Kaj je pametni dom: načelo delovanja in sestava + izdelava projekta in nasveti za sestavljanje

Številni inženirski sistemi, združeni pod skupnim imenom »Pametni dom«, uporabnikom zagotavljajo visoko raven udobja in varnosti. Vendar obstajajo stotine različic takšne opreme, ki rešujejo bistveno različne naloge.

Poskusimo skupaj razumeti vse podrobnosti in ugotoviti, kaj je pametni dom, nato pa preidimo na praktične korake, ki omogočajo povečanje udobja bivanja. Ker dragi sestavni deli ne puščajo prostora za napake.

Kaj predstavlja tak sistem?

Vsak komplet elektronike, izdelane za pametni dom, je visokotehnološka oprema. Namenjena je avtomatiziranemu in, najpogosteje, centraliziranemu nadzoru, fleksibilnemu, natančnemu upravljanju delovanja komunikacijskih sistemov stanovanja, hiše.

Osnovne možnosti pametnega doma

Inteligentni komandni bloki pametnega doma so sposobni ustvariti optimalno mikroklimo v stanovanju, hiši.

Pri tem se za reševanje te naloge upravlja vse grelne naprave, klimatske naprave, split-sisteme, filtre, ozonatorje in druge podobne izdelke.

Bistvo procesa je naslednje: krmilni centri, opremljeni s procesorji, prejmejo rezultate meritev kemične sestave zraka, njegove temperature, vlažnosti in dajejo signale potrebnim elementom konstrukcije.

Tako, če je potrebno prostore ohladiti, se poda ukaz za vklop klimatske naprave, hkrati pa se izklopi vsa ogrevalna oprema, če je ta delovala. To pomeni, da komandni bloki sistemov prav tako zagotavljajo usklajenost vsem izvajanim procesom.

Več o tem, kako deluje sistem klimatske kontrole in o posebnostih njegove izbire, preberite naprej.

Sodobni inteligentni sistemi za prostore so kompleti avtomatike, ki omogočajo bistveno izboljšanje življenjskega standarda ter zagotavljanje prihranka električne energije, in sicer za impresivnih 30-40%. Vendar se je treba zavedati, da se bo zaradi visoke cene opreme nakup povrnil šele po mnogih letih aktivne uporabe.

Na splošno pa je »Pametni dom« v napredni konfiguraciji sposoben hkrati upravljati več sto naprav, ki spadajo v sisteme:

• razsvetljave, in sicer tako notranje kot zunanje;
• rezervnih virov napajanja, ki so lahko tako baterije kot generatorji;
• nadzora porabe energije;
• ogrevanja, hlajenja zraka;
• ogrevanja posameznih elementov stavbe (meteorne kanalizacije, stopnic);
• oskrbe z vodo;
• kanalizacije;
• filtracije;
• ugotavljanja izrednih razmer (uhajanja plina, vode, težav v električnem omrežju);
• monitoringa.

Prav tako se lahko izvaja upravljanje alarmnega sistema, nadzornih kamer in številne druge opreme, kamor sodijo celo zavese, okna, televizorji, avdio- in videooprema, nameščena po vsem stanovanju, hiši.

Funkcionalnost in druge značilnosti katerega koli inteligentnega sistema je mogoče prilagoditi kakršnim koli pogojem, kar omogoča ustvariti prilagodljiv sistem upravljanja celotne domače elektronike, ogrevalnih naprav, klimatskih naprav, razsvetljave in vse ostale opreme.

Sami procesi so lahko tako zahtevani kot redki, enkratni, na primer med prve lahko štejemo upravljanje temperature, svetlosti osvetlitve in številne druge.

V drugo kategorijo spada nastavitev individualnih tokov toplega ali hladnega zraka. Na primer takih, ki lahko ogrevajo noge uporabnikom, ki si zimskih večerih ogledujejo televizijske oddaje.

Posebnost sodobnih sistemov pametne hiše je v tem, da je z njihovo pomočjo dovoljeno nastaviti med seboj različne načine v vseh prostorih stanovanja, hiše. Na primer, temperatura v otroški sobi je lahko najvišja, v hodniku pa najnižja, saj ta skoraj ne potrebuje ogrevanja.

Hkrati lahko sistem v kopalnici redno odpravlja povečano vlago, v kuhinji pa onesnaženost zraka.

Elektronika je sposobna upoštevati tudi množico koristnih malenkosti. Na primer, zvečer lahko samodejno zagotovi v spalnici višjo temperaturo kot zjutraj, saj takšne značilnosti prispevajo k popolnemu počitku, lahkemu prebujanju.

Za maksimalno učinkovite veljajo celoviti sistemi, ki lahko upravljajo vse pomembne procese.

Vendar pa imajo znake pametne hiše tudi najpreprostejši kompleti opreme, ki opravljajo le eno funkcijo. Na primer, med take sodi procesor, ki upravlja vklop/izklop grelnika, nameščenega na dachi.

V električno omrežje nameščen dimmer, ki uravnava svetlost žarnic in hkrati zmanjšuje porabo električne energije, prav tako sodi med inteligentno opremo.

Kako sistem deluje in je zgrajen?

Poskusimo razumeti, kako deluje danes priljubljen sistem pametnega doma in kakšen je. Osnova vsakega kompleta inteligentne opreme je procesor, ki je dovolj zmogljiv in sodoben računalnik.

Učinkovitost mu zagotavlja programska oprema z desetimi ali celo stotimi prednastavljenimi načini, ki spadajo med najbolj priljubljene.

Posledično morajo uporabniki v mnogih primerih le vnesti potrebne parametre, na primer temperaturo itd., in aktivirati zahtevani program.

Nato bo krmilna enota izvajala nadzor s primerjavo dejanskih vrednosti s programiranimi. Vse potrebne informacije prihajajo iz notranjih krmilnih elementov opreme, ki je del sistema, krmilnikov in senzorjev, ki so nameščeni v vsakem prostoru.

Glavno načelo delovanja katerega koli inteligentnega sistema je zagotavljanje udobja, prilagodljivosti in preprostosti pri upravljanju vse opreme, nameščene v stanovanju. To se naredi z namenom, da se potreba po sodelovanju uporabnika zmanjša na minimum, povečati učinkovitost, ekonomičnost in varnost delovanja. To pomeni, da mora uporabnik imeti korist in užitek od delovanja sistema, pri tem pa skoraj ne posvečati pozornosti temu.

Če pridobljeni podatki v realnem času ne ustrezajo nastavljenim, krmilna enota pošlje ustrezne ukaze, ki omogočajo prilagoditve. Poleg tega vsi ti zagotavljajo usklajeno delovanje opreme.

To pomeni, da se za povečanje temperature v želenem prostoru najprej izklopi klimatska naprava in šele nato vklopi ogrevalna oprema. To omogoča prihranek do 40 % električne energije, prav tako pa se izogne nevarni kritični obremenitvi omrežja.

Različice pametnega doma

Proizvajalci upoštevajo potrebe različnih kategorij uporabnikov, zato je trg nasičen z različnimi vrstami inteligentne opreme.

Tako je lahko:

• žično;
• brezžično.

V prvem primeru so krmilna enota, izvršilni senzorji, servo motorji, krmilniki in drugi gradbeni elementi med seboj povezani z žicami.

Prednost takšnega načina je visoka pravilnost izvajanja ukazov. To pomeni, da je verjetnost preobremenitve prenosnih vodil z velikim številom signalov praktično odsotna. Poleg tega optična vlakna zagotavljajo visoko hitrost odziva.

Najpomembnejša pomanjkljivost je težavnost montaže, saj je treba položiti in skriti veliko število žic.

To pa vodi do znatnih dodatnih stroškov za potrebne gradbene materiale, zato je optimalen čas za namestitev žičnih sistemov med prenovo prostorov.

Poleg tega je polaganje žic delovno intenzivno, zato se za tak postopek porabi precej časa.

V vsakem bivališču je oprema, ki omogoča reševanje različnih nalog – ogrevanje prostorov, razsvetljavo, zagotavljanje varnosti itd. In pametni dom lahko opravi vse naštete funkcije ali upravlja vsako posebej. Poleg tega mora uporabnik v vsakem posameznem primeru odločiti, kateri način je optimalen. To tudi dokazuje, da sta pomembni prednosti vsakega inteligentnega sistema prožnost in prilagodljivost.

Brezžične različice opreme se razlikujejo po tem, da se povezava med elementi konstrukcije izvaja s pomočjo radijskih signalov, za kar se uporabljajo ustrezne komunikacije.

Pomembna prednost takšne različice opreme je preprostost montaže. Med njo ni potrebe po spreminjanju konstrukcije prostorov ali zapravljanju za gradbeni material, kar naredi namestitev lahko in hitro.

Glavna pomanjkljivost brezžičnih sistemov je sam način povezave med komponentami. Ker radijski signali bistveno omejujejo njihovo funkcionalnost, poleg tega bo treba precej pogosto menjavati baterije, kar je neprijetno in predstavlja reden strošek.

Še ena klasifikacija sistemov Pametni dom po vrsti upravljanja – to je lahko centralizirana ali decentralizirana različica.

Čeprav je centralizacija upravljanja ena najpomembnejših prednosti vsakega kompleta takšne opreme in v večini primerov ta oprema pripada ravno tej različici, imajo decentralizirani sistemi prav tako pravico do obstoja.

Razlog je v tem, da ta način omogoča izravnavo posledic okvare katere koli posamezne komponente pametnega doma.

Prav tako uporaba podsistemov z različnimi krmilnimi enotami omogoča povečanje zanesljivosti ključnih funkcij.

Na primer, če želi lastnik prostorov te zanesljivo zaščititi pred nepooblaščenim vdorom, je uporaba dveh decentraliziranih sistemov bolj praktična rešitev kot uporaba enega centraliziranega sistema.

Mnogi menijo, da je centralizirano upravljanje celotne hišne opreme pomembna prednost in značilnost pametnega doma. Vendar ta trditev ni vedno pravična, saj lahko posamezni decentralizirani sistemi povečajo varnost, zanesljivost in učinkovitost uporabe inteligentnega upravljanja. Na primer, posamezne sisteme je ugodno narediti za varnost (kot je prikazano na fotografiji) in odkrivanje izrednih situacij.

Glavna pomanjkljivost uporabe več sistemov pametnega doma hkrati je zapletenost pri nastavljanju in uravnavanju.

Do tega prihaja zaradi povečanja števila komponent – vsak decentraliziran sistem ima ločen procesor, kar pogosto povzroča zmedo pri njihovem medsebojnem delovanju ali upravljanju s strani uporabnika. Prav tako ta značilnost vodi v podražitev kompleta opreme.

Posledično je priporočljivo uporabljati decentralizirane sisteme samo v posameznih primerih, ko prednosti očitno prevladajo nad negativnimi vidiki.

Pomembna značilnost je delitev po vrstah protokolov, ki so:

• odprti;
• zaprti.

V prvo kategorijo spadajo sistemi, ki se upravljajo z jezikom, ki ga uporabljajo različni proizvajalci.

Prednosti te vrste opreme so funkcionalnost, dostopnost, vsestranskost, kar zagotavlja impresivno izbiro komponent, ki jih je mogoče vključiti v sestav. Vendar jih je pogosto treba predhodno prilagoditi za skupno uporabo, kar pa ne izključuje napak.

Zaprti sistemi so tisti, ki se upravljajo z jezikom, ki ga je ustvaril in uporablja samo en proizvajalec, kar omogoča vključitev samo komponent, ki jih je razvil in izdelal sam.

To zmanjšuje funkcionalnost in vsestranskost, vendar zagotavlja visoko stopnjo združljivosti naprav in instrumentov.

Shema inteligentnega krmilnega sistema

Vsak komplet opreme za pametni dom je podoben konstruktorju, iz katerega je mogoče ustvariti karkoli.

Zato uporabnik, ki želi doma sestaviti katero koli njeno različico, verjetno ne bo našel ustrezne sheme za svoje življenjske pogoje. Na primer standardne različice za trisobno stanovanje ali za hišo določene površine in števila nadstropij.

Vsak prostor ima svoje posebnosti, njegovi lastniki pa svoje preference in proračun. Posledično se uporabljajo različni upravljalni organi in izvršilni elementi.

Potrebno shemo bo treba sestaviti sami ali s pomočjo strokovnjakov. Izjema so lahko najpreprostejše različice pametnega doma ali decentralizirani sistemi, ki prav tako niso zapleteni.

Primer je lahko shema namestitve zatemnilnika v električno omrežje in senzorja gibanja, ki delujeta v paru, saj je standardna in zato enaka v vseh primerih.

Tistim, ki želijo samostojno sestaviti inteligentni sistem, je treba vedeti, da morajo imeti določene veščine in znanja na različnih področjih. Na primer, na fotografiji je prikazan grafični vmesnik, ki omogoča upravljanje, nadzor in pridobivanje potrebnih informacij. Ustvarjen je za vsak primer posebej s programiranjem.

Toda tudi v tem in podobnih primerih je priporočljivo, da se obrnete na strokovnjake. Razlog je v tem, da vsi sistemi delujejo na električno energijo in morebitne hude napake lahko povzročijo požare, električni udar ter okvare dragih konstrukcijskih elementov.

Priporočila za samostojno sestavljanje

Ker so inteligentni sistemi dragi in njihova namestitev prinaša dodatne, in sicer nemajhne stroške (do 50 % cene kompleta opreme), bo njihova samostojna namestitev pripomogla k znatnemu prihranku.

Poleg tega takšno delo prinaša užitek, zato lahko sestavljanje pametnega doma z lastnimi rokami, začenši z izdelavo projekta, obravnavamo kot hobi.

Eden najpomembnejših nasvetov za tiste, ki želijo samostojno sestaviti inteligentni sistem, je, naj pred začetkom del izdelajo projekt. Ta bo namreč pomagal odkriti številne posebnosti in podrobnosti ter se tako izogniti napakam.

Vendar je treba razumeti, da vsak želeni uporabnik ni sposoben samostojno namestiti takšnega sistema – za to je potrebno imeti cel nabor znanj in veščin.

Med katere spadajo:

1. Sposobnost dela z električnimi napravami. Poleg tega je treba imeti na tem področju široko znanje, na primer osnovne veščine, kot so zanesljivo povezovanje konstrukcijskih elementov in kablov med seboj. Potrebno bo tudi znanje sestavljanja električnih omaric, razumevanje načel upravljanja sodobnih električnih naprav in podobno. Poznavanje varnostnih pravil je prav tako obvezno.
2. Veščine programiranja, in sicer za različne operacijske sisteme. Potrebne so, ker bo treba pri vsaki namestitvi inteligentnega sistema ustvariti grafični vmesnik, s pomočjo katerega se bo v nadaljevanju izvajalo upravljanje.
3. Poznavanje principov gradnje sodobnih avtomatizacijskih sistemov. To pomeni, da je treba vsaj razumeti vrste krmilnikov, njihove vhode/izhode, vedeti, katere senzorje in drugo opremo je z njimi dovoljeno uporabljati itd.
4. Razumevanje algoritmov delovanja sistema kot celote in vseh njegovih posameznih delov.

Če so vsa našteta znanja in veščine prisotne, je treba preiti na pripravljalne postopke. Za začetek je pomembno določiti naloge, ki jih mora reševati komplet opreme.

Pomemben trenutek pri samostojni montaži pametnega doma je potreba po visoki kakovosti namestitve. Če to zanemarimo, lahko pride do nepravilnega delovanja celotnega kompleta opreme, zmanjšanja požarne varnosti in podobno.

Nato je treba ugotoviti, ali je to tehnično izvedljivo – ali bo električno omrežje vzdržalo, ali so lastnosti komponent zadostne. Poleg tega je treba pregledati stanovanje, da se določijo mesta za namestitev. Prav tako je treba razumeti, ali bo denarja dovolj za nakup.

Po tem pa lahko začnete z izdelavo delovnega projekta prihodnjega sistema.

Če lahko pregled prostora z namenom določitve optimalnih mest za namestitev posameznih delov kompleta za pametni dom opravite sami, brez spretnosti in izkušenj na tem področju, pa se je treba izdelave projekta lotiti le s poznavanjem zadeve.

V primeru pomanjkanja izkušenj in negotovosti v svoje sposobnosti je bolje, da se pred samim postopkom ali po njem posvetujete s strokovnjaki, da opravijo pregled. To bo zmanjšalo verjetnost napak in kasnejših finančnih izgub ter drugih neprijetnosti.

Tudi če je praktičnih veščin in znanja dovolj, je priporočljivo začeti spoznavanje inteligentnih sistemov z najpreprostejšimi možnostmi.

To pomeni, da je treba kupiti komplet, ki vključuje krmilnik, komplet senzorjev in drugo opremo, ki omogoča reševanje enega pomembnega problema.

Na primer, nadzorovati pojav uhajanja vode, izvajati video nadzor ali uravnavati svetlost svetlobe. Nato pa se poglobljeno seznaniti z vsemi posebnostmi.

Opisani pristop vam bo omogočil pridobiti praktične izkušnje, najti usposobljene strokovnjake, ki lahko nudijo učinkovito pomoč, in se poleg tega izogniti znatnim finančnim izgubam, tudi če zanimanje za pametni sistem uplahne ali gre kaj narobe.

Če se odločite sistem sestaviti sami, morate začeti z najpreprostejšimi možnostmi. To vam bo omogočilo pridobiti izkušnje, ugotoviti, ali obstaja želja po nadaljnjem ukvarjanju s takšnim delom, pri tem pa bodo stroški minimalni.

Za prvi samostojni poskus sestave inteligentnega sistema je priporočljivo kupiti opremo, ki jo upravljajo krmilniki Beckhoff, Siemens, OVEN in podobni. Ker so prosto programirljivi, enostavni za uporabo in primerni za reševanje različnih nalog.

Če skupaj s katerim od navedenih krmilnikov uporabite poseben komplet programske opreme, namenjene upravljanju sistema z računalnika z operacijskim sistemom Windows, tabličnega računalnika, pametnega telefona z iOS ali Android, boste lahko preprosto spreminjali scenarije.

Prav tako hitro spreminjati vmesnik, odstranjevati nepotrebne in dodajati nove konstrukcijske elemente.

Poleg tega bo lahko vsak uporabnik, tudi z osnovnim znanjem programiranja, samostojno izvedel vse našteto. Primer nadzorne programske opreme je Easy Home, ki lahko deluje z vsemi zahtevanimi operacijskimi sistemi, naštetimi zgoraj.

Zaključki in koristen video na to temo

Prvi video vam bo omogočil, da spoznate možnosti pametnega doma, kako in s čim so opremljeni takšni preprosti sistemi ter kako jih lahko naredite sami.

Naslednji videoposnetek je prav tako namenjen montaži pametnih sistemov z lastnimi rokami.

Sodobna pametna avtomatika ne more samo povečati udobja, ampak tudi dvigniti življenjski standard vseh prebivalcev hiše. Vendar je za to potrebno razumeti načelo delovanja pametnega doma.

V nasprotnem primeru lastnika ne čaka samo razočaranje, ampak tudi znatne finančne izgube. Ker funkcionalni kompleti stanejo precej denarja.

Imate še vprašanja o temi članka? Ali lahko naš material dopolnite z dragocenimi informacijami o načelih delovanja sistema “Pametni dom”? Prosimo, pustite svoje komentarje in delite svoje izkušnje v spodnjem okvirju.