Cos'è una casa intelligente: principio di funzionamento e dispositivo + creazione del progetto e suggerimenti per il montaggio

Requisiti di installazione e sicurezza

In questo paragrafo considereremo come condurre il riscaldamento dell'acqua con le nostre mani.

Passaggio 1: progetto

Innanzitutto, seleziona lo schema appropriato e visualizzalo su carta. Considera le aree delle stanze, la posizione di radiatori, tubazioni, le loro dimensioni, ecc. Tale schizzo ti aiuterà a calcolare correttamente la quantità di materiali di consumo. Programmi speciali semplificheranno notevolmente tutti i calcoli.

Passaggio 2: accessori

Consideriamo brevemente cosa possono essere una caldaia, batterie e tubi.I tipi di unità di riscaldamento, a seconda del combustibile utilizzato, sono a gas, elettrici, a combustibile solido e combinati. Il preferito tra queste opzioni può essere giustamente chiamato dispositivi a gas. Le caldaie ad acqua sono dotate di una pompa (per uno schema di riscaldamento forzato per una casa privata) o senza di essa (circolazione naturale) ed entrambi i tipi possono essere installati con le proprie mani. L'unità a doppio circuito si è dimostrata valida, fornendo non solo calore in casa, ma anche acqua calda.

Le batterie in acciaio soddisferanno il prezzo, ma allo stesso tempo sono soggette a corrosione e, se si prevede di scaricare il liquido di raffreddamento, la durata sarà notevolmente ridotta. La ghisa, al contrario, può dirsi un materiale eterno. Si riscalda a lungo, ma mantiene anche caldo a lungo. Ma il peso elevato, l'aspetto non troppo attraente e il costo elevato hanno notevolmente ridotto la popolarità di questo materiale. Le batterie in ghisa sono state sostituite da quelle in alluminio. Il loro aspetto è molto attraente, si riscaldano rapidamente e sono resistenti alla corrosione. Tuttavia, l'alluminio non tollera sbalzi di pressione. I resistori bimetallici sono famosi per la loro eccellente dissipazione del calore, tuttavia le proprietà anticorrosione rimangono le stesse dell'alluminio.

L'oleodotto ha perso il suo antico splendore a causa della breve vita operativa. È stato sostituito dal moderno polipropilene. Installazione semplice, capacità di creare un design "in un unico pezzo", costi ragionevoli e affidabilità: tutti questi sono vantaggi innegabili. Anche i tubi di rame hanno buone caratteristiche, ma non tutti possono permettersi il loro costo.

Passaggio 3: caldaia

Il riscaldamento dell'acqua in una casa privata è costruito in modo tale che il vettore sia riscaldato da una caldaia. Questo schema è il più ottimale in assenza di una fornitura centralizzata.Pertanto, quando si sceglie un luogo in cui installare la caldaia, è necessario tenere conto della posizione dell'ingresso del gasdotto o della presenza di cavi elettrici. Se stiamo parlando di un'unità a combustibile solido, è necessario eseguire un'installazione aggiuntiva del camino. Se si preferisce la circolazione naturale del liquido di raffreddamento, posizionare l'unità di riscaldamento in modo che la linea di ritorno sia il più bassa possibile. In questo caso, il seminterrato è l'ideale.

Passaggio 4: montaggio dei dissipatori di calore

Le batterie sono poste sotto le finestre o vicino alle porte. Il design di montaggio dipende dal materiale dei resistori e dal numero di sezioni. Più sono pesanti, più affidabile è la fissazione di cui hanno bisogno. Deve essere lasciato uno spazio di almeno 10 cm tra le batterie e i davanzali e più di 6 cm devono essere lasciati sul pavimento Installando valvole di intercettazione su ciascun elemento, è possibile regolare la quantità di liquido di raffreddamento nelle batterie, e la valvola dell'aria aiuterà a evitare ingorghi indesiderati.

Passaggio 5: cablaggio

La caldaia sarà il punto di partenza per l'installazione della condotta. In questo caso, dovresti aderire allo schema scelto e disegnato su carta. Se i tubi sono visibili, stiamo parlando di cablaggio aperto. Da un lato soffre il lato estetico, e dall'altro ogni perdita rimarrà in vista, e per sostituire l'elemento danneggiato non è necessario smontare la scatola. La tubazione può anche essere nascosta, murata nel muro, realizzata in cartongesso, ecc. In questa fase vengono collegate batterie, apparecchiature aggiuntive (pompa, filtri, unità di sicurezza, vaso di espansione, ecc.).

Soluzioni pronte e montaggio fai da te

Come realizzare una "Casa Intelligente" da soli? Al momento, esiste un'ampia scelta di opzioni per la creazione di un sistema: varie grandi aziende rilasciano nuovi prodotti e offrono le loro soluzioni e dispositivi. Considera diverse opzioni per implementare questo concetto.

Google Casa

Google sviluppa da molti anni l'idea di una casa intelligente e dispone di una famiglia di prodotti sulla base dei quali è costruito il sistema di controllo.

Colonna Google Home

L'insieme delle funzioni svolte dalla rubrica è molto ampio: con il suo aiuto puoi pianificare la giornata, ascoltare le notizie, utilizzare un motore di ricerca o giocare. Gestisce musica, radio, sveglie, timer e promemoria, consente di inviare messaggi a tutti i dispositivi di rete. Ma dovrai Russify da solo, le istruzioni possono essere trovate su Internet. Google Home supporta anche IFTTT, che consente di collegare vari dispositivi al sistema.

Dispositivo hub domestico

Control Center, che è una colonna per comunicare con l'assistente vocale Assistant, integrata da uno schermo. Il dispositivo non è dotato di telecamera per aumentare il senso di comfort e sicurezza dell'utente. C'è una modalità notturna: il dispositivo può trasmettere comandi che abbassano la luminosità della luce, la temperatura in casa e chiudono le serrature. È possibile controllare le funzioni da remoto tramite l'app Google Home.

Casa intelligente basata su ZigBee

L'autoregolazione del sistema Smart Home può essere effettuata anche tramite ZigBee. Si tratta di uno standard di comunicazione wireless attraverso il quale interagiscono tutti i dispositivi di una casa o di un appartamento. ZigBee produce moltissimi dispositivi: prese smart, lampadine, dimmer, sensori di movimento, sensori di controllo vari.Il leader tra i produttori di dispositivi che supportano lo standard ZigBee è l'azienda cinese Xiaomi.

Il funzionamento del sistema ZigBee viene effettuato utilizzando le seguenti tipologie di dispositivi:

• Coordinatori che gestiscono le attività di sistema e garantiscono la sicurezza dei processi.
• Router che funzionano costantemente e sono responsabili del funzionamento dei dispositivi in ​​modalità sospensione. Sono inoltre responsabili del recupero in caso di guasti. Si collegano al coordinatore, ai router, ai dispositivi periferici e alle apparecchiature per il trasferimento delle informazioni.
• Dispositivi finali responsabili dell'invio e della ricezione dei dati. Si collegano al coordinatore e ai router e sono anche collegati a sensori e meccanismi responsabili dell'esecuzione dei comandi.

Sensori popolari per Arduino

Arduino è una scheda microcontrollore programmabile con la quale puoi creare facilmente strumenti di automazione o robotica. Considera i sensori più popolari ad esso collegati.

sensore di ostacolo

È costituito da un fotodiodo e da un LED che emette e riceve segnali nello spettro infrarosso.

Sensore di distanza

Il sensore HC SR04 è costituito da un ricevitore e da un emettitore di onde ultrasoniche.

Sensori di pressione atmosferica

I sensori comuni BMP180, BMP280, BME280 possono essere utilizzati nei barometri elettronici.

Sensore di movimento

Il più comune è il modulo HC SR501, che offre la possibilità di regolare la velocità di risposta e il tempo di ritardo di risposta.

Sensore di luce.

Popolare per la sua semplicità e affidabilità.

Sensore di perdite

Il modulo è composto da un sensore e un comparatore La scheda del comparatore ha un resistore che controlla la sensibilità del sensore.

Sensore di umidità

Composto da elettrodi e comparatore. Può essere utilizzato per determinare l'umidità del suolo negli impianti di irrigazione automatici.

31 marzo - Pacchetto da Wiren Board

Finalmente il pacco è arrivato con tutti i pezzi di ferro intelligenti che userò. Ecco l'elenco:

Che cos'è un controller per la casa intelligente?

Un controller per la casa intelligente è un dispositivo che gestisce tutti i consumatori, gli elettrodomestici e invia anche un rapporto al proprietario sullo stato di questi consumatori. È guidato da sensori di temperatura, aria, luce per controllare i sistemi di illuminazione, riscaldamento, condizionamento. Può essere programmato per eseguire varie azioni nel tempo, secondo una pianificazione temporale. Oltre alla modalità offline, il controllore può essere contattato tramite un'apposita interfaccia (rete informatica, operatore mobile o rete radio) e controllare i dispositivi manualmente.

Elettrodomestici controllati dal controller del sistema casa intelligente

È necessario selezionare il controllore a seconda di come si vuole costruire l'architettura del sistema di controllo.Ad esempio, esistono due tipi di sistema di governance: centralizzato e decentralizzato. Il cuore del sistema di controllo centralizzato è un unico controller centrale ad alte prestazioni che gestisce tutti i consumatori (dispositivi) e le utenze della casa.

Nel caso del controllo decentralizzato, il sistema intelligente per la casa intelligente è costituito da diversi controller più semplici, ognuno dei quali ha la funzione di controllare un'area specifica: una stanza e tutti gli elettrodomestici in essa contenuti, gruppi di illuminazione separati in tutta la casa, un determinato scopo domestico elettrodomestici, ecc. (controllori regionali).

Il controller centrale per un moderno sistema di casa intelligente è un computer racchiuso in una piccola custodia di plastica con il proprio sistema operativo (sistema operativo), RAM e molti componenti elettronici per la commutazione (controllo) dei segnali: relè elettronici, chiavi terstor, ecc.

Una delle configurazioni del controller domestico centrale del sistema casa intelligente (modulo di trasmissione wireless integrato, porte USB, COM, Ethernet)

Inoltre, a seconda della configurazione, può essere presente un modulo GSM integrato per il controllo remoto tramite telefono cellulare, un trasmettitore Wi-Fi per il controllo dell'impianto da qualsiasi punto della casa e un'interfaccia grafica touch o pulsanti (schermo LCD). Inoltre, connettori per il collegamento a un computer e/o apparecchiature di rete: Ethernet, USB.

Un tale controller è in grado di controllare apparecchiature intelligenti come frigoriferi, forni a microonde, servizi pubblici, ecc.(se tale funzione è prevista nella tecnica stessa), anche riportando al proprietario dati come la temperatura nel frigorifero, chiamate ingresso-uscita linea telefonica, e molto altro.

Un controller regionale, un modulatore input-output discreto, è un'unità di controllo elettronica logica a bassa potenza che implementa la tecnologia della casa intelligente (in confronto, la frequenza del microprocessore CK è di circa 500 MHz, l'RK è di circa 50 MHz), come un regola, non ha un sistema operativo ed è personalizzabile sistematicamente. Può essere configurato per qualsiasi scenario elementare a tempo o da segnali provenienti da determinati sensori.

Controllore programmabile del sistema smart home con interfaccia (connettore per la connessione alla rete) Ethernet

Gestisce compiti ed eventi elementari. Ad esempio, un sensore di luce ad esso collegato emette un segnale (quando fa buio); il controllore invia un segnale al relè o al gruppo esecutivo per il controllo dell'illuminazione. Avvisa anche il proprietario di ogni azione. In altre parole, un modulatore I/O discreto è una sorta di relè elettronico programmabile intelligente.

Tale dispositivo è costituito anche da componenti elettronici per la commutazione di rete e da una parte intelligente: un microprocessore con memoria. Esso (a seconda del produttore e della configurazione) può avere USB, un'interfaccia Ethernet e altre porte per il controllo, la programmazione e la segnalazione al proprietario.

Strategia del sistema di riscaldamento intelligente

Non c'è bisogno di parlare di nuovo di quanto sia ambigua la questione del riscaldamento dei locali residenziali.È direttamente correlato al costo del consumo di energia e questi costi gravano in modo significativo sul bilancio familiare.

Pertanto, la strategia del riscaldamento "intelligente" è un argomento davvero importante e utile, non solo per considerarlo, ma anche per cercare di metterlo in atto.

È sufficiente impostare il parametro della temperatura su un termostato separato e il riscaldamento "intelligente" farà tutto il lavoro necessario per fornire al proprietario dell'appartamento (casa privata) condizioni confortevoli

Se applichi la strategia della casa intelligente all'impianto di riscaldamento nella sua interezza, ci sono tutte le possibilità di ridurre notevolmente i costi. Il controllo preciso dei consumi e la distribuzione razionale della risorsa termica contribuiranno al risparmio.

La strategia della casa intelligente in relazione al sistema di riscaldamento è stata calcolata e testata nella pratica. Il risultato promette il carattere di massa di un tal approccio.

Schema di riscaldamento domestico intelligente e sistemi di controllo, foto e video

Un edificio intelligente di per sé implica un edificio per uffici o negozi efficiente sotto il profilo delle risorse, che consuma in modo pratico e corretto tutte le fonti di miglioramento della vita utilizzate. Smart home - fornitura di calore, energia elettrica e altro, oltre a un moderato impatto sull'ambiente esterno.

In altre parole, un edificio di questo tipo si distingue per l'ideale produzione, stoccaggio e gestione dell'energia in un progetto domestico. Oggi, le case efficienti in termini di risorse possono essere non solo case di campagna, case fuori città o agriturismi attrezzati, ma anche appartamenti tradizionali.

Tipo di sistema di casa intelligente

In condizioni di forti sbalzi di temperatura durante tutto l'anno, la questione della fornitura di calore ai locali residenziali è piuttosto importante.La maggior parte dei residenti si lamenta del fatto che durante la stagione fredda, le batterie di riscaldamento forniscono pochissimo calore e quando arriva il calore, si riscaldano al massimo. Alla fine, quello che succede è che le persone pagano più del dovuto per ciò di cui non hanno bisogno. Se il tuo impianto di riscaldamento è in ordine, ma non hai familiarità con questo fenomeno non molto piacevole per sentito dire, allora non sarà fuori luogo per te imparare come può essere attrezzato l'impianto di riscaldamento in una casa intelligente.

Specifiche della fornitura di calore intelligente

Il concetto stesso di casa intelligente in relazione alla fornitura di calore implica una vita confortevole di una persona in una stanza costantemente calda con costi bassi. Ciò significa che anche l'impianto di riscaldamento dovrebbe essere progettato in modo tale da non dover pagare nuovamente per qualcosa che non si utilizza. Tuttavia, per qualsiasi accordo, in particolare una fornitura di calore redditizia ed efficiente in termini di risorse, è solo necessario investire materialmente, ma è comunque necessario non dimenticare che una tale decisione sarà presto pienamente giustificata!

Quindi, l'uso dell'automazione per il funzionamento di un sistema di riscaldamento domestico intelligente è il principio base per creare condizioni di vita confortevoli, e anche per risparmiare carburante, a condizione che l'automazione stessa, insieme ai componenti di controllo, sia correttamente selezionata e utilizzata. Lo stesso può esistere nel caso di attività produttiva congiunta di una caldaia per riscaldamento con un centro di controllo: con l'ausilio di un'interfaccia di comunicazione e di strumenti di sicurezza della caldaia, si realizza la fornitura di calore.

Circuito di riscaldamento per una casa intelligente

Il sistema stesso cambia la temperatura della fornitura di calore, osservando gli indicatori di sensori specializzati nella stanza.

In particolare, questa opzione è adatta per una casa di campagna.La soluzione ottimale qui è la regolazione della temperatura del termovettore di riscaldamento.

Una direzione promettente nell'organizzazione

D'altra parte, ci sono molti altri modi per organizzare la fornitura di calore in una casa intelligente. Ad esempio, il sistema potrebbe dipendere dal tempo fuori dalla finestra. Questo approccio presuppone la presenza non solo di un sensore progettato per misurare la temperatura specificatamente nella stanza, ma anche di un sensore focalizzato su indicatori di temperatura esterni. Per mantenere accuratamente il funzionamento di tale riscaldamento, è meglio utilizzare due contatori esterni.

Schema di gestione del controllo

Il principio di funzionamento del rispettivo regolatore è considerato la curva della temperatura del termovettore rispetto alle condizioni atmosferiche. In altre parole, quando fuori dalla finestra esce freddo, l'acqua nell'impianto si riscalda e quando è calda dall'esterno, si congela. Il segno di +20 sulla scala Celsius può essere preso come punto di base per il vettore di calore, in modo che in esso la temperatura del sistema, in senso figurato, sia uguale alla temperatura esterna e la produzione di calore in eccesso e il riscaldamento dell'ambiente terminano .

Per avvicinarsi al livello di comfort riscaldamento in una casa intelligente, è possibile regolare il riscaldamento in modo che la temperatura dell'appartamento abbia caratteristiche locali. In altre parole, nei singoli luoghi può essere corretto rispetto a quello impostato da un sensore esterno. Se in uno degli ambienti sono presenti molte persone che, per reali motivi, riscaldano l'ambiente, il sistema può calcolare l'aumento di temperatura in questa zona, confrontarlo con quello impostato sulla centralina climatica, quindi ripartire il calore attorno al appartamento secondo la regolazione degli indicatori in questa stanza.

Allo stesso modo, la disposizione prevista del sistema di riscaldamento in un edificio intelligente può sicuramente essere definita una direzione promettente per creare comfort nella tua casa e anche ridurre i costi monetari per pagare la fornitura di calore.

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Il principio di funzionamento di una casa intelligente

L'elemento chiave del sistema è il controller. Raccoglie e analizza i segnali provenienti da tutti i sensori situati nell'appartamento. Il suo lavoro non si ferma mai.

Il controller ti consente di controllare tutti i gadget collegati in tempo reale e di programmare un lancio ritardato. È sufficiente impostare i parametri necessari sul sistema una volta e li supporterà costantemente.

Ma con tutti i vantaggi, tali apparecchiature presentano anche una serie di svantaggi. Come ogni tecnica, può fallire e bloccarsi. Pertanto, potrebbe essere necessario riavviarlo e riconfigurarlo. A volte questo richiede il coinvolgimento di professionisti.

In base al tipo di trasmissione del segnale proveniente dai sensori, i sistemi si dividono in cablati e wireless. Nel primo caso, tutti i componenti sono collegati tra loro tramite cavi. I sistemi cablati sono caratterizzati da affidabilità, elevata velocità di risposta e lunga durata. Nei complessi wireless, il segnale viene trasmesso su un canale radio dedicato. Ciò consente di semplificare e velocizzare l'installazione della struttura.

In base al metodo di controllo, le case intelligenti si suddividono in:

1. Centralizzato. Tutte le informazioni vengono raccolte in un modulo logico. Il suo ruolo è spesso svolto dal controller, che dispone di un gran numero di input.Su di esso viene scritto un programma, con l'aiuto del quale vengono controllati i dispositivi. Questo design consente di creare scenari complessi per il funzionamento delle apparecchiature.

2. Decentralizzato. Ogni dispositivo è dotato di un microprocessore separato. Se un elemento si guasta, il resto continua a funzionare normalmente. I sistemi decentralizzati sono affidabili e durevoli.

3. Combinato. Sono costituiti da un'unità centrale e diversi moduli di controllo decentralizzati. Questo design è facilmente personalizzabile e quindi oggi è preferito dalla maggior parte dei produttori.

Le case intelligenti possono essere classificate anche in base al tipo di protocollo: aperte e chiuse. Un protocollo è un linguaggio attraverso il quale tutti i dispositivi comunicano tra loro. La maggior parte dei produttori lavora con un protocollo aperto. Quelle aziende che vogliono ridurre il costo dei loro prodotti e implementare soluzioni non standard utilizzano un protocollo chiuso.

Tipi di sistemi

Puoi realizzare una casa intelligente secondo schemi diversi, a seconda del tipo di apparecchiatura e del protocollo di comunicazione. I sistemi software e hardware per le case intelligenti sono suddivisi condizionatamente in diversi tipi.

Cablato

senza fili

Soluzioni centralizzate

decentralizzato

Rete con protocolli aperti

Apparecchiatura a protocollo chiuso

Elementi principali e sensori:

• blocco principale (potrebbe non essere in uno schema decentralizzato);
• sensori di perdite d'acqua;
• sensori di fumo;
• sensori di temperatura;
• sensori di movimento e di luce;
• telecamere di sorveglianza;
• ventilazione domestica intelligente;
• sistema di apertura/chiusura a distanza delle tapparelle;
• gestione dei media;
• dispositivi di controllo per il riscaldamento, l'elettricità e l'approvvigionamento idrico;
• potrebbero esserci trasmettitori di informazioni dai contatori dell'acqua e dell'elettricità (tali progetti sono implementati, ad esempio, da Mosca nell'ambito dell'introduzione di innovazioni nel settore dell'edilizia abitativa e dei servizi comunali);
• gateway software o hardware per la connessione esterna e il controllo e la trasmissione di segnalazioni al proprietario;
• prese e interruttori intelligenti;
• allarme.

In una serie di schemi, sensori e altri elementi fungono da gateway per la trasmissione di un segnale wireless ai dispositivi di rete vicini.