Система «Умный дом» своими руками

Можно ли заставить свой дом «поумнеть»? Если вы знакомы с микропроцессорной техникой и умеете программировать, для вас это не составит большого труда. Главное – это закупить устройства сопряжения с процессором и узнать их протоколы обмена данными. Для начала нужно понять, чего мы от своего дома хотим?

Работа с освещением

Когда мы приходим в дом, там должен включиться свет. Сначала – в прихожей, потом – в комнате или кухне – в зависимости от того, куда нужно идти. Для этого нужно приобрести не только выключатели, которыми может управлять электроника, но и фотоэлемент, который будет регистрировать освещенность помещений. Если у нас в коридоре есть окно, то зачем нам включать свет днём? А в комнате или кухне уж точно есть окна, и когда ярко светит солнце, включение лампы будет излишним.

По какому условию должен включиться свет?

• В помещении должно быть изначально темно.
• Туда кто-то должен войти.

Чтобы отследить этот момент, нужен не только фотоэлемент, но и датчик движения. Их выполняют на ультразвуке или инфракрасных лучах. Какой из них эффективнее, понять сложно. И тот, и другой, в принципе, могут сработать ошибочно, поэтому в алгоритме программы для главного процессора нужно расписать, по какому сигналу с датчика движения должен срабатывать выключатель. На пролетающую муху он не должен реагировать, а вот на человека – сработать обязан. Муха пролетает мимо датчика быстро. Её размеры незначительны. Человек движется медленнее, и его объём большой. По этим критериям можно отследить, какой именно объект находится в помещении.

Если вы хотите, чтобы свет в доме сопровождал вашего питомца, то тут надо подстраивать программу под характер движения кота, собаки или же игуаны и черепахи. Понятно, что два последних питомца движутся медленнее, чем два первых. Кошки и собаки – теплокровные животные, в отличие от черепах и игуан, и если мы работаем с инфракрасным датчиком, нужно это учитывать: он быстрее засечёт именно зверей, а не рептилий.

Таблица, как правильно экономить деньги

Обязательные (периодично) Категория «1»	Второстепенные (разово) Категория «2»	Поглотители денег Категория «3»
Продукты питания, еда и т.д.	Образование (в некоторых случаях можно отнести в Категорию «1»)	Кафе, рестораны, ночные клубы
Коммунальные услуги (вода, газ, электроэнергия)	Мебель	Дорогие и бесполезные для здоровья вкусности
Транспорт (бензин, оплата стоимости проезда)	Бытовая и цифровая техника	Азартные игры (покер, ставки и пр.)
Связь (интернет, дом. и сот. телефон)	Брендовые вещи и аксессуары	Вредные привычки (алкоголь, курение)
Одежда	Хобби и увлечения	Ненужные опции разных устройств и процессов (индивидуально)

Работа с отоплением

Если у вас в доме имеется электрический котёл, то это отличный объект для построения модели «умного дома». Как правило, современные котлы могут поддерживать самостоятельно заданную температуру, имеют пульты управления и даже в ряде случаев – термодатчики, расположенные в отапливаемых помещениях. Остаётся перевести такой котёл на внешнее процессорное управление.

Что потребуется для этого:

• принимать сигнал с температурных датчиков и передавать их в процессор;
• дистанционно выставлять нужную температуру котла, чтобы обеспечить нужную температуру в комнатах;
• возможность программирования работы котла в зависимости от времени суток.

Много статей есть об умных домах, которые опускают температуру в помещениях ночью до +15°С. Подумайте, а смогли бы спать в комнате, когда в ней так холодно? Скорее всего, нет. Врачи говорят, что наиболее комфортная температура для сна – +18–19°С, а для бодрствования – +22°С. Но всё это индивидуально. Кому-то для сна нужна температура выше. Это зависит от кровообращения. Например, пожилые люди худого телосложения часто могут мёрзнуть. Тучным людям бывает, наоборот, жарко, поэтому им температуру надо выбрать чуть ниже. Если же ваш дом – умный, то он должен служить вам, а вы не обязаны учиться спать «в холодной». Поэтому пишите программу под каждого члена своей семьи и управляйте вашими котлами и батареями.

ВАЖНО! Осторожно нужно относиться к отоплению домашней сауны. Оно должно производиться только под контролем человека! Каким бы «умным» ни был дом, когда речь заходит об экстремальных температурах, их нужно взять под личный контроль.

Работа с дверями и воротами

Ваш дом может открывать ворота двора или гаража, а также входные двери, которые тут же запрёт за вами. Для этого нужны двигатели для ворот, датчики движения, фотоэлементы, замки, управляемые электроникой. Обычно это магнитные замки, которые с успехом применяются в домофонных системах. Всё это есть в продаже, поэтому вам нужно найти все те чувствительные и исполняющие элементы, которые могут обмениваться в вашим процессором данными с понятным для него протоколом.

При создании программы не забудьте, что при отключении электричества двери и ворота переводятся в положение «открыто». Не лишним будет объединить ворота и двери с датчиками пожарной сигнализации. В момент их срабатывания ворота и двери должны перейти в состояние «открыто». При этом не надо забывать про механические щеколды, которые защитят вас от вторжения злоумышленников в момент, когда у вас нет электричества.

Как работать с процессором

Когда вы начнёте писать алгоритмы для процессора, то может столкнуться с тем, что его быстродействия не хватит. Это может произойти по разным причинам:

• в какой-то момент вы захотите нарастить систему, поставив, например, датчики воды;
• у вас появится желание сделать больше градаций для управления температурой в доме;
• вы захотите установить охранную сигнализацию, интегрированную в ваш «умный дом».

Это только приблизительные причины. Но как бы много вы ни хотели нагрузить на ваш процессор, у него есть своё быстродействие, своё число входов и выходов, и т.д. И если с числом выходов и входов ничего не поделаешь – их не нарастишь, то с быстродействием можно легко и изящно разобраться: изучить ассемблер. Если вы ваш алгоритм распишете не на языке программирования высшего уровня, а в тех командах, которые понимает именно этот процессор, который вы выбрали, то он будет воспринимать и выполнять программу в несколько раз быстрее.

Даже скромной скорости процессора при этом хватит на глобальные задачи по управлению домом. Ведь это – не многофункциональный компьютер, которому нужно ещё воспроизводить звук и видео, связываться с Интернетом и собственной периферией. У вашего процессора будет своя периферия, для которой, в большинстве случаев, будет по шагам расписаны элементарные действия:

• открыть–закрыть;
• включить–выключить.