son familiares para todos, muy fáciles de usar y de calidad confiable. Parecería que ¿qué se le puede añadir a este sencillo y a la vez ingenioso diseño para mejorar sus características?

Con la introducción de los sistemas domésticos inteligentes, esto se logró mediante el desarrollo del llamado interruptor inteligente. De hecho, esto era de esperarse, porque en una “casa inteligente” todos los equipos funcionan a un nuevo nivel de progreso técnico.

En apariencia, es casi imposible distinguirlos de los comunes, porque ni siquiera sus dimensiones difieren, lo que permite reemplazarlos entre sí, porque les cabe el mismo enchufe. Sin embargo, en cuanto al conjunto de funciones realizadas, la diferencia se siente de inmediato. En los interruptores convencionales no hay automatización y funciona de forma autónoma.

interruptor inteligente es un componente del sistema “hogar inteligente” y su funcionamiento se realiza de forma automática. Entre las funciones podemos destacar la posibilidad de controlar la intensidad de la iluminación, que normalmente se realiza mediante atenuadores.

El interruptor se puede controlar manualmente o mediante señales del panel de control. Está diseñado de tal manera que se puede controlar un grupo completo de interruptores. Al mismo tiempo, el mando a distancia tiene unas dimensiones reducidas.

Su funcionamiento se basa en señales de radio, y no en radiaciones infrarrojas, como las de la televisión convencional. Por tanto, no es necesario que el mando a distancia esté dirigido específicamente al receptor de señal, especialmente si el interruptor debe estar oculto por motivos decorativos.

Muy a menudo, las "casas inteligentes" están equipadas con un control remoto universal, desde el cual se pueden controlar todos los electrodomésticos y accesorios de iluminación. Para hacer esto, simplemente conéctelos a un relé común.

Muy a menudo, estos interruptores están programados para un arranque suave, lo que puede prolongar significativamente la vida útil de los dispositivos de iluminación, ya que se elimina la aparición de picos de corriente.

El siguiente dispositivo de control más común son los sensores de movimiento.

Dan una señal de control si se detecta algún movimiento dentro de su radio de visión. Cualquier dispositivo de iluminación o sistema de alerta sonora puede actuar como receptor de esta señal.

Por este motivo, los sensores de movimiento suelen integrarse en los sistemas de iluminación y seguridad. Se han generalizado en la organización de la automatización del alumbrado público. Al acercarte a una puerta o a una casa, la luz se encenderá automáticamente y no tendrás que buscar las llaves en la oscuridad durante mucho tiempo.

Quienes crean que este sistema no es económico, ya que puede activarse aleatoriamente, se equivocan. Dado que los sensores de movimiento funcionan en conjunto con sensores de volumen y luz, lo que prácticamente elimina las falsas alarmas.

Además de los sensores de movimiento, la casa inteligente tiene sensores de gas, humo, temperatura, humedad e interruptores de láminas. Se utilizan para prevenir situaciones de emergencia en las etapas iniciales, así como para notificar oportunamente a los residentes de la casa y a los servicios pertinentes.

interruptores de láminas Son un contacto sellado y se utilizan en sistemas de seguridad para impedir la entrada por puertas y ventanas. Los sensores de humedad se utilizan principalmente en sistemas de riego automatizados para determinar cuándo se abre o cierra el agua.

Este artículo describe una pequeña cantidad de dispositivos de control para una "casa inteligente", pero su presencia en la casa puede hacer la vida mucho más cómoda.

Materiales similares

Administrarlo así:
sudo noolite -api -on_ch 5 # Habilitar el canal 5 sudo noolite -api -off_ch 5 # Deshabilitar el canal 5 sudo noolite -api -sw_ch 1 # Cambiar el estado del canal 1 sudo noolite -api -set_ch 2 30 # Establecer la potencia del segundo canal al 30%

Por supuesto, las primeras veces me conecto a través de ssh al servidor para apagar las luces usando un comando de la consola, pero mi esposa no apreció el alma y exige algo simple. Hagamos una cara web. Bueno, más bien como una cara web.

Código PHP que puede aceptar tres parámetros e iniciar el programa de control:
Creamos un archivo en la raíz del servidor web, lo llamamos index.php, copiamos las líneas anteriores en él y debajo están los enlaces que actuarán como botones.
Enciende la luz principal Apaga la luz principal Agrega CSS al gusto. Resulta algo como esto:

código aburrido

Panel de control de luz NooLite

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