Как сделать свой дом более «умным»

Как «умные» дома делают нашу жизнь легче?

Если вы не являетесь владельцами «умных» домов, то вам с большой вероятностью знакома ситуация, когда после тяжелого рабочего дня вы мечтали получить чашку бодрящего кофе прямо на пороге. Но вам приходилось по прибытию наливать в чайник воды, ставить его разогреваться, а затем следить за ним пока не закипит, и этот процесс утомлял еще больше. Теперь мы имеем возможность вскипятить воду даже не находясь дома: пока мы в дороге домой можем с помощью смартфона дать smart-чайнику команду кипятить воду через интернет и благодаря встроенным датчикам в устройство нам не придется следить за температурой, а дома вам останется лишь залить кофейный раствор кипятком и наслаждаться напитком. И это лишь один из простых примеров как простые бытовые устройства, объединённые с сетью, становятся еще более эффективными. Конечно, еще пару лет назад «умные» дома небыли важным атрибутом для среднестатистического человека. Такую технологию могли себе позволить либо богачи, либо DIY-мастера, делающие что угодно из чего угодно. Сейчас же все кардинально изменилось. Такие атрибуты как «умная» колонка Amazon Echo уже являются верным ассистентом во многих домах не только на Западе, но и у нас. Причем функционал высокотехнологических устройств не ограничивается лишь контролем света или температуры. Ведь вы часто более ограничены тем, что было бы глупо и излишне, чем то, что вы на самом деле хотите сделать. Давайте разберемся с чего стоит начать!

Способы взаимодействия устройств друг с другом

При создании «умного» дома есть пару нюансов вроде способов взаимодействия устройств, энергоэффективность сети и прочее. Рассмотрим два самых популярных способов коммуникации устройств: Bluetooth и Wi-Fi. Первый изначально проектировался как беспроводной интерфейс с маленьким радиусом действия и медленной скоростью передачи данных по сравнению с другими видами коммуникации, но его главным преимуществом является малые затраты энергии. Благодаря этим характеристикам его используют для устройств вроде фитнес-браслетов, наушников, компьютерных мышек и клавиатур. А вот второй способ обладает как раз большим радиусом действия и скоростью, но при этом потребляет больше количество энергии. Такая передача данных эффективна больше всего в получениях данных из интернета в режиме реального времени, например, подключение к интернету ноутбука, смартфона или SmartTV. Передачу данных через Bluetooth обычно используют для управления со смартфона, но при подключении всех устройств к передатчику, который образует своеобразную сеть, управлять ими можно и через интернет. Каждый из этих типов передачи данных по-своему хорош для разных многофункциональных устройств, но проблема энергоэффективности снова постает перед нами, когда мы рассматриваем менее функциональные системы, например, управление лампочками, где есть только ВКЛ\ВЫКЛ. Даже при оснащении освещения передачей команд через Bluetooth, это все равно сильно скажется на оплате за электричество. Для этого случая был создан еще один протокол связи Z-wave, разработанный специально для автоматизации бытовой электроники, вроде, осветительных приборов или приборов отопления. Расход энергии меньше чем у Bluetooth и больше радиус действия чему Wi-Fi, но, соответственно, скорость передачи очень медленная, но для контроля освещения нам скорость не важна.

Основные компоненты «умного» дома

- Голосовой ассистент: Стоит признать, поначалу наличие виртуального помощника может вызвать некомфортные ощущения наличия кого-то чужого в своем доме, но это вполне нормально, и со временем это чувство быстро проходит, превратившись в наслаждение от забавного и довольно удобного контроля вещей голосовыми командами. Хорошим выбором с приемлемой ценой является Google Home Mini. Несмотря на недостаток в среднем качестве звука по сравнению с конкурентами, он легко покрывается преимуществами вроде компактности, IoT-совместимости, многофункциональности и приемлемой ценой. Такое устройство хорошо не только для управления подсоединенными в сеть устройствами, но и для быстрого поиска информации в интернете голосовыми командами и, если для вас качество звука не сильно принципиально, прослушивание музыки и подкастов. Ну и конечно, устройство сэкономит вам немного сил перед сном, предварительно выключив весь свет в доме и включив защитные системы одной лишь голосовой командой.

Видео-обзор:

- Умное освещение: Как было упомянуто в предыдущем абзаце, для управления светом нужен передатчик с поддержкой протокола Z-wave. Лучшим выбором для умных светильников будет набор Philips Hue, состоящий из трех LED RGB ламп (c потребляющей мощностью в 6.5W, световой отдачей в 800 люмен и сроком службы в 15000 часов) и управляющего контролера, который подключается к роутеру и образует своеобразную сеть. Благодаря такой системе можно не только отдаленно управлять системой освещения, но и задавать время включения и выключения, а также регулировать яркость лампочек в зависимости от освещённости в помещении.

Видео-обзор:

- Умный штекер: основная задача этих компонент лишь контроль подачи энергии к подсоединенным устройствам и их отключение от питания при условиях по умолчанию (например, перепады напряжения) или заданных пользователем. Отличным выбором будет TP-link's Kasa благодаря своей относительно не дорогой цене, энергоэффективности и возможности отслеживания с анализом использования энергии. В целом, не смотря на ограниченную функциональность (ВКЛ\ВЫКЛ подключенного устройства), как кажется на первый взгляд, это устройство является универсальным в использовании. Например, можно лишь просто экономно заряжать свой смартфон, а можно подключить к умному штекеру кондиционер и задать режим работы. Так в жаркие дни вам не придется оставлять рабочим кондиционер, пока вы отсутствуете дома, тем самым вы сэкономите большое количество энергии. Аналогично можно проделать с другими устройствами.

Видео-обзор:

Самодельные варианты «умных» устройств

Среди любителей самоделок популярными являются платформы Arduino, Raspberry Pi, Sparkfun и т.д. Благодаря этим платформам для создания «умных» устройств не нужны глубокие знания электроники и архитектуры микроконтроллеров. Достаточно лишь школьных знаний из электроники и базовых знаний языка программирования C++. Также вам не придется строить архитектуру периферии для вашего устройства, за вас это уже сделали производители специальных модулей, которые можно купить в любом магазине радиотехники. Если вы задумали простой проект по автоматизации, вроде системы автополива, то вам подойдет платформа Arduino. Если же вы задумали управлять этой системой по Интернету, то вы можете подключить к контроллеру специальный модуль ESP8266, который может автоматически подключатся к Wi-Fi роутеру. Или можете приобрести этот модуль на платформе NodeMCU, если вы не желаете разбираться с подключением к микроконтроллеру. А если вы желаете сделать намного более функциональный проект, вроде системы распознавания лиц, то вам подойдет платформа Raspberry Pi. Одноплатный мини-компьютер Raspberry Pi 3, несмотря на недешевую цену, является универсальной и очень мощной платой на базе 4-х ядерного ARM Cortex-A53 x64 с оперативной памятью в 1 ГБ и 40 свободных пинов для подключения периферии и встроенным Wi-Fi и Bluetooth модулем. Все эти платформы являются многогранными и по-своему особенными. Если вам интересна эта тема, в будущем вас ждут статьи по созданию самодельных «умных» устройств!