Mi az okosotthon: működési elv és felépítés + projekt létrehozása és összeszerelési tanácsok

Számos mérnöki rendszer, amelyeket közös néven „okos otthon”-nak neveznek, magas szintű kényelmet és biztonságot nyújt a felhasználóknak. De az ilyen berendezéseknek százféle változata létezik, amelyek ráadásul gyökeresen eltérő feladatokat oldanak meg.

Próbáljuk meg együtt részletesen megérteni, mi is az okos otthon, majd térjünk át a gyakorlati lépésekre, amelyek lehetővé teszik az életkomfort növelését. Mivel a drága alkatrészek nem hagynak teret a hibáknak.

Mit takar egy ilyen rendszer?

Bármely, az okos otthonhoz készült elektronikai készlet csúcstechnológiás berendezés, amely automatizált és leggyakrabban központosított felügyeletre, valamint a lakás, ház kommunikációs rendszerei tevékenységének rugalmas, pontos vezérlésére szolgál.

Az okos otthon alapvető lehetőségei

Az okos otthon intelligens parancsblokkjai képesek optimális mikroklímát teremteni a lakásban, házban.

Ráadásul ennek a feladatnak a megoldása érdekében vezérlik az összes fűtőberendezést, légkondicionálót, klímaberendezést, szűrőt, ózonizátort és más hasonló termékeket.

A folyamat lényege a következő: a processzorokkal felszerelt vezérlőközpontok megkapják a levegő kémiai összetételének, hőmérsékletének és páratartalmának mérési eredményeit, és jeleket küldenek a szerkezet szükséges elemeinek.

Így, ha a helyiségeket hűteni kell, akkor parancsot kap a légkondicionáló bekapcsolására, és egyidejűleg kikapcsol az összes fűtőberendezés, ha azok működtek. Vagyis a rendszerek parancsblokkjai biztosítják az összes végrehajtott folyamat összehangoltságát.

További részletekért arról, hogyan működik a klímaszabályozó rendszer és kiválasztásának jellemzőiről, olvassa el tovább.

A modern intelligens rendszerek a helyiségek számára olyan automatizálási készletek, amelyek lehetővé teszik az életszínvonal jelentős emelését, valamint az energia megtakarítását, méghozzá lenyűgöző 30-40%-kal. De emlékezni kell arra, hogy a berendezés nem csekély költsége miatt a vásárlás csak sok éves aktív használat után térül meg.

Általában véve az „okos otthon” fejlett felszereltséggel képes egyszerre több száz, a rendszerekhez tartozó eszközt irányítani:

• világítás, mind belső, mind külső;
• vészhelyzeti áramforrások, amelyek lehetnek mind akkumulátorok, mind generátorok;
• energiafogyasztás ellenőrzése;
• fűtés, levegő hűtése;
• az épület egyes elemeinek fűtése (csatornák, lépcsők);
• vízellátás;
• szennyvízelvezetés;
• szűrés;
• vészhelyzetek észlelése (gáz-, vízszivárgás, elektromos hálózati problémák);
• monitoring.

Emellett lehetőség van a riasztó, megfigyelő kamerák és számos más berendezés vezérlésére, amelyek közé tartoznak akár a függönyök, ablakok, televíziók, a lakásban és házban elhelyezett audio- és videoberendezések is.

Bármely intelligens rendszer funkcionalitása és egyéb jellemzői alkalmazhatók bármilyen körülményekhez, ami lehetővé teszi egy rugalmas vezérlőrendszer létrehozását az összes otthoni elektronika, fűtőberendezések, klímaberendezések, világítás és az összes többi berendezés számára.

A folyamatok lehetnek gyakran használtak vagy ritkák, egyszeriek is. Például az előbbiek közé tartozik a hőmérséklet- és fényerő-szabályozás, és sok más.

A második kategóriába tartozik a meleg vagy hideg levegő egyedi áramlásának beállítása. Például olyan, amely téli estéken a tévét néző felhasználók lábát képes melegíteni.

A modern okosotthoni rendszerek sajátossága, hogy segítségükkel eltérő módokat lehet beállítani a lakás vagy ház minden helyiségében. Például a gyerekszobában lehet a legmagasabb a hőmérséklet, a folyosón pedig a legalacsonyabb, mivel az alig igényel fűtést.

Eközben a fürdőszobában a rendszer rendszeresen küzdhet a magas páratartalommal, a konyhában pedig a levegőszennyezéssel.

Az elektronika számos hasznos apróságot is figyelembe vesz. Például képes automatikusan magasabb hőmérsékletet biztosítani este a hálószobában, mint reggel, mivel ezek a tulajdonságok elősegítik a pihentető alvást és a könnyű ébredést.

A leghatékonyabbnak azokat az átfogó rendszereket tartják, amelyek minden fontos folyamatot képesek irányítani.

De az okos otthon jellemzőivel rendelkeznek a legegyszerűbb berendezéskészletek is, amelyek csak egy funkciót látnak el. Például ilyen az a processzor, amely a nyaralóban telepített fűtőberendezés be-/kikapcsolását vezérli.

Az elektromos hálózatba telepített dimmer, amely szabályozza a lámpák fényerejét, és ezzel együtt csökkenti az energiafogyasztást, szintén intelligens berendezésnek számít.

Hogyan működik és épül fel a rendszer?

Próbáljuk megérteni, hogyan működik a ma népszerű okosotthon-rendszer, és milyen lehet. Bármely intelligens berendezéskészlet alapja egy processzor, amely egy meglehetősen erős és modern számítógép.

A hatékonyságot a szoftver biztosítja, amely több tucat, sőt akár több száz előre beállított móddal rendelkezik, amelyek a legkeresettebbek közé tartoznak.

Ennek eredményeként sok esetben a felhasználóknak csak meg kell adniuk a szükséges paramétereket, például a hőmérsékletet stb., és aktiválniuk kell a kívánt programot.

Ezt követően a vezérlőegység a tényleges értékek és a programozott értékek összehasonlításával végzi az ellenőrzést. Minden szükséges információ a rendszer részét képező berendezések belső vezérlőszerveitől, vezérlőktől, érzékelőktől érkezik, amelyek minden helyiségben fel vannak szerelve.

Bármely intelligens rendszer alapvető működési elve a lakásban elhelyezett összes berendezés kényelmes, rugalmas és egyszerű kezelésének biztosítása. Ezt azzal a céllal teszik, hogy minimálisra csökkentsék a felhasználó részvételének szükségességét, növeljék a hatékonyságot, gazdaságosságot és a működés biztonságát. Vagyis a felhasználónak hasznot és élvezetet kell kapnia a rendszer tevékenységéből, miközben alig fordít rá figyelmet.

Ha a valós idejű adatok nem felelnek meg a beállítottaknak, akkor a vezérlőegység megfelelő parancsokat ad ki, amelyek lehetővé teszik a korrekciók elvégzését. Ráadásul ezek mindegyike összehangolt munkát biztosít a berendezések számára.

Vagyis a kívánt helyiség hőmérsékletének növeléséhez először a klímaberendezés kapcsol ki, és csak ezután kapcsol be a fűtőberendezés. Ez akár 40%-os villamosenergia-megtakarítást tesz lehetővé, valamint kizárja a veszélyes kritikus hálózati terhelést.

Az okos otthon változatai

A gyártók figyelembe veszik a különböző felhasználói kategóriák igényeit, ennek eredményeként a piac tele van különböző típusú intelligens berendezésekkel.

Így lehet:

• vezetékes;
• vezeték nélküli.

Az első esetben a parancsblokk, a végrehajtó érzékelők, a szervomotorok, a vezérlők és a szerkezet egyéb elemei vezetékekkel kapcsolódnak egymáshoz.

Ennek a módszernek az előnye a parancsok végrehajtásának nagy pontossága. Ez azt jelenti, hogy gyakorlatilag nincs esélye az adóbusznak a nagy számú jel miatti túlterhelésére. Ezenkívül az optikai szálas vezetékek nagy válaszsebességet biztosítanak.

A legfontosabb hátránynak a szerelés bonyolultságát tartják, mivel nagyszámú vezetéket kell lefektetni és elrejteni a szemek elől.

Ez pedig jelentős többletköltségekhez vezet a szükséges építőanyagok tekintetében, ezért a vezetékes rendszerek telepítésének optimális időpontja a helyiségek felújítása.

Valamint a vezetékek lefektetése munkaigényes, ezért egy ilyen eljárásra elég sok időt kell fordítani.

Minden otthonban vannak olyan eszközök, amelyek különféle feladatok megoldására alkalmasak – fűteni a helyiségeket, világítani, biztonságot nyújtani stb. Az okosotthon pedig képes megbirkózni az összes felsorolt funkcióval, vagy külön-külön irányítani mindegyiket. Hogy melyik módszer lesz optimális, azt a felhasználónak kell eldöntenie minden egyes esetben. Ez arra is utal, hogy bármely intelligens rendszer fontos előnyei a rugalmasság és az alkalmazkodóképesség.

A vezeték nélküli berendezéstípusok abban különböznek, hogy a szerkezeti elemek közötti kapcsolat rádiójelek segítségével történik, amihez megfelelő kommunikációs eszközöket használnak.

Az ilyen berendezés fontos előnye a könnyű szerelés. Ennek során nem szükséges megváltoztatni a helyiségek szerkezetét, építőanyagokra költeni, ami a telepítést egyszerű és gyors folyamattá teszi.

A vezeték nélküli rendszerek fő hátránya a komponensek közötti kommunikációs mód maga. Mivel a rádiójelek jelentősen korlátozzák a funkcionalitást, emellett elég gyakran kell elemeket cserélni, ami kényelmetlen és rendszeres kiadási tételt jelent.

Az okosotthon-rendszerek egy másik osztályozása az irányítás típusa szerint – lehet központosított vagy decentralizált változat.

Bár a központosított irányítás az ilyen berendezések egyik legfontosabb előnye, és a legtöbb esetben pontosan ehhez a típushoz tartozik, a decentralizált rendszereknek is van létjogosultságuk.

Ennek oka, hogy ez a módszer lehetővé teszi az okosotthon bármely egyedi alkatrészének meghibásodása következményeinek kiküszöbölését.

Emellett a különböző vezérlőegységekkel rendelkező alrendszerek használata lehetővé teszi a kulcsfontosságú funkciók megbízhatóságának növelését.

Például, ha a helyiség tulajdonosa megbízhatóan szeretné védeni azt az illetéktelen behatolástól, akkor két decentralizált rendszer használata praktikusabb megoldás, mint egy központosítotté.

Sokan úgy vélik, hogy az összes otthoni berendezés központosított irányítása az okosotthon fontos előnye és sajátossága. De ez az állítás nem mindig igaz, mivel az egyes decentralizált rendszerek képesek növelni az intelligens irányítás biztonságát, megbízhatóságát és hatékonyságát. Például előnyös külön rendszerként kialakítani a biztonsági rendszereket (ahogy a képen látható), valamint a vészhelyzetek észlelését.

Több okosotthon-rendszer egyidejű használatának fő hátránya a beállítás és a hangolás bonyolultsága.

Ez azért történik, mert nő az alkatrészek száma – minden decentralizált rendszer külön processzorral rendelkezik, ami gyakran zavart okoz a kölcsönhatásukban vagy a felhasználó általi kezelésben. Továbbá ez a jellemző a berendezéskészlet drágulásához vezet.

Ennek eredményeként a decentralizált rendszereket csak olyan esetekben ajánlott használni, ahol az előnyök egyértelműen felülmúlják a negatív szempontokat.

Fontos jellemző a protokollok típusok szerinti felosztása, amelyek a következők:

• nyílt;
• zárt.

Az első kategóriába tartoznak azok a rendszerek, amelyek vezérlése a különböző gyártók által használt nyelv segítségével történik.

Az ilyen típusú berendezések előnyei a funkcionalitás, a megfizethetőség és a sokoldalúság, ami lenyűgöző választékot biztosít a rendszerbe építhető alkatrészekből. Ám gyakran előzetesen adaptálni kell őket a közös használatra, ami azonban nem zárja ki a meghibásodásokat.

Zárt rendszereknek azokat tekintjük, amelyeket egyetlen gyártó által létrehozott és használt nyelven vezérelnek, ami lehetővé teszi, hogy csak az általa kifejlesztett és gyártott alkatrészeket építsék be a készletbe.

Ez csökkenti a funkcionalitást és a sokoldalúságot, viszont biztosítja az eszközök és készülékek magas fokú kompatibilitását.

Az intelligens vezérlőrendszer vázlata

Bármely okosotthon-berendezéskészlet hasonlít egy építőkészlethez, amelyből bármit létre lehet hozni.

Ezért aligha fog Ön, aki otthonában szeretne összeállítani valamilyen változatot, megfelelő sémát találni a saját lakáskörülményeihez. Például egy 3 szobás lakáshoz vagy egy meghatározott területű és emeletű házhoz készült standard változatot.

Bármely helyiségnek megvannak a maga sajátosságai, a tulajdonosaiknak pedig saját preferenciáik és költségvetésük. Ennek eredményeként különböző vezérlőszerveket és végrehajtó elemeket használnak.

A szükséges sémát Önnek kell elkészítenie, vagy szakemberek segítségével. Kivételt képezhetnek a legegyszerűbb okosotthon-változatok vagy a decentralizált rendszerek, amelyek szintén nem bonyolultak.

Példa lehet a dimmer elektromos hálózatba történő beépítésének sémája és a vele párban működő mozgásérzékelő, mivel ez a séma szabványos, ezért minden esetben azonos.

Azoknak, akik saját maguk szeretnének intelligens rendszert összeállítani, tudniuk kell, hogy rendelkezniük kell bizonyos készségekkel és ismeretekkel, ráadásul különböző területeken. Például a képen egy grafikus felület látható, amely lehetővé teszi az irányítást, vezérlést és a szükséges információk megszerzését. És ezt minden egyes esethez külön, programozással hozzák létre.

De még ebben és hasonló esetekben is ajánlott szakemberekhez fordulni. Ennek az az oka, hogy minden rendszer elektromos árammal működik, és bizonyos durva hibák tüzhöz, áramütéshez, a drága szerkezeti elemek meghibásodásához vezethetnek.

Ajánlások a saját kezű összeszereléshez

Mivel az intelligens rendszerek költsége magas, beszerelésük további, ráadásul nem csekély kiadásokkal jár (a berendezéscsomag árának akár 50%-áig), ezért önálló telepítésük jelentős megtakarítást eredményezhet.

Ráadásul az ilyen munka örömet is okoz, ezért az okosotthon saját kezű összeszerelését, a projekt elkészítésétől kezdve, hobbinak tekinthető.

Az egyik legfontosabb tanács azok számára, akik saját maguk szeretnének intelligens rendszert összeállítani, az, hogy a munkát megelőzze a projekt elkészítése. Mivel ez segít számos jellemzőt, finomságot feltárni, és ezáltal elkerülni a hibákat.

De meg kell érteni, hogy nem minden arra vágyó felhasználó képes egy ilyen rendszer saját kezű beszerelésére – ehhez egy egész sor ismerettel és készséggel kell rendelkezni.

Ezek a következők:

1. Elektromos készülékekkel való munkavégzés készsége. Ráadásul ezen a területen széleskörű ismeretekkel kell rendelkezni, például olyan alapvető dolgokkal, mint a szerkezeti elemek és kábelek megbízható összekapcsolásának készsége. Szükség van továbbá a kapcsolószekrények összeszerelésének készségére, a modern elektromos készülékek vezérlési elveinek megértésére, és más hasonlókra. A biztonsági szabályok ismerete szintén kötelező.
2. Programozási készségek, ráadásul különféle operációs rendszerekhez. Ezek azért szükségesek, mert minden intelligens rendszer beszerelésekor grafikus felületet kell létrehozni, amelyen keresztül a későbbiekben a vezérlés történik.
3. A modern automatizálási rendszerek felépítésének elveinek ismerete. Vagyis szükséges legalább a vezérlők típusainak, azok be-/kimeneteinek ismerete, megérteni, hogy milyen érzékelők és egyéb berendezések használhatók velük, stb.
4. A rendszer működési algoritmusainak megértése egészében és minden egyes része vonatkozásában.

Ha a felsorolt ismeretek és készségek mind rendelkezésre állnak, akkor el kell kezdeni az előkészítő eljárásokat. Kezdetben fontos meghatározni azokat a feladatokat, amelyeket a berendezéscsomagnak meg kell oldania.

Fontos szempont az okosotthon saját kezű összeszerelésénél a szerelés magas minőségének szükségessége. Ha ezt figyelmen kívül hagyják, az a teljes berendezéskészlet hibás működéséhez, a tűzbiztonság csökkenéséhez és egyéb problémákhoz vezethet.

Ezután meg kell vizsgálni, hogy technikailag megvalósítható-e – bírja-e az elektromos hálózat, elegendőek-e az alkatrészek jellemzői. Ezenkívül fel kell mérni a lakást a szerelési helyek azonosítása céljából. Azt is meg kell érteni, hogy elegendő-e a pénz a vásárláshoz.

És ezután hozzá lehet kezdeni a jövőbeli rendszer munkatervének elkészítéséhez.

Ha a helyiség felmérését az okosotthon készlet egyes részeinek optimális telepítési helyeinek azonosítása céljából még el lehet végezni saját maga, hasonló kérdésekben jártasság és tapasztalat nélkül is, akkor a projekt kidolgozásába csak szakértelemmel szabad belevágni.

Tapasztalat hiánya és bizonytalanság esetén jobb szakemberekhez fordulni tanácsért az eljárás előtt vagy után, annak érdekében, hogy ellenőrzést végezzenek. Ez csökkenti a hibák és az azt követő anyagi veszteségek, egyéb kellemetlenségek valószínűségét.

Még ha a gyakorlati készségek és ismeretek bőségesen rendelkezésre állnak is, ajánlott az intelligens rendszerekkel való ismerkedést a legegyszerűbb változatokkal kezdeni.

Vagyis olyan készletet kell beszerezni, amely tartalmaz egy vezérlőt, érzékelő készletet és egyéb berendezést, amely lehetővé teszi valamilyen fontos feladat megoldását.

Például figyelni a vízszivárgás megjelenését, videómegfigyelést végezni vagy a fényerőt szabályozni. Majd alaposan megismerkedni minden sajátossággal.

A leírt megközelítés lehetővé teszi a gyakorlati tapasztalatszerzést, olyan képzett szakemberek megtalálását, akik hatékony segítséget tudnak nyújtani, ezenkívül elkerülhetők a jelentős anyagi veszteségek, még akkor is, ha az intelligens rendszer iránti érdeklődés megszűnik, vagy valami nem a terv szerint alakul.

Ha úgy döntöttek, hogy saját maguk szerelik össze a rendszert, akkor a legegyszerűbb változatokkal kell kezdeni. Ez lehetővé teszi a tapasztalatszerzést, annak megértését, hogy van-e kedvük tovább foglalkozni ilyen munkával, miközben a költségek minimálisak lesznek.

Az első önálló kísérlethez egy intelligens rendszer összeszerelésére érdemes olyan berendezést vásárolni, amelyet Beckhoff, Siemens, OVEN és más hasonló vezérlők irányítanak. Mivel ezek szabadon programozhatók, egyszerűen használhatók és alkalmasak különböző feladatok megoldására.

Ha a felsorolt vezérlők bármelyikével együtt használnak egy speciális szoftvercsomagot, amely a rendszer Windows-szal felszerelt számítógépről, iOS, Android rendszerű táblagépről, okostelefonról történő vezérlésére szolgál, akkor lehetőség nyílik a forgatókönyvek egyszerű megváltoztatására.

Valamint gyorsan átalakíthatja a felületet, eltávolíthatja a felesleges elemeket és hozzáadhat új szerkezeti elemeket.

Ráadásul a felsoroltakat minden felhasználó önállóan elvégezheti, még a programozás alapvető ismereteivel is. Példa a vezérlőszoftverre az Easy Home, amely képes a fent felsorolt összes népszerű operációs rendszerrel együttműködni.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Az első videó lehetőséget ad az okos otthon képességeinek megismerésére, hogy mivel és hogyan szerelik fel az ilyen legegyszerűbb rendszereket, és hogyan lehet ezt saját kezűleg megtenni.

A következő videó szintén az intelligens rendszerek saját kezű beszereléséről szól.

A modern intelligens automatizálás nemcsak a kényelmet képes növelni, hanem a ház minden lakójának életszínvonalát is. Ehhez azonban meg kell érteni az okos otthon működési elvét.

Ellenkező esetben a tulajdonost nemcsak csalódás, hanem jelentős anyagi veszteség is várja. Mivel a funkcionális készletek nem kevés pénzbe kerülnek.

Maradtak kérdései a cikk témájával kapcsolatban? Vagy ki tudja egészíteni anyagunkat értékes információkkal az “Okos otthon” rendszer működési elveiről? Kérjük, hagyja meg észrevételeit, ossza meg tapasztalatait az alábbi blokkban.