Робимо розумний будинок на Arduino: введення і базові поняття.

Картина найближчого майбутнього для людини не може існувати без автоматизації процесів у навколишньому його середовищі: безпілотні автомобілі, роботи і звичайно ж розумний будинок!

Розумний будинок в найбільш простому поясненні розуміється як пульт з чарівними кнопками, за допомогою яких відбувається управління освітленням, кліматом, приладами та іншими процесами.

Загалом, людина істота лінива і завжди хотів спростити собі життя.

Розробка такої системи - це велика виконана робота, в тому числі підбір необхідного обладнання, настройка і калібрування всіх складових розумного будинку, написання програмного коду, налагодження, усунення неполадок і несправностей, а також захист від злому.

Насамперед потрібно знати, що зараз продається безліч готових рішень, віддавши за які частину своїх заощаджень можна отримати готовий і повністю налаштований розумний будинок в одну мить. Але читання даного матеріалу має сенсу з наступних причин:

• Готові розумні будинки від великих компаній коштують значно дорожче, ніж розроблені і зібрані вами самостійно.

• Потрібно розуміти і вміти розбиратися в процесах вашого розумного будинку, щоб при найменшому збої не звертатися до фахівця, який також буде спустошувати ваш гаманець.

• Досвід в розробці і налагодженню власного розумного будинку безцінний і ще не раз стане вам у пригоді!

• Також варто розуміти, що нещадний технічний прогрес вимагає все більших навичок і знань. Розбиратися в високих технологіях зараз піде на користь кожному.

Розберемо основні моменти, щоб зрозуміти саму технологію.

Конструкція розумного будинку складається з наступних елементів:

1. Контролер - головний "мозок" системи. У нього завантажується програмний код, визначаються необхідні параметри системи, а сама інформація передається на сервер.
2. Сервер - це те, що пов'язує контролер з виконавчими пристроями. Він обробляє всю інформацію і від нього залежить швидкодія і надійність сістеми.Сервер підключається до комп'ютера в будинку за допомогою спеціального програмного забезпечення (ПО)
3. Виконавчі пристрої - це різні прилади, які живляться від мережі (розетки, телевізор, лампочки, вентилятор і т.д.)
4. Лінії зв'язку забезпечують взаємодію всіх елементів розумного будинку за допомогою їх з'єднання.

З'єднання пристроїв буває двох типів, за якими відбувається і класифікація розумних будинків: бездротові і дротяні.

У кожного з цих типів є свої плюси і мінуси.

Бездротовий тип розумних будинків на увазі собою взаємодію всіх елементів за допомогою бездротової передач даних (найчастіше через Wi-Fi і Bluetooth):

Плюси (+)

• Мінімальна кількість кабелів і проводів
• Менше займає місця
• зручно використовувати

Мінуси (-)

• Система вразлива перед хакерськими атаками: її легко зламати через низький рівень захисту бездротових з'єднань
• Висока вартість бездротового обладнання
• Низька надійність від зовнішніх впливів і катаклізмів

Провідний тип має на увазі прокладку великого метражу кабелю - це, можливо, найголовніший мінус конструкції, оскільки доведеться виконати значні коригування в праці дому, виробляючи прокладку і заміну проводів.

Плюсів тут багато, серед яких:

• Відносно низька вартість
• Висока надійність і стійкість до перешкод
• Висока швидкість передачі даних і безперебійність

Також розумні будинки поділяються залежно від їх архітектури. Архітектура - це сукупність елементів системи, де кожен елемент виконує свою задачу.

Раніше вся архітектура будувалася навколо одного потужного контролера, який керував усіма компонентами розумного будинку. Він оснащувався всім, чим тільки можна: веб-сервером, хмара і мав безліч висновків для підключення всіляких інтерфейсів і пристроїв. Такий тип розумних будинків називається централізованим, коли система "танцює" від одного елемента.

Головний мінус таких систем - надійність, оскільки при виході з ладу невеликого і незначного елемента під загрозою стабільної роботи виявиться вся система.

У більш розподілених системах (децентралізованих), які стали набирати популярність відносно недавно, у кожного пристрою виконання є власний контролер з власною пам'яттю і архітектурою. Такі системи вважаються більш надійними і дозволяють доповнювати їх іншими модулями в залежності від бажань і потреб користувача.

Увага! Коли ви будете підбирати модулі для їх взаємодії в розумному будинку, то перевіряйте їх на сумісність, тому що компоненти від різних виробників можуть конфліктувати між собою.

А тепер поговоримо і про самих виробниках. Зараз ринок інтернету речей буквально кишить різними компаніями і стартапами, що пропонують свої рішення. Серед найнадійніших і популярних вважаються розумні будинки фірм KNX, ABB, Bticino, AMX і інших.

Ціни на такі системи починаються від декількох десятків тисяч рублів (сюди входять система точки доступу, блок живлення, різні диммери, датчики, вимикачі і т.д.)

Для багатьох така система буде не по кишені, а пік їх популярності ще не настав, що могло б дозволити знизити кінцеву вартість продукту.

Тому в даному циклі статей ми розглянемо більш бюджетні способи створення власної системи розумного будинку. Як вже було зрозуміло з назви спробуємо реалізувати всі свої задуми за допомогою платформи Arduino.

Другу частину з циклу статей читайте тут

Дана стаття є власністю Amperkot.ru. При передруці даного матеріалу активне посилання на першоджерело, не закрите для індексації пошуковими системами, обов'язкове.