Как собрать умный дом. Датчики движения в системах умный дом

В системе безопасности «Умного дома» используется несколько датчиков для контроля проникновения в дом «незваных гостей». В первую очередь, это беспроводной датчик движения . Он распознает движущиеся объекты по инфракрасному излучению. топовой конфигурации способны не только фиксировать присутствие объекта, но и определять расстояние до него, считывать его размеры и даже примерную массу. Сигнал с датчика поступает на контроллер «Умного дома», а далее, в зависимости от установленного ПО и настроек, система извещает охранное агентство и хозяина о несанкционированном проникновении в дом, местоположении злоумышленника и его перемещениях. Основной недостаток датчиков движения в том, что их можно обмануть. Датчик реагирует на температуру тела, если человек закутается с ног до головы в теплую одежды, то пройдет незамеченным. По этой причине рекомендуется комбинировать инфракрасные датчики с индуктивными, а также использовать их в сочетании в камерами видеофиксации.

Другой датчик для контроля несанкционированного проникновения - датчик открывания/закрывания окон и дверей . Устанавливается он на косяк или раму, контролирует весь периметр объекта. Принцип его действия тот же: при срабатывании датчик посылает сигнал на контроллер. Для обеспечения дополнительной безопасности на окна также можно установить датчик разбития стекла .

Датчики защиты и безопасности в КЕЙ

Интеллектуальное освещение

Уже знакомый нам датчик движения можно использовать не только в охранных целях, но и при построении интеллектуальной системы управления светом. Наиболее эффективно такие датчики проявляют себя в коридорах: свет включается в тот момент, когда проходит человек.

Идеально, если датчик движения будет работать в паре с датчиком освещенности , который может быть встроен в сам датчик движения: если естественного освещения достаточно, то свет не зажигается. .

В комнатах систему интеллектуального освещения разумнее всего построить на датчиках присутствия (они более чувствительны, чем датчики движения), но еще лучше - использовать фотоэлектрические датчики в проемах дверей. Они определяют, когда в помещение вошел человек и когда вышел.

Защита от аварийных ситуаций

Для контроля возникновения таких чрезвычайных ситуаций, как протечка воды, возгорание, утечка газа, существуют специальные датчики.

Защита от затопления:

  • датчик протечки воды - срабатывает при попадании влаги на чувствительные электроды. Устанавливается в зонах риска (ванная комната, туалет).
  • датчик давления воды - подает сигнал об изменении давления в трубопроводе. В зависимости от показаний, принимает решение о необходимости перекрывания воды.
  • датчик влажности - чаще используется в системе климат-контроля, но будет полезен и для контроля протечки, если основной датчик не сработает.

Датчики влажности в КЕЙ

Защита от пожара и взрыва бытового газа

Для контроля задымленности и утечки газа используются соответствующие датчики:

  • датчик дыма - определяет уровень задымленности в помещении и при необходимости отправляет тревожный сигнал на блок охранно-пожарной сигнализации. Некоторые датчики дыма имеют встроенную сигнализацию, поэтому их можно использовать и как автономное устройство.
  • датчик утечки газа - определяет концентрацию газа в воздухе и, в случае превышения допустимой нормы, отправляет тревожный сигнал на контроллер «Умного дома».

Cистема климат-контроля

В системе климат-контроля «Умного дома» может использоваться два типа температурных датчиков:

Кроме того, в системе климат-контроля используется датчик влажности . С его помощью «Умный дом» регулирует работу кондиционера и увлажнителя воздуха. Показания датчиков открывания/закрывания окон также могут быть полезны в системе кондиционирования. Если скоординировать работу систем отопления и вентиляции, можно существенно сэкономить на электроэнергии.

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 .


Компания Xiaomi уже несколько лет строит свою собственную экосистему для домашней автоматизации и управления климатом. В настоящий момент в нее, в частности, входят несколько моделей , (гейт для датчиков), видеокамеры, воздухоочистители, ИК-контроллер. Также в сервисе программы Xiaomi MiHome могут участвовать роутеры, телевизор, ТВ-приставки, очиститель воды, кондиционер и другое оборудование. Объединяет все это возможность удаленного управления и контроля через облачные сервисы и фирменные программы для мобильных устройств на базе Android и iOS. Отметим, что официального русского языка у этих утилит нет, но есть английский. При этом без этого программного обеспечения не обойтись.


Одной из наиболее часто реализуемых задач в системе автоматизации является контроль и управление домашним климатом. Для этого используются датчики температуры и влажности, которые нужно разместить в требуемых местах. Требования к ним вполне закономерные – небольшой размер, беспроводное подключение, долгое время автономной работы.



Xiaomi предлагает схему их подключения через гейт Xiaomi Mi Smart Gateway. Он сам устанавливается в розетку питания (к сожалению, варианта с европейской вилкой не предусмотрено, так что потребуется переходник) и соединяется с облаком через Wi-Fi роутер. Отметим также, что в этом устройстве есть подсветка и динамик, что позволяет использовать его в сценариях ночника, дверного замка и других. Датчики в нужных количествах подключаются к шлюзу по протоколу ZigBee, который отличается невысоким энергопотреблением.



В комплект Smart Home Suite входят датчик движения и датчик открытия двери или окна, а также беспроводная кнопка, подробнее о них можно прочитать по приведенной выше ссылке.


Здесь же мы познакомимся с датчиком температуры и влажности, который, как и другие устройства серии, можно приобрести отдельно. В комплекте поставки идет краткая инструкция на китайском языке и запасное крепление в виде кольца из двухсторонней клейкой полоски.



В его характеристиках заявлено следующее:

  • Измерение температуры от -20°C до +60°C с точностью 0,3 градуса
  • Измерение влажности от 0% до 100% с точностью 3%
  • Протокол ZigBee 2,4 ГГц
  • Питание от литиевой батареи

Про дальность и длительность работы от одной батареи информации нет. Формально для ZigBee заявлено 10-100 метров, в нашем тестировании в пределах одной средней квартиры проблема появилась только в самом сложном случае – гейте в одном конце и датчике в другом с препятствиями в виде стен и шкафов между ними.


При необходимости работы на больших расстояниях или площадях вам может быть придется добавить шлюз или несколько. По времени на одной батарее можно говорить как минимум о нескольких месяцах или даже пары лет. К сожалению, в программе мы не нашли статуса питания. Возможно, что в системе предусмотрены сообщения при снижении емкости, но мы их не дождались. О частоте обновления показаний также нет информации, но ее мы хотя бы можем попробовать проверить. С другой стороны, для бытового применения обычно не требуется очень детальные данные, тем более, что повышение частоты отправки снижает время автономной работы.



Корпус датчика выполнен из белого матового пластика. Размеры – диаметр 35,5 мм, высота 10 мм. Вес минимальный – около 9 г. Для крепления предлагается использовать двухстороннюю клейкую полоску.



На лицевой стороне есть логотип и практически незаметный светодиод, который используется при сопряжении с гейтом. Под ним на ребре можно увидеть решетку для поступления воздуха непосредственно к сенсорам, а с противоположной стороны находится кнопка сопряжения. В рабочем режиме при ее нажатии на гейте проигрывается сообщение на китайском языке (голосовой переводчик дал версию «Нормальное соединение»). На дне есть щель для открытия корпуса с целью замены батареи. В нашем датчике крышка держалась очень крепко, снять ее не удалось. Так что реальный формат батареи остался неизвестным - в некоторых источниках указан элемент питания CR1632, а на сайте производителя можно встретить упоминание CR2032.



Для начала работы с датчиком нужно подключить его к шлюзу. Эта операция осуществляется из мобильного приложения и не вызывает сложностей.



Возможностей использования немного, что вполне ожидаемо от такого простого и недорогого устройства:

  • просмотр текущих показателей температуры и влажности в цифровом или графическом виде
  • демонстрация общей оценки комфорта
  • просмотр трендов за определенный промежуток времени
  • назначение действий при выходе показателей из заданных границ (верхняя и нижняя границы для температуры и влажности, всего четыре варианта)

Если говорить только про гейт и датчик, то вариантов немного, например можно отправлять push-уведомление на смартфон, проигрывать мелодии на гейте или включать на нем подсветку. Также есть возможность назначить сразу несколько действий, включая добавления паузы между ними. Удобно, что для событий можно использовать и временные рамки для создания более сложных условий или расписаний.



Для проверки точности мы попробовали использовать три популярных датчика DHT22 и два аналоговых сенсора – температуры Microchip MCP9701A и влажности Honeywell HIH-4010. Показания считывались микроконтроллером Arduino и выводились на OLED экран. Первая строка – аналоговые датчики, три следующие – цифровые.


В комнате с кондиционером за рабочим столом вполне комфортно.



На улице даже в тени сейчас жарко.



А уж если вы решили принять горячий душ и не включать вентилятор…


В комнате без кондиционера находиться сложно.


Лучше вернуться в первую комнату.


Прежде всего, заметим, что использованные для сравнения датчики не отличаются высокой точностью. Заявленные для них погрешности являются скорее мечтами маркетологов, чем реальными техническими характеристикам. Здесь конечно больше доверия аналоговым датчикам, но работа с ними имеет свои особенности. В любом случае, для дома и этого вполне достаточно, особенно если говорить о температуре, которую в целом все могут оценить неплохо. Проверка влажности является более сложной задачей, но и для этой задачи можно вполне применять данные устройства. Что касается оперативности обновления показаний, то вероятно датчик проверяет относительные изменения и если они значительные, отправляет значения на гейт, а не ждет какой-то промежуток времени. По крайней мере, при изменении обстановки информация на смартфоне изменяется достаточно быстро.

,

Всем привет, с вами команда Wiren Board!

Нас часто спрашивают: «Что можно подключать к вашему контроллеру? Как на нём собрать “умный дом”?»
Чтобы немного прояснить этот вопрос, мы покажем стенд, где к Wiren Board 4 подключены периферийные устройства. На его примере расскажем про типовые варианты подключения устройств и датчиков.

На стенд можно посмотреть на него через онлайн-трансляцию и зайти в демонстрационный веб-интерфейс .

Краткий список подключаемого оборудования:

Счётчики



На стенде установлены импульсные счетчики электроэнергии и воды. Кроме них можно подключать электросчетчики “Меркурий” по RS-485 и CAN, но они большие, и на стенд решили не ставить.
В импульсных счетчиках принцип работы такой - на каждые N единиц (указано на устройстве) происходит замыкание контактов. В водосчётчиках используют герконы, электросчетчиках - оптроны.

Подключать счётчик нужно к входам типа “сухой контакт”. В конфигурационном файле указывается тип счётчика и константа (импульсов на единицу). После этого в веб-интерфейсе отображается как общая сумма показаний и скорость их изменения (мощность в ваттах, литры в секунду и т. д.)

Датчики

Для сбора информации можно подключать следующие типы датчиков:

Беспроводные погодные датчики Oregon Scientific

Работают на частоте 433.92 МГц, в интерфейсе контроллера появляются автоматически - контроллер показывает все пойманные датчики.

Из недостатков - маленькая антенна в передатчике датчика, поэтому уже через пару стен может не ловиться. Хотя на Хабре была про то, как увеличить дальность.

Датчики температуры и влажности, подключающиеся по RS-485

и работающие по протоколу Modbus. Они подключаются к общей шине RS-485 совместно с другими устройствами. Чтобы появились в веб-интерфейсе, нужно указать тип и адрес датчика в конфигурационном файле.

Датчики температуры 1-Wire

Недорогие. При подключении сразу появляются в веб-интерфейсе.

Детектор движения

Большинство детекторов делают сразу для коммутирования нагрузки 220В, такие весьма проблематично подключать к контроллеру. Но есть модели с релейным выходом и питанием 12В - именно такая подключена на стенде.

Резистивные датчики

Сопротивления 1-50кОм, перед применением потребуется калибровка с конкретным Wiren Board. Для домашних применений большого смысла в них нет. Но может быть полезно. На стенде подключен датчик качества воздуха MQ-135 и термистор 10k.

Датчики дыма, огня, газа, утечки воды и пр.

Таких устройств на рынке много, для удобного подключения надо брать с релейными выходами, нормально замкнутыми. Тогда на один провод можно последовательно подключать несколько штук. При срабатывании одного датчика он разорвет общую цепь, и сигнал поступит на контроллер. На стенде нет, но подключение аналогично детектору движения.

Внешние кнопки

Кнопки - это не совсем датчики, но тоже удобны для организации сценариев. Их можно подключать как напрямую к цифровым входам контроллера, так и к внешним модулям на Modbus.

Управление светом

Кто-то говорит, что управление светом не нужно, другие считают его основной функцией “умного дома”. Поэтому сегодня уделим свету побольше внимания.

Управление светодиодными лентами

Светодиодные ленты бывают двух основных типов: с меняющимся цветом (RGB) и одноцветные. Цветные ленты можно использовать дома для декоративной подсветки, а одноцветные белые и как основное освещение.

Чтобы включить ленту, нужно подключить её к источнику напряжения 12В (или 24В) через диммер для лент. Тогда при помощи диммера вы сможете управлять цветом RGB-лент и регулировать яркость одноцветных.
На стенде установлены диммеры WB-MRGB нашего производства и диммеры производства Uniel и “Разумный Дом”. Все они подключены по шине RS-485.

Кроме них, по радиоканалу 433 МГц подключен RGB-диммер nooLite. Но так как монтаж светодиодных лент сам по себе предполагает большую работу по монтажу самих лент, проводов, дополнительных блоков питания, то мы бы советовали бы и управляющие устройства использовать проводные. Тогда вы получите надежную работу при низкой цене модулей, а радиоканал 433 МГц всё-таки не застрахован от помех.

Диммирование ламп 220В

Контроллер поддерживает диммеры от Uniel, подключаемые по RS-485. Если лампы нужно просто включать/выключать, то могут пригодиться релейные блоки (поддерживаются наши собственные, компаний ICP-DAS, Разумный Дом, Uniel, etc.).

Новички (такие часто встречаются и среди разработчиков) часто думают так - вот запилю себе управление лампочками с айфончика и будет счастье. Более опытные понимают, что управление необходимо дублировать настенными выключателями (или панелью управления). Конечно, ходить в туалет с айфоном - это инновационно, но приехавшей из деревни бабушке придется долго объяснять, как этим всем пользоваться.
Варианты решения проблемы:

  • настенные панели управления - красиво, удобно, дорого
  • обычный выключатель. Сигнал с него заводится либо непосредственно в контроллер, либо в подключаемый по RS-485 модуль цифровых входов. А вот релейном и диммерном модулях нашего производства есть входы для двух внешних кнопок управления. Это позволяет модулям работать полностью автономно - нажал кнопку, включился свет - и при этом оставаться управляемыми с контроллера. В целом это повышает надежность всей системы: при отказе центрального контроллера, обрыве шины RS-485 и при других экстренных случаях, освещение и настенные выключатели продолжают нормально работать.


“Классическая” схема монтажа предполагает установку всего управляющего оборудования на DIN-рейку внутрь электрощитков. Это удобно, но расплата за это - десятки метров проводов от каждой лампочки и выключателя до щитка. Но этого можно избежать, если располагать управляющие модули ближе к лампам и выключателям - тогда все лампы запитываются от общей проводки 220В, а управляющие устройства подключаются одной шиной RS-485. Для удобства монтажа по такой схеме мы разработали - компактный релейный блок на два канала по 5А, он помещается даже в стандартном подрозетнике.

Другая нагрузка

Мощную силовую нагрузку - насосы, тепловые пушки, группы розеток - следует коммутировать через контакторы. Управляющие катушки у них обычно на 220В (редко бывают и на 12/24В), так что для управления контактором придется использовать релейный выход.


Примеры других устройств на стенде:

  • небольшой нагреватель на 12В подключен напрямую к релейному выходу контроллера
  • вентилятор 12В включается выходом “открытый коллектор”
  • водяной насос 220В управляется через внешний релейный блок по RS-485
Насос при этом также управляется физической кнопкой, подключенной к релейному блоку.

Для имитации сценария на поддержание определенной температуры собрана мини установка из нагревателя, вентилятора, термодатчика и большого радиатора. При этом, детали расположены так, что бы проявлялась задержка между показаниями датчика и работой нагревателя.
Такая ситуация часто наблюдается на практике - сначала котел греет воду в трубах, и лишь потом тепло передается в воздух. Для поддержания постоянной температуры на встроенном в Wiren Board движке сценариев написано правило для термостата.

Заключение

Полную схему нашего стенда, где показано подключение всех устройств, смотрите

Датчики автоматизации представляют собой конструктивно автономное самостоятельное устройство, изменяющее свой сигнал соответственно отслеживаемому параметру. Датчики размещаются непосредственно в месте отбора информации и выполняют функцию первичного преобразователя определенной (измеряемой) величины в электромагнитную или электрическую. Затем полученные значения передаются далее, сообщая сигнал оборудованию о совершении действия.

Самым удобным средством для преобразования и передачи сигнала является электрический ток. В связи с этим, датчики для Умного Дома создаются и работают, основываясь, преимущественно, на принципе изменения собственного электрического сопротивления под влиянием внешних факторов.

На сегодняшний день можно купить датчики автоматизации, отслеживающие значение различных параметров. Это датчики влажности и вибрации, движения, освещенности, задымленности и солнечного излучения, загазованности, температуры и т.д. Существует большое количество производителей, предоставляющих продукцию с различным набором функций и в разных ценовых группах.

Преимущества создания автоматизированной системы Умный дом

Система автоматизации «Умный Дом» (англ. smart home) - это инновационный подход к обустройству жилых и коммерческий помещений. С помощью комбинации датчиков и оборудования существует возможность создавать функциональные и комфортные помещения для повседневной жизни и работы.

Преимущества потребителя при установке датчиков для умного дома:

  • комфорт - с помощью оборудования осуществляется автоматизированный контроль климата, освещенности помещений и т.д.;
  • безопасность - установка датчиков задымления, утечки газа, разбития окна, затопления и прочих параметров позволяет своевременно предупредить возможную опасность, так как оборудование при появлении угрозы включит звуковой (сирену) и/или световой сигнал;
  • экономия времени - датчики автоматизации способны передавать оборудованию команды не только о включении/выключении света, но и об открытии жалюзи, поливе приусадебного участка, проветривании помещений и прочих действиях;
  • экономия электроэнергии - автоматизированная система Умный Дом способна регулировать яркость освещения, своевременно включать и выключать уличные фонари, систему отопления при достижении определенной температуры в помещениях и т.д.

С установкой датчиков автоматизации многие повседневные дела, пусть простые, но, отвлекающие своей суетой, уходят на второй план, освобождая значительное количество времени. Данные системы позволяют избежать многих рисков, таких, как затопление, задымление и т.д. Существует возможность запрограммировать оборудование таким образом, что оно создаст полную иллюзию нахождения хозяев дома, во время их отъезда, что существенно сокращает риск вмешательства из вне.

Цена датчиков автоматизации для умного дома имеет широкий диапазон в зависимости от фирмы производителя, функционала, класса устройств. Благодаря весомым преимуществам систем, они окупаются достаточно быстро. Наш Интернет-магазин предоставляет Вам широкий выбор оборудования; продажа датчиков для умного дома осуществляется с возможностью самовывоза, а также доставкой по Москве.