Виды контроллеров для умного дома, типы их связи и систем

Все больше людей хотят сделать свою жизнь не просто удобной, а максимально комфортной. Для этой цели на рынке доступны различные электронные системы управления, а в Интернете можно найти информацию о их подключении. С помощью этих систем можно управлять всеми устройствами умного дома, как вручную, так и в автоматическом режиме.

Содержание:

• Как построить систему управления
• Типы связи
• Варианты конфигураций систем
• Марки блоков управления

• управление шторами и занавесами окон, используются концевые выключатели, электронные датчики положения и приводные механизмы;
• управлять системой вентиляции;
• управлять освещением в комнатах, для этого используются датчики движения и звука;
• управление центральной системой отопления и подогревом пола, используются датчики температуры и давления;
• включение и выключение аудиосистемы и пр.

Само понятие «Умного дома» пришло к нам еще с 70-х годов из более развитых стран. Но раньше применялись сложные крупногабаритные коммутационные устройства, сегодня же это маленькие электронные компоненты. С их помощью можно конструировать многофункциональные, а, главное, легко монтируемые системы.

Как построить систему управления

Сегодня представлено огромное разнообразие систем, которые имеют самые разнообразные электронные и механические датчики для осуществления автоматического управления. Это объясняется множеством фирм производителей блоков управления, аналоговых датчиков, концевых выключателей и пр. Все эти элементы представляют собой довольно разные электрические и электронные компоненты, и требуют самых разных технологий изготовления и схемы подключения. Рассмотрим некоторые составляющие для построения системы «Умный дом»:

1. Центральный блок управления. В качестве него может быть отдельный программируемый модуль с органами управления, устройством индикации, входами и выходами.
2. Исполнительные устройства. В качестве них могут быть отдельные модули с мощными коммутационными элементами. Но функциональность будет очень низкая.
3. Элементы питания. Вся электроника, а тем более, если она управляет системой охраны, должна иметь надежные стабилизированные источники питания. Желательно использовать автономные бесперебойные устройства с аккумуляторными батареями. Это не только поможет вовремя пресечь или хотя бы запечатлеть противозаконные деяния, но и спасет ваше имущество от несанкционированного пожара, а схемы от перепадов напряжения в сети.
4. Рабочие устройства. В качестве них могут быть электрические приводные механизмы управления занавесами, створками, шторами, роллетами, дверями и вентиляционными клапанами. Эта часть называется механической и выполняет функции:

• поддержания микроклимата;
• защиты и безопасности;
• удобство.

Кроме того, рабочие устройства также включают электромагнитные клапаны управления бассейном, водяной системой подогрева пола, горячее и холодное водоснабжение. Следует отметить, что они могут быть как аналоговыми, либо дискретными, поэтому и блок управления должен быть оснащен соответствующими выходными линиями.

1. Управляемые устройства. Сюда относится освещение, вентиляция, аудио и видеосистемы, включение и выключение системы видеонаблюдения и пр.
2. Контролирующие элементы. К ним относятся датчики температуры, положения, уровня жидкости, концевые переключатели и выключатели, кнопки и тумблеры, сигнальные лампы и индикаторы.
3. Управляющие устройства. К ним относятся переносные модули управления, которые связаны с центральным блоком и передают какие-либо данные по коммуникационному интерфейсу.

Типы связи

Существует несколько типов связи выносных модулей с центральным контроллером и датчиками. Вид применяемой связи зависит от возможностей главного блока управления, промежуточных модулей и составленной схемы. Также может применяться смешанный тип связи. Промежуточные или выносные модули управления можно связать между собой посредством LAN или RS-портов.

Самые простые системы автоматизации для умного дома представляют собой центральные контроллеры, к ним подключаются посредством многоразрядной шины блоки входов и выходов. Отдельно стоящий блок питания, панель управления, индикации и огромное количество проводов, идущих ко всем управляемым объектам, к ним относятся и датчики. Такая система дешевая, но из-за большого числа соединительных проводов она покажется трудной в монтаже и громоздкой, а схемы трудночитаемые. Но зато самой надежной и масштабной по площади. Модули могут соединяться через RS-485, LAN, COM.

Передача данных в низкочастотном диапазоне. Такой вид связи экономичен в плане количества проводов и материальных средств, но менее надежен из-за подверженности помехам от высоковольтных источников и потребителей.

Варианты конфигураций систем

Человек постоянно стремился к совершенству. Поэтому наверное, каждых хочет иметь минимально по габаритам, но при этом максимально функциональное устройство управлением всеми органами умного дома. Как правило, таким устройством является пульт ДУ. Но он не сделает ваш дом умным, потому что это понятие в первую очередь подразумевает автоматизм, самоконтроль и жесткость управления. Поэтому пульт ДУ будет использоваться для непосредственного управления.

Главным модулем будет являться центральный контроллер. Он, по сути, будет только лишь управлять дискретными входами и выходами. Но у него в ПЗУ имеется программа, в которой запускаются и останавливаются таймеры, используются константы и переменные данные, полученные с цифровых и аналоговых входов. При программировании на включение на определенное время будут контролироваться концевые выключатели конечного положения, при срабатывании которого, воздействие снимется, и таймер запустится заново. А если вам необходимо знать конкретное положение створок, то схемы имеют датчики положения, которые выдают на контроллер цифровой или аналоговый сигнал о текущем состоянии.

«Идеальным вариантом для осуществления программирования и наладки контроллера будет наличие в нем Wi-Fi приемопередатчика. Посредством него с любой точки умного дома можно осуществить управление, контроль и настройку параметров управляющей программы или текущего состояния.»

Если система должна управлять микроклиматом в каждой комнате, то не исключены промежуточные выносные блоки управления, термо выключатели и прочие комплектующие. Интерфейсом может быть в сверхнадежных система оптоволокно, в более дешевых RS, а в средних LAN соединение. Но идеальным вариантом будет Wi-Fi. Это позволит по одному каналу осуществлять управление как с контролера, так и с ПК. Но такие системы будут довольно дороги, потому что потребуется высокопроизводительный процессор в каждом модуле. Поэтому исходя из материального соображения, лучшим вариантом для осуществления связи между выносными блоками управления станет RS-485.

Марки блоков управления

На рынке представлено много фирм производителей самых разнообразных устройств автоматизированных систем управления для «Умного дома». Одной из самых распространенных является немецкая компания Siemens. В ее ассортименте можно найти все что угодно для реализации намеченных задач. Эта компания характеризуется как одна из самых надежных и широкопрофильных. Фирма выпускает не только сложные контроллеры, но и комплектующие к ним: клеммники, дин-рейки, хомуты, соединители, выключатели.

Недостатками компании Siemens является:

• высокая стоимость;
• работа под специализированным программным обеспечением.

Следующей из мировых брендов является испанская компания Fagor. Она также производит сложные и простые модули, и комплектующие к ним, выключатели элементы индикации. Основным отличием этой фирмы является то, что все программное обеспечение свободно можно найти в интернете, как и документацию. Плюс, стоимость компонентов на порядок меньше.

«При желании автоматизированную систему для «Умного дома» можно спроектировать самостоятельно, но для этого необходимо обладать навыками программирования контроллерных систем и методов построения электрических цепей. Но лучше обратиться к специалистам.»