Примеры домашней автоматизации (элементов «умного дома»)
(что можно сделать у себя в доме/квартире/офисе/гостинице)

Нижеприведённые элементы электрики, систем комфорта, безопасности и автоматизации можно реализовать на различной материально-технической базе в соответствии с располагаемым бюджетом и общим уровнем строительства и отделки.

1. «Выключить ВСЁ» — отключение всех электроприёмников в доме, кроме выделенных (холодильника, электроприёмников котельной, охранки, видеонаблюдения, освещения входных групп, аквариума и т.п.).       Возможно также при включении этого режима — закрытие/открытие электрических штор/жалюзи/рольставен, постановка/снятие с охраны, переход системы отопления в экономный режим и т.п.                                                      Для этой функции можно дополнительно применить несколько вариантов (сценариев), например:

  • первый «выключить всё» для кратковременного отсутствия (выключаются все электроприёмники, кроме неотключаемых, а также автоматически включается охранная сигнализация) 
  • второй  —  для длительного отсутствия (дополнительно к первому можно активировать функцию — создания эффекта присутствия людей в доме, переключение системы отопления на режим пониженной температуры для экономии энергоресурсов), 
  • третий — «выключить всё» для сценария «ночной» (выключаются, где не требуется, свет и розетки; переход в дежурный режим (от датчиков движения) освещения в проходных местах; закрытие штор/жалюзи/рольставен; включение контроля внешнего периметра безопасности; также возможно понижение температуры на 3-4 градуса для комфортного сна, с постепенным увеличением к утру) 
  • летний режим — когда дополнительно к неотключаемым устройствам остаются включёнными кондиционеры (так же как зимой отапливать, летом охлаждать помещения необходимо постоянно); 
  • режим «Гроза» — при грозе необходимо отключение сложных и дорогостоящих электронных  устройств, причём надо отключать и «фазу» и «нейтраль». А вот свет можно и оставить.
  •  режим «дети» — для случая, когда ребёнок остаётся дома один без взрослых, чтобы избежать трагических последствии от детского любопытства.

 

2. Управление электрическими шторами/жалюзи/рольставнями – выключатели могут быть как местные, так и дополнительно к ним общий/общие. Возможно управление с учётом датчика солнечной активности, ветра и функции «выключить всё». Существует несколько видов управления:

  • фиксированный – надо держать выключатель до момента полного закрытия/открытия, что не совсем удобно, но достаточно просто и надёжно;
  • не фиксированный – при нажатии клавиши выключателя механизм привода отрабатывает открытие/закрытие и выключается посредством концевого выключателя, что удобно при разной высоте/ширине проёмов,  при этом дополнительно можно организовать отключение посредством таймера питания приводов, так как встроенные концевые выключатели отключают только цепь управления а не питание.

Типовые устройства группового управления роллетами позволяют осуществлять одновременное управление до четырёх устройств, в случае большего количества надо ставить несколько таких устройств, соединяя их по определённой схеме. Также надо учитывать, что мощность одного привода роллет 300-400 Вт, и при большом их количестве общая мощность может получиться внушительной. Надо иметь ввиду эту проблему с мощностью одновременного включения приводов и при необходимости  добавить дополнительные устройства контроля и управления для её решения.

Роллставни обычно имеют питание 220В. А вот электрические привода штор и жалюзи управляются обычно постоянным током 24В, и при их групповом управлении надо создавать для этого специализированную схему разводки.

3. Охранная система для дома. Охранные фирмы в основном стараются в первую очередь выполнить требования МВД и облегчить задачу постановки на пультовую охрану. Потому часто создают систему охраны для жилого дома используя такие же принципы и схемы как для нежилых объектов. Это не совсем правильно, так как для жилья важно ещё удобство использования конкретным потребителем, а также интеграция охранной системы с другими инженерными системами в доме.

  • В принципе, современные приёмно-контрольные приборы систем охраны вполне себе являются компьютерами и могут сами по себе выполнять функцию контроллера домашней автоматизации;
  • Как минимум, необходимо установить в каждой комнате с окном или дверью на улицу инфракрасные датчики и выделить входную группу;
  • Следующий уровень – выделение отдельной зоны периметра (контроль окон и внешних дверей), для её контроля, когда все дома, и ночью;
  • Если дом частный и есть уличная территория, то возникает необходимость контроля периметра вдоль забора.

Рекомендуется (желательно) каждый датчик охранной системы выполнять отдельной линией и в приёмно-контрольном устройстве выделять под него отдельный шлейф (современные программируемые контроллеры позволяют это делать без проблем). Это позволит в случае срабатывания охранной сигнализации, а ещё важнее – при неисправности датчика (ложные срабатывания) – быстро находить проблемный участок. Также желательна установка пожарных датчиков, хотя бы для некоторых помещений (котельная, гараж, электрощитовая, баня, деревянные постройки). Датчиков СО и СН  (котельная, кухня, гараж,). Также не надо забывать про датчики протечки.

Современный охранный контроллер с SMS/голосовым/интернет управлением позволяет осуществлять:

  1. Контроль отключение/включение электричества;
  2. Контроль основной охраны (с конкретизацией зоны срабатывания);
  3. Контроль пожарных датчиков;
  4. Контроль отключения/включения подачи воды в водопроводе;
  5. Контроль датчиков утечки газа;
  6. Контроль ситуации аварийной остановки котлов системы отопления;
  7. Контроль датчиков протечки воды;
  8. Контроль температуры по помещениям;
  9. Возможность постановки и снятия с охраны части помещений/зон, а также, при необходимости, контроль их в постоянном режиме;
  10. Возможность дистанционного контроля и управления (по сотовой сети, по интернету);
  11. Включение/отключение какого либо устройства или группы света по SMS и/или управления его по программе (отключение вентиляции при пожаре);
  12. Возможность подключения микрофона/видеокамеры для контроля  помещений;
  13. Возможность управлять электромеханическим или электромагнитным замком на каких либо дверях – дистанционно, по датчику, по электронному ключу;
  14. Возможность управлять системой отопления – дистанционно, по датчику температуры, по программе;
  15. Функция «тревожной кнопки» — оповещение о нештатной ситуации;
  16. Возможность объединить охранную систему и видеонаблюдение. Для видео фиксации при срабатывании датчика охраны. Так же и видеорегистратор, при регистрации движения, может выдать об этом сигнал на охранную систему. И при совместной их работе снижается вероятность ложного срабатывания. Плюс аппаратная и программная начинка современных видеорегистраторов, даже в сегменте масс-потребления, позволяет использовать алгоритмы искусственного интеллекта — вплоть до распознавания лиц;
  17. Возможность объединения всех электрических устройств, инженерных систем в доме в едином управляющем и контрольном центре и управление всем удалённо с помощью компьютера, планшета и смартфона. Чем больше сталкиваешься со стандартами и технологиями современной жизни,  невольно приходишь к тому, что, допустим, использование планшетного компьютера для управления и контроля за домом не такая уж и «блажь»,  а очень удобное средство и естественная среда будущего интернета вещей.

 

4. Расширенное управление освещением:

  • аварийный свет по дому: схема, при которой группа света либо один светильник из группы в помещении имеет бесперебойное питание;
  • управление светом в проходных местах посредством датчиков движения – в коридорах, лестничных площадках, на улице. Можно с дублированием управления централизованным и/или местным выключателем;
  • дежурное и ночное освещение в проходных местах с включением по освещенности и выключением по таймеру для экономии ресурса ламп с ЭПРА;
  • ручное либо автоматическое диммирование — включение и поддержание предустановленного уровня освещенности в помещении (возможно, как для галогеновых ламп и ламп накаливания, так и люминесцентных с ЭПРА и светодиодных источников света);
  • автоматическое включение освещения в помещении при снижении уровня освещённости и переход по таймеру его на работу в ночное время от датчика движения;
  • управление освещением в доме посредством датчиков присутствия, то есть практически отказ от выключателей, что на самом деле при грамотной реализации этой схемы очень и очень удобно и максимально комфортно;
  • комфортное ночное освещение – автоматическое понижение яркости свечения светильников в ночные часы;
  • различные сценарии освещения, сообразно представлениям владельца о комфорте.
  •  выполнение проводки с учётом возможности установки в ближайшем будущем голосового управления и интернета вещей.

Создание качественного освещения и управления им требует детальной проработки этого вопроса и проектирования со знанием современного  оборудования и его возможностей.

5. Разводка проводов «звезда»  (все коммутации выполняются в одном месте — центре контроля и управления).

Развитие всех современных систем управления идёт к централизации этого самого управления. Самый простой пример: бывает, что для управления освещением и устройствами в комнате площадью 40-50 м2 уже необходимо до 10 выключателей и более. Техническое воплощение этого при обычной проводке получается не удобней и не дешевле «звезды». Также схема «звезда» предоставляет  дополнительные   возможности:

  • менять виды выключателей и их комбинации, изменять управление группами включения освещения, что обычно бывает актуально, так как электроустановка происходит спустя некоторое время после выполнения разводки и уже после отделочных работ. Либо происходит понимание, что что-то было упущено, а часто для выбранных источников освещения или видов ламп появляются дополнительные требования к электроустановочным изделиям и схемам распайки;
  • установка стабилизаторов или трансформаторов на световые приборы в щите;
  • установка щитовых модульных устройств в качестве диммеров, таймеров, реле, что предполагает расширенные возможности управления и увеличение мощностей коммутации;
  • установка в любой момент дистанционного управления освещением или конкретными  электроприёмниками по индивидуальной программе/сценарию;
  • возможность в дальнейшем объединения отдельных элементов в общую систему определяемую понятием «умный дом» и расширение функциональных возможностей уже существующих систем;
  • возможность в будущем, без капитальной переделки проводки, проводить ремонт и выполнять обслуживание;
  • для  электрики деревянного дома — это вообще безальтернативный вариант в плане обеспечения надежности (нет скруток в распайках – нет лишнего пожароопасного места);
  • при выполнении современных интерьеров с большим количеством электроприёмников, групп и схем управления разводка типа звезда становится экономически даже более целесообразной, чем традиционная;
  • при наличии ведомости монтажа и схем присоединений проводов разобраться в проводке несложно даже не профессионалу;
  • применение этого типа разводки приводит к повышенному расходу провода (так на коттедж 400 м2 при эконом варианте стандартной электропроводки уйдёт около 3000 м различных видов проводов, а при «звезде» – 7000 м), но как известно было ещё предкам — экономия никого богатым не делала;
  • при профессиональном подходе не обязательно подводить отдельный провод к каждому электрическому устройству, а использовать схему проводки «звезда» только для тех элементов, где это целесообразно.

 

6. Уличное освещение для частного и коммерческого использования.

  • Блок выключателей- центр управления желательно делать в одном месте, при необходимости  дублирования местными выключателями.
  • Управление освещением местах рекомендуется выполнять посредством датчиков освещённости и движения .  Здесь  возможны три основных варианта:
    1. Включение по датчику освещенности, работа до определённого времени и  автоматический переход на работу до утра по датчику движения.
    2. Включение/выключение по датчику движения, а также возможность принудительно выключателем включить постоянное освещение на 4 часа, с автоматическим, затем, переходом на работу от датчика движения.
    3. Работа освещения только от датчика движения и освещённости.
  • Также возможно дублирование управления любого из вариантов выключателем плюс различные комбинации логики работы, а также взаимосвязь с другими системами дома, в частности с охранной.

 

7. Внутреннее и внешнее видеонаблюдение

Тема очень большая, и поэтому достойна отдельной статьи. Если коротко, то оборудование систем видеонаблюдения становится доступным по цене и даже бюджетные модели уже наделены функциями и возможностями, которые раньше встречались только у дорогих моделей. Плюс появление алгоритмов искусственного интеллекта — скоро»SIRI» и «OK GOOGLE» смогут видеть и принимать самостоятельные решения. Также в ближайшем будущем – передача функций видеозаписи и просмотра единому центру мультимедиа дома, объединение с охранной системой и контролем доступа.

8.  Бесперебойное электроснабжение коттеджа:

Это также отдельная большая тема в наших реалиях, тесно связанная с качеством общего электроснабжения. Бесперебойное питание жизненно необходимо для котлов отопления, аварийного света, охранки, системы контроля доступа, видеонаблюдения, автоматических въездных ворот, иногда применяется для холодильников и других выделенных под эту функцию электроприёмников. Основные характеристики – это мощность подключённого оборудования и необходимое время резервирования.

9. Расширение возможностей управления системой отопления  (а также микроклиматом помещений — вентиляцией и кондиционированием).

Современный мир  предлагает множество  устройств и технологий для обеспечения  комфорта проживания.  И применение их, кажущееся с непривычки, чем то , принципиально, не очень важным — не от мира сего, затем, по факту, оказывается более чем оправданным. Как минимум, для этого необходимо правильно предусмотреть систему электропитания электроприёмников этих систем.

Например, современный и совершенный вариант –  когда в каждом помещении температура поддерживается комнатным термостатом (может быть дополнено различными  функциями  контроля и энергосбережения). Это можно совместить с управлением системой вентиляции и кондиционирования. Под всё это можно заложить различные сценарии (ночной, выходного дня, отпуск, на работе). Совсем бескомпромиссный и совершенный вариант предполагает завязку системы с датчиками присутствия, открытия окон, влажности и концентрации СО в помещениях, уличной температуры, солнечной активности и ветра.

Простейшие примеры — приходилось делать следующее: в коттедже был установлен котёл и бойлер косвенного нагрева к нему.  В автоматике котла заложена и была включена функция – при работе его на нагрев горячей воды насос системы отопления отключался. Функция по своей задумке неплохая, но в морозы ниже -15 отключение системы отопления, пусть и на 15-20 минут, уже ощутимо. Для устранения этой маленькой проблемы был реализован сценарий, когда при уличной температуре ниже -10 градусов насос системы отопления уже не отключался при нагреве бойлера. Цена вопроса при условии уже установленного в доме контроллера управления составила 100 евро.

Также, удобно бывает летом иметь возможность заранее включить кондиционеры, чтобы по прибытию домой — он уже встречал своего хозяина прохладой.

10. Домофон и контроль доступа.

При нескольких местах входа с улицы и большой площади дома, помимо распространенной функции звонка, открывания входной двери, видео фиксации посетителей возникает необходимость в дополнительных функциях. Возможна организация внутренней связи – интеркома между несколькими домофонными панелей. Возможность интегрировать домофон в систему видеонаблюдения, просматривая информацию с камер видеонаблюдения на видеопанелях. Но удобнее передать функции домофона центральной системе мультимедиа по дому.

Организация комфортного доступа также удобная вещь, особенно если несколько дверей должны быть закрытыми, а пользуются ими регулярно. Проход осуществляется по единому ключу – кодовому, контактному, бесконтактному, биометрическому. Что-то подобное уже реализовано в автомобилях. Доступ  можно завязать с охранной системой, домофоном, видеонаблюдением, центром мультимедиа.

11.  Домашняя компьютерная сеть LAN и WiFi.

Иначе говоря это локальная сеть для дома.

Служит для централизованного подключения к медиа устройств к интернету, воспроизведения медиафайлов из единого центрального хранилища, связи различных устройств в доме и компьютерного оборудования между собой, а также для управления и контроля всего дома. В принципе это и есть система «умного дома», когда при использовании функционала смартфона  можно управлять и контролировать что угодно. И это становится неотъемлемой частью современной жизни. Это направление развивают все производители бытовой электроники под общим названием «интернет вещей». Но пока ещё они не пришли к единым стандартам и функционалу.

Комфорт условий проживаний сейчас также неразрывно связан с наличием высокоскоростного доступа в интернет, причём со скоростями гигабит в секунду и выше. И в данном случае чем дальше от центра, тем ситуация печальней. Но раз есть спрос на данную услугу, то постепенно подтягиваются и технические возможности под различные варианты реализации доступа к сети. Оптимальным здесь является оптоволокно, но и канал через спутник или глобальная беспроводная сеть возможно станет доступней.

12.   Телевидение.

Правильно выполненная проводная схема (лучший вариант типа «звезда»), а также применение разводки HDMI кабелей позволит реализовать любые варианты установки всевозможных мультимедиа устройств. Вскоре будет осуществлен окончательный переход на full HD-качество картинки, а затем и на 4К-качество и доступ к ней по каналам интернета. Также развивается и действительно становится доступней обратный канал передачи данных на спутник. Вне города – это, как правило, единственный способ доступа к сети интернет с высокой скоростью передачи данных. Также  удобен вывод сигнала с камер видеонаблюдения на телевизоры и интеграция с домашней сетью LAN.

13.   Стабилизатор.

В условиях загородного жилья эта проблема является особо актуальной, да и в городе часто сети не соответствуют нормам, так как электрические сети остались на уровне 80-х годов прошлого века, а потребности, особенно в жилом секторе, увеличились в разы.  Все отклонения от нормы влияют не в лучшую сторону на электроаппаратуру, а также вызывают заметное либо незаметное глазу мерцание источников света, что уже вредно для здоровья и, в конечном счёте, ухудшает качество жизни. Частично или совсем решить эту проблему помогает установка стабилизатора либо на выделенные группы (освещение и бытовые розетки по дому, аудио видео аппаратура), либо на весь дом. Существует несколько типов стабилизаторов, различных по современности технологий, цене, характеристикам и целесообразности применения в конкретной ситуации. И, как правило, чем качественнее вещь, тем она дороже.

14.  Устройства защиты от перенапряжений и молниезащита. Это целый комплекс взаимно дополняющих устройств. Схемы реализации этих защит отработаны и достаточно надёжны. На рынке представлены современные устройства под любые потребности и ситуации. Не стоит пренебрегать этими элементами,  особенно в частном доме. Надо всегда иметь ввиду, что ущерб отказа от этого вида защиты может оказаться намного, намного  дороже.

15.  Генератор

Очень большая тема связанная с бесперебойным электроснабжением со множеством нюансов и тонкостей (как пример, некоторые котлы системы отопления могут не работать от генератора без дополнительных элементов).

Различаются по мощности, различными типами и управлением.  Самый  совершенный вариант – это полностью автоматическая система, которая связана с функцией «выключить всё», бесперебойником, стабилизатором и работа которой  не зависит от климатических условий. Система своевременно информирует пользователя о всех происходящих с ней событиях и дистанционно управляется по сотовой сети и/или интернету. Цена такого удовольствия от 400 000 руб. плюс регулярное обслуживание.

Такие варианты как ветряные электрогенераторы и солнечные панели мы не рассматриваем в связи с экономической их не целесообразностью для наших экономических и климатических реалий. Единственно, что заслуживает внимания из инновационного это так называемый теплового насос, но стоимость такой технологии пока на порядок дороже использования газа и относится она больше к теплоснабжению.

16.  Силовые электроприёмники в жилом доме могут оказывать серьёзное влияние на параметры сети, поэтому надо обязательно учитывать этот фактор при проектировании и монтаже системы электроснабжения (электрики). Ниже перечислено на что надо обратить внимание.

Электрические подогревы. В некоторых случаях бывает целесообразнее выполнить электрический подогрев вместо водяного. А случаи с обогревом ливнёвок и водостоков, а также систем оттаивания и обогрева трубопроводов вообще не имеют экономической и технической альтернативы. Однако надо учитывать их высокое энергопотребление (150-250 Вт/м2).

Оборудование для кухни и ванной. При проектировании электропроводки можно ориентироваться на следующие значения:

  • электрический духовой шкаф – до 6 кВт,
  • микроволновая печь – 2 кВт,
  • посудомоечная машина – 1 кВт,
  • встраиваемая пароварка – 2 кВт,
  • кухонный комбайн до 1 кВт,
  • кофемашина – 1 кВт,
  • стиральная машина до 2кВт,
  • сушильная машина – 1 кВт,
  • ванна с гидромассажем – до 2 кВт,
  • фен – до 2 кВт,

а также ещё множество всевозможных бытовых устройств, например:

  • Центральный пылесос, либо обычный или парогенератор – около 2 кВт;
  • Система автоматического полива – около 2 кВт;
  • Потребители системы отопления – на коттедж 300-500 м2 0.5-1 кВт, бывает и больше, но это  только при непродуманной, с точки зрения энергосбережения и профессионализма, системе.
  • Если есть скважина, то мощность глубинного насоса  — 1,5-3 кВт, иногда и выше.
  • Электрическая сауна – 8-15 кВт (рекомендовано 3 фазное подключение);
  • Кондиционеры  на каждые 100м2 — приблизительно 3-4 кВт;
  • Бытовая мойка среднего класса  — от 2 кВт;

Мощность освещения, если заранее подумать о энергосбережении, с учётом одновременности включения можно принять 1-2 кВт на каждые 100 м2.

Часть вышеперечисленных электропотребителей может быть включена одновременно и это не должно создать каких-то технических проблем. При необходимости можно предусмотреть возможность отключения неприоритетной нагрузки при сильном влиянии её на напряжение в сети (это происходит при одновременном включении нагрузок и остаются под напряжением лишь приоритетные).

Из опыта можно рекомендовать на дом площадью 300 м2 установленную мощность 8-10 кВт, на 500 м2 — порядка 15 кВт, напряжением 380 В. И рассчитывать параметры питающей сети  с учётом запаса ещё на 10 – 15 кВт.

17.  Щитовое оборудование.

Желательно использовать только качественного электрощитовое оборудование,  соответствующего более строгим нормам ЕЭС по безопасности, надёжности и стабильности характеристик. Если, допустим, взять два автоматических выключателя – один европейского производителя, а второй китайского, то последний будет, почему то легче. Вывод  напрашивается сам собой, наверно, туда чего-то «недоложили», а проще говоря, на чём-то  сэкономили.

В общем, можно порекомендовать: при устройстве системы электроснабжения квартиры, коттеджа, иного здания, при площади до 300-500 м2, стараться всю проводную разводку вести из одного щита (будь то электрический либо слаботочный щит). В дальнейшем, выгода от такой централизации, в расширении возможностей и вариантов управления, а также в удобстве эксплуатации и обслуживания, перевесит стоимость удорожания, обусловленного общим увеличением количества проводов. При большей площади также надо продумать организацию централизованного контроля и управления. Общее удорожание от такого подхода, доходит где-то до 50%. Но надо чётко понимать, что это капитальные затраты и экономия на них банально экономится на своём будущем.

Сами корпуса и дополнительные к ним элементы, а также разнообразная автоматика, у специализированных европейских производителей разработаны для всех возможных вариантов и случаев применения и организации электрических и компьютерных систем.  И обеспечат, при их использовании, надежность и возможность качественной реализации самых разнообразных схем защиты, коммутации, контроля и управления. А не просто примитивный жестяной ящик с DIN рейкой и китайскими автоматами, так широко используемый в реальности современной России.

Здесь не описываются такие обязательные вещи, как: контур заземления строго  соответствующий  регламентированным параметрам. Выбор защиты от короткого замыкания,  по  параметру «петля «фаза-ноль»» для конкретных точек электросети. Также, обязательна дифференциальная защита (УЗО) для выделенных электроприёмников – обычно это санузлы, стиральная машина, кухонное оборудование, уличные электропотребители, деревянные строения, а если есть маленькие дети, то все бытовые розетки.

Проводка, как электрическая, так и слаботочная должна выполняться только оптимально соответствующим для каждой конкретной задачи проводом, соответствующего качества. Обязательно при построении схем домашней автоматизации надо предусматривать в них возможность обеспечения альтернативного (резервного) функционирования в случае отказа коммутационного оборудования, электронных устройств или сбоя программы.

Необязательно устанавливать все вышеперечисленные элементы сразу, но предусмотреть возможность соответствия своей жизни будущим реалиям действительно стоит.