Умный дом своими руками: способы организации, оборудование и настройка

У системы автоматизации и управления домом, известной как умный дом (или Smart Home) большая, неуклонно растущая армия поклонников по всему миру. Если вы задумываетесь о том, как создать умный дом своими руками, значит, вам нравится идея автоматизации. Предлагаю разобраться, что понимают под системой умного дома, какие варианты его организации существуют, в каком порядке его собирают и настраивают.

Что такое умный дом и как его организовать

Наши квартиры и дома наполнены бытовой техникой, электроникой и гаджетами. С каждым годом их становится все больше, они усложняются и требуют больше времени для настройки и управления.

Идея умного дома заключается в автоматизации рутинных задач: все те действия, которые мы совершаем изо дня в день, можно делегировать системе. Она будет заниматься тем же самым самостоятельно (это называется работой по сценарию), или повинуясь командам владельца; они могут отдаваться голосом или через приложение в смартфоне.

Наполнение системы зависит от потребностей человека, особенностей комплектации и сборки. Существует два способа организовать систему умного дома своими руками:

• Собрать самостоятельно. Вы не только сэкономите, но и получите комплект устройств по своему вкусу, правда, придется потратить время на подбор и поиск нужных составляющих. 
  
• Приобрести готовый комплект. В продаже есть достаточный ассортимент готовых решений, от бюджетных до премиум вариантов. Вы получаете базовую систему, которую при желании можно расширить.
  

С чего начать: какие навыки понадобятся

Систему собирают, практически, как конструктор, и начать следует с подборки комплектующих с учетом своих предпочтений и выделенного бюджета. Обычно владельцу дома или квартиры легко решить, какие функции нуждаются в автоматизации.

Основной вопрос заключается в том, сможет ли он провести монтаж, и есть ли у него хотя бы минимальные навыки программирования. При некоторой технической подкованности трудностей со сборкой, установкой и настройкой системы, как правило, не возникает.

Даже если у вас нет соответствующих навыков, то компьютером и бытовой техникой вы пользуетесь наверняка. В этом случае вы справитесь с монтажом и настройкой базовой системы, опираясь на пункты инструкции и свое терпение. После того, как простые процессы будут автоматизированы, появится понимание и возможность подключения новых девайсов.

Устройства и умные вещи: способы организации и управления

Тот, кто заинтересовался организацией умного дома, должен понимать, что существует множество разновидностей таких систем, собираемых на разных платформах. Это означает, что разные производители выпускают разные смарт-устройства, из-за чего существует проблема совместимости. Чтобы гаджеты без проблем синхронизировались друг с другом, надо, чтобы они придерживались одного протокола, или объединялись через хаб.

Кроме того, не все осознают, что схема из хаба и присоединенных к нему устройств применяется далеко не всегда, и практикуются оба способа:

• Простейшим вариантом использования умных вещей является управление ими по отдельности. Вы можете организовать, например, умное освещение, управляемое со смартфона (с приложения) или с пульта, и никакой хаб тут не нужен. 
  
• Необходимость в хабе возникает, когда устройства и вещи объединяют в одну систему, и связи становятся более сложными. Это именно то, что называют умным домом; с чего начать его организацию, зависит от подхода к его созданию.
  

Вариантов создания масса – от наборов готовых решений, настроить которые способен каждый, до дорогих и сложных в реализации проектов, требующих профильных знаний или обращения к специалистам. В состав сложного умного дома входит сразу несколько систем, и он может насчитывать десятки устройств. Для управления всем этим оборудованием используют дистанционное и голосовое управление.

Для дистанционного управления применяют специальные пульты, к каждому из которых подключают отдельную систему. Пульты связывают умный дом с бытовой техникой и системами жизнеобеспечения.

Управление голосом осуществляется при помощи умных колонок и голосового помощника (например, в Google это Ассистент, в «Яндексе» – Алиса). Голосовое управление – наиболее эффектный элемент умного дома; голосом вы можете прибавить или убавить яркость лампы, включить или выключить свет, отрегулировать работу кондиционера и так далее.

Из чего состоит и как работает Smart Home

Понять, как устроен умный дом, можно, если разбить входящие в него устройства на три функциональные группы:

• Устройства, с помощью которых вы будете управлять системой. Строго говоря, эти устройства не часть системы, а передаточное звено, через которое система получает команды. Это смартфон или компьютер, на котором установлено приложение, или, например, колонки, способные принимать голосовые команды. 
  
• Устройства, благодаря которым система работает. За слаженную работу отвечает контроллер (хаб) – мозг умного дома. Он руководит всеми устройствами домашней сети, позволяет их добавлять, удалять и настраивать, также высылает хозяину отчет об их состоянии. К этой группе также относятся блоки питания, датчики, мультирум и другие устройства. 
  
• Устройства, получающие и выполняющие команды. Исполнительные устройства – основное оборудование любой системы. Это разнообразная «умная» техника, работу которой можно настроить по своим потребностям. Вся она, от светильников и кофеварки до камер и метеостанции, позволит настроить нужный уровень комфорта в доме.
  

Хаб (или шлюз) является основным компонентом для настройки и управления умным домом. Он, по сути, работает менеджером, способным связывать работу разных устройств и задавать сценарии их работы. В зависимости от вида к хабу подключают разное количество устройств (например, не больше 30-ти).

Для активации хаба необходимо вставить его в розетку. Дальше он выполняет подключение к Wi-Fi, после чего может связываться с беспроводными датчиками и управлять ими. Так хаб выполняет важную задачу: обеспечивает удаленное управление смарт-устройствами, которые сами не поддерживают связь через протоколы TCP/IP и интернет.

Хаб осуществляет управление беспроводными датчиками с помощью энергоэффективных протоколов (наиболее распространены протоколы ZigBee и Z-Wave). Кажется, что такая сложность избыточна, ведь все эти смарт-устройства можно было бы подключать напрямую к Wi-Fi. Но подключение напрямую невыгодно: большинство датчиков работают на аккумуляторах; при прямом подключении к Wi-Fi срок их работы значительно уменьшается.

Для управления системами используют беспроводные пульты; они могут поддерживать Wi-Fi, радиосвязь, Bluetooth. Многие системы поддерживают управление через интернет, благодаря чему хозяин, находясь далеко от дома, может, например, через приложение на смартфоне или ПК отключить отопление.

Что включают в систему

Перед тем, как собрать умный дом, необходимо определиться с устройствами, которыми вы собираетесь управлять. В эту группу входит множество элементов, например:

• Устройства и приборы, входящие в системы жизнеобеспечения: освещение, отопление, безопасность; к ним нередко добавляют кондиционирование и электропитание. 
  
• Датчики, с помощью которых автоматизируют системы. Они отслеживают текущее состояние систем и контролируют исполнение команд. Основные датчики входят в готовые комплекты оборудования; если систему собирают своими руками, их приобретают отдельно.
  

• Умная розетка. Это электрическая розетка, которая может включаться и выключаться по команде (с пульта, со смартфона) или в автоматическом режиме (после настройки). Любой включенный в нее прибор также автоматизируется. 
  
• Умная колонка и голосовой помощник. Голосовой помощник (приложение) устанавливается на смартфон бесплатно, но колонка достаточно дорогое удовольствие (хотя есть и бюджетные варианты). 
  
• Мультирум. Устройство, позволяющее распределять аудио- и видеосигналы, а также настройки по разным помещениям дома или квартиры и, возможно, за пределами жилья.
  

Готовые решения: выбираем платформу

Существует неплохой выбор готовых решений для построения умного дома с нуля. Многие производители предлагают системы на собственной платформе, с интеллектуальным оборудованием и понятным интерфейсом. Среди платформ, на которых строится «Умный дом», доверием пользуются следующие, проверенные временем, варианты:

• Google Home. Центром системы управления служит колонка Google Home или Home Hub, дополненные голосовым помощником (Assistant). Минус: русифицировать ее придётся самостоятельно. 
  
• Умный дом Arduino Zigbee (на базе стандарта беспроводной связи ZigBee). В него включают элементы трех типов: координаторы, маршрутизаторы и конечные устройства (лампочки, датчики, розетки). 
  
• Стандарт ZigBee поддерживает китайская компания Xiaomi, а ее продукт – Xiaomi Smart Home Suite.
  

Об умном доме своими руками в следующем видео:

Особенности подключения и настройки

Монтаж умного дома можно проводить двумя способами:

• С помощью прокладки кабелей. На составление чертежей, а затем на монтаж и подключение уйдет больше времени и финансов. Но есть и плюсы: команды выполняются быстро, а система получается более надежной и безопасной, лучше защищенной от злоумышленников. 
  
• Беспроводным. Беспроводную сеть организовать проще и быстрее, и она получается более бюджетной. Недостатком такой организации является ее потенциальная уязвимость.
  

Структура умного дома может получиться довольно сложной, и организовывают ее разными способами. Элементы связывают через последовательное соединение, с помощью древовидной или звездчатой структуры; используются и комбинированные варианты.

После подключения выполняют настройки умного дома, а, точнее, его компонентов, в соответствии со своими запросами. Настройку проводят через приложение; она заключается в управлении или создании автоматических сценариев работы для тех или иных устройств. Если у вас есть виртуальный помощник (например, Алиса в умном доме от Яндекса), то вы можете отдавать голосовые команды.

О простом умном доме своими руками в следующем видео:

Коротко о главном

Умный дом объединяет гаджеты, способные автоматизировать работу бытовых приборов и устройств. Его проще всего создать, используя готовый стартовый набор, подключение элементов которого не потребует специальных знаний и навыков. Для доступа к управлению системой и ее частями проще всего использовать соответствующие приложения.