Базовый набор для умного дома Xiaomi - шлюз и датчики ZigBee. Основы работы
Если вы решили внедрить систему "умный дом", то наверняка ставили перед собой вопрос о автоматизации управления микроклиматом. Автоматическое включение кондиционера, когда становится жарко, или включить , когда воздух слишком сухой - звучит неплохо, правда? Но системе автоматизации необходимо собирать показатели текущего состояния воздуха. Для этого есть специальный датчик температуры и влажности Xiaomi temperature sensor.
Конечно, обычные ртутные градусники еще не скоро канут в лету, и современные электронные датчики не так широко распространены, но, без сомнения, будущее за современными гаджетами. Что может обычный термометр? Показать температуру. А что еще можно хотеть от термометра, выполняет свою функцию, да и ладно.
А что умеет датчик температуры от Xiaomi?
Во первых, это датчик температуры и влажности. Соответственно он может показать в два раза больше информации обычного градусника. Но, разумеется это не главное его достоинство. В первую очередь датчик можно подключить к системе " ", следить за показаниями удаленно и использовать эти показания в .
А знать температуру, иногда, очень важно. Например дома, когда в комнате спит ребенок, температура должна быть постоянной. Или в серверной комнате, когда работа кондиционера жизненно важна для серверов.
Внешний вид датчика температуры и влажности Xiaomi
Круглая таблетка из матово-белого пластика, диаметром 3.5 сантиметра и сантиметр в высоту, со значком термометра по центру. Снизу расположено отверстие для забора воздуха, а сверху кнопка сопряжения. В наличии синяя светодиодная индикация, которая поможет вам при сопряжении устройства.
Питается датчик от батарейки CR2032. Для замены батарейки необходимо повернуть заднюю крышку на 10 градусов против часовой стрелки.
Полные характеристики устройства:
Характеристики датчика температуры Xiaomi
Несмотря на то, что температурный диапазон явно рассчитан на улицу, в инструкции указано, что использовать датчик можно только в помещении. Это объясняется отсутствием защиты от влаги, т.е. даже мелкий дождь может привести датчик в негодность.
Поскольку датчик температуры использует протокол , для его работы необходим один из . Без него он не сможет показать вам температуру.
Подключение датчика температуры в приложении MiHome
Подключаем устройство по стандартному сценарию: заходим в и нажимаем на добавление нового устройства вручную. Следуя инструкции, зажимаем кнопку датчика температуры на 5 секунд, после чего отпускаем. Индикатор должен мигнуть 3 раза синим цветом, а женский голос из шлюза оповестить о удачном подключении.
Стандартные, для подключения датчиков, настройки имени и местоположения:
После подключения, разместите датчик в желаемом месте. Можно как приклеить на стену, так и просто положить его в любое место. Необходимо только учитывать, чтобы место было сухое и недоступное для влаги. Разумеется, нам захочется поместить датчик на улицу и если у вас частный дом, то крепим на крыльцо под крышу и не переживаем. А так кто на что горазд, кто то вырезает низ пластиковой бутылки и её накрывает датчик, кто то разрезал мячик для тенниса и засунул датчик внутрь. Тут нужно подходить индивидуально к каждому случаю.
А сейчас давайте зайдем в плагин датчика, найти его можно зайдя в шлюз, устройства и там находим датчик температуры. В зависимости от состояния окружающей среды, фон в плагине датчика температуры меняет цвет:
В настройках плагина можно настроить отправку оповещения, когда показатели выходят за рамки комфортных, для этого необходимо активировать соответствующую настройку:
Динамику изменения температуры и влажности можно посмотреть на графике. Можно построить график за день, неделю или месяц:
Сценарии для датчика температуры и влажности Xiaomi
В зависимости от показателей датчика, можно запускать сценарии. Всего доступно 4 действия:
1. Если температура выше заданного значения;
2. Если температура ниже заданного значения;
3. Если влажность выше заданного значения;
4. Если влажность ниже заданного значения.
Пороговое значение задается вами, при настройке сценария:
Действие на сценарий можно привязать практически любое, от простой отправки оповещения, до включения печки или кондиционера. В совокупности с дополнительными датчиками, сценарии можно усложнять. Например, включать увлажнитель воздуха при низкой влажности только в том случае, если закрыто окно.
При любой автоматизации, умным дом не назовешь, если он даже не знает температуру и влажность внутренних помещений, так что если у вас еще нет датчика температуры и влажности, то стоит задуматься о его приобретении.
Купить датчик температуры Xiaomi
Как и все устройства умного дома Xiaomi, датчик температуры проще всего заказать с доставкой в магазине FoxPox.ru за 850 рублей (для Москвы). Или же заказать с или .
Датчики «умного дома» работают по одному принципу: передают сигнал по wi-fi на базовый модуль, коробку размером с домашний роутер. Базовый модуль выходит в интернет и связывается со смартфоном. Управлять всеми датчиками можно через мобильное приложение отовсюду, где есть выход в сеть.
Почему датчики сами не выходят в интернет, зачем нужен базовый модуль? Датчиков много. Представьте, что к вам домой пришло десять человек, и все подключились к wi-fi. Некоторые сети выдержат, некоторые — нет. Прибавьте устройства членов семьи — смартфоны, ноутбуки, стационарные компьютеры, планшеты… Чтобы обслуживать такую нагруженную сеть, вам понадобится личный системный администратор, как в офисе. Базовый модуль распределяет каналы так, чтобы радиоволны, на которых общаются все электронные устройства в доме, не мешали друг другу.
Датчики протечек воды, открытия и закрытия дверей, задымления, покамеры и датчики движения подключаются к центральному модулю, который через интернет общается с вами через мобильное приложение.
Вот пять функций «умного дома», способных сделать жизнь легче и приятнее.
1. Дистанционный контроль над розетками
А я выключил утюг?
Купите утюг, который выключается сам. Сфотографируйте утюг, выходя из дома. Проверьте все розетки. Позвоните домочадцам и соседям, попросите проверить. Или поставьте «умную» розетку. Выглядит она как переходник. Если вы вдруг усомнились в том, что вынули штепсель, уходя из дома, можно несколькими пассами по экрану смартфона разомкнуть цепь — и наверняка уберечь дом от пожара, а себя — от лишних забот.
Если дома дети, «умная» розетка становится еще полезнее. Она поможет, когда датчик дыма (его тоже можно сделать частью «умного дома», речь о нем пойдет позже) срабатывает в комнате, где работают электроприборы. До дома далеко, вы на работе или в отпуске, что случилось — неизвестно, но можно дистанционно обесточить помещение. Бальзам на душу.
Белый адаптер со светодиодом — это и есть «умная» розетка. Она управляется с мобильного приложения: одно нажатие кнопки, и розетка обесточена.
Некоторые «умные» розетки еще экономят вам деньги. Они работают как счетчик, показатели которого вы видите в мобильном приложении. Прибор наматывает слишком много киловатт? Отключить! Удобно, если вы, уезжая с дачи, забыли выключить теплый пол или другое энергоемкое устройство.
2. Пожарная сигнализация
У вас что-то горит
Пожарная сигнализация — дело сложное и дорогое. А датчик дыма, подключенный к системе «умный дом» — это просто. Он крепится под потолком, за пять минут подключается к базе и работает 12 месяцев, пока не придет пора менять батарейку. Чувствительность настраивается так, чтобы сирена не включалась от пригоревших на сковородке котлет или сигаретного дыма, но серьезное задымление почувствовала. Если комнату заполнит дым, вы узнаете сразу: оповещения придут на электронную почту и push-уведомлением, а в помещении завоет громкая сирена.
Беспроводной датчик дыма, подключенный к центральному модулю, предупредит о задымлении, где бы вы ни находились.
3. Датчики протечки воды
А мы не залили соседей?
Третий главный страх домохозяина — утечка воды. Ненадежный стык труб, ослабевший кран, да просто переполненная ванна. Или у вас пустует квартира. А вдруг уже дали отопление, и батарея потекла? Поставьте в самых коварных местах датчики протечки воды. На мелкие брызги они не реагируют, только на серьезные происшествия. Уведомление придет на почту и высветится на экране. Правда, поделать с протечкой датчик ничего не сможет — придется ехать и все спасать. Но лучше сделать это как можно раньше.
Дополнительный бонус: датчик утечки делают беспроводными. Провода и вода — плохо совместимые вещи, а еще они мешаются под ногами. А беспроводной прибор размером с пирожное «корзиночка» можно закрепить где угодно. И не забывать менять батарейки.
Датчик протечки воды оповещает вас о неприятностях — протекающих трубах и переполненной ванне.
4. Датчики открытия / закрытия
Я закрыл дверь?
Уходя из дома, поверните ключ и пару раз дерните ручку: эта привычка поможет не переживать о том, не оставили ли вы (или забывчивые гости и дети) все нараспашку. Но чтобы не полагаться на нетвердую человеческую память, можно поставить магнитный датчик закрытия или открытия дверей. Тогда уведомления будут приходить, когда дверь открывается или закрывается. То же самое можно проделать с окнами. Главное — выключить датчик в день, когда вы ждете много гостей.
Даже если вы никогда не забываете закрыть дверь, датчик пригодится, чтобы проконтролировать детей.
5. Камеры, датчики движения
Следить и охранять
Если в 90-е у вашего соседа была камера, вмонтированная в глазок на тяжелой железной двери, значит, ваш сосед был непростым человеком. Сейчас камеру можно поставить с гораздо меньшими усилиями и затратами, чем двадцать лет назад, и это не выглядит так, как будто у вас в спальне лежат чемоданы валюты. К «умному дому» можно подключить камеры, микрофоны (и камеры с микрофоном, и даже с динамиком) и датчики движения. Настройте датчик движения так, чтобы он сообщал о передвижении человека, но игнорировал кота. Можно записывать, а можно смотреть live — просто так, на всякий случай. У современных «умных» камер есть пассивный режим: они начинают записывать только тогда, когда почувствуют движение. Некоторые камеры видят и ночью, в инфракрасном диапазоне.
Маленькая wi-fi камера следит за всем, что происходит вокруг, и круглосуточно докладывает вам. Она видит и в ИК-диапазоне — а значит, не только днем; у большинства таких устройств есть микрофон и динамик.
Приятные мелочи
Не жизненно необходимые, но приятные функции «умного дома»
Датчик движения ставят не только в целях безопасности. Недавно москвич Константин Коновалов опустил такое устройство в , и теперь ему на смартфон приходят уведомления, когда почтальон приносит квитанцию на оплату коммунальных услуг или почтовое извещение. Или свежий номер «Популярной механики» по подписке. Некоторые хитрецы ставят переносную домашнюю камеру над кастрюлей, в которой варятся пельмени — чтобы увидеть, как они всплывают, пока сами отдыхают в другой комнате.
«Умные» лампы — это управление освещением с экрана смартфона. Отрегулировать цвет, включить или выключить может даже ребенок.
Начав оптимизацию, остановиться сложно. Можно воткнуть в горшок с цветами датчик влажности и не забывать поливать. Можно установить в детской «умный» контроллер качества воздуха и не забывать проветривать. Таким же образом можно контролировать и влажность. И последнее: «умные» лампочки избавляют от необходимости вставать, чтобы выключить свет. Это можно сделать, не выпуская смартфон из рук.
«Умный дом» — это пульт дистанционного управления ко всем электроприборам в доме. Некоторые возможности делают жизнь чуточку приятнее, другие спасают от серьезных бытовых проблем. Российский рынок «умной» бытовой электроники пока не очень развит. Один из пионеров — компания МегаФон : она предлагает наборы «Безопасность» или «Базовый», которые можно дополнять в соответствии с личными предпочтениями и потребностями. В каждый набор входит центр управления и совместимые с ним беспроводные устройства — камеры и датчики; впрочем, можно выбрать и отдельные устройства на свой вкус.
Сегодня существует множество элементов системы управления электричеством – разнообразные , датчики температуры, движения и звука. В единой связке с внутренней электропроводкой дома или квартиры, они способны автоматизировать процессы включения/выключения света, отопления, контролировать работу некоторых бытовых приборов с учетом временных режимов. Но при этом не будет централизованной системы управления, то есть, Вы не сможете управлять светом и другими потребителями с единого устройства.
Тем и хороша система умный дом, ведь с помощью нее можно управлять всеми потребителями, подключенными к проводке, при помощи одного устройства – мобильного (планшет, смартфон, пульт ДУ) и/или стационарного (компьютер/ноутбук, графический интерфейс системы). При этом все датчики и реле также присутствуют в системе и производят управление электропитанием в автоматическом режиме.
Кроме элементарных бытовых потребителей, интеллектуальный (умный) дом может производить контроль и управление за системами связи, пожаротушения, охранных сигнализаций, телефонных линий и многим другим, включая инженерные коммуникации.
Однако, для полного контроля бытовых приборов, например, регулирование режимов кондиционера или холодильника, в самих приборах должен быть специальный разъем, по средствам которого производится подключение к электронному логическому контроллеру системы управления. Далее рассмотрим те основы, которые дадут Вам понятие о системе умный дом, ее принципе работы и составных элементах.
Составляющие элементы системы умный дом
Прежде всего, стоит заметить, что на сегодня появилось множество модификаций и комплектаций, в которых система управления умный дом может быть выполнена. Множество производителей предоставляют комплекты системы со встроенными Wi-Fi и/или Bluetooth передатчиками (модулями связи), вшитыми в контроллер, по средствам которых можно управлять системой беспроводным способом через мобильное устройство в пределах квартиры/дома.
Разновидность архитектуры системы умный дом
Имеются модификации, в которых управление происходит через интерфейс Ethernet (проводным способом, через ); к ним дополнительно нужно подключать коммутаторы и Wi-Fi роутеры для беспроводного управления, если они не встроены в контроллер. Что касается ручных выключателей, то они также могут подключаться к центральному контроллеру беспроводным способом или через электропроводку. В общем, имеется разнообразное оборудование для системы умный дом, и система состоит из таких элементов:
- контроллер умного дома (главный и дискретные модуляторы ввода-вывода);
- модули расширения и связи (коммутаторы, роутеры, GPS/GPRS модули);
- элементы коммутации электрической цепи (реле, диммеры, блоки питания);
- измерительные приборы, датчики и сенсоры (движения, температуры, света и др.);
- элементы управления системой (пульты, сенсорные панели, КПК, планшеты);
- исполнительные механизмы (клапаны воды, вентиляции, газа, ролеты и т. д.).
При выборе оборудования также важно учесть, какой протокол (способ) передачи данных системы «Умный дом» используется. Например, распространенный протокол EIB\KNX, использует в качестве передачи данных компьютерные сети, радиоканалы, силовые электрические сети. Имеется и протокол X10, который для передачи данных использует бытовую сеть переменного тока 230 В: устройства обмениваются сигналом, поданным в момент перехода переменного тока через нулевое значение. Такие сигналы представляют собой радиочастотные импульсы в 120 кГц, длительностью 1 мс.
Что такое контроллер для системы умный дом.?
Контроллер умного дома – это аппарат, который руководит всеми потребителями, приборами, а также высылает отчет хозяину о состоянии этих потребителей. Руководствуется датчиками температуры, воздуха, света для контроля систем освещения, обогрева, кондиционирования. Может быть запрограммирован на совершение различных действий с течением времени, по временному графику. Кроме автономного режима, с контроллером можно связаться через специальный интерфейс (компьютерную сеть, мобильный оператор или радиосеть), и управлять вручную приборами.
Приборы, управляемые контроллером системы умный дом
Подбирать контроллер необходимо в зависимости от того, как Вы желаете построить архитектуру системы управления. Например, есть две разновидности системы управления: централизованная и децентрализованная. В основе централизованной системы управления лежит единственный высокопроизводительный центральный контроллер, который руководит всеми потребителями (приборами) и инженерными сетями в доме.
В случае децентрализованного управления, интеллектуальная система умный дом состоит из нескольких более простых контроллеров, каждый из которых несет функции по управлению определенной зоной – комнатой и всеми приборами в ней, отдельно группами освещения во всем доме, определенного назначения бытовыми приборами и т. д. (региональные контроллеры).
Центральный контроллер для системы умный дом современного образца представляет собой компьютер, заключенный в небольшой пластиковый корпус, имеющий собственную ОС (операционную систему), оперативную память и множество электронных компонентов коммутации (управления) сигналами: электронные реле, терристорные ключи и др.
Одна из комплектаций центрального домового контроллера системы умный дом (на борту модуль беспроводной передачи, USB, COM, Ethernet порты)
Также в зависимости от комплектации, может быть встроенный GSM модуль для удаленного управления через мобильный телефон, Wi-Fi передатчик для управления системой из любой точки дома и графический сенсорный или кнопочный интерфейс (ЖК экран). Кроме того, разъемы для подключения к компьютеру и/или сетевому оборудованию: Ethernet, USB.
Такой контроллер способен управлять интеллектуальной техникой, как холодильники, микроволновки, инженерные коммуникации и т. д. (если в самой технике предусмотрена такая функция), докладывая хозяину даже такие данные, как температура в холодильнике, входные-выходные звонки телефонной линии и многое другое.
Региональный контроллер , дискретный модулятор ввода-вывода – это маломощный логический электронный блок управления, на котором реализована технология умный дом (к сравнению, частота микропроцессора ЦК – около 500 мГц, РК – около 50 мГц), как правило, не имеющий операционной системы и настраиваемый системно. Его можно настроить на любые элементарные сценарии по времени или по сигналам тех или иных датчиков.
Программируемый контроллер системы умный дом с интерфейсом (разьемом для подключения к сети) Ethernet
Он руководит элементарными задачами и событиями. Например, датчик света, подключенный к нему, дает сигнал (при наступлении темноты); контроллер подает сигнал на исполнительное реле или группу для управления освещением. Также он уведомляет хозяина о каждом действии. Другими словами, дискретный модулятор ввода-вывода – это своего рода интеллектуальное программируемое электронное реле.
Состоит такой аппарат также из электронных компонентов коммутации сети и интеллектуальной части: микропроцессор с памятью. В нем (зависит от производителя и комплектации) может быть USB, интерфейс Ethernet и другие порты для управления, программирования и предоставления отчетов хозяину.
Что такое модули расширения и связи для системы умный дом.?
Модули расширения – это устройства, подключаемые к контроллеру и расширяющие его функциональность. Отчасти переходники, двоители-троители и измерительные приборы также являются модулями расширения. Такие устройства могут быть встроенными в контроллер, подключаемыми отдельно через специально предназначенный разъем или общий разъем Ethernet, USB и другие интерфейсы. По причине того, что компании производители систем умный дом используют различные системы шифрования передачи данных, при выборе модуля расширения важно обратить внимание на его совместимость, если контроллер приобретен другого производителя.
Справа — контроллеры системы умный дом со встроенными модулями беспроводной передачи данных
Модули расширения связи для системы умный дом представляют собой устройства передачи данных беспроводным или проводным способом. К первым относятся всем известные Wi-Fi роутеры, которые подключаются к контроллеру так же, как и к компьютеру, через Ethernet или USB (есть и специально «заточенные» фирменные модули со своей системой подключения). Реже используются отдельно подключаемые GSM/GPRS модули (так как обычно они встроенные), с помощью которых система умный дом может связываться с хозяином через СМС-оповещения на его номер телефона. Существуют модули беспроводной связи Bluetooth (радиосигнал) и ИК (передача по средствам инфракрасного луча).
Модули беспроводной связи GSM и Wi-Fi; коммутатор для проводной сети Ethernet
Для проводного способа расширения связи используются коммутаторы – устройства, которыми подключают несколько клиентов (компьютеров, контроллеров и других интеллектуальных устройств) в одну локальную сеть. Они необходимы при устройстве децентрализованной системы умного дома, когда имеется несколько региональных контроллеров, а также для создания общей сети с компьютерами и другими интеллектуальными устройствами, использующими соответствующие интерфейсы. При большом расстоянии передачи сигнала, для его усиления применяются специальные цифровые усилители – репитеры.
Модули расширения функциональности системы умный дом имеют самый разнообразный функционал, и, как правило, подключаются в общий или специальный разъем интерфейса. Они расширяют перечень функций контроллера, например, модуль голосовых сообщений дает возможность руководить системой по средствам звуковых (голосовых) команд. Также имеется возможность сделать так, чтобы система управления умный дом воспроизводила звуковые сообщения (приветствия, предупреждения, поздравления и др.) на динамики.
Модули расширения для управления сложными механизмами, шаговыми двигателями и т. д.
Также стоит отметить расширение функционала по средствам модулей-переходников, которыми можно добиться совместимости различных стандартов устройств. Специальные модули управления предназначены для контроля различных специфических приборов (двигателей, механизмов открытия/закрытия дверей, клапанов вентиляции; многое другое) и элементов коммутации электрической цепи. Так, контроллер умного дома не имеет власти над силовыми защитными автоматами (пробки, автоматические выключатели), а при подключении модуля управления автоматами и использования управляемых автоматов, функция их включения/выключения по средствам контроллера становится доступной. Для подключения к системе умного дома регуляторов освещения (диммеров – см. ниже) также необходимы специальные модули расширения.
Что такое элементы коммутации цепи системы умный дом.?
Под понятием коммутации электрической цепи стоит понимать замыкание/размыкание ее, а также регулирование напряжения и других параметров электрического тока. Регуляторы напряжения (освещения), преобразователи/трансформаторы, блоки питания, автоматические выключатели и реле – все это элементы коммутации, без которых монтаж системы умный дом (как и любой электропроводной системы), выполнен не может быть. Они могут иметь встроенную защиту от перегрузки сети и короткого замыкания и срабатывают, размыкая цепь, таким образом, выполняя защитную функцию.
Простая схема системы умный дом с контроллером, элементами коммутации (управления) электрической цепи и элементарные потребители (в данном случае — лампы освещения)
Автоматические выключатели предназначены для предохранения электропроводки от перегрузки или замыкания. Они подбираются по мощности, на которую рассчитана контролируемая ими линия электропроводки. Для системы умный дом существуют как обыкновенные ручные, так и управляемые автоматические выключатели.
На изображении — простые однополюсные автоматические выключатели
Первые имеют в своей конструкции механизм, который при нагревании вследствие перегрузки размыкает цепь, а также могут быть выключены вручную. Контролируемые же автоматы имеют специальный интерфейсный выход на модуль управления, через который главный контроллер и хозяин может ими управлять дистанционно, не заглядывая в щитовую вообще.
Реле и релейные блоки – это элементы управления силовыми цепями при помощи подаваемого сигнала от контроллера. Сигнал может выглядеть в виде тока небольшой мощности, как правило 24 В (опять-таки, единого стандарта нет, есть разные системы и производители) или другого сигнал.
На изображении — электромагнитные реле для контроля одной и несколькими линиями силовой цепи
В отличие от автоматических выключателей, реле не имеют защиты и механизм замыкания/размыкания цепи выглядит противоположно: при подачи управляющего напряжения на электромагнитную часть, последняя приводит в действие якорь и механическим влиянием замыкает контакты силовой цепи питания (220 В). Самое элементарное реле управления одной силовой линией фазы имеет три входа и один выход: ноль и фаза управления электромагнитом (24 В которые), вход фазы силовой (220 В) от защитного автоматического выключателя и выход ее на потребитель.
Регуляторы напряжения (освещения) применяются в основном для контролирования подаваемой мощности и напряжения тока для осветительных приборов. В основе таких регуляторов лежит элемент цепи – реостат, прибор для регулирования освещения. Для обыкновенной цепи питания представляет собой механизм с ползунком, заключенный в коробку с габаритами выключателя и имеет также функцию вкл/выкл.
Диммер, управляемый вручную (справа) и дистанционно (слева)
Нового образца система управления умный дом группами освещения вмещает в себе прибор, именуемый диммером (подключают его к контроллеру также через специальный модуль управления). Этот прибор рассчитан на управление одной или несколькими группами питания освещения и управляется при помощи контроллера в автоматическом режиме или дистанционно хозяином, что есть удобно. Еще преимущество диммера – через него контроллер может контролировать яркость освещения, руководствуясь данными про уровень освещенности, полученными из датчиков света.
Блоки питания, трансформаторы, преобразователи – это сложной архитектуры приборы, которые предназначены для изменения параметров электрического тока при необходимости на том или ином участке цепи или на всей цепи.
Блок питания с 220 В на 12 В
Применяют их в связи с тем, что некоторые потребители рассчитаны на другие характеристики тока, нежели переменного 220 В/50 Гц, подаваемые в быту в СНГ и Европе. К примеру, взять то же освещение: есть специальные люминесцентные, неоновые и другие высокодекоративного освещения, которые работают от 10/12/24 В постоянного тока. Для того чтобы добиться таких характеристик, на соответственный участок цепи монтируют блок питания 220-10В, 220-12В, 220-24В. Такие устройства могут работать в одном режиме, например 220-24В, или во всех трех, вышеперечисленных.
Что такое измерительные приборы, датчики и сенсоры в системе умный дом.?
Эти устройства – как органы обоняния и осязания для человека: они дают представление о происходящем в окружающей среде. Благодаря современным измерительным приборам, датчикам и сенсорам (коих разнообразие на сегодня очень велико), на контроллер системы умный дом поступают данные о температуре, влажности, степени освещенности и атмосферном давлении снаружи и внутри помещения.
На рисунке датчики с элементарными функциями
Имеются контрольно-измерительные приборы для контроля состояния инженерных коммуникаций: давления и учета расхода воды и утечки газа с электронным интерфейсом, позволяющим передавать эти данные интеллектуальной системе умного дома, которая будет строить отчеты и отправлять их хозяину.
Датчики и сенсоры аналоговые традиционного образца используют в качестве передачи данных низковольтный ток до 24 В, как правило, и электрическую проводку малого сечения в качестве среды передачи. К примеру, самый элементарный датчик света содержит фотоэлемент с входом и выходом, через который проходит фаза низковольтного тока. Этот фотоэлемент меняет сопротивление при попадании на него света, таким образом, выдавая различные параметры тока в разное время суток.
На рисунке — элементарные аналоговые датчики, реагирующие на бытовой и углекислый газы
Контроллер получает эти значения, обрабатывает их и, соответственно, посылает сигнал о включении/выключении групп осветительных приборов, а также регулировании уровня освещения (при наличии диммера). Примерно аналогичная система, только с разными рабочими элементами, имеется в датчиках контроля температуры (на основании их данных интеллектуальная система умный дом управляет обогревом), движения и шума (свет, сигнализация), утечки газа и воды (управление клапанами, перекрывающими газ и воду) и многое другое.
Датчики и сенсоры цифровые нового поколения имеют расширенный функционал и являются интеллектуальными устройствами. Например, современные многофункциональные датчики движения, способны не просто выводить данные на контроллер в двух параметрах: 1 («да», есть движение) или 0 («нет», нет движения).
На рисунке — цифровой датчик контроля влажности воздуха
Они способны измерять расстояние от датчика до движущейся цели, засекать задержки при передвижении объекта и многое другое. Все это обрабатывается встроенным в датчик микропроцессором и подается на контроллер в виде цифровых сигналов. Стоит отличать датчики от контрольно-измерительных приборов: датчики и сенсоры засекают события, а контрольно-измерительные приборы засекают физические величины измеряемого тела, объекта (скорость, вес, оббьем и т. д.).
Контрольно-измерительные приборы – это более сложные в отличие от простых аналоговых сенсоров аппараты, которые вмещают в себе новые технологии умный дом и контролируют широкий диапазон параметров, предоставляют их физические единицы измерения. Цифровые барометры, счетчики воды и газа, того же напряжения – все это контрольно-измерительные приборы.
Контрольно-измерительный прибор температуры и расхода горячей воды
В отличие от аналоговых приборов и датчиков, современные цифровые, имеют собственную систему вычисления на основе простого микропроцессора; они обрабатывают сигналы и в готовом виде подают данные на контроллер умного дома, тем самым частично разгружая его процессор. В качестве среды передачи данных цифровые контрольно-измерительные приборы и датчики используют специальный интерфейс.
Какие бывают элементы и способы управления системой умный дом.?
Управление системой интеллектуального (умного) дома может производиться тремя способами: беспроводным локальным, удаленным беспроводным, проводным локальным, удаленным проводным. Устройства управления идут в комплекте с системой – это графические панели управления с сенсорным или кнопочным вводом, пульты с приемниками, настроенными на определенную частоту. Не идущие в комплекте устройства, как мобильные компактные компьютеры (смартфоны, планшеты) настраиваются при помощи специального программного обеспечения для управления удаленным способом, через всемирные информационные сети.
Системой умный дом можно управлять пультом, панелью управления и мобильными устройствами
Беспроводной локальный способ управления с ограниченным радиусом производится с применением устройств управления через локальный (местный) радиосигнал, Wi-Fi или Bluetooth беспроводные радиосети. В принципе, таким способом можно управлять системой с любой точки дома и даже находясь на приусадебном участке неподалеку. Однако, в больших домах, возможно, понадобятся дополнительные радиоточки, усилители беспроводного сигнала. Управление осуществляется пультами, сенсорными панелями, мобильными устройствами (смартфонами, планшетами, ноутбуками), которые имеют встроенный или подключенный извне передатчик той или иной сети Wi-Fi, Bluetooth или фирменного радиочастотного сигнала.
На экране планшета — программное обеспечение для контроля показателей и приборов, подключенных к системе умный дом
Беспроводной удаленный способ управления доступен, если произведен монтаж системы умный дом к глобальным сетям или модулям расширения связи, обеспечивающим к ним доступ. К таковым сетям можно отнести GSM/GPRS (управление по средствам мобильной связи), мобильный интернет, специальный выделенный радиосигнал. Наличие выхода в GSM/GPRS сеть дает возможность системе отсылать СМС, ММС и звуковые сообщения на номер телефона владельца дома. Также теоретически возможно управление через голосовое меню. Средства для управления системами умного дома через глобальные сети – это, как правило, смартфоны, а также планшеты и ноутбуки со встроенными модулями-передатчиками для мобильного интернета.
Проводной локальный способ управления , в зависимости от применяемых протоколов передачи данных системы умный дом, может иметь среды передачи данных по витой паре (кабелю компьютерной сети), электрической проводке (протокол системы X10) или каким-либо другим кабелем. В каждом региональном и центральном контроллере система управления умный дом предусматривает выход для проводной связи с управляющими устройствами, а также обмена информацией с другими интеллектуальными устройствами, которые находятся у него в «подчинении». Если устройств несколько, то интерфейс расширяют при помощи коммутатора (см. выше «модули расширения связи»), создавая несколько ответвлений. Для проводного локального способа управления применяются идущие в комплекте и отдельно панели управления и выключатели (кнопочные и сенсорные), а также можно управлять через подключенный к кабелю компьютер или ноутбук.
Сенсорная панель управления системой умный дом, совмещенная с домофоном
Проводной удаленный способ управления системами умного дома – это сеть, по размерам больше локальной, то есть, управление домом происходит извне по проложенному кабелю, подключенному к внутренней сети управления. Как правило, такой способ управления применяется в управлении автоматизированными процессами корпусов зданий. В общем, для домашнего пользования этого (управления системами через региональные проводниковые сети) знать не нужно.
Что такое исполнительные механизмы системы умный дом.?
В отличии от реле, которые отчасти можно назвать исполнительными элементами (подача команды – реле замыкает/размыкает цепь), исполнительные механизмы, которыми руководит интеллектуальное оборудование для системы умный дом, являются сложными электромеханическими изделиями, приборами, рассчитанными на испытание высоких механических нагрузок.
На изображении можно наблюдать объекты, в которые могут быть встроенные исполнительные механизмы системы умный дом
Рабочий орган более сложных приборов (приводов открытия/ закрытия ворот, жалюзей и т. д.) – это двигатель, у менее сложных (клапанов, замков) – сердечник, приводящийся в движение электромагнитом. Управляются в большинстве от низковольтного тока до 24 В включительно, но есть и высокомощные приводы, рассчитанные на 220 В.
Электромеханические приводы открытия/закрытия ворот, калиток, дверей, окон, жалюзей и штор; встроенные в мебель электромеханические детали, делающие ее моторизированной. В комплекте они могут иметь интерфейс подключения и пульт ДУ.
Девушка управляет оконным механизмом системы умный дом при помощи беспроводного пульта
В продвинутых моделях приводов имеются элементарные системы автоматизированного управления: встроенные датчики и возможности настройки скоростей и крайних положений открытия/закрытия. Сегодня чаще всего встречаются автономные приводы для штор и жалюзей, которыми не управляет интеллектуальная система умный дом: управляемые с пульта инфракрасного передатчика, и не имеющие никакой связи с контроллером умного дома. Тем не менее, такие устройства тоже считаются отдельными элементами умного дома.
Клапаны низкого, среднего и высокого давления – это более простые механизмы для управления водопроводными сетями (в т. ч. и пожаротушения), газовыми трубами и вентиляцией. Клапаны применяются в системах контроля: газовые – в системах контроля за газом, водные – контроль водообеспечения, предотвращения затопления и пожаротушения.
На изображении — клапан воды, управляемый системой умный дом
Очень полезно для здоровья, и стоит отметить систему вентиляционных клапанов, которая срабатывает от датчиков углекислого газа (CO2). Система выветривает вредный для человека газ и создает благоприятный микроклимат. К подобным элементарным механизмам можно отнести электромагнитные замки и другие элементы контроля доступа в помещение, входящие в систему безопасности умного дома. Такие устройства в основном не имеют микропроцессоров, имеют только два положения: открыто и закрыто.
Здравствуйте друзья
В своем очередном обзоре про экосистему умного дома Xiaomi, я расскажу про беспроводный датчик движения - Xiaomi Smart Human Body Sensor. Этот один из самых распространенных и необходимых датчиков для системы умного дома, он может участвовать и в сценариях сигнализации и освещения, видеонаблюдения. Обо всем подробнее - далее.
Где купить?
ОсмотрПоставляется датчик в привычной для датчиков умного дома Xiaomi белой коробке, вся полиграфия выполнена в градациях серого, смотрится аккуратно и уже узнаваемо.
На задней стороне написаны основные характеристики, как обычно - на китайском, но из текста можно понять, что датчик работает используя протокол ZigBee, то есть для сопряжения с датчиком необходим шлюз Xiaomi Mi Multi-functional Gateway, использует элемент питания CR2450 и работает при температурах от -10 до +45 С
Внутри коробки, защищенный по периметру толстыми картонными бортиками, находится беспроводной датчик. Первый раз - впечатление как и от датчиков влажности и смарт-куба - «какое оно маленькое». Я ожидал что он небольшой, но все же меньше чем я думал.
В комплекте, из полезного - только датчик и один круглый кусок двустороннего скотча. Запасного как у тех же датчиков температуры и влажности - нет.
Датчик имеет форму маленького бочонка, на одной из сторон которого находится логотип умного дома Xiaomi
Другая сторона представляет собой открывающуюся вращением крышку батарейного отсека, на которой нанесены какие-то данные, судя по всему год выпуска, и тип батарейки. Так же на крышке имеется что-то вроде круглой прорезиненной ножки.
Под крышкой находится элемент CR2450 производства Panasonic. Заменять батарейку несложно и быстро, даже отклеивать датчик не придется - просто провернуть, крышка останется на месте а датчик - в руке - останется только сменить батарейку.
Хоть размеры и указаны на коробке, но по привычке сделаю замеры - диаметр 30 мм
Высота «бочонка» датчика - 34 мм, так что геометрически - это практически равносторонний цилиндр
Вес датчика - всего 18 грамм
Для сопряжения с шлюзом понадобится скрепка (в комплекте не идет) - такая как идет к смартфонам, для сим лотка. Я использовал скрепку от камеры Little Square, но подойдет и просто разогнутая канцелярская скрепка. На боку датчика имеется отверстие, за которым находится кнопка сопряжения.
Для подключения необходимо запустить плагин управления Xiaomi Mi Multi-functional Gateway, потом перейти на вкладку устройств и запустить мастер подключения нового датчика. Далее выбираем датчик движения. После этого нужно, при помощи скрепки, нажать на кнопку сопряжения и держать пока датчик трижды не моргнет синим цветом. После этого остается только выбрать комнату в которой будет находится датчик и один из трех вариантов иконок.
После этого в списке устройств появляется новый датчик. Отдельный плагин так же не устанавливается, как и в случае с кубом. При нажатии на датчик - переходим на экран управления. На нем имеется две вкладки - Log, в который записывается все случаи срабатывания датчика и окно сценариев. В окне сценариев имеется несколько рекомендуемых сценариев - все они предлагают по обнаружению движения включать и выключать светильники, розетки, электрические устройства.
В сценариях датчик может выступать только условием, что вообщем-то логично. На выбор предоставляется 6 вариантов - обнаружение движения и напротив - отсутствие движения на протяжении 2, 5, 10, 20 и 30 минут.
Примеры практического применения - например ночная подсветка. В качестве инструкции сценария, которых запускается по обнаружению движения датчиком, запускается Light up for adjustable period
of time - яркость 1 % от полной с автоматическим отключением через минуту.
Время действия сценария, например с 22:00 до 08:00 - в готовом сценарии отображается в китайском часовом поясе (при выборе - указывается локальное время)
Следующий пример - управление освещением в темной прихожей. Заходим с улицы, в руках сумки, и не нужно нащупывать выключатель - свет включается сам. Пока датчик регистрирует движения - лампочка будет активна, а после того как вы уйдете с прихожей - свет погаснет сам, возвращаться не придется.
Еще вариант - сценарий, в котором при срабатывании датчика движения - будет активироваться запись тревожного ролика вместе с уведомлением на управляющее устройство.
Раз уж речь пошла о безопасности - то конечно надо настроить режим сигнализации на шлюзе Xiaomi. Для этого, во вкладке сценарии есть специальный раздел - Arm, отвечающий за настройку сигнализации. Пройдемся во всем настройкам - Arm Timer - дни и время работы сигнализации, при включенном параметре - постановка на сигнализацию осуществляется автоматически. Не обязательное условие - можно активировать и снимать с сигнализации вручную. Условие срабатывания сигнализации - ставим галочку напротив датчика движения. Если датчиков несколько - можно выбрать все.
Далее выбираем интервал активации сигнализации. Это время между тем как сигнализация была активирована - и постановкой на охранный режим. Нажав на кнопку Alarm on - у вас есть 15 секунд (на скриншоте - примере) чтобы уйти из зоны действия датчика движения. И останется выбрать только тип звукового сигнала, его громкость, длительность, отправку уведомления на управляющее устройство. Орет надо сказать весьма громко, незваные гости - думаю не будут орудовать по квартире, когда сработает эта сигнализация. Тут будет справедливым отметить, что из за подлагивания китайских облаков, иногда (не всегда) происходит небольшая задержка - до минуты, не более, между постановкой на сигнализацию и реагированием на датчик. Но по прошествии минуты с момента активации охранного режима - срабатывает на 100%.
Еще приведу пример охранного сценария, в котором по обнаружению движения включается лампочка и освещает пришельца, камера снимает тревожный ролик, шлюз создает приятный музыкальный фон полицейской сиреной, и вы получаете уведомление о сработке датчика движения.
Датчик, за счет небольшого размера и веса - легко расположить в нужном месте, комплектный скотч легко удерживает его на поверхности в любой ориентации - над или под ней. Место нужно выбирать не бросающееся в глаза и так чтобы случайно не задеть и не сбить датчик. Так же следует продумать о одновременном использовании датчика в разных сценариях.
Например я, в этом заказе взял сразу два датчика и выбрал места расположения таким образом, что контролируется вход в квартиру, и коридор, соединяющий комнаты. Таким образом датчики работают в двух направлениях - управление освещением и охрана. Сценарий - «Уход из дома» - включает шлюз в режим охраны, деактивирует все ненужные сценарии по управлению освещением и т.п. Второй сценарий - «Возвращение домой» - отключает сигнализацию и активирует сценарии в котором один из датчиков включает свет в прихожей и отключает после двух минут отсутствия движения, второй - в ночное время включает легкую подсветку, если обнаруживает движение по коридору.
Количество сценариев, в которых может работать каждый датчик как одновременно так и порознь - по сути не ограничено.
Датчик - я считаю одним из самых необходимых для системы умный дом - ведь он позволит системе распознавать присутствие человека, и, в зависимости от этого, запускать нужные сценарии.
Видеоверсия моего обзора:
Все мои обзоры устройств Xiaomi в хронологическом порядке - Список
Спасибо за внимание - до новых встреч.
В современных домах всё большее значение приобретает автоматизация, которая позволяет выйти на новый, ранее не доступный обывателю уровень комфорта и уюта.
Комплекс автоматических систем, используемых в жилых помещениях, получил название « умный дом». Работа такой системы построена на основе специальных регулирующих элементов и самых разнообразных датчиков, регистрирующих и передающих параметры среды и другую важную информацию.
Умный дом: датчики
Датчики в жилых помещениях разделяют на несколько типов, каждый из которых выполняет строго определённую функцию, и лишь комплексное их использование позволяет достичь экономии энергоресурсов, обеспечить высочайших уровень безопасности и защиты имущества.
Условно все датчики для умного дома принято разделять на 2 большие группы: реагирующие на параметры окружающей среды и отслеживающие движение объектов.
Типы датчиков:
— объёмный акустический;
— температуры;
— загазованности;
— освещённости;
— движения;
— ИК датчики;
— ёмкостные и индуктивные;
— индикаторы присутствия;
— фотоэлектрические;
— лазерные датчики передвижения;
— датчики утечки газа;
— протечки;
— давления воды, газа;
— дождя;
— индикаторы сырости;
Все эти приборы используются в совокупности с интеллектуальным управлением, что позволяет собирать данные и анализировать их в комплексе. Благодаря этому достигается безошибочность и безопасность работы систем « умный дом». Например, при компьютерном регулировании ворота гаража не просто откроются на какое-то время для въезда или выезда автомобиля. Прежде чем закрыть ворота система убедится, что машина не остановилась в проходе.
Анализ погоды на улице совместно с показаниями датчиков температуры внутри помещения позволяет рассчитать и поддерживать оптимальный режим функционирования систем вентиляции и отопления. Достигается это подачей правильного сигнала на обратную линию регулирования расхода теплоносителя.
Описание датчиков
Наиболее сложными являются детекторы умного дома, ответственные за определение перемещения и присутствие объектов. На их основе построены системы автоматического освещения, безопасности. Они, как правило, тесно взаимодействуют с интеллектуальной частью всей системы. Также для одной такой сети датчиков часто совместно используются разные устройства, отличающиеся по принципу работы. Например, одновременно устанавливаются инфракрасные датчики вместе с детекторами движения, присутствия и сенсорами освещённости.
Программное обеспечение умного дома выполняет не менее важную роль, чем правильное расположение и настройка всех других компонентов. Например, датчик движения может не реагировать в тех случаях, когда человек в помещении длительное время не двигается, а программный анализ позволяет запоминать, где именно и сколько людей находится в доме.
Самый часто используемый детектор в системах умный дом — датчик температуры. На их основе работает отопление, которое является одной из основных систем любого дома.
Противопожарные датчики отслеживают состояние воздуха в доме и срабатывают при резком повышении температуры сверх критической величины или при наличии дыма.
Датчики сырости позволяют определить, закрыты ли в доме окна, есть ли где-либо протечки или проблемы с отоплением.
