Умная дача своими руками, оборудование и техника: полив, грядки, раздвижные ворота, автоматика для водопровода, насосы для воды, туалет, душ, сигнализация
Загородный участок с домом в отличие от городской квартиры – это всегда многофакторный потребитель средств, труда, времени и даже здоровья. Автоматизация позволяет во многом снизить затраты по всем аспектам, а в некоторых случаях – полностью устранить.
Создать смарт-систему для управления различными процессами можно с помощью умных датчиков. Контроль над ними осуществляется с помощью специального модуля (контроллера) и программного приложения, в том числе и на удалении посредством беспроводных технологий связи или интернета.
Основные выгоды от установки умных технологий на даче для потребителя заключаются в полной или частичной автоматизации следующих процессов:
1. Уход за с/х-культурами и животными:
- Умный полив на даче.
- Обогрев и проветривание теплиц.
- Контроль уровня и температуры воды в емкости.
- Внесение удобрений.
- Подача корма собакам, кошкам и другим животным/птицам.
2. Управление освещением:
- Уличная и домовая подсветка.
- Система освещения растений в парниках и теплицах.
3. Повышение безопасности, охрана:
- Контроль периметра.
- Видеонаблюдение.
- Сигнализация от проникновения злоумышленников.
- Противопожарные мероприятия.
4. Улучшение комфорта помещений и жилых объектов:
- Система умный дом.
- Контроль микроклиматических параметров в бассейне, бане, сауне.
- Мониторинг коммуникаций – газо— и водопровода.
Поэтому умные грядки на даче – далеко не единственный плюс внедрения смарт-гаджетов в среду обитания современного человека. В целом технология повышает комфорт, безопасность, экономит время, средства и здоровье.
Умная дача своими руками – реальность нашего времени. Существуют как готовые заводские наборы приборов, так и отдельные датчики. С их помощью можно самостоятельно автоматизировать что-либо на участке или в доме.
Преимущества автоматики перед ручным трудом и механикой
Вид работы/функция | Автоматика | Ручной труд/механика |
Полив | Автоматика для водопровода на даче – лучшее решение для эффективного и экономного в расходе воды полива грядок, оранжерей, теплиц и парников. Включение и выключение осуществляется в соответствии с программными настройками. Возможно СМС-оповещение, контроль на расстоянии. | Даже если на участке будет установлена распределительная система, включать и отключать подачу воды все равно придется вручную. В упрощенном случае полив осуществляется со шланга, ведра или лейки. |
Определение момента включения полива | Датчик контроля влажности почвы задает параметры работы системы автополива в соответствии с установками программы. | Уровень увлажненности грунта определяется интуитивно – наощупь, по виду растений, через определенный интервал времени. |
Освещение | Фото-сенсоры самостоятельно определяют параметры внешнего освещения и по мере необходимости включают или выключают лампы. | Включается вручную с наступлением темноты или сумерек. |
Контроль за уровнем воды в емкости | Датчик уровня воды определяет момент, когда запускать мотор из скважины или колодца, или открывать вентиль от центрального водопровода. | Воду в емкости для полива постоянно приходится доливать. |
Мониторинг нагрева почвы | Детектор в почве автоматически реагирует на изменение температуры при выходе ее за рамки заданных настроек и сообщает владельцу, либо посылает команду устройству на открывание/закрывание дверцы парника. | Проверяется термометром, термощупом или интуитивно – принимается решение по затенению, проветриванию или утеплению. |
Соблюдение микроклиматических условий в теплице | Датчик температуры и влажности осуществляет круглосуточный мониторинг условий. Далее в зависимости от ситуации идет команда о оповещении владельца, обогреве или проветривании. | Необходимо самостоятельно следить за параметрами по приборам и принимать соответствующие действия. |
Учет расхода электроэнергии | Умные счетчики грамотно распределяют электроэнергию между устройствами – во избежание превышения установленного предела или перенапряжения сети. | Осуществляется самим пользователем. |
Открывание ворот/калитки | Раздвижные ворота для дачи с автоматикой работают по датчику движения или СМС-команде. | Происходит в ручном режиме самим пользователем. |
Охрана | Посредством установленных видеокамер, датчиков движения по периметру происходит контроль всей территории. При различных сценариях происходит оповещение владельца, срабатывание сигнализации, включение прожектора либо сигнал для физической охраны. | Осуществляется своими средствами – забор, колючая проволока, собака. |
Отопление дачного дома | Полностью автоматизированный процесс, подчиняющийся специальным термодатчикам по заданным настройкам. Возможно включение в экономном режиме – перед приездом хозяев, по отдельным секторам. | С помощью печки, обогревателя, котельного оборудования. |
Отпугивание вредителей | Равномерно распределенные по участку электрические отпугиватели срабатывают при обнаружении вредителя – кошек, собак, грызунов, птиц. | Включение и отключение устройств самим потребителем. |
Подача корма выращиваемым животным | Специальные устройства с дозатором по команде пользователя на удалении или по расписанию выдают корм. | Владелец сам распределяет пищу в кормушки. |
Контроль на расстоянии и синхронизация | Объединение в единую смарт-систему и удаленный контроль посредством камер, датчиков, оповещений через мобильные приложения. | Возможность отсутствует. |
Умная автоматика для дачи высвобождает много полезного времени. Его можно потратить на обучение, развитие, занятие любимым делом. Много часов каждый день дачник тратит на рутинную работу. С помощью современных технологий ее легко передоверить умным гаджетам.
Возможность дистанционного контроля
Чтобы сад и огород, а также дом находился круглосуточно под полным контролем, потребуется установить следующие специальные смарт-датчики с возможностью удаленного управления и настроек работы:
- Wi-Fi. С его помощью можно подключать коммутатор, розетку, переключатель для управления любыми электронными приборами. Настраивается через приложение смартфона по интернету.
- Смарт-GSM-розетка. Позволяет включать или отключать любое электрооборудование через СМС-сообщение, а также по таймеру. Различные модели могут оснащаться несколькими независимыми разъемами для управления несколькими приборами, например, один для откатных ворот, другой для умного насоса для воды, погруженного в колодец, и т. д.
- Розетка-ваттметр. Выполняет функцию умного счетчика.
- Беспроводная видеокамера для мониторинга территории участка.
- Датчики движения, открывания дверей, сигнализация со свето-звуковым оповещением для охраны.
- Центральный модуль или пульт для беспроводного контроля и онлайн-наблюдения всех электроприборов.
Систему умного полива на даче можно сделать посредством подключения водонасоса с сетью поливочных установок к электросети через смарт-розетку. Оборудование будет включаться строго по установленному расписанию или СМС-сигналу владельца.
Распространённые марки контроллеров
Качество выполнения команд и функциональность любой системы умного дома напрямую зависит от контроллера и производителя.
Этот контроллер умного дома с 100 модификациями ПЛК является базовым решением. Особенность, заключающаяся в использовании протокола Modbus. Именно он организует обмен информацией между каналами связи. Контроллер «Væren» предназначен для использования и создания систем автоматизации жилых домов и коттеджей не более двух этажей, уличного освещения, теплых полов и устройств сигнализации.
Логический контроллер подключается к панели оператора и блоку ввода-вывода через интерфейс RS-485. Программированием занимается сам владелец, если конечно у него есть такое желание. Меню состоит из шести информативных блоков управления, каждый из которых отвечает за определенный сегмент. Есть функция отправки СМС с помощью элемента в GSM контроллере. Оповещение происходит в случае возникновения аварийных ситуаций в электроснабжении или неисправностей в цепях питания отдельных ключевых элементов системы «умный дом».
VeraEdge
Модель семейства Vera отличается большим запасом доверия пользователей, благодаря многолетнему использованию их оборудования в данной отрасли. Основными преимуществами данной модели являются:
- Высокая производительность;
- Эргономика;
- Компактность;
- Надежный.
Разработчики здесь использовали новую платформу, обеспечивающую высокие показатели производительности под названием SoC, ее частота составляет 600 МГц, а объем оперативной памяти увеличен до 128 МБ.
Основное нововведение реализовано на чипе Z-Wave Plus, который является пятым поколением этих микросхем. Пользователь может одновременно контролировать и управлять механизмами, количество которых увеличено до 200 единиц.
Контроллер VeraEdge оснащен коммуникационным модулем Wi-Fi. Одним из недостатков, который все же есть в любой системе, можно считать отсутствие встроенного блока бесперебойного питания, который можно приобрести и установить дополнительно.
Arduino
Контроллер Arduino предлагает довольно необычное, но вполне логичное решение для управления умным домом. Некоторые умельцы легко соединяют и устанавливают своими руками, это возможно благодаря простоте работы с ним. Логический контроллер имеет очень маленькие размеры. А так же в комплекте есть датчики, датчики, а так же всевозможные индикаторы. Разработчикам практически удалось довести оптимизацию устройства до совершенства. Все датчики имеют беспроводное соединение и характеризуются минимальными ошибками в работе, а для управления предусмотрены блоки, имеющие необычный внешний вид, с практичным и уникальным сайтом. Он также доступен в виде мобильного приложения.
Siemens
Эти системы немецкого качества используются не только для автоматизации систем в быту, но и на производстве, в промышленности. Контроллер этой компании выражает линейка LOGO, занимающаяся созданием «умного дома». Это традиционная двухкомпонентная модель. Один выполнен в виде клавиатуры с экраном и представляет собой систему ввода-вывода, а другой позволяет манипулировать и подключаться к контроллеру через удобный и надежный проводной интерфейс. Также компания предлагает самостоятельную разработку некоторых режимов работы, к которым прилагается специальная программа Soft Comfort. Когда LOGO используется в качестве центрального контроллера, с его помощью можно создавать целые алгоритмы для рабочих цепей. Постоянно новые внедрения и модификации улучшают работу этого аппарата.
Как я автоматизировал дачу на 90%
Дачная электрика – известная проблема, отношение к ней в большинстве случаев наплевательское, если не сказать хуже. Если есть возможность подключить что-то не так и не туда — это, конечно, будет сделано.
Когда мы с женой начинали строить новую дачу вместо старой (где электрика прокладывалась многими поколениями и представляла собой жуткую мешанину из проводов и распаячных коробок), то прежде всего решили, что электрика будет грамотной, а дача – умной.
Примечание от маркетолога Wiren Board: автор статьи — ранее обычный пользователь Wiren Board, а ныне — инженер в составе нашей команды. Собственную дачу он автоматизировал до присоединения к нашей команде. Весь текст написан автором, кроме примечаний в конце.
Первым подопытным кроликом стал хозблок. По завершении его электрификации стало примерно понятно, какой масштаб работ ждёт в жилом доме, как прокладывать кабели, как решать другие задачи. Все, кроме одной – автоматизации.
Я потратил много зимних вечеров, готовя телегу выбирая систему, на которой будет базироваться всё управление будущей «умной дачей». Приглядывался к Siemens, к Овен, к Raspberry, но в итоге остановился на Wiren Board. На нём есть Linux? Для настоящего «одмина» это просто бальзам на душу!
Первым тренировочным экземпляром был Wiren Board версии 4. С ним было много проблем, и программирование его не столь очевидно, как казалось поначалу. Зато все подводные камни были изучены досконально, каждая мурена, сидящая в расселинах, поименована, и к моменту появления 5-ой версии я был уверен в том, что с моими задачами контроллер справится.
Чего хотелось: во-первых, максимально автоматизировать все те процессы, которые в старом доме приходилось делать вручную – например, подачу воды в дом из скважины, которую мы делим с соседями. Во-вторых, автоматически управлять климатом. В-третьих, управлять домом удаленно и иметь возможность мониторинга всего и вся. В-четвёртых, сделать удобным и действительно умным освещение.
А ещё очень хотелось бесперебойного электроснабжения, надёжного заземления и человеческого интернета.
Прокладка кабелей
Умный дом подразумевает сотни метров кабелей, выходящих из распределительного щита и расходящихся по всем самым удалённым местам.
Дом деревянный (каркасный), и прокладка жгутов даже из пятнадцати-двадцати кабелей в таком доме уже настоящая проблема. При скрытой проводке в перекрытиях и стенах кабели можно прокладывать только в толстостенных металлических трубах. А если из щита их выходит несколько десятков? А если где-то что-то не контачит? А если надо проложить ещё парочку непредусмотренных кабелей?
Короче, было решено использовать кабель-каналы. Посовещавшись, мы с женой выбрали Legrand DLP 80 мм с установочными изделиями Mosaic. Закрадывались подозрения, что дача станет немного похожа на офис, но они не оправдались. Каналы DLP выглядят очень эстетично, их удобно монтировать, в них удобно прокладывать кабели, а главное, в них удобно прокладывать много кабелей!
Шкаф ABB TwinLine с EDF-профилями и EDF-модулями в сборе перед началом подключения
Щиты большими не бывают. Особенно если в них монтируется автоматика всего дома. И если вам вдруг показалось, что щит слишком большой, а ваши друзья смеются: «Вы питаете весь дачный поселок?!» — смело берите щит в полтора раза больше! Если вы думаете, что десяти кабелей вам хватит, проложите ещё пять. Десять розеток на комнату – перебор? Ещё столько же точно не помешает. Если для второго этажа удобнее смонтировать второй щит — значит так тому и быть!
Что потребовалось для автоматизации
Конечно, сам контроллер Wiren Board 5 (смотри примечание 1 в конце). Основные исполнительные элементы — релейные модули, с которыми контроллер связывается по RS-485. Коммуникационный кабель был выбран специализированный, с толстыми жилами и экраном — Belden RS-232/RS-485 2x2x28 (смотри примечание 2 в конце), поскольку прокладывать его предстояло в разных местах, в том числе рядом с силовыми кабелями. Экран заземлён в щите, на вводе я сделал заземление TN-C-S с закопанным металлическим сварным контуром заземления рядом с домом в качестве заземлителя и повторным заземлением входящей нейтрали во вводном щите. Сопротивление заземлителя мерил специальным тестером UNI-T UT521, который купил по случаю со скидкой.
Освещение
В щитах использованы релейные модули WB-MR14 и WB-MR11, мощные потребители подключались через модульные контакторы ABB (смотри примечание 3 в конце).
Через реле WB-MR14 коммутируются группы из двух-трёх светодиодных ламп Ledare из IKEA.
Подключение практически каждого источника света к своему входу позволило реализовать самые смелые желания. Вместе с диммерами WB-MD2 освещение становится совсем умным. Через движок правил я реализовал астрономическое реле — прожектор на столбе при въезде включается, когда наступают сумерки. Светильники в одном помещении можно включать по отдельности, с необходимой яркостью. Запрограммировал “escort light” (сопровождающий режим подсветки, функция “мы все уезжаем”): наружное и садовое освещение в вечернее время гаснет через некоторое время после отъезда всех обитателей с дачи — можно все закрыть, проверить, снова закрыть и снова проверить
Вместо обычных выключателей везде в доме установлены кнопки без фиксации: они дают больше возможностей, позволяя обрабатывать длительное нажатие: например, для включения режима сопровождающей подсветки используется та же кнопка, что и включает свет на крыльце дома, но при нажатии с задержкой включается режим сопровождающего света. Это сделано таким правилом с двумя таймерами (один определяет длительное нажатие, второй — выключает освещение):
Скорость шины RS-485 по умолчанию — 9600 бит/с — оказалась слишком медленной для управления освещением в сценариях типа “если включили эту лампу, то включаем и две другие”. Релейные модули пришлось переводить на скорость 115200 бит/с, а медленные устройства подключать к незадействованному порту RS-485. И это помогло — задержка включения из правил стала примерно полсекунды. При этом, вопреки ожиданиям, повышение скорости не ухудшило качество обмена данными по шине.
Удалённое управление и бесперебойное питание
Удалённое управление и бесперебойное питание делают автоматику дома доступными везде и всегда. Я долго бился с местным провайдером за оптоволоконный кабель (мобильная связь, особенно летом с наплывом дачников, оставляет желать лучшего, несмотря ни на какие ухищрения с антеннами), и с появлением оптики управлять домом стало легко и просто. При этом резервные каналы в виде 4G и SMS остались. 4G приходит в выделенный маршрутизатор Mikrotik RB750UP (физически находится прямо в антенне). Ограниченный набор SMS-команд, когда интернета не осталось совсем, принимает Wiren Board через встроенный модуль GPRS и gammu-smsd. Обрабатывать это было решено не через движок правил, а через скрипты на Perl (привет, Linux!). Каждый телефонный номер имеет свои права и может выполнять команды, которые описываются скриптами (например, “pingpong text” ответит словом “text”, “reboot” перезагрузит устройство, “relay 21 K2 on” замкнёт нужный контакт нужного реле). Конечно, безопасность такого решения стоит тщательно контролировать, но руки до этого пока не дошли.
Удалённое управление контроллером доступно отовсюду: между локальными сетями дачи и дома проброшен VPN, через VPN подключаются и мобильные устройства членов семьи — соответственно, все имеют доступ к веб-интерфейсу контроллера.
Отопление
Отопление дома было принципиально выбрано электрическим, во многом из-за удобства управления, в том числе удалённого. Собираясь на дачу в прохладную погоду, можно включить отопление на ночь, на следующий день дома тепло.
Установленные конвекторы Noirot не поддерживают совместимых с Wiren Board протоколов управления, но термодатчики 1-wire DS18B20, подключенные к WB-M1W2, позволили регулировать температуру средствами самого контроллера (включение/выключение подогрева по заданной температуре). А в санузле контролируется не только температура, но и влажность модулем WB-MS(TH).
Теплый пол в санузле. Санузел – единственное помещение, где пол имеет бетонное основание и выложен керамической плиткой поверх нагревательного мата Devi. Теплый пол включается автоматически в 23:00 и выключается в 7:00, потребляя электроэнергию исключительно по ночному тарифу. Этого достаточно, чтобы утром в санузле было тепло и комфортно. HVAC-контроллер Siemens общается с Wiren Board по Modbus.
Водоснабжение и канализация
Вода подается в дом из скважины через промежуточный резервуар, давление в водопроводе нагнетается насосной станцией и удерживается расширительным баком, канализация стекает в септик. Как оказалось, эта часть наиболее капризна и требует автоматизации как ни одна из подсистем.
Исправность скважинного насоса контролируется счетчиком с импульсным выходом (планирую поменять на счетчики с RS-485). Импульсы считаем счётчиком WB-MCM16. Мы подали напряжение – а вода не течет? Авария. Всё отключаем и идем разбираться. Накопительная ёмкость опустела? Отключаем насосную станцию, наполняем ёмкость.
Wiren Board следит за датчиками уровня воды ELKO HRH-5 с нержавеющими стержнями. Септик должен вовремя сливаться, и если откачной насос не сработал, мы снова узнаём об аварии. Датчик в септике – поплавок с сухим контактом. Септик аэрируемый, и если компрессор стал подавать слишком мало (что-то забилось) или слишком много (что-то порвалось) воздуха в септик – это срочно требует вмешательства, иначе все бактерии погибнут, и флору придется долго восстанавливать. Контроль скорости потока выполняет сам Wiren Board через общий вход A1, запрограммированный на счёт импульсов.
Интересные функции
При этом остаётся огромное пространство для экспериментов. К боковому модулю сухих контактов WBIO-DI-DR-14 подключаем дальнобойный китайский радиопульт для управления всем и вся (правда, к пульту лучше всё-таки не подключать ничего критичного). В движке правил пульт описывается как виртуальное устройство.
Центральная система
Центральная система — это система, где всем управляет центральный контроллер (ПЛК), к контроллеру идут провода от всех подключенных устройств.
От выключателей — слаботочные кабели к монитору (обычно ФТП 5 категории), а от лампочек, вентиляторов, розеток, сервоприводов — силовые кабели к монитору. В экране находится центральный контроллер, который управляет электроприборами через реле или диммеры.
Датчики всех типов также подключены к ПЛК, каждый датчик имеет свой провод.
Плюсы центральной системы
- Мы можем использовать все переключатели, все датчики температуры, движения и всего остального. Следствием этого является сильное снижение стоимости системы и свобода выбора компонентов.
- К щиту подходят кабели от всех компонентов, поэтому в щит можно монтировать что угодно, даже если мы вовсе не делаем умный дом.
- При наличии навыков работы с ПЛК (программирования) пользователь может самостоятельно все настроить. Вам не нужно покупать программное обеспечение. Вы не зависите от интегратора, программиста ПЛК найти проще, чем установщика KNX.
- Практически неограниченная интеграция с различным оборудованием. Вы даже можете использовать красивые настенные панели KNX, если хотите, Beckhoff совместим с ними.
- Промышленный контроллер гарантирует чрезвычайно высокую надежность системы с надлежащей защитой от коротких замыканий и перенапряжений, и эту защиту нетрудно обеспечить.
Минусы центральной системы
- Отсутствие красивых стеновых панелей типа KNX, но это поправимо (см преимущество №4)
- Если контроллер выйдет из строя, система зависнет. Это часто повторяют сторонники шинных систем. Но см преимущество № 5.
- Так как каждый блок управления имеет свой кабель к монитору, то кабелей будет больше, чем в шинной системе. Но кабель FTP доступен по цене, в отличие от кабеля шины для систем KNX. А при подключении кабеля к центральной системе мы получим универсальный вариант, в дальнейшем мы можем отойти от умного дома в сторону почти классического электрического или поменять систему на другую.
Кстати, на базе ПЛК мы можем построить такую «централизованно-распределенную» систему, где будет несколько контроллеров в одной сети Ethernet, а можно использовать шину Beckhoff E-bus, позволяющую расширять модули расширения на большой площади. Можно объединить несколько контроллеров в одну сеть Ethernet, если это позволяет программное обеспечение. НО! Для подавляющего большинства квартир и домов (даже больших) будет гораздо практичнее, если щит будет один большой, а не несколько меньших. Удобнее для сборки, для обслуживания. И дешевле. Но в другом здании можно поставить отдельный контроллер, это будет лучше, чем прокладывать кучу кабелей под землей.
Что можно автоматизировать на даче
Благодаря смарт-технологиям можно автоматизировать практически все процессы по уходу за огородом, повысить комфорт в доме и общую безопасность. Основные области применения умных гаджетов на даче:
1. В теплицах, оранжереях, парниках.
Современные теплицы для дачи с автоматикой следят за влажностью почвы, обеспечивают автополив, контролируют микроклимат и уровень освещенности.
2. На грядках, в саду.
Своевременную подачу воды на огород, под кусты и деревья обеспечивает в соответствии с расписанием умная система полива.
3. В жилище, бане, хозпостройках.
Умный дом на даче своими руками может управлять всеми электронными устройствами помещений – кухонными приборами, бойлерами, обогревателями, кондиционерами, жалюзи и проч.
4. В животноводстве.
Умные кормушки и поилки независимо от занятости хозяев вовремя обеспечат кормежку питомцев.
5. Для охраны.
Всевозможные датчики движения, открывания, контроля периметра, проводные и беспроводные видеокамеры, системы сигнализаций обеспечат надежную защиту дачного участка и дома от злоумышленников.
Лучшие умные вещи для дачи и приусадебного участка: обзор 11 самых нужных
Автополив
Автоматика водоснабжения для дачи включает датчики-анализаторы влажности, блок питания и аварийный блок. Система задает различный уровень полива для конкретных участков – в зависимости от настроек и требований по увлажнению.
Насосы для дачи с автоматикой
На загородном участке вода используется как для нужд огорода и сада, так и для дома, в том числе в пищевых целях. Автонасосы по настройке регулируют уровень напора и наполненности резервных емкостей.
Умный свет для дачи
Благодаря фото-реле светильник включается только по мере наступления определенного уровня темноты – вечером, ночью, в пасмурную погоду. Совмещенные с датчиком движения также будут срабатывать во время появления человека.
Умная сигнализация для дачи
Система реагирует на детекторы движения, открывания окон и дверей. Дополняется датчиками утечки воды, газа, анализаторами дыма. Дополнительно оповещает владельца по СМС о ЧС.
Автоматика для душа на дачу
При падении давления в водопроводе включается насос – обеспечивая нужный напор для душа, ванной, кухни и хознужд.
Умный туалет на даче
Обеспечивает автопрогрев канализационных труб. Предотвращает замораживание системы и последующие, вытекающие из этого проблемы.
Умный водонагреватель на даче
Поддерживает нагрев воды в резервуаре на заданном уровне. Включается по настройкам, СМС-команде, с пульта.
Смарт-датчик протечки воды
Сигнализирует о факте утечки воды как на участке, так и в доме. Закрывает центральный поток, отключает насос – избавляя от расхода запасов воды и разрушений в жилище.
Детектор влажности почвы, температуры, освещенности
Установленный в почву рядом с растением датчик в автоматическом режиме анализирует важнейшие параметры. Это температура воздуха и грунта, влажность, содержание полезных веществ, уровень освещенности. Синхронизируется с системой освещения и автополива.
Отпугиватель вредителей
Предназначен для отпугивания вредителей различного рода – грызунов, змей, птиц, собак, кошек.
Распределенная (шинная) система Умный Дом
Во-первых, позвольте мне рассказать вам немного о распределенной системе. Распределенная система не является системой ПЛК. Скажем так, конкурент. Вернее, альтернатива.
Распределенной (шинной) системой являются широко известные KNX/EIB, HDL, Clipsal, Crestron — системы, существующие давно и широко распространенные во всем мире. Это системы, которые созданы специально для Умного дома. Производители — Gira, BTicino, Jung, ABB (хотя ABB тоже производит ПЛК) и многие другие. Европейские производители с мировым именем. Crestron — США.
Вот автобусная система. Шина представляет собой витую пару (рекомендуется специальный кабель для сети KNX 2x2x0,8), который обходит все устройства «умного дома», все они общаются по своему протоколу, у каждого из них свой «мозг». Каждый модуль имеет адрес. Например, нажимаем кнопку №2 на переключателе №3.
Процессор запрограммирован так, что при нажатии этой кнопки необходимо послать в шину сигнал на включение лампочки №10, что он и делает: отправляет адрес актуатора, управляющего включением лампочки №10, получает команду на все устройства на шине, но тот, которому команда была адресована, выполняет ее.
То же самое касается датчиков температуры/движения/газа и так далее — они висят на шине вместе с выключателями, у каждого свой процессор, каждый отправляет в шину сигнал о своих событиях.
Актуатор — это устройство, которое запускает что-либо. От слова действовать — действовать. Это реле, диммер, модуль управления шторкой, модуль управления какой-то станцией. Все актуаторы также висят на автобусе, их можно возить по дому.
Плюсы распределённой системы:
- Легкая расширяемость. Мы покупаем дополнительные актуаторы и красивые переключатели, вешаем их на автобус и настраиваем. Топология шины может быть любой. Главное, чтобы кабель был протянут в нужное место.
- Большое количество производителей комплектующих, внешний вид можно выбрать на свой вкус, все будет работать друг с другом.
- Высокая надежность системы благодаря качественным компонентам. Если внезапно выйдет из строя исполнительный механизм или переключатель, остальная часть системы продолжит функционировать.
Минусы распределённой системы:
- Самый большой недостаток — цена системы. Каждый коммутатор содержит процессор для связи с шиной и отправки/получения команд, поэтому они стоят дорого. Переключатели (самые обычные, несенсорные и без экрана) — от 150 евро, актуаторы от ок. 100 евро за выход, диммеры от 200 евро за канал, блоки питания от 350 евро (всего на 320 миллиампер) и так далее.
- Всякие мелочи вроде накладок, рамок, клавиш очень дорогие. Мы сможем использовать обычные «классические» коммутаторы через специальный KNX-адаптер, который будет стоить не меньше, чем специальный knx-свитч. Я привел цены на оборудование Jung, есть производители дешевле, например HDL или Zennio.
- Следовательно, датчики всех типов также очень дороги. Движения — от 200 евро, температуры — легко от 300 евро, метеостанция — 500 евро. Вы можете подключить обычные аналоговые датчики температуры или движения, но вам потребуются модули ввода аналоговых сигналов.
- Чтобы запрограммировать систему, вам нужно купить программное обеспечение, которое стоит довольно дорого. Это называется ЭТС.
Видеонаблюдение
Локально пару лет назад уже были установлены две простенькие камеры для удаленного наблюдения за территорией. В связи с недавними некоторыми неприятными событиями в нашем СНТ, было принято решение поставить эти камеры на запись. Для этого был приобретен видеорегистратор Dahua NVR4104, чтобы снизить нагрузку на небольшой интернет канал. Эти же камеры были заведены в Home Assistant, что бы в будущем можно было получать уведомления о происходящих событиях.
Отопление
Так как это дачный загородный дом, и отопления в нем не предусмотрено, в холодное время года приходится компенсировать это своими силами. В моем случае - это старый советский инфракрасный нагреватель на 1,2 киловатта. Самым простым способом было запитать его через Sonoff Basic, что я и сделал на днях.
Теперь перед поездкой я просто включаю удаленно отопление и к моему приезду комната уже прогрета до необходимой мне температуры.
Въезд и ворота
В прошлом году я уже делал дополнительную приблуду для управления откатными воротами, но столкнулся с некоторыми сложностями по питанию и работе устройства. В этом году мною было переделано питание для esp32 и подпаян на нормальные провода управляющий релейный модуль. Логика управления ими также была перенесена на локальный сервер на даче, дабы исключить возможность пропажи контроля при нерабочем интернете.
В планах на будущее сделать автономное управление поливом и светом на территории, опять-таки, если позволит погода, а пока, как я говорил ранее, с ней в моем регионе небольшие проблемы