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Was sollen wir ein Smart Home bauen?



Bis vor kurzem haben sich die exotischen Konzepte von „Smart Devices“ und „Smart Homes“ in unserem Alltag verbreitet, was die Haushaltsführung vereinfacht und den Komfort erhöht. Wenn Sie darüber nachdenken, haben die Ingenieure die Geschichte einfach wahr gemacht. Immerhin war die erste smarte Hütte tatsächlich schon in Baba Yaga. Erinnerst du dich - "Hütte, Hütte, dreh dich vor mir zurück, zurück in den Wald"? Ja, und "sim-sim, mach auf" aus einem Märchen über Ali Baba, was ist es nicht ein Analogon zum Schrei des modernen Benutzers "Hallo, Alice" oder "Okay, Google"?  

Aus der Hütte von Baba Yaga ...


In den letzten Jahren ist eine Vielzahl von „intelligenten“ Geräten und Assistenten erschienen, mit denen Sie Haushaltsgeräte, Beleuchtung und Klima steuern, die Sicherheit Ihres Hauses überwachen oder einfach nur Haushalte und Gäste unterhalten können. Es gibt keinen Mangel an Werbung für diese Geräte, aber wie können Sie nicht in diesem Meer von Informationen ertrinken? Basierend auf 20 Jahren technischer Erfahrung in der IT-Branche und jahrelanger Automatisierung meines Hauses und Sommerhauses möchte ich die erworbenen Fähigkeiten teilen, die hoffentlich Anfängern helfen, Probleme mit der Hausautomation zu lösen und sie vor möglichen Fehlern zu bewahren.

In mehreren Veröffentlichungen werde ich Tipps geben, wie kostengünstige und effektive Lösungen verschiedener Hersteller implementiert und alle zu einem einzigen und zuverlässigen System kombiniert werden können, das auf Open Source-Projekten basiert. Ich schlage ein schrittweises Eintauchen in das Thema mit minimalen finanziellen Spritzen vor. Von einfach bis komplex können Sie das System dann in jedem Szenario nahezu unbegrenzt entwickeln.

Im ersten Artikel dieser Reihe werde ich einen kleinen Überblick über die grundlegenden Ansätze zur Automatisierung mit „intelligenten“ Dingen geben und darüber, was Sie anhand meines eigenen Beispiels damit machen können. 

Was ist zuallererst wichtig zu verstehen, wenn Sie sich entscheiden, ein „Smart Device“ oder ein fertiges Kit für ein „Smart Home“ zu kaufen. Das Präfix "smart" im modernen Marketing bedeutet in der Regel, dass Sie dieses Gerät fernsteuern oder nach einem Zeitplan steuern können. Es gibt Geräte auf höchstem Niveau, die Ihnen bei der Analyse Ihrer Präferenzen Empfehlungen geben oder selbst Entscheidungen treffen können, beispielsweise über die Wahl des Klimaregimes in verschiedenen Räumen zu unterschiedlichen Zeiten.

Jedes „intelligente“ Gerät muss mit einem lokalen Netzwerk / Internet verbunden sein und über eine Steuerschnittstelle verfügen, z. B. eine Anwendung im Telefon. Unter dem Gesichtspunkt der Informationsübertragung werden Geräte in drahtgebunden (in der Regel kann die Stromversorgung auch über diese Kabel erfolgen) und drahtlos unterteilt. Die meisten der verkauften aktiven (an das Stromnetz angeschlossenen oder in das Stromnetz eingebauten) „intelligenten“ Geräte und Assistenten (intelligente Lautsprecher) sind über WLAN verbunden und verwenden ihre eigenen Anwendungen, die an die „Cloud“ -Dienste des Geräteherstellers gebunden sind, zur Steuerung. In diesem Fall ist es für den Hersteller einfacher, technische Probleme zu lösen, die beim Betrieb intelligenter Geräte auftreten, und es ist einfacher, ihre Dienste zu monetarisieren. Das Hauptminus liegt jedoch auf der Hand: Sobald sich das Internet ausschaltet, verwandelt sich ein solcher „Wagen“ sofort in einen „Kürbis“.und verspielte Pferde - bei Ratten.

Autonome „intelligente“ Geräte, die mit Batterien und Akkus betrieben werden, verwenden verschiedene wirtschaftliche Funkstandards für die Verbindung. Zum Beispiel: BLE (Bluetooth Low Energy), Z-Wave, ZigBee, RF usw. Der Vorteil des BLE-Standards besteht in der Möglichkeit, das Gerät für die Erstkonfiguration und mögliche spätere Verwendung direkt mit dem Smartphone zu verbinden, in allen anderen Fällen jedoch, um sicherzustellen, dass die Geräte mit ihnen kommunizieren Internet oder Heimnetzwerk benötigen Sie ein spezielles Gateway. Das Gateway wird in der Regel mit einem Satz "Smart Home" geliefert oder zusätzlich vom selben Hersteller gekauft. Wie Sie wissen, ist es selbst im Rahmen eines drahtlosen Standards nicht immer möglich, Geräte verschiedener Hersteller an das Gateway anzuschließen.

Wenn Sie also in der ersten Phase der Erstellung eines Smart Homes noch kein vollständiges Konzept haben, werden Sie möglicherweise auf die Tatsache stoßen, dass Sie Eigentümer eines farbenfrohen Satzes von Smart Gadgets wurden, die von verschiedenen Anwendungen aus gesteuert werden, ohne die Möglichkeit, sie zu einem einzigen logischen System zu kombinieren. Und was könnte trauriger sein, als wenn Sie bereits viel Zeit, Mühe und Geld aufgewendet haben und Ihr gesamtes intelligentes Haus daher der berühmten Krylov-Fabel ähnelt, in der "der Schwan in die Wolken bricht, der Krebs sich zurückzieht und der Hecht ins Wasser zieht". ?

Wo soll ich anfangen?


Also, wo soll der Prozess der Automatisierung Ihres Hauses beginnen? Ich möchte wirklich schreiben, dass Sie sich zuerst für die Hauptsache entscheiden müssen - und was möchten Sie eigentlich von Ihrem „intelligenten“ Zuhause, aber meine persönliche Erfahrung zeigt mir, dass dies für einen Anfänger ein absolut nutzloser Rat ist! Diese Frage kann nur von einer Person klar und vollständig beantwortet werden, die sich mit Automatisierungstechnologien auskennt und über umfangreiche praktische Erfahrung in der Implementierung verfügt. In den ersten Phasen müssen Sie sich auf etwas völlig anderes konzentrieren und bereit sein, Flexibilität zu zeigen, wenn Sie allmählich in das Thema eintauchen.

Berücksichtigen Sie zwei Grundbedingungen, wenn Sie über die Einführung eines Smart Homes nachdenken:

  • Beginnen Sie mit der Reparatur oder haben Sie bereits damit begonnen?

  • Sie denken nur, dass es nach einiger Zeit erledigt sein muss

Im ersten Fall müssen Sie sich eingehend mit dem Thema befassen, den Schaltplan radikal ändern und zusätzliche Punkte für das Vorhandensein von Stromkabeln und Datenkabeln bereitstellen. Nach der Reparatur können Sie jedoch die interessantesten Konzepte eines Smart Homes umsetzen und ernsthaft Geräte sparen.

Im zweiten Fall können Sie das Thema sorgfältig und langsam studieren und nach Möglichkeit einige der Konzepte in Abhängigkeit von den aktuellen Schemata Ihrer Engineering-Systeme realisieren. Zum Zeitpunkt der Reparatur werden Sie jedoch Ihre eigenen Erfahrungen und Ihr Verständnis für die erforderlichen Änderungen einbringen und am Ende der Reparatur noch interessantere Ideen für die nächste Reparatur haben.

Mein Eintauchen in die Hausautomation begann nach dem ersten Szenario, aber mit dem schwerwiegenden „erschwerenden“ Umstand, dass ich Ingenieur bin (es spielt keine Rolle, ob es nicht aus dem Bereich der Automatisierung oder Reparatur stammt), sodass ich ständig etwas verbessern, eine Idee gegen eine andere austauschen kann. die Grenze der Verbesserung nicht sehen. Und so habe ich mir erst am Ende der Reparatur ein Bild davon gemacht, wie alles in der Realität gemacht werden musste.

Aufgrund von Budget- und Zeitbeschränkungen konnten wir die folgenden Regeln und das Konzept der Entwicklung eines „intelligenten“ Hauses formulieren:

  • Das System sollte schrittweise eingeführt und weiterentwickelt werden. Dementsprechend muss ernsthaftes Potenzial für die Erweiterung, Skalierung und weitere Erweiterung des Landhauses, der Garage usw. vorhanden sein.
 
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Hier sind die wichtigsten Automatisierungsszenarien, die ohne große finanzielle Investitionen Ihr Leben erleichtern und Ihre Kontrolle verbessern können. Aus der Funktion, die ich persönlich implementiert habe, würde ich mehrere Hauptbereiche herausgreifen - Komfort, Sicherheit und Ressourceneffizienz. Mit Komfort meine ich die Möglichkeiten zur Steuerung von Licht, Multimedia, elektrischen Gesimsen, Heizkörpern und Klimaanlagen. Mein Haus ist mein Schloss, also meine ich mit Sicherheit die Kontrolle über die Haustür. Mit der Effizienz des Ressourcenverbrauchs meine ich die Fähigkeit, die Parameter des Stromnetzes und des Energieverbrauchs sowie den Wasserverbrauch zu steuern, Lecks in feuchten Bereichen zu erkennen und die Wasserversorgung und den beheizten Handtuchhalter zu blockieren.

Jetzt erzähle ich Ihnen mehr über die implementierten Szenarien. Vor einigen Jahren implizierte in Bezug auf das "Smart Home" die Möglichkeit der Fernsteuerung von Licht und verschiedenen Beleuchtungsszenarien. Heute ist die einzige Einschränkung hier Ihre Vorstellungskraft. Ich habe die grundlegendsten Szenarien zu Hause implementiert. In allen Räumen außer den Schlafzimmern sind Bewegungssensoren installiert. Das Licht geht je nach Zimmertyp und Tageszeit an. Zum Beispiel im Flur, im Bad und auf der Toilette - rund um die Uhr, aber zu unterschiedlichen Zeiten. In der Küche und im Wohnzimmer - erst nach Sonnenuntergang und bis zum Morgengrauen. 

Das Licht in der Wohnung besteht nicht nur aus Glühbirnen, deshalb habe ich die Vorhänge automatisiert. In allen Schlafzimmern schließen sie automatisch bei Sonnenuntergang und öffnen an Wochentagen über den Wecker, am Wochenende manuell - über die Anwendung oder über die Fernbedienung. Als meine Söhne jung waren, nutzte ich das Szenario, um um Mitternacht das Licht in den Kindergärten auszuschalten. Apropos Kinder. Wie kann man ein Kind vom Zimmer aus zum Frühstück anrufen, wenn man keine Lust zum Schreien hat oder Musik über Kopfhörer hört? Ich mache das: Ich starte ein Szenario, in dem einer der beiden Stromkreise des oberen Lichts dreimal im Abstand von einer Sekunde blinkt. Nach dem gleichen Schema können Sie einem Kind aus der Ferne „andeuten“, dass es keinen Anruf hört, wenn Sie versuchen, es zu erreichen.

TV-Steuerung. Ich habe zwei Fernseher zu Hause - analog und digital, die zuvor über eine Infrarot-Fernbedienung gesteuert wurden. Ihre Integration in das allgemeine System eines „intelligenten“ Hauses hat einige Vorteile gebracht: In der Anwendung auf dem Telefon ist es bequemer, das gewünschte Programm aus den kategorisierten Listen auszuwählen, und für das alte analoge Fernsehgerät werden auch die aktuellen Programme geladen. Und natürlich war es nicht nötig, nach immer verlorenen Fernbedienungen zu suchen.

"Sim-Sim, mach auf."


Die Klimatisierung in meiner Wohnung erfolgt durch Automatisierung und Integration in ein gemeinsames System zentraler Batterien. Dank dessen wurde es möglich, eine so unangenehme Aufgabe wie das Festziehen der Batterien im manuellen Modus je nach Wetter und Zustand der Fenster (Lüften, Druckentlastung oder dicht geschlossen) zu vergessen. Ein großer Vorteil besteht darin, dass Sie durch die Anwendung in jedem Raum Ihr eigenes angenehmes Temperaturregime einstellen.

Zusätzlich ist es möglich, verschiedene Szenarien der automatischen Temperaturänderung abhängig von der Tageszeit und der Anwesenheit / Abwesenheit von Haushalten zu implementieren.

Zur Steuerung der Vordertür wurde im Smart-Home-Steuerungssystem ein Telegramm-Bot eingerichtet, der wichtige Meldungen veröffentlicht, z. B. alle Ereignisse beim Öffnen und Schließen der Vordertür mit einem Foto von der Türverkleidungskamera an der Tür zum Zeitpunkt des Öffnens und Schließens. So erhalte ich Echtzeitnachrichten mit Fotos darüber, wer gekommen oder gegangen ist. Es ist sehr bequem zu kontrollieren, wann und mit welcher Zusammensetzung die Kinder aus der Schule kamen, weil sie oft vergessen, anzurufen. Sie können jederzeit auf verschiedene Weise die Anwesenheit von Familienmitgliedern zu Hause überprüfen.

Durch die Überwachung der Parameter des Stromnetzes und des Wasserflusses kann ich jederzeit Diagramme und historische Verbrauchsparameter anzeigen. Noch eine Frage, was wirst du später damit machen? Viel nützlicher waren tägliche Berichte mit Informationen zu den täglichen Strom- und Wasserkosten in Rubel. Manchmal sucht man nach einem vergessenen eingeschalteten Gerät, das unnötig Strom verbraucht. Durch die Anwendung können Sie auch immer die aktuellen Messwerte von Strom- und Wasserzählern anzeigen, was den Zahlungsvorgang etwas vereinfacht. 

Als Zusammenfassung


Ich habe auch ein autonomes System zur Überwachung von Wasserlecks bereitgestellt, das teilweise in das Allgemeine integriert ist. Hier ist jedoch ein kleiner Kommentar zur Überwachung kritischer Systeme wie Alarme oder Systeme zur Kontrolle von Wasserlecks erforderlich. Ich bevorzuge kommerzielle Systeme mit eigener Stromversorgung. Meine Betriebserfahrung hat die allgemeine Regel bestätigt: Ärger kommt nicht alleine. Zum Beispiel gingen Fälle von Undichtigkeiten mit einem Stromausfall und infolgedessen einem Ausfall des zentralen Steuerungssystems aufgrund des Fehlens einer unterbrechungsfreien Stromversorgung einher.

Zusammenfassend stelle ich fest, dass der Bau eines "intelligenten" Hauses eine interessante und faszinierende Aufgabe ist, die mit dem richtigen Ansatz für eine Weile zu Ihrem Hobby werden und Ihr Zuhause komfortabler und sicherer machen kann. Im nächsten Artikel werde ich detaillierter beschreiben, welche Technologien und Geräte zur Automatisierung des Hauses verwendet werden können und mit welcher Software all dies zu einem praktischen logischen System mit minimalen finanziellen Kosten kombiniert werden kann.

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