Освещение в системе «Умный дом»: возможности автоматического управления светом

Что дает пользователю «умное» управление освещением?

Конечному потребителю малоинтересны технические детали того или иного оборудования. Большего внимания заслуживают функции, которые доступны благодаря его использованию. С помощью «умного» управления освещением возможны:

Уведомления. Как быть, когда в доме громко включена музыка и звучит дверной звонок? В эпоху домашней автоматизации это не остается без внимания. Система настраивается так, что если включена музыка, освещение пару раз мигнет при нажатии кнопки звонка входной двери. Здесь проявляется роль интеграции, когда одна инженерная система (управление светом) работает во взаимодействии с другими (система безопасности и управление мультимедиа).

Могут быть обработаны и другие события. Датчик движения включит подсветку коридора, когда проснулся ребенок, не даст ему споткнуться, когда темно. При срабатывании датчика система может быть запрограммирована на то, чтобы одновременно включить приглушенный свет в спальне родителей, чтобы сигнализировать о возникшей ситуации. Удобно и безопасно. Автоматически без вмешательства человека выполняются заложенные на стадии проектирования алгоритмы.

Есть лампочки, которые изменяют цвет (Philips Hue). С помощью специального приложения Taghue они могут быть настроены для срабатывания на сообщения из социальных сетей и почтовых клиентов. Теперь, просто находясь рядом с таким светильником, вы сможете моментально узнать о приходе нового сообщения по его цвету. А уже затем предпринять необходимые действия.

Работа сенсоров. Благодаря датчикам удается раскрыть потенциал, который имеет «умное» управление освещением. Здесь с освещением пересекаются функции системы безопасности. Подсветка дорожки у дома, которая включается по датчику движения, не только создаст комфорт при передвижении ночью, но и послужит средством для отпугивания незваных гостей.

Когда в подвальном помещении расположен домашний кинотеатр, по контактному сенсору двери запускается сценарий: пока дверь открыта, включается свет; при закрытой двери, если в комнате люди (работает датчик присутствия) и включено оборудование, через некоторое время свет приглушается для просмотра фильма, а освещение коридора перед кинотеатром отключается. После просмотра все происходит в обратной последовательности.

Гибкость в отношении создания необходимой атмосферы и декора. Желание новых ощущений всегда приходит чаще, чем возможно сделать кардинальную перестановку или ремонт в доме. С мгновенным изменением параметров светильников (цвет, яркость, направленность), а также возможностью создания новых сценариев (ряда действия, выполняемых по событию или при нажатии кнопки), атмосфера в комнате изменяется до неузнаваемости.

Баланс между естественной и искусственной освещенностью. Не включайте лампочки утром, если можно плавно поднимать шторы, впуская солнечные лучи. Так действует сценарий «утро», срабатывая каждый день. Если же на улице непогода, датчики метеостанции или отдельный сенсор освещенности сообщат системе о недостатке солнечного света, и что нужно увеличить яркость ламп.

Итак, управление освещением включает в себя все эти возможности, но не ограничивается ими. С использованием современных профессиональных систем «умный дом» (www.intelliger.ru) нет никаких ограничений фантазии и потребностям владельца. В качестве же более дешевого варианта с минимальным, но достаточным функционалом, выступают отдельные устройства, как упомянутые лампочки Philips Hue или «умные» патроны VOCCA. Все это предоставляет максимальный комфорт и высокую степень эффективного использования энергоресурсов – то, без чего уже трудно представить современный дом.

Что такое умный дом

Российское понятие «умный дом» и западное «smart house» – неравнозначные определения. В России в этот термин включаются системы управления мультимедиа устройствами (мультирум). В европейских странах мультирум и «умный дом» разделяются в соответствии с рыночными условиями.

История развития концепции умного дома

Началом развития концепции умного дома можно считать середину XX века. Именно тогда началась компьютерная эпоха, лежащая в основе системы. Тогда не было миниатюрным компонентов, выполняющих задачи, все модули были громоздкими, подключались к розеткам и работали с помощью перфокарт. Но выполнять задуманное они могли.

В 60х годах прошлого столетия Джеймс Сазерленд смог запрограммировать компьютер на включение приборов по определенному расписанию, связаться с датчиками слежения и сигнализации.

В 1978 году шотландская фирма Pico Electronics создала стандарт передачи информации, который является универсальным для домашней автоматизации. Компанией была реализована шина, которой производители могли оснастить бытовые приборы для автоматического управления. Подключалось все через розетки, дополнительно в комплектации были модули связи, пульты дистанционного управления, программы.

После создания единого стандарта началась эпоха экспериментов. Терминология «Умный дом» официально появилась в 1984 году от Американской ассоциации жилищно-строительных компаний. Далее к развитию системы присоединилась ассоциация электронной промышленности, которая помогла реализовать новый стандарт – CEBus.

Массово люди познакомились с умным домом благодаря фильму от компании Disney, в котором был показан компьютизированный дом. С нулевых годов массово стали появляться фирмы-производители. Настоящий прорыв совершила компания Apple, выпустив первый iPhone. С того времени возможности карманных компьютеров побудили инженеров произвести новые изобретения. К 2012 году в Америке было установлено свыше 1,5 миллионов систем домашнего управления.

Реальные задачи в системах умного дома

Умный дом включает в себя управление следующими системами:

отопление, вентиляция;
освещение;
электричество;
вода;
газ;
видеонаблюдение;
охранная и пожарная безопасность;
работа аудио- и видеооборудования;
мониторинг и управление системой с помощью мобильного приложения;
открытие и закрытие штор, окон;
полив растений, кормление животных.

Перед системой «умный дом» ставятся реальные задачи, помогающие сделать жилье более комфортным, безопасным и экономичным. К таким задачам относятся:

Предотвращение аварийных ситуаций. Соответствующие датчики помогают отключать электроэнергию, перекрывать газ или воду при обнаружении утечек, возгорания и задымления. В случае аварийной ситуации система сама уведомит хозяина жилья и специальные службы о возникновении поломки и риске опасности.
Обеспечение безопасности. Современные сигнализационные системы сообщают хозяину и охранной службе о попытке несанкционированного входа в дом. С помощью систем видеонаблюдения владелец сможет следить за происходящим даже на удаленном расстоянии. Также есть функция удаленного закрытия дверей.
Создание комфортной атмосферы, экономия. Автоматизированное управление освещением позволит не только включать свет по необходимости, но и сэкономит средства и электрическую энергию. Автоматическое регулирование микроклимата в квартире или доме также сделает пребывание в жилище более комфортным.

К преимуществам умного дома можно отнести:

экономию средств;
безопасность;
простоту управления и возможность удаленного контроля;
комфорт.

Сценарий для Domoticz dzVents

Когда все оборудование настроено начинаем написание скрипта. Открываем Domoticz вкладку Настройка -> Дополнительно -> События.

Начальный уровень

Добавляем новый сценарий dzVents и вставляем следующий код:

return {
active = true,
on = {
devices = {14} -- номер idx датчика движения
},
execute = function(dz, device)
-- тело скрипта
if (dz.devices(14).state == 'On') then
dz.devices(16).switchOn()

elseif dz.devices(14).state == 'Off' then
dz.devices(16).switchOff()
end
end
}

Это самый простой вариант работы. Я бы сказал примитивный. Датчик движения с номером idx 14 при изменении своего состояния вызывает тело скрипта. Далее работает конструкция — если обнаружено движение включи свет, если нет выключи. Мы используем Wi-Fi реле (девайс с номером idx 16), которое размыкает нагрузку на лампы.

Продвинутый уровень реализации света в умном доме.

Если вам не хватает двух минут можно продлить время доработав сценарий. При отработке сценария ночью можно ослепить человека. Неплохо было бы ограничить включение по времени. Для этого я использую виртуальный переключатель «ManualControl».

Он активируется, когда я ложусь спать и запускаю сцену при которой весь свет отключается. С наступлением рассвета «ManualControl» отключается автоматически работой другого алгоритма. Добавляем немного функционала в наш код.

return {
active = true,
on = {
devices = {14} -- датчик движения
},
execute = function(dz, device)

local ManualControl = dz.devices(81).state 
-- переключатель ручного управления

if (ManualControl == 'Off' 
-- если ручное управление off идем дальше
and dz.devices(14).state == 'On') then 
-- и присутствие обнаружено
dz.devices(16).cancelQueuedCommands() 
-- отменить команды, которые в очереди
dz.devices(16).switchOn().checkFirst() 
-- включить свет, но предварительно проверить нужно ли.

elseif dz.devices(14).state == 'Off' then 
-- если присутствие не обнаружено тогда
dz.devices(16).switchOff().afterSec(60).checkFirst() 
-- потушить свет через 60 секунд, если он не отключен.

end
end
}

Работа этого сценария: датчик движения с номером idx 14 при изменении состояния вызывает проверку условий. Активировано ли ручное управление, при котором свет мы включаем только руками? Если ручное управление не задано сценарий проверяет состояние датчика движения.

Если присутствие зафиксировано (состояние on) отменить команды стоящие в очереди к Wi-Fi реле, затем включить его, если оно выключено. Свет загорелся. Если никого нет (состояние off), тогда потушить свет через 60 секунд. Таким образом свет будет выключен через 3 минуты.

По истечении двух минут скрипт полностью отработает и в очередь запишется команда, которая по истечении 60 секунд обесточит свет. Если не прописать конструкцию cancelQueuedCommands(), то будем иногда сидеть в темноте, так как записанная в память команда выполнится в независимости от работы скрипта.

Конструкция checkFirst() дает нам возможность предварительно проверить текущее положение девайса.

Интеллектуальное управление освещением

Управление освещением умного дома имеет богатый функционал, который включает в себя:

Простое включение, выключение, регулировку яркости (диммирование) и цвета (RGB-подсветка), плавное включение неограниченного количества лампочек.
Работу с любыми типами осветительных приборов и их произвольными группами.
Управление освещением по сценариям, включающим определенную комбинацию световых приборов и связанного с ними оборудования (шторы, жалюзи) с заданными параметрами работы.
Удобное ручное управление с помощью современных клавишных панелей с экраном, позволяющих регулировать работу до восьми групп освещения, или посредством сенсорных панелей (или iPad, устанавливаемого в специальную рамку на стене).
Управление освещением по разнообразным датчикам. При этом свет в проходных зонах включается по датчикам движения и отключается через некоторое время автоматически; в кабинете – по датчику присутствия; подсветка на улице постепенно разгорается в зависимости от времени суток, реагируя на сигнал с датчика освещенности. Это экономит время, энергоресурсы, увеличивает срок службы ламп.
Дистанционное управление освещением, в том числе посредством беспроводных выключателей, мобильных устройств или даже через интернет.
«Обратную связь» в режиме реального времени, когда пользователь дома онлайн на плане дома видит состояние всех приборов освещения и может в любой момент изменить параметры их работы.

Система может функционировать с любым типом приборов освещения, в том числе с современными диодами и диодными лентами. Это позволяет достичь наилучшего результата, как с точки зрения дизайна, так и по соображениям экономии, ведь светодиод, оставаясь наиболее эффективным источником света, является мощным инструментом дизайнера для реализации любых светотехнических проектов. Интеллектуальное управление освещением в этом отношении дает еще большую гибкость и возможность рационального использования энергоресурсов.

Система умный дом – это комплексная модульная система управления всем зданием (домом, квартирой, офисом и другими помещениями). В «Умном доме» автоматизируется не только работа определенной группы устройств, но и ее взаимодействие с другими системами, имеющими с ней логическую связь.

Это позволяет объединить управление искусственным и естественным освещением.

Взаимодействие подсистемы освещения с другим оборудованием:

Управление освещением должно быть связано с работой штор и жалюзи, а также с системой безопасности. Это логично, и позволяет избежать ситуации, в которой одна группа оборудования работает в противоречии с другой. Например, вряд ли нужна включенная лампочка в спальне при отсутствии хозяев. Поэтому в системе может быть задан алгоритм, по которому при закрытии дверей и постановке дома на сигнализацию автоматически (или нажатием единственной клавиши) активируется режим «выключить все».
Другим вариантом может быть достижение оптимального уровня освещения за счет комбинирования естественного и искусственного света. При недостатке света внутри, проще и экономней приоткрыть жалюзи, вместо того, чтобы включать дополнительное освещение. Тем более, если погодные датчики указывают на отсутствие облачности. Такая взаимосвязь помогает экономить энергоресурсы и не требует постоянного контроля со стороны пользователя. Все делает автоматика.

Материальной основой для того чтобы освещение любого дома могло стать «умным», и была возможность создать такие связи, является общая среда передачи данных (это может быть как проводка, так и радиоканал). Через нее и проходит информация от управляющих элементов к оборудованию, а также сигналы между отдельными экземплярами взаимосвязанного оборудования.

Существуют различные открытые и закрытые стандарты «Умного дома» от разных производителей. При этом можно найти недорогие, но качественные варианты, а также использовать самые современные разработки профессионального уровня для помещений любых масштабов.

СВЕТОДИОДНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Исполнительными механизмами системы служат осветительные приборы. В современном жилище, как правило, используются светодиодные источники освещения, обычно выполненные в виде ламп с цоколем Е27 или Е14 (миньон) либо светодиодных лент и панелей. Светодиодное освещение имеет ряд преимуществ перед лампами накаливания и энергосберегающими (люминесцентными). Прежде всего, светодиоды экономичны, надёжны, имеют длительный срок службы. Цветные светодиодные ленты позволяют воплощать сценарии с изменением не только яркости, но и оттенка светового потока.

При проектировании светодиодных систем освещения необходимо соблюдать ряд условий, чтобы техника работала как можно дольше.

Так, светодиоды очень чувствительны к изменениям силы тока: они плохо переносят даже более высокое сопротивление, создаваемое соединительными проводами, которые подают электричество от блока питания. Для надёжности рекомендуется подключать светодиодные ленты кабелем с сечением жилы 6-10 мм2.

Хотя многим это требование покажется завышенным — такой кабель позволяет запитать электрическую плиту или достаточно мощный водонагреватель. Кроме того, блок питания не следует размещать слишком далеко от светодиодной ленты, предельное расстояние — 28-30 м.

Возможности смарт-освещения

Среди возможностей, присутствующих в системе умный дом – управление освещением – выделяют огромное количество функций:

Переключение осветительных приборов в экономный режим.
Управление светом в любой комнате дома. Вам не обязательно находиться на кухне, чтобы включить там свет. Сделать это вы можете при помощи специального пульта, находясь в гостиной или спальне.
Датчики наступления темноты. Автоматически включает свет с наступлением ночи.
Датчики движения. Включает свет, быстро реагируя на перемещение по комнате.
Наличие дополнительных сценариев. Вы можете самостоятельно настроить несколько сценариев, переключая которые, освещение будет меняться.
Подсветка придомовой территории (дорожек, фасада, сада).

Какое устройство актуально для нашей страны?

Езда без света грозит автомобилистам неприятностями в виде штрафов. Однако многим не так-то просто приучить себя включать фары каждый раз до того, как начинается движение. А отсутствие привычки выключать фары по прибытии в пункт назначения уже многим автолюбителям преподносило «подарок» в виде севшего аккумулятора.

Хорошо бы фары сами включались при пуске мотора и отключались после его глушения, не правда ли? Дело в том, что оснастить такой опцией можно любой автомобиль.

Есть два варианта устройств для автоматического включения ближнего света фар:

кустарные;
фирменные.

Кустарные

Кустарное устройство собирается автолюбителем самостоятельно. Для этого необходимо внесение изменений в систему автомобильной электроники. Однако сам процесс перенастройки авто не так-то прост. Для создания автоматического включения фар ближнего света, как и для автоматического включения дальнего света фар, необходимо хорошо разбираться в устройстве автомобиля.

Вот один из вариантов оснащения машины упомянутой опцией.

Также спаять систему можно по более прозрачной схеме:

Некоторые умельцы продают устройства, помогающие фарам самостоятельно включаться и выключаться, собранные вручную. Однако отвечать за качество таких девайсов не может никто, даже сами продавцы. Поэтому несколько раз подумайте, прежде чем покупать такой продукт.

Фирменные

Известно несколько распространённых производителей устройств для автоматического включения света фар:

Giordon,
Quantoom,
Premier.

В большинстве своём они базируются на датчиках света, что не совсем подходит российским автолюбителям. Однако некоторые устройства можно перенастраивать по своему усмотрению.

Установка такого прибора, как и сопутствующая ей установка датчика света — дело несложное. К каждому из них прилагается инструкция, в которой подробно описывается процесс монтажа.

Чаще всего производитель отвечает за качество и долговечность своего продукта, а иногда и ручается за его работу посредством официальной гарантии.

Различия лампочек

Умные лампочки делятся по принципу управления на два основных типа:

Сенсорные.
Со смарт-настройками.

Первые в зависимости от типа применяемого датчика подразделяются на следующие разновидности:

Звуковые.

Прибор инициируется, когда его сенсор распознает звук определенной интенсивности – шаги, поворот ключей в дверях и т. д.

Инфракрасные. (с датчиком движения)

Детектор улавливает тепловое излучение от приближающегося объекта и передает сигнал на включение светильника.

Оптические. (реагирующие на освещенность)

При наступлении определенного уровня темноты умный прибор начинает работать. Напротив, когда степень естественной освещенности становится достаточной, он отключается.

Смарт-лампы в отличие от первого типа имеют возможность программных настроек через гаджет. Чаще всего соединение осуществляется со смартфона по Wi-Fi-связи. Бывают комбинированные модели – сочетающие в себе smart-функционал и сенсоры, а также нередко и другие элементы – камеру, динамик, микрофон, датчик дыма и проч.

Некоторые производители помимо всего выше перечисленного добавляют в умные лампочки встроенные аккумуляторы. Это позволяет работать ей определенное время после аварийного отключения основной электросети. Также встречаются модели с RGB-блоком. С их помощью можно задавать различие цвета световому потоку, а также динамику изменения расцветки в соответствии с программой.

Преимущества

Смарт-светильники характеризуются следующим рядом преимуществ:

Изменение параметров работы лампочки удаленно с помощью программ.
Автономность – отсутствие необходимости использовать выключатель.
Индивидуальный подбор яркости, времени работы, периода включения по времени суток, цветовых характеристик.
Экономичность и долговечность по сравнению со стандартными аналогами.

Типы выключателей

Интеллектуальным освещением можно управлять несколькими способами. При выборе комплекта стоит заранее определиться, какие типы переключателей будут использоваться:

Традиционные пуговичные модели. Чаще всего они служат средством безопасности в случае отказа системы

Они могут работать без контроллера, что очень важно. Отличный вариант – выключатель на двери, который отключает питание всех ламп и розеток в доме, поэтому их не нужно проверять, когда вы уходите.
Классические двух- и однокнопочные переключатели освещения.
Сенсорное управление имеет необычный вид и включает освещение одним касанием пальца

Более современное решение, которое элегантно смотрится и вписывается в современные интерьеры. Это может быть единичное действие или многоцелевой модуль.
Коснитесь 4-клавишного переключателя.
KNX-переключатели. Новое решение, которое отличается тем, что на панели есть несколько сегментов, каждый из которых запускает свой сценарий освещения. То есть можно заранее запрограммировать систему и при этом не тратить время на настройки. К тому же такие модели выглядят необычно.
Переключатель KNX управляет не только светом, но и другими системами.
Датчики движения и звука. Их можно установить при входе в комнату, чтобы свет включался автоматически. В этом случае нет необходимости устанавливать традиционные выключатели, что значительно упростит установку и придаст интерьеру более элегантный вид.
Датчик движения должен охватывать ровно ту часть площади, которая необходима для включения фонарика.

Применение «умного освещения»

Оборудование «умного освещения» предназначено для управления внутренними и наружными осветительными приборами. Сюда подключаются каждая лампа в доме, садовые фонари, точечные светильники и различные подсветки. Также централизованное устройство регулирует работу всех приборов.

Для подключения к сети используются контроллеры, а датчики и детекторы используются для регистрации действий. К примеру, датчик регистрирует любые изменения освещения — наступление вечера и ночи, и в зависимости от того, насколько за окном темно, включает светильники с определенным уровнем яркости. Последнюю операцию выполняет не сам датчик, а контроллер. Датчик отправляет на него сигнал, контроллер его обрабатывает и принимает решение, что и где включать.

Система «умный свет»

Освещение в системе «умный дом» включает в себя не только осветительные приборы, но и электронные системы, отвечающие за их контроль и управление. В качестве источников света обычно используют различные флуоресцентные, светодиодные и ксеноновые лампы нового поколения. В роли управляющего оборудования выступают датчики, микроконтроллеры, реле включения и выключения, а также другие элементы, ответственные за регулирование света в помещениях.

Стоит отметить, что все функции для «умного» освещения не работают сами по себе, а объединяются в определенные световые сценарии. Такие компоновки могут прописываться в настройках центрального приложения «умный дом». Это достигается посредством объединения нескольких групп ламп, каждая из которых обладает индивидуальной мощностью.Так, например, режим «Отдых» предполагает замену яркого освещения на приглушенный мягкий свет. При интеграции «умного» света с другими смарт-системами, появляются дополнительные опции для релакса: задвинуть шторы, включить любимую музыку и многое другое.

Эти режимы можно переключать с помощью всего одной кнопки в приложении, установленном на мобильное устройство или компьютер домовладельца. Осуществлять управление можно удаленно из любой точки планеты за счет беспроводной технологии. Примечательно, что с помощью автоматического анализа системы ежедневного графика домочадцев, можно обеспечить абсолютно автономную работу освещения без какого-либо участия со стороны оператора «умного дома».

Организация и управление светом в системе «Умный дом»

Что дает пользователю «умное» управление освещением?