O que é uma casa inteligente: princípio de funcionamento e design + dicas de criação e montagem de projetos

Numerosos sistemas de engenharia, unidos sob o nome comum “Smart Home”, proporcionam aos usuários um alto nível de conforto e segurança.Mas existem centenas de variedades desses equipamentos, e todas resolvem problemas radicalmente diferentes.

Vamos tentar entender todos os meandros juntos e entender o que é uma casa inteligente, e depois passar para etapas práticas para melhorar o conforto da sua estadia. Porque componentes caros não deixam margem para erros.

O que é esse sistema?

Qualquer conjunto de eletrônicos fabricado para uma casa inteligente é um equipamento de alta tecnologia. Projetado para controle automatizado e, na maioria das vezes, centralizado, gerenciamento flexível e preciso das atividades dos sistemas de comunicação de um apartamento ou casa.

Recursos básicos de uma casa inteligente

Blocos de comando inteligentes de uma casa inteligente são capazes de criar um microclima ideal em um apartamento ou casa.

Além disso, para resolver este problema, todos os dispositivos de aquecimento, condicionadores de ar, sistemas split, filtros, ozonizadores e outros produtos similares são controlados.

A essência do processo é a seguinte: centros de controle equipados com processadores recebem os resultados das medições da composição química do ar, sua temperatura, umidade e dão sinais aos elementos estruturais necessários.

Assim, se o ambiente precisar ser resfriado, é dado um comando para ligar o ar condicionado e, ao mesmo tempo, todos os equipamentos de aquecimento são desligados, caso algum esteja funcionando. Ou seja, os blocos de comando dos sistemas também fornecem coerência a todos os processos em execução.

Leia mais sobre como funciona o sistema de controle climático e as características de sua seleção. Avançar.

Os modernos sistemas inteligentes para instalações são kits de automação que podem melhorar significativamente o padrão de vida, além de proporcionar uma economia de energia de impressionantes 30-40%. Mas é preciso lembrar que devido ao custo considerável do equipamento, a compra terá retorno após muitos anos de uso ativo.

Em geral, a “Smart Home” na sua configuração avançada é capaz de controlar simultaneamente várias centenas de dispositivos relacionados aos sistemas:

• iluminação, tanto interna quanto externa;
• fontes de energia de emergência, que podem ser baterias ou geradores;
• controle de consumo de energia;
• aquecimento, resfriamento de ar;
• aquecimento de elementos individuais do edifício (ralos pluviais, degraus);
• abastecimento de água;
• sistema de esgoto;
• filtração;
• identificação de situações de emergência (vazamentos de gás, vazamentos de água, problemas na rede elétrica);
• monitoramento.

O controle de alarme também pode ser realizado, câmeras de vigilância e diversos outros equipamentos, que incluem até cortinas, janelas, televisores, equipamentos de áudio e vídeo, localizados em todo o apartamento ou casa.

A funcionalidade e outras características de qualquer sistema inteligente podem ser adaptadas a quaisquer condições, o que criará um sistema de controle flexível para todos os eletrodomésticos, aparelhos de aquecimento, ar condicionado, iluminação e todos os outros equipamentos.

Os processos em si podem ser populares e raros, únicos, por exemplo, os primeiros incluem controle de temperatura, brilho da iluminação e muitos outros.

A segunda categoria inclui a configuração de fluxos individuais de ar quente ou frio.Por exemplo, capaz de aquecer os pés dos usuários que assistem a programas de TV nas noites de inverno.

A peculiaridade dos modernos sistemas domésticos inteligentes é que com a ajuda deles é possível definir diferentes modos em todos os cômodos de um apartamento ou casa. Por exemplo, a temperatura no berçário pode ser a mais alta e no corredor a mais baixa, pois praticamente não necessita de aquecimento.

Ao mesmo tempo, o sistema pode combater regularmente a alta umidade no banheiro e a poluição do ar na cozinha.

A eletrônica também pode levar em conta muitas pequenas coisas úteis. Por exemplo, pode fornecer automaticamente uma temperatura mais elevada no quarto à noite do que pela manhã, uma vez que tais características contribuem para um descanso adequado e um despertar fácil.

Sistemas complexos capazes de gerenciar todos os processos importantes são considerados os mais eficazes.

Mas os conjuntos de equipamentos mais simples que executam apenas uma função também possuem as características de uma casa inteligente. Por exemplo, isso inclui um processador que controla ligar/desligar um aquecedor instalado em uma dacha.

Instalado na rede elétrica Obscuro, que regula o brilho das lâmpadas e ao mesmo tempo reduz o consumo de energia, também se aplica a equipamentos inteligentes.

Como funciona e se estrutura o sistema?

Vamos tentar entender como funciona o sistema de casa inteligente hoje em dia e como ele é. A base de qualquer conjunto de equipamentos inteligentes é o processador, que é um computador bastante poderoso e moderno.

Sua eficácia é garantida por softwares com dezenas ou até centenas de modos predefinidos, que estão entre os mais populares.

Como resultado, em muitos casos, os usuários simplesmente precisarão inserir os parâmetros necessários, por exemplo, temperatura, etc. e ative o programa desejado.

A seguir, a central realizará o controle comparando os valores reais com os programados. Todas as informações necessárias provêm dos controles internos dos equipamentos incluídos no sistema, controladores, sensores, que estão instalados em cada sala.

O princípio básico de funcionamento de qualquer sistema inteligente é garantir comodidade, flexibilidade e facilidade de gerenciamento de todos os equipamentos localizados na habitação. Isso é feito para minimizar a necessidade de participação do usuário, aumentar a eficiência, a relação custo-benefício e a segurança operacional. Ou seja, o usuário deve receber benefício e prazer das atividades do sistema, sem prestar quase nenhuma atenção a ele

Caso os dados recebidos em tempo real não correspondam aos estabelecidos, a central emite os comandos apropriados para realizar os ajustes. Além disso, todos garantem a operação coordenada do equipamento.

Ou seja, para aumentar a temperatura do ambiente desejado, primeiro desliga-se o ar condicionado e só depois liga-se o equipamento de aquecimento. Isso permite economizar até 40% de eletricidade e também elimina a perigosa carga crítica na rede.

Tipos de casa inteligente

Os fabricantes levam em consideração as necessidades das diferentes categorias de usuários, por isso o mercado está saturado de diversos tipos de equipamentos inteligentes.

É assim que acontece:

• com fio;
• sem fio.

No primeiro caso, a unidade de comando, sensores atuadores, servomotores, controladores e demais elementos estruturais são conectados entre si por fios.

A vantagem deste método é a alta exatidão na execução dos comandos. Isto significa que praticamente não há possibilidade de sobrecarregar o barramento de transmissão com um grande número de sinais. Além disso, os fios de fibra óptica proporcionam alta velocidade de recall.

A desvantagem mais importante é a complexidade da instalação, uma vez que um grande número de fios deve ser colocado e escondido da vista.

Isto também acarreta custos adicionais significativos para os materiais de construção necessários, pelo que o momento ideal para instalar sistemas com fios é realizar renovações nas instalações.

E também, colocar fios exige muito trabalho, então muito tempo é gasto nesse procedimento.

Qualquer casa dispõe de equipamentos que permitem resolver vários problemas - aquecer as instalações, iluminá-las, garantir a segurança, etc. E uma casa inteligente é capaz de lidar com todas as funções listadas ou controlar cada uma delas separadamente. Além disso, qual método será ideal deverá ser decidido pelo usuário em cada caso individual. Isto também indica que as vantagens importantes de qualquer sistema inteligente são flexibilidade, adaptabilidade

Os tipos de equipamentos sem fio diferem porque a comunicação entre os elementos estruturais é realizada por meio de sinais de rádio, para os quais são utilizadas comunicações adequadas.

Uma vantagem importante desta opção de equipamento é a facilidade de instalação. Durante o qual não há necessidade de alterar o design das instalações ou gastar dinheiro com materiais de construção, o que torna a instalação um procedimento fácil e rápido.

A principal desvantagem dos sistemas sem fio é o método de comunicação entre os componentes.Como os sinais de rádio limitam significativamente sua funcionalidade, as baterias terão que ser substituídas com bastante frequência, o que é inconveniente e representa uma despesa regular.

Outra classificação dos sistemas Smart Home por tipo de controle - pode ser uma opção centralizada ou descentralizada.

Embora a centralização do controle seja uma das vantagens mais importantes de qualquer conjunto desses equipamentos e na maioria dos casos pertença a este tipo, os sistemas descentralizados também têm direito à vida.

A razão é que este método permite neutralizar as consequências da falha de qualquer componente individual de uma casa inteligente.

Além disso, a utilização de subsistemas com diversas unidades de controle permite aumentar a confiabilidade das principais funções.

Por exemplo, se o proprietário de uma instalação deseja protegê-la de forma confiável contra entrada não autorizada, então usar dois sistemas descentralizados é uma solução mais prática do que um sistema centralizado.

Muitas pessoas acreditam que o controle centralizado de todos os equipamentos domésticos é uma vantagem e um recurso importante de uma casa inteligente. Mas esta afirmação nem sempre é verdadeira, uma vez que sistemas descentralizados individuais podem aumentar a segurança, fiabilidade e eficiência do controlo inteligente. Por exemplo, é benéfico separar os sistemas de segurança (conforme indicado na foto) e os sistemas de detecção de emergência.

A principal desvantagem de usar vários sistemas domésticos inteligentes ao mesmo tempo é a dificuldade de configuração e ajuste.

Isso acontece porque o número de componentes aumenta – cada sistema descentralizado possui um processador separado, o que muitas vezes cria confusão quando eles interagem ou são controlados pelo usuário. Essa característica também acarreta aumento no custo do conjunto de equipamentos.

Como resultado, recomenda-se que os sistemas descentralizados sejam utilizados apenas em certos casos, quando as vantagens superam claramente os aspectos negativos.

Uma característica importante é a divisão em tipos de protocolos, que são:

• abrir;
• fechado.

A primeira categoria inclui sistemas controlados por meio de uma linguagem utilizada por diferentes fabricantes.

As vantagens deste tipo de equipamento são funcionalidade, acessibilidade e versatilidade, o que proporciona uma seleção impressionante de componentes que podem ser incluídos na composição. Mas muitas vezes terão primeiro que ser adaptados para uso conjunto, o que, no entanto, não exclui falhas

Sistemas fechados são aqueles controlados em uma linguagem criada e utilizada por apenas um fabricante, o que possibilita incluir no kit apenas componentes desenvolvidos e fabricados por ele.

Isso reduz a funcionalidade e versatilidade, mas garante um alto grau de compatibilidade de dispositivos e dispositivos.

Diagrama do sistema de controle inteligente

Qualquer conjunto de equipamentos para uma casa inteligente é semelhante a um conjunto de construção a partir do qual você pode criar o que quiser.

Portanto, é improvável que um usuário que queira montar qualquer tipo em casa encontre um esquema adequado às suas condições de vida.Por exemplo, uma opção padrão para um apartamento de 3 assoalhadas ou para uma casa com determinada área e número de pisos.

Quaisquer instalações têm características próprias e os seus proprietários têm preferências e orçamento próprios. Como resultado, vários órgãos de controle e elementos executivos são utilizados

Você mesmo deverá traçar o diagrama necessário ou com a ajuda de especialistas. As exceções podem ser as opções mais simples de casa inteligente ou sistemas descentralizados, que também não são muito complexos.

Um exemplo poderia ser um diagrama de instalação de um dimmer em uma rede elétrica e trabalho em conjunto com ele sensor de movimento, uma vez que é padrão e, portanto, igual em todos os casos.

Quem deseja montar um sistema inteligente por conta própria deve saber que deve ter certas habilidades e conhecimentos, e em diversas áreas. Por exemplo, a foto mostra uma interface gráfica que permite gerenciar, controlar e obter as informações necessárias. E é criado para cada caso separadamente, utilizando o método de programação

Mas mesmo neste e em casos semelhantes, é recomendável entrar em contato com especialistas. A razão é que todos os sistemas operam com eletricidade e alguns erros graves podem causar incêndios, choques elétricos e danos a elementos estruturais caros.

Recomendações para automontagem

Como o custo dos sistemas inteligentes é caro e sua instalação trará custos adicionais, e consideráveis ​​​​(até 50% do custo de um conjunto de equipamentos), sua instalação independente ajudará a economizar significativamente.

E esse trabalho também é divertido, então montar uma casa inteligente com as próprias mãos, começando pela criação do projeto, pode ser considerado um hobby.

Um dos conselhos mais importantes para quem quer montar sozinho um sistema inteligente é que o início dos trabalhos deve ser precedido da elaboração de um projeto. Pois ajudará a identificar muitas características, sutilezas e, portanto, evitar erros

Mas deve ser entendido que nem todo usuário disposto é capaz de instalar tal sistema de forma independente - para fazer isso, você precisa ter todo um conjunto de conhecimentos e habilidades.

Que incluem:

1. Capacidade de trabalhar com aparelhos elétricos. Além disso, nesta área é necessário ter amplo conhecimento, por exemplo, conhecimentos básicos como a habilidade de conectar de forma confiável elementos estruturais e cabos entre si. Você também precisará de habilidades na montagem de painéis elétricos, compreensão dos princípios de controle de aparelhos elétricos modernos e outras coisas semelhantes. O conhecimento das normas de segurança também é obrigatório.
2. Habilidades de programação, e para vários sistemas operacionais. Eles são necessários porque cada vez que um sistema inteligente for instalado, será necessário criar uma interface gráfica, com a qual será realizado um maior controle.
3. Conhecimento dos princípios de construção de sistemas de automação modernos. Ou seja, você precisa pelo menos entender os tipos de controladores, suas entradas/saídas, entender quais sensores e outros equipamentos podem ser usados ​​com eles, etc.
4. Compreender os algoritmos operacionais do sistema como um todo e todas as suas partes individuais.

Se todos os conhecimentos e habilidades listados estiverem disponíveis, você precisará prosseguir para os procedimentos preparatórios. Para começar, é importante determinar as tarefas que um conjunto de equipamentos deve resolver.

Um ponto importante ao montar você mesmo uma casa inteligente é a necessidade de uma instalação de alta qualidade.Se isto for ignorado, o resultado pode ser o funcionamento incorreto de todo o conjunto de equipamentos, redução da segurança contra incêndio, etc.

Então você precisa descobrir se é tecnicamente possível implementar isso - se a rede elétrica pode suportar isso, se as características dos componentes são suficientes. Além disso, o alojamento deve ser inspecionado para identificar locais para instalação. Você também precisa entender se tem dinheiro suficiente para comprá-lo.

E depois disso, você pode começar a criar um rascunho funcional do futuro sistema.

Se um levantamento das instalações para identificar os locais ideais para a instalação de peças individuais do kit casa inteligente ainda puder ser feito por você mesmo, sem ter as habilidades e experiência no assunto, então o desenvolvimento do projeto só deve ser realizado com conhecimento do assunto.

Em casos de falta de experiência e incerteza nas próprias capacidades, é melhor consultar especialistas antes ou depois do procedimento para realizar uma verificação. Isso reduzirá a probabilidade de erros e subsequentes perdas financeiras e outros problemas.

Mesmo que existam muitas habilidades e conhecimentos práticos, é recomendável começar a se familiarizar com sistemas inteligentes com as opções mais simples.

Ou seja, você deve adquirir um kit que inclua um controlador, um conjunto de sensores e outros equipamentos que permitam resolver qualquer problema importante.

Por exemplo, monitorar a ocorrência de vazamentos de água, realizar videovigilância ou ajustar o brilho das luzes. E então entenda completamente todos os recursos.

A abordagem descrita permitirá que você ganhe experiência prática, encontre especialistas qualificados que possam prestar uma assistência eficaz e, além disso, evitar perdas financeiras significativas, mesmo que o interesse pelo sistema inteligente desapareça ou algo não corra conforme o planejado.

Se você decidir montar o sistema sozinho, precisará começar com as opções mais simples. Isso permitirá que você ganhe experiência e entenda se deseja continuar fazendo esse tipo de trabalho, enquanto os custos serão mínimos.

Mesmo para a primeira tentativa independente de montar um sistema inteligente, é aconselhável adquirir equipamentos controlados por controladores da Beckhoff, Siemens, ARIES e outros semelhantes. Porque são livremente programáveis, fáceis de usar e adequados para resolver diversos problemas.

Se, junto com algum dos controladores listados, você utilizar um conjunto especial de software projetado para controlar o sistema a partir de um computador equipado com Windows, um tablet, um smartphone com iOS, Android, então será possível alterar facilmente os cenários.

E também transforme rapidamente a interface, remova desnecessários e adicione novos elementos de design.

Além disso, cada usuário pode fazer tudo isso de forma independente, mesmo com conhecimentos básicos de programação. Um exemplo de software de controle é o Easy Home, que pode funcionar com todos os sistemas operacionais populares listados acima.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O primeiro vídeo lhe dará a oportunidade de entender os recursos de uma casa inteligente, como e com o que esses sistemas simples estão equipados e como você pode fazer isso sozinho.

O vídeo a seguir também é dedicado à instalação de sistemas inteligentes com suas próprias mãos.

A automação inteligente moderna pode não apenas aumentar o conforto, mas também melhorar o padrão de vida de todos os moradores da casa. Mas, para fazer isso, você precisa entender o princípio de funcionamento de uma casa inteligente..

Caso contrário, o proprietário enfrentará não apenas decepção, mas também perdas financeiras significativas. Já que os kits funcionais custam muito dinheiro.

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