Inteligentny dom - wszystko co powinieneś wiedzieć o systemach SMART HOME

Smart home, czyli inteligentny dom, to określenie nazywające nie tylko sam budynek. Smart home to cała infrastruktura, która znajduje się w nim oraz poza nim. To dzięki niej może być interaktywny.

Ten termin jeszcze do niedawna był znany wyłącznie futurologom. Z tego powodu, niektórzy nadal spoglądają nieufnie na tę gałąź techniki, lecz ich liczba systematycznie maleje. Jego stopniowe wdrażanie do naszej rzeczywistości, a nawet codzienności, jest możliwe za sprawą rozwoju elektroniki oraz metod komunikacji – zwłaszcza internetu.

Co to jest?

Jak działa i na czym polega smart home? Nie ma jednoznacznej definicji. Zarówno całe systemy smart home, jak i poszczególne jego elementy, mogą nosić to określenie. Nawet moduł elektroniczny, który został stworzony samodzielnie przez hobbystę, nie współgrający z żadnym z dostępnych w handlu standardów, też można tak określić.

Jedynym warunkiem jest wspomaganie zarządzania budynkiem, sprzętami w nim lub zużywanymi przez niego mediami w postaci wody lub energii elektrycznej. Komunikacja z poszczególnymi urządzeniami smart home zazwyczaj odbywa się bezprzewodowo, z reguły na drodze radiowej, przy użyciu dobrze znanego Wi-Fi lub Bluetooth. Ale nie tylko, są również inne standardy komunikacji, opracowane specjalnie na potrzeby inteligentnych budynków.

Wymierne korzyści

Po co ktokolwiek miałby wyposażyć kawał betonu, na przykład biurowiec, w inteligencję? Powodów jest wiele, a oto jeden z nich: oszczędzanie energii elektrycznej, która przecież staje się coraz droższa. Jeżeli w danym pomieszczeniu nikogo nie ma, można wyłączyć w nim światło. Kiedy nikt nie znajduje się na zadanym odcinku korytarza, można ściemnić znajdujące się na suficie lampy. Jeżeli w polu widzenia czujników znajdzie się człowiek, jasność automatycznie wzrośnie. Takie rozwiązanie można zastosować zwłaszcza po normalnych godzinach pracy biura, kiedy liczba pracowników jest już niewielka.

Jak jeszcze biurowiec może inteligentnie oszczędzać energię elektryczną? Następny przykład: latem w tego typu budynkach jest bardzo gorąco, ponieważ dużą część ścian stanowią okna, przez które wpadają promienie słoneczne. Dla utrzymania komfortu pracowników musi pracować klimatyzacja, która ma niemałe zapotrzebowanie na energię elektryczną. Lecz gdyby żaluzje w oknach automatycznie przesłoniły część promieni słonecznych, nagrzewanie byłoby słabsze. Mniejszą moc również mogłyby osiągnąć również klimatyzatory.

Dla dużych i małych

Systemy smart home mogą działać nie tylko w biurowcach, lecz również w domach, a nawet mieszkaniach. Ich zadaniem nie jest wyłącznie oszczędzanie cennych zasobów, lecz również podniesienie komfortu życia przez optymalne zarządzanie znajdującymi się w nim urządzeniami. Wszyscy poszli spać? Wyłącz telewizor i lampy. Domownicy zaraz się obudzą? Włącz ekspres do kawy i radio w kuchni. Przykładów zastosowań jest mnóstwo.

Nie tylko oszczędności

Innym zadaniem, które z powodzeniem mogą realizować systemy inteligentnego budynku, jest podniesienie poziomu bezpieczeństwa. Najprostszym przykładem są kamery, z których podgląd możemy mieć w aplikacji na telefonie, będąc w dowolnym miejscu na świecie. Ale nie tylko – smart home może również pełnić rolę centrali alarmowej, informującej mieszkańców o wycieku wody, otwarciu okna czy wybiciu szyby.

W skład infrastruktury smart home wchodzą nie tylko sprzęty na stałe przytwierdzone do ścian, lecz również te ruchome. Na przykład, coraz popularniejsze odkurzacze automatyczne albo roboty sprzątające. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby sprzęgnąć takie urządzenie z resztą budynku. Na przykład, niech zacznie sprzątanie dopiero po wyjściu wszystkich z domu, aby nie kręcił się pod nogami.

Smart home - każdy znajdzie coś dla siebie

Na rynku istnieje wiele rozwiązań systemów smart home. Składają się na nie zarówno całe urządzenia (zmywarki, odkurzacze, telewizory), jak i elementy wykonawcze – przełączniki, przyciski, panele sterujące, gniazdka. Zazwyczaj każdy producent sprzętu stosuje swoje, unikalne rozwiązania, ale są pewne wyjątki.

Użycie tradycyjnej sieci Wi-Fi pociąga za sobą określone zapotrzebowanie na energię. Nie jest ono wysokie, jeżeli by porównać je np. z typową żarówką, lecz przy zasilaniu bateryjnym zaczyna to mieć znaczenie. Jeżeli układ ma działać na baterii przez wiele miesięcy, każdy pobierany z niej mikroamper staje się istotny!

Nowe protokoły

Na potrzeby systemów smart home z czujnikami zasilanymi bateryjnie są stosowane protokoły typu Zigbee oraz Z-Wave. Różnią się pewnymi niuansami, jak maksymalna liczba urządzeń pracujących w ramach jednej sieci, maksymalny zasięg, częstotliwość pracy czy szybkość transmisji, ale sama idea pozostaje ta sama.

Oba wyżej wymienione rodzaje sieci składają się z:

• urządzeń końcowych,
• routerów,
• koncentratora (zwanego również koordynatorem).

Urządzenia końcowe przesyłają dane zarówno do routerów, jak i koncentratora. Dzięki temu, awaria jednego elementu nie blokuje całej sieci. Koncentrator to urządzenie zbierające dane od wszystkich urządzeń i zarządzające ich pracą. To z nim łączy się aplikacja na telefonie, który z kolei łączy się z nim przy użyciu WiFi lub Bluetooth. Routery przekazują informacje między sobą, urządzeniami końcowymi oraz koncentratorem.

Tylko routery i koncentrator są na stałe podłączone do zasilania sieciowego. Urządzenia końcowe mogą być zasilane zarówno z sieci, jak i bateryjnie. W przypadku urządzeń bateryjnych, jak czujniki ruchu czy czadu, razem z bieżącymi informacjami na temat ich stanu wysyłane są również komunikaty o poziomie naładowania baterii. Dzięki temu wiadomo, kiedy trzeba wymienić baterię w danym czujniku – komunikat wyświetla się w aplikacji – zamiast okresowo przeglądać wszystkie czujniki i ręcznie sprawdzać stan baterii każdego z nich.

Czy jednakowe? Nie do końca...

Ważna uwaga: poszczególne urządzenia, które pracują w tym samym standardzie, nawet pochodzące od tego samego producenta, nie będą ze sobą współpracowały, jeżeli są przeznaczone dla innych regionów geograficznych. Powodem są odmienne uwarunkowania prawne dotyczące przydziału częstotliwości. I tak, na przykład, urządzenie dedykowane na rynek amerykański „nie dogada się” z identycznym urządzeniem przeznaczonym na rynek europejski. Trzeba na to zwrócić uwagę przy zakupie, ponieważ jedynym panaceum na ten problem jest wymiana urządzenia na inne, pracujące we właściwym, dla danego regionu, standardzie.

Jeszcze inaczej

Nieco innym rozwiązaniem, które łączy zalety Wi-Fi (łatwość dostępu z poziomu telefonu, brak koncentratora) i Zigbee czy Z-Wave (niski pobór mocy) jest Bluetooth Low Energy, nazywany skrótowo Bluetooth LE czy BLE.

Urządzenia wyposażone w ten rodzaj łączności mogą łączyć się z każdym urządzeniem nadrzędnym (komputerem, tabletem lub telefonem) wyposażonym w Bluetooth, a jednocześnie mogą pracować na baterii przez wiele miesięcy. Do sterowania takimi urządzeniami wystarczy odpowiednia aplikacja, nic więcej.

Co kupić?

Jakie są najpopularniejsze urządzenia smart home? Bez wątpienia, należą do nich wszelkiego rodzaju źródła światła, którymi można sterować bezprzewodowo. Mogą to być zarówno całe lampy, jak i żarówki, wkręcane w zwykłą oprawkę – cała elektronika zaszyta jest wewnątrz niej. Najpopularniejsze „smart żarówki” posiadają łączność poprzez Wi-Fi.

Są też do kupienia inteligentne oprawki na żarówki, w które można wkręcić zwykłą żarówkę. To rozwiązanie jest przydatne zwłaszcza wtedy, gdy parametry takiego źródła światła muszą być niestandardowe, na przykład o dużej mocy lub nietypowej barwie światła.

Nie tylko żarówki

Dużą popularnością cieszą się również inteligentne gniazdka. Można do nich podłączyć dowolne urządzenie, którego włączaniem i wyłączaniem będziemy sterować za pośrednictwem telefonu. W ten sposób można np. włączyć bojler elektryczny, podgrzewający ciepłą wodę użytkową, przed powrotem do domu.

Inteligentne gniazdka występują również w wersji montowanej na stałe: natynkowej lub do puszki, podtynkowej.

W większości wymienionych wyżej urządzeń można ustawić profile czasowe. Zaczną się wtedy włączać i wyłączać samoczynnie o zadanej godzinie, bez naszego udziału. Wystarczy, że będą miały dostęp do zasilania sieciowego.

Podsumowanie

Smart home to zbiór rozwiązań, które mają na celu uprościć nam życie, uczynić je bezpieczniejszym oraz bardziej oszczędnym. Dzieje się to za sprawą najnowszych technologii, głównie w dziedzinie komunikacji bezprzewodowej