Chytrá domácnost: z čeho se skládá a jak ji postavit v bytě?

Poslední aktualizace 2 Jan 2022

Donedávna byl systém s obecným názvem „Smart home“ skutečnou exotikou a byl dostupný jen pro málo majitelů domů. Dnes se situace mění, a to především díky technologickému pokroku, který výrazně zlevňuje záznamová a ovládací zařízení a propojuje je tak, aby prováděla určitý algoritmus činností.

„Chytrý dům je kombinací elektronických a elektronicko-mechanických prvků, které dávají majiteli možnost na dálku ovládat a sledovat dění v bytě nebo domě.

Díky systému chytré domácnosti můžete rozsvítit světla v jakékoli místnosti, když nejste doma, zapnout klimatizaci nebo podlahové vytápění, když se vrátíte domů, zjistit, co dělá kočka, a být informováni o všech mimořádných událostech, jako je například protékající pračka nebo kouř v místnosti.

Navzdory rozdílným designům mají systémy inteligentní domácnosti od různých výrobců podobné rysy a fungují podle stejných pravidel.

Jak vypadá chytrá domácnost

Pro ty, kteří chtějí automatizovat svou domácnost, stále existují drahé profesionální systémy, které musí instalovat odborník. Mají však řadu speciálních vlastností:

1. Většina prvků je zapojena. Abyste je mohli napájet a spojit dohromady, musíte nejprve provést elektrické zapojení.
2. „Chytré moduly mohou být pouze vzájemně „přátelské“, což znamená, že sada musí být od stejného výrobce a ze stejné řady.
3. Pro integraci do jednotné sítě je často vyžadován specializovaný software, který je dodáván za úplatu.

To samozřejmě nevyhovuje každému. Proto jsou stále oblíbenější zařízení s mírně odlišnou konfigurací:

1. Prvky jsou připojeny bezdrátově. Málokdo potřebuje napájení 220 V (tj. běžnou zásuvku). To umožňuje instalaci jednotek s minimálními zásahy do dokončené opravy.
2. Software je vytvořen s maximální mírou univerzálnosti a je stahován do veřejně dostupných úložišť nebo obchodů (AppStore, GooglePlay) a distribuován zdarma.
3. Přívětivé a jednoduché rozhraní usnadňuje nastavení systému inteligentní domácnosti a je přístupné každému uživateli.

Co je součástí systému Smart Home

Stejně jako mnoho jiných technických zařízení se i inteligentní domácnost skládá z mnoha skupin prvků, z nichž každý plní jinou funkci:

Řadič (známý také jako rozbočovač nebo brána). Zařízení. Působí jako „think tank“.

Obsahuje elektronické komponenty, které umožňují naprogramovat řídicí jednotku pro příjem signálů, jejich zpracování a řízení různých prvků „chytrého domu“ po drátě nebo „vzduchem“.

Na rozdíl od mnoha jiných zařízení v systému „chytrého domu“ je brána vždy připojena k síti prostřednictvím 220 V. Mnoho výrobců dokonce do pouzdra zabudovává napájecí zástrčku, která drží zařízení v zásuvce.

Senzory (někdy nazývané senzory). Účelem těchto prvků je shromažďovat informace o stavu místnosti, ve které jsou instalovány.

Senzory shromažďují informace o teplotě a vlhkosti, přítomnosti osob v místnostech, otevírání a zavírání dveří nebo oken, úniku vody, světelných podmínkách a další.

Mnoho senzorů lze díky jejich nízké spotřebě energie snadno učinit nezávislými na externích zdrojích napájení

Aktory (nebo jednoduše aktuátory) jsou speciální jednotky, které jsou nakonfigurovány tak, aby přijímaly signál z řídicí jednotky.

Když je vezmete dovnitř, dělají různé věci – rozsvěcují světla, ovládají výkon domácích spotřebičů, zvedají a spouštějí záclony, vypínají vodu a dělají mnoho dalšího.

Plně automatické provedení scénáře chytré domácnosti obvykle vypadá takto

Senzor vyšle signál do řídicí jednotky – řídicí jednotka interpretuje přijatá data s aktuálním programem a vydá příkaz akčním členům – akční členy provedou příkaz z řídicí jednotky a provedou akci.

Řídicí zařízení. Informují majitele o stavu systému a mohou také vydat příkaz k aktivaci zařízení. V moderních systémech Smart home je role ovládání stále častěji svěřována výhradně chytrému telefonu s příslušným softwarem.

Mnohem pohodlnější než pevná klávesnice nebo dálkové ovládání. Každý má dnes chytrý telefon, takže může přijímat informace ze senzorů a ovládat akční členy odkudkoli.

Multiroom

Princip multiroom systému je velmi jednoduchý: v celém domě je jeden server se spoustou multimediálního obsahu, filmů, hudby, základních rozhlasových stanic, a

Rozmanitost chytrých domácích zařízení

V současné době mají systémy inteligentní domácnosti vlastní sady zařízení, které poskytují požadovanou míru funkčnosti myšlenky.

Záznamové zařízení

Jedná se o tytéž senzory, jejichž prostřednictvím systém shromažďuje informace o dění v bytě. Více senzorů poskytuje úplnější obraz a více možností ovlivňovat různá nastavení a zařízení v místnosti.

Na druhou stranu, pokud člověk potřebuje specifickou funkci, může si koupit pouze jeden typ snímače, aniž by za sadu přeplatil.

Snímač pohybu. Obvykle infračervený snímač, ale jsou k dispozici i jiné typy. Snímač pohybu zjišťuje, kdo je v místnosti.

Tyto informace slouží jak majiteli, který může na dálku sledovat, zda někdo vstoupil, tak ke spuštění automatických scénářů osvětlení a vytváření klimatu v místnosti.

teplotní čidlo. Toto zařízení poskytuje systému inteligentní domácnosti informace o kritických bodech, které uživatel nastaví.

Při poklesu teploty se automaticky zapne podlahové vytápění, při zvýšení teploty se zapne klimatizace.

Snímač vlhkosti vzduchu. Pro lidi, kteří mají problémy se suchým vzduchem, je toto zařízení skutečným darem z nebes.

Například společnost Xiaomi vyrábí zvlhčovače vzduchu, které mohou pracovat na povel přes Wi-Fi. A tento signál může být vyslán řídicí jednotkou, která se to dozví ze snímače vlhkosti.

Snímač úrovně osvětlení. Toto zařízení je jedno z nejjednodušších, ale velmi užitečných v systému inteligentní domácnosti.

Vestavěná fotobuňka registruje množství světla vstupujícího do místnosti a realizuje scénáře umělého osvětlení: výplňové, bodové, celkové.

Senzor otevření dveří. Zařízení se skládá ze dvou polovin: jedna se zavěsí na dveřní křídlo (samotné dveře) a druhá na rám dveří (nebo okenní otvor).

Toto schéma má své místo v inteligentní domácnosti z bezpečnostních důvodů. Lze jej použít k nastavení sirény a upozornění chytrým telefonem, když někdo opustí dům.

Snímač úniku vody. Nešťastná událost – prasklá hadice od pračky nebo sifon v kohoutku – se může proměnit v nákladnou záležitost, pokud vytopíte drahý byt souseda.

Detektor úniku vody nejenže spustí sirénu a odešle zprávu do chytrého telefonu, ale může také uzavřít přívod vody.

Videokamera. Je to jedno z nejinformativnějších zařízení. V domácnosti s malými dětmi nebo domácími mazlíčky znamená klid a pořádek.

Záznam se ukládá na paměťovou kartu nebo do cloudu prostřednictvím vyrovnávací paměti. V případě sporu může majitel vždy nahlédnout do videozáznamu.

Detektor úniku kouře a plynu. Tato zařízení mohou zabránit závažným nehodám. Skutečné požární hlásiče jsou již v bytě přítomny, ale na rozdíl od svých „chytrých“ protějšků nemají možnost upozornit majitele pomocí push zprávy nebo jiného alarmu na chytrém telefonu.

Pokud jde o čidlo úniku plynu, obvykle se instaluje v rodinných domech vybavených plynovým kotlem pro vytápění.

Aktuátory

Akční členy jsou prvky, které vykonávají práci za člověka, převážně na dálku. S inteligentní domácností můžete po příchodu domů zapínat a vypínat světla, topení, dělený systém a ohřívač vody.

Relé. Oblíbená skupina zařízení, která slouží ke spínání a napájení některých spotřebičů, domácích spotřebičů a dalších mechanismů.

Relé jsou obvykle zapojena do sítě 220 V. Po přijetí signálu z brány protéká cívkou elektromagnetu proud, kontakty se spojí a elektřina proudí do požadovaného zařízení.

Zásuvky. Od běžných zásuvek se liší tím, že jsou napájeny signálem ze speciální řídicí jednotky chytré domácnosti.

Tato zařízení jsou neuvěřitelně vhodná pro spotřebiče vybavené standardními zástrčkami.

Přepínače. Tato zařízení se používají k aktivaci scénářů osvětlení a dalších akcí pro systém inteligentní domácnosti.

Stejně jako ostatní chytré předměty podporují spínače komunikaci prostřednictvím Wi-Fi, Zigbee a dalších kanálů.

Elektromechanické pohony. Tato třída zahrnuje zařízení, která jsou zodpovědná za různé činnosti související s pohybem v prostoru.

Mezi ně patří například pohon rolet nebo žaluzií, uzavírací ventily vodovodních kohoutků a mnoho dalších zařízení.

Žárovky a svítidla. Světla s informačními přenosovými kanály se umí zapínat podle předem nastaveného plánu.

Tento plán je naprogramován v řídicí jednotce nebo na základě údajů ze světelných nebo pohybových senzorů.

Názor odborníka

Alexej Jakovlev

Elektrikář s 20 lety praxe

Většina trysek je založena na otáčení hřídele elektromotoru. Převodovky, ozubená kola, táhla nebo kliky převádějí tento rotační pohyb na téměř jakýkoli jiný rotační pohyb.

Chtěli byste chytrý domov??

Ano, chci jeden z těch moderních technologických zázraků

77.78%

Jsem v pořádku, nepotřebuji chytrý dům

22.22%

Hlasováno pro: 27

Vzájemné působení použitých prvků a protokolů

Komunikace v rámci systému je možná pomocí kabelové technologie a bezdrátových protokolů. První možnost je vysoce spolehlivá, ale považuje se za zastaralou. A nesmíme zapomenout ani na náklady na instalaci.

Proto jsou dnes velmi žádané projekty univerzálních bezdrátových technologií, které využívají různé komunikační standardy.

• Protokol Wi-Fi 2.4 GHz umožňuje bezproblémové připojení zařízení přímo k routeru. Připojení k řídicí jednotce lze vyloučit. Moduly se ovládají prostřednictvím mobilní aplikace. A mohou být doplněny RF senzory, které jsou zodpovědné za bezpečnost budovy.
• Protokol RF 433 MHz ovládá senzory, které majitele informují o všem, co se v domě děje. Dosah je až 100 m a integrované baterie zaručují bezproblémový provoz po dobu 2 let. Tento typ senzoru vyžaduje připojení k řídicí jednotce nebo směrovači.
• Protokol Z-Wave 869 MHz funguje pouze po připojení k řídicímu centru. Šíření dat pomocí této technologie je omezeno na 30 m. Hlavní výhodou standardu je možnost, aby si různá zařízení navzájem předávala signál.

OTÁZKY A ODPOVĚDI

Co je potřeba k připojení chytré domácnosti v domě?

Minimální sada vyžaduje: – brána; – sada senzorů; – sada akčních členů; – ovládací aplikace nainstalovaná v chytrém telefonu nebo tabletu.

zda musí být všechna zařízení od stejného výrobce?

Velmi žádoucí, protože jsou přizpůsobeny k vzájemné interakci.

Jak autonomní jsou bezdrátové senzory?

Jsou napájeny baterií s životností jeden a půl až dva roky.

Jak funguje nejjednodušší scénář „chytrého domu“?

Jednoduchým příkladem je čidlo vlhkosti a odsávací ventilátor v koupelně. Jakmile množství vlhkosti překročí předem stanovenou prahovou hodnotu, spustí se rozbočovač, dokud se parametry nenormalizují.

Co je protokol ZigBee?

Jedná se o zvláštní druh krátkovlnné komunikace. Ze známých protokolů se nejvíce podobá Bluetooth, ale je navržen s ohledem na nízkou spotřebu energie pro dlouhé hodiny provozu.

Vyhlídky

Technologie se vyvíjí, a to jak z hlediska funkčnosti elektroniky, tak z hlediska její cenové efektivity. Je logické předpokládat, že v budoucnu budou chytré domy levnější a budou toho umět více – v takovém případě se jistě rozšíří.

Nemluvě o amatérských návrzích – lidé se zálibou v technice a elektronice je často sestavují ručně a dosahují výsledků, které jsou stejně dobré jako tovární výroba. Fotografie a videa podobných systémů jsou k dispozici na internetu a zájemce si je může snadno sestavit sám. Opět se však jedná o jednorázové výrobky, které neovlivní masovou distribuci.