Was ist ein Smart Home: Funktionsprinzip und Gerät + Tipps zur Projekterstellung und Montage

Installations- und Sicherheitsanforderungen

In diesem Absatz werden wir uns überlegen, wie wir Wasser mit unseren eigenen Händen erhitzen können.

Schritt 1: Projekt

Wählen Sie zunächst das entsprechende Schema aus und zeigen Sie es auf Papier an. Berücksichtigen Sie die Flächen der Räume, die Position von Heizkörpern, Rohrleitungen, deren Abmessungen usw. Eine solche Skizze hilft Ihnen, die Menge der Verbrauchsmaterialien richtig zu berechnen. Spezielle Programme vereinfachen alle Berechnungen erheblich.

Schritt 2: Zubehör

Lassen Sie uns kurz überlegen, was ein Kessel, Batterien und Rohre sein können.Arten von Heizgeräten sind je nach verwendetem Brennstoff Gas, Elektro, Festbrennstoff und kombiniert. Der Favorit unter diesen Optionen kann zu Recht als Gasgeräte bezeichnet werden. Wasserkessel werden mit einer Pumpe (für ein Zwangsheizungssystem für ein Privathaus) oder ohne Pumpe (natürliche Zirkulation) geliefert, und beide Typen können mit Ihren eigenen Händen installiert werden. Bewährt hat sich das Zweikreisgerät, das nicht nur für Wärme im Haus, sondern auch für Warmwasser sorgt.

Stahlbatterien werden mit dem Preis gefallen, sind aber gleichzeitig korrosionsanfällig, und wenn Sie das Kühlmittel ablassen möchten, wird die Lebensdauer erheblich verkürzt. Im Gegensatz dazu kann man sagen, dass Gusseisen ein ewiges Material ist. Es heizt lange auf, hält aber auch lange Wärme. Aber das hohe Gewicht, das nicht allzu attraktive Aussehen und die hohen Kosten haben die Popularität dieses Materials erheblich verringert. Gusseisenbatterien wurden durch Aluminiumbatterien ersetzt. Sie sehen sehr ansprechend aus, erwärmen sich schnell und sind korrosionsbeständig. Aluminium verträgt jedoch keine plötzlichen Druckänderungen. Bimetallwiderstände sind bekannt für ihre hervorragende Wärmeableitung, die Korrosionsschutzeigenschaften bleiben jedoch die gleichen wie bei Aluminium.

Die Stahlrohrleitung hat aufgrund der kurzen Betriebsdauer ihren einstigen Glanz verloren. Es wurde durch modernes Polypropylen ersetzt. Einfache Installation, die Möglichkeit, ein "einteiliges" Design zu erstellen, angemessene Kosten und Zuverlässigkeit - all dies sind unbestreitbare Vorteile. Kupferrohre haben auch gute Eigenschaften, aber nicht jeder kann sich ihre Kosten leisten.

Schritt 3: Kessel

Die Warmwasserbereitung in einem Privathaus ist so gebaut, dass der Träger von einem Kessel beheizt wird. Dieses Schema ist am optimalsten, wenn keine zentrale Versorgung vorhanden ist.Daher sollte bei der Auswahl eines Installationsorts für den Kessel die Position des Einlasses der Gasleitung oder das Vorhandensein einer elektrischen Verkabelung berücksichtigt werden. Wenn es sich um eine Festbrennstoffanlage handelt, müssen Sie den Schornstein zusätzlich installieren. Wenn Sie die natürliche Zirkulation des Kühlmittels bevorzugen, platzieren Sie das Heizgerät so, dass die Rücklaufleitung möglichst tief liegt. In diesem Fall ist der Keller ideal.

Schritt 4: Montage der Kühlkörper

Batterien werden unter Fenstern oder in der Nähe von Türen platziert. Die Montageausführung ist abhängig vom Material der Widerstände und der Anzahl der Abschnitte. Je schwerer sie sind, desto zuverlässiger müssen sie fixiert werden. Zwischen Batterien und Fensterbänken sollte ein Abstand von mindestens 10 cm und zum Boden mehr als 6 cm gelassen werden.Durch die Installation von Absperrventilen an jedem Element können Sie die Kühlmittelmenge in den Batterien regulieren. und das Luftventil hilft, unerwünschte Staus zu vermeiden.

Schritt 5: Verdrahtung

Der Kessel wird der Ausgangspunkt für die Installation der Pipeline sein. In diesem Fall sollten Sie sich an das gewählte und auf Papier skizzierte Schema halten. Wenn die Rohre sichtbar sind, sprechen wir von einer offenen Verkabelung. Einerseits leidet die Ästhetik, andererseits bleibt jedes Leck sichtbar, und um das beschädigte Element auszutauschen, müssen Sie die Box nicht zerlegen. Die Rohrleitung kann auch versteckt, in der Wand eingemauert, aus Gipskarton usw. hergestellt werden. In diesem Stadium werden Batterien, zusätzliche Ausrüstung (Pumpe, Filter, Sicherheitseinheit, Ausdehnungsgefäß usw.) angeschlossen.

Fertige Lösungen und Do-it-yourself-Montage

Wie kann man selbst ein "Smart Home" machen? Im Moment gibt es eine große Auswahl an Optionen für den Aufbau eines Systems - verschiedene große Unternehmen veröffentlichen neue Produkte und bieten ihre Lösungen und Geräte an. Betrachten Sie mehrere Optionen zur Implementierung dieses Konzepts.

Google Home

Google entwickelt seit vielen Jahren die Idee eines Smart Home und hat eine Produktfamilie, auf deren Basis das Steuerungssystem aufgebaut ist.

Google Home-Spalte

Die von der Kolumne ausgeführten Funktionen sind sehr umfangreich: Mit ihrer Hilfe können Sie einen Plan für den Tag erstellen, Nachrichten hören, eine Suchmaschine verwenden oder Spiele spielen. Es verwaltet Musik, Radio, Alarme, Timer und Erinnerungen und ermöglicht es Ihnen, Nachrichten an alle Netzwerkgeräte zu senden. Sie müssen es jedoch selbst russifizieren, Anweisungen finden Sie im Internet. Google Home unterstützt auch IFTTT, mit dem Sie verschiedene Geräte mit dem System verbinden können.

Home Hub-Gerät

Control Center, eine Spalte für die Kommunikation mit dem Sprachassistenten Assistant, ergänzt durch einen Bildschirm. Das Gerät ist nicht mit einer Kamera ausgestattet, um das Gefühl von Komfort und Sicherheit des Benutzers zu verbessern. Es gibt einen Nachtmodus - das Gerät kann Befehle senden, die die Helligkeit des Lichts und die Temperatur im Haus verringern und die Schlösser schließen. Es ist möglich, Funktionen über die Google Home-App fernzusteuern.

Smart Home auf Basis von ZigBee

Auch die Selbstanpassung des Smart-Home-Systems kann über ZigBee erfolgen. Dabei handelt es sich um einen drahtlosen Kommunikationsstandard, über den alle Geräte in einem Haus oder einer Wohnung miteinander interagieren. ZigBee produziert viele Geräte: intelligente Steckdosen, Glühbirnen, Dimmer, Bewegungssensoren, verschiedene Steuersensoren.Führend unter den Herstellern von Geräten, die den ZigBee-Standard unterstützen, ist das chinesische Unternehmen Xiaomi.

Der Betrieb des ZigBee-Systems erfolgt mit folgenden Gerätetypen:

• Koordinatoren, die Systemaktivitäten verwalten und Prozesssicherheit gewährleisten.
• Router, die ständig arbeiten und für den Betrieb von Geräten im Ruhemodus verantwortlich sind. Sie sind auch für die Wiederherstellung im Fehlerfall verantwortlich. Sie verbinden sich mit dem Koordinator, Routern sowie Peripheriegeräten und Geräten zur Informationsübertragung.
• Für das Senden und Empfangen von Daten zuständige Endgeräte. Sie sind mit dem Koordinator und den Routern verbunden und sind auch mit Sensoren und Mechanismen verbunden, die für die Ausführung von Befehlen verantwortlich sind.

Beliebte Sensoren für Arduino

Arduino ist ein programmierbares Mikrocontroller-Board, mit dem Sie ganz einfach Automatisierungs- oder Robotik-Tools erstellen können. Betrachten Sie die beliebtesten Sensoren, die damit verbunden sind.

Hindernissensor

Es besteht aus einer Fotodiode und einer LED, die Signale im Infrarotspektrum aussenden und empfangen.

Abstandssensor

Der Sensor HC SR04 besteht aus einem Empfänger und einem Sender von Ultraschallwellen.

Luftdrucksensoren

Übliche Sensoren BMP180, BMP280, BME280 können in elektronischen Barometern verwendet werden.

Bewegungssensor

Am gebräuchlichsten ist das HC SR501-Modul, das die Möglichkeit bietet, die Reaktionsgeschwindigkeit und die Reaktionsverzögerungszeit einzustellen.

Lichtsensor.

Beliebt für seine Einfachheit und Zuverlässigkeit.

Leckagesensor

Das Modul besteht aus einem Sensor und einem Komparator.Die Komparatorplatine hat einen Widerstand, der die Empfindlichkeit des Sensors steuert.

Feuchtigkeitssensor

Besteht aus Elektroden und Komparator. Kann zur Bestimmung der Bodenfeuchte in automatischen Bewässerungssystemen verwendet werden.

31. März – Paket von Wiren Board

Endlich kam das Paket mit all den intelligenten Eisenstücken, die ich verwenden werde. Hier ist die Liste:

Was ist ein Smart Home Controller?

Ein Smart Home Controller ist ein Gerät, das alle Verbraucher und Geräte verwaltet und auch einen Bericht über den Zustand dieser Verbraucher an den Eigentümer sendet. Es wird von Temperatur-, Luft- und Lichtsensoren gesteuert, um Beleuchtung, Heizung und Klimaanlagen zu steuern. Kann so programmiert werden, dass im Laufe der Zeit verschiedene Aktionen gemäß einem Zeitplan ausgeführt werden. Zusätzlich zum Offline-Modus kann der Controller über eine spezielle Schnittstelle (Computernetzwerk, Mobilfunkanbieter oder Funknetzwerk) kontaktiert werden und die Geräte manuell steuern.

Vom Smart-Home-Systemcontroller gesteuerte Geräte

Die Auswahl des Controllers ist abhängig davon, wie Sie die Architektur des Steuerungssystems aufbauen möchten.Beispielsweise gibt es zwei Arten von Governance-Systemen: zentralisiert und dezentralisiert. Das Herzstück des zentralisierten Steuerungssystems ist eine einzelne Hochleistungs-Zentralsteuerung, die alle Verbraucher (Geräte) und Versorgungseinrichtungen im Haus verwaltet.

Bei der dezentralen Steuerung besteht das intelligente Smart-Home-System aus mehreren einfacheren Steuerungen, von denen jede die Funktion hat, einen bestimmten Bereich zu steuern - einen Raum und alle darin befindlichen Geräte, separate Beleuchtungsgruppen im ganzen Haus, einen bestimmten Haushaltszweck Haushaltsgeräte usw. (regionale Controller).

Die zentrale Steuerung für ein modernes Smart-Home-System ist ein Computer in einem kleinen Kunststoffgehäuse mit eigenem OS (Betriebssystem), RAM und vielen elektronischen Komponenten zum Schalten (Steuern) von Signalen: elektronische Relais, Terristor-Schlüssel usw.

Eine der Konfigurationen des zentralen Home-Controllers des Smart-Home-Systems (On-Board-Funkübertragungsmodul, USB-, COM-, Ethernet-Anschlüsse)

Je nach Konfiguration kann es auch ein integriertes GSM-Modul zur Fernsteuerung über ein Mobiltelefon, einen Wi-Fi-Sender zur Steuerung des Systems von überall im Haus und eine grafische Touch- oder Tastenschnittstelle (LCD-Bildschirm) geben. Darüber hinaus Anschlüsse zum Anschließen an einen Computer und / oder Netzwerkgeräte: Ethernet, USB.

Ein solcher Controller ist in der Lage, intelligente Geräte wie Kühlschränke, Mikrowellenherde, Versorgungseinrichtungen usw. zu steuern.(wenn eine solche Funktion in der Technik selbst vorgesehen ist), sogar das Melden von Daten wie der Temperatur im Kühlschrank, Input-Output-Telefonanrufen und vielem mehr an den Eigentümer.

Ein Regionalcontroller, ein diskreter Input-Output-Modulator, ist eine logische elektronische Steuereinheit mit geringem Stromverbrauch, die Smart-Home-Technologie implementiert (im Vergleich dazu beträgt die Frequenz des Mikroprozessors CK etwa 500 MHz, die RK etwa 50 MHz), als a Regel, es hat kein Betriebssystem und ist systemisch anpassbar. Es kann nach Zeit oder nach Signalen bestimmter Sensoren für beliebige elementare Szenarien konfiguriert werden.

Programmierbare Steuerung des Smart-Home-Systems mit einer Schnittstelle (Anschluss zum Anschluss an das Netzwerk) Ethernet

Er verwaltet elementare Aufgaben und Ereignisse. Beispielsweise gibt ein daran angeschlossener Lichtsensor ein Signal (wenn es dunkel wird); Der Controller sendet ein Signal an das ausführende Relais oder die Gruppe zur Lichtsteuerung. Es benachrichtigt auch den Eigentümer über jede Aktion. Mit anderen Worten, ein diskreter E/A-Modulator ist eine Art intelligentes programmierbares elektronisches Relais.

Auch ein solches Gerät besteht aus elektronischen Komponenten zur Netzumschaltung und einem intelligenten Teil: einem Mikroprozessor mit Speicher. Es kann (je nach Hersteller und Konfiguration) über USB, eine Ethernet-Schnittstelle und andere Ports zur Steuerung, Programmierung und Meldung an den Eigentümer verfügen.

Strategie für intelligente Heizsysteme

Wie vieldeutig das Thema Beheizung von Wohnräumen ist, muss nicht noch einmal erwähnt werden.Sie stehen in direktem Zusammenhang mit den Kosten des Energieverbrauchs und diese Kosten belasten das Familienbudget erheblich.

Daher ist die Strategie des „intelligenten“ Heizens ein wirklich wichtiges und lohnenswertes Thema, um es nicht nur zu betrachten, sondern auch zu versuchen, es umzusetzen.

Es reicht aus, den Temperaturparameter an einem separaten Thermostat einzustellen, und die "intelligente" Heizung erledigt alle notwendigen Arbeiten, um dem Eigentümer der Wohnung (Privathaus) angenehme Bedingungen zu bieten

Wendet man die Smart-Home-Strategie ganzheitlich auf das Heizsystem an, hat man alle Chancen, die Kosten deutlich zu senken. Eine genaue Kontrolle des Verbrauchs und eine rationelle Verteilung der Wärmeressource tragen zu Einsparungen bei.

Die Smart-Home-Strategie in Bezug auf das Heizsystem wurde berechnet und in der Praxis getestet. Das Ergebnis verspricht Massencharakter eines solchen Vorgehens.

Smart-Home-Heizungsschema und Steuerungssysteme, Foto und Video

Ein Smart Building an sich impliziert ein ressourceneffizientes Büro- oder Geschäftsgebäude, das alle genutzten Quellen der Lebensverbesserung praktisch und korrekt verbraucht. Smart Home - Wärmeversorgung, elektrische Energie und mehr sowie eine moderate Auswirkung auf die äußere Umgebung.

Mit anderen Worten, ein Gebäude dieses Typs zeichnet sich durch die ideale Erzeugung, Speicherung und Verwaltung von Energie in einem Wohnprojekt aus. Ressourceneffiziente Häuser können heute nicht nur Landhäuser, Häuser außerhalb der Stadt oder ausgestattete Sommerhäuser sein, sondern auch traditionelle Wohnungen.

Art des Smart-Home-Systems

Bei starken Temperaturschwankungen während des ganzen Jahres ist die Frage der Wärmeversorgung von Wohngebäuden sehr wichtig.Die meisten Bewohner beschweren sich, dass Heizbatterien bei kaltem Wetter nur sehr wenig Wärme liefern und wenn die Hitze kommt, sie in vollen Zügen heizen. Am Ende zahlen die Leute zu viel für das, was sie nicht brauchen. Wenn Ihre Heizungsanlage in Ordnung ist, Sie dieses wenig angenehme Phänomen aber nicht vom Hörensagen kennen, dann ist es nicht unangebracht, sich darüber zu informieren, wie die Heizungsanlage in einem Smart Home ausgestattet sein kann.

Besonderheiten der intelligenten Wärmeversorgung

Das eigentliche Konzept eines Smart Home in Bezug auf die Wärmeversorgung impliziert ein komfortables Wohnen einer Person in einem konstant warmen Raum mit niedrigen Kosten. Das bedeutet, dass die Heizungsanlage auch so ausgelegt sein sollte, dass man nicht für etwas bezahlen muss, was man nicht nutzt. Für eine besonders rentable und ressourceneffiziente Gestaltung der Wärmeversorgung ist jedoch nur eine materielle Investition erforderlich - und dennoch darf nicht vergessen werden, dass eine solche Entscheidung sehr bald voll gerechtfertigt sein wird!

Der Einsatz von Automatisierung für den Betrieb einer Smart-Home-Heizung ist also das Grundprinzip, um behagliche Wohnverhältnisse zu schaffen und auch Brennstoff zu sparen, vorausgesetzt, die Automatisierung selbst sowie die Steuerungskomponenten werden richtig ausgewählt und eingesetzt. Dasselbe kann bei der gemeinsamen produktiven Tätigkeit eines Heizkessels mit einer Leitstelle bestehen: Mit Hilfe einer Kommunikationsschnittstelle und Kesselsicherheitstools wird die Wärmeversorgung realisiert.

Heizkreislauf für ein Smart Home

Das System selbst ändert die Temperatur der Wärmeversorgung und betrachtet die Anzeigen von speziellen Sensoren im Raum.

Diese Option eignet sich insbesondere für ein Landhaus.Die optimale Lösung ist hier die Temperierung des Heizwärmeträgers.

Eine vielversprechende Richtung in der Organisation

Andererseits gibt es viele andere Möglichkeiten, die Wärmeversorgung in einem Smart Home zu organisieren. Beispielsweise kann das System vom Wetter außerhalb des Fensters abhängig sein. Dieser Ansatz setzt nicht nur das Vorhandensein eines Sensors voraus, der die Temperatur speziell im Raum messen soll, sondern auch einen Sensor, der sich auf externe Temperaturindikatoren konzentriert. Um den Betrieb einer solchen Heizung genau aufrechtzuerhalten, ist es am besten, zwei externe Zähler zu verwenden.

Kontrollmanagementschema

Als Wirkprinzip des jeweiligen Reglers wird der Verlauf der Wärmeträgertemperatur über der Witterung betrachtet. Mit anderen Worten, wenn Kälte aus dem Fenster kommt, erwärmt sich das Wasser im System, und wenn es von außen heiß ist, gefriert es. Als Bezugspunkt für den Wärmeträger kann die Marke +20 auf der Celsius-Skala genommen werden, so dass bei ihr die Temperatur des Systems bildlich gesprochen gleich der Außentemperatur ist und die überschüssige Heizleistung und Raumheizung endet .

Sich dem Komfortniveau annähern Heizen im Smart Home, ist es möglich, die Heizung so einzustellen, dass die Temperatur der Wohnung lokale Eigenschaften hat. Das heißt, er kann an einzelnen Stellen gegenüber dem durch einen externen Sensor eingestellten korrigiert werden. Wenn sich in einem der Räume viele Personen aufhalten, die aus realen Gründen den Raum beheizen, kann das System den Temperaturanstieg in dieser Zone berechnen, mit dem am Wetterregler eingestellten vergleichen und die Wärme dann verteilen Wohnung in Bezug auf die Anpassung der Indikatoren in diesem Raum.

In ähnlicher Weise kann die vorgesehene Anordnung der Heizungsanlage in einem intelligenten Gebäude durchaus als vielversprechende Richtung bezeichnet werden, um Komfort in Ihrem Zuhause zu schaffen und auch die monetären Kosten für die Bezahlung der Wärmeversorgung zu reduzieren.

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Das Funktionsprinzip eines Smart Homes

Das Schlüsselelement des Systems ist der Controller. Es sammelt und wertet Signale von allen in der Wohnung befindlichen Sensoren aus. Seine Arbeit hört nie auf.

Mit dem Controller können Sie alle angeschlossenen Geräte in Echtzeit steuern und einen verzögerten Start planen. Es reicht aus, die erforderlichen Parameter einmal im System einzustellen, und es wird sie ständig unterstützen.

Doch bei allen Vorteilen haben solche Geräte auch eine Reihe von Nachteilen. Wie jede Technik kann sie fehlschlagen und einfrieren. Daher müssen Sie es möglicherweise neu starten und neu konfigurieren. Manchmal erfordert dies die Einbeziehung von Fachleuten.

Nach der Art der Signalübertragung von Sensoren werden die Systeme in kabelgebunden und drahtlos unterteilt. Im ersten Fall sind alle Komponenten über Kabel miteinander verbunden. Kabelgebundene Systeme zeichnen sich durch Zuverlässigkeit, hohe Reaktionsgeschwindigkeit und lange Lebensdauer aus. In drahtlosen Komplexen wird das Signal über einen dedizierten Funkkanal übertragen. Dadurch können Sie die Installation der Struktur vereinfachen und beschleunigen.

Basierend auf der Steuerungsmethode werden Smart Homes unterteilt in:

1. Zentralisiert. Alle Informationen werden in einem logischen Modul gesammelt. Seine Rolle wird oft von der Steuerung übernommen, die eine große Anzahl von Eingängen hat.Darauf ist ein Programm geschrieben, mit dessen Hilfe die Geräte gesteuert werden. Mit diesem Design können Sie komplexe Szenarien für den Betrieb von Geräten erstellen.

2. Dezentral. Jedes Gerät ist mit einem separaten Mikroprozessor ausgestattet. Fällt ein Element aus, funktionieren die anderen normal weiter. Dezentrale Systeme sind zuverlässig und langlebig.

3. Kombiniert. Sie bestehen aus einer zentralen Einheit und mehreren dezentralen Steuermodulen. Dieses Design ist leicht anpassbar und wird daher heute von den meisten Herstellern bevorzugt.

Smart Homes können auch nach der Art des Protokolls klassifiziert werden: offen und geschlossen. Ein Protokoll ist eine Sprache, mit der alle Geräte miteinander kommunizieren. Die meisten Hersteller arbeiten mit einem offenen Protokoll. Unternehmen, die die Kosten ihrer Produkte senken und nicht standardisierte Lösungen implementieren möchten, verwenden ein geschlossenes Protokoll.

Arten von Systemen

Sie können ein intelligentes Zuhause je nach Art der Ausrüstung und des Kommunikationsprotokolls nach verschiedenen Schemata erstellen. Software- und Hardwaresysteme für Smart Homes werden bedingt in mehrere Typen unterteilt.

Verdrahtet

Kabellos

Zentralisierte Lösungen

dezentral

Netzwerk mit offenen Protokollen

Geschlossene Protokollausrüstung

Hauptelemente und Sensoren:

• Hauptblock (darf nicht in einem dezentralisierten Schema sein);
• Wasserlecksensoren;
• Rauchsensoren;
• Temperatursensoren;
• Bewegungs- und Lichtsensoren;
• Überwachungskameras;
• Smart-Home-Lüftung;
• System zum ferngesteuerten Öffnen/Schließen von Jalousien;
• Medienmanagement;
• Steuergeräte für die Heizungs-, Strom- und Wasserversorgung;
• es kann Sender von Informationen von Wasser- und Stromzählern geben (solche Projekte werden beispielsweise von Moskau im Rahmen der Einführung von Innovationen im Wohnungs- und Kommunaldienstleistungssektor durchgeführt);
• Software- oder Hardware-Gateway für die Verbindung und Steuerung von außen und die Übermittlung von Warnungen an den Eigentümer;
• Intelligente Steckdosen und Schalter;
• Alarm.

In einer Reihe von Schemata dienen Sensoren und andere Elemente als Gateways zum Übertragen eines drahtlosen Signals an benachbarte Netzwerkgeräte.