Hvad er et smart home: funktionsprincip og opbygning + projektoprettelse og samlingstips

Mange ingeniørsystemer, samlet under fællesbetegnelsen 'Smart hjem', giver brugerne et højt niveau af komfort og sikkerhed. Men der findes hundredvis af varianter af sådant udstyr, som løser radikalt forskellige opgaver.

Lad os sammen prøve at forstå alle finesser og forstå, hvad et smart hjem er, og derefter gå videre til praktiske skridt for at forbedre boligkomforten. Da dyre komponenter ikke efterlader plads til fejl.

Hvad er et sådant system?

Ethvert sæt elektronik fremstillet til et smart hjem er højteknologisk udstyr. Beregnet til automatiseret og oftest centraliseret kontrol, fleksibel, præcis styring af kommunikationssystemerne i lejlighed eller hus.

De vigtigste muligheder i et smart hjem

Intelligente kommandoblokke i et smart hjem er i stand til at skabe et optimalt indeklima i lejlighed eller hus.

Til løsning af denne opgave styres alle varmeapparater, klimaanlæg, split-systemer, filtre, ozonatorer og andre lignende enheder.

Essensen af processen er som følger: kontrolcentre udstyret med processorer modtager måleresultater af luftens kemiske sammensætning, temperatur, fugtighed og sender signaler til de nødvendige konstruktionselementer.

Så hvis et rum skal køles ned, gives der en kommando til at tænde klimaanlægget, mens alt varmeudstyr, hvis det er i drift, samtidig slukkes. Det vil sige, systemets kommandoblokke sikrer også sammenhæng i alle udførte processer.

Læs mere om, hvordan klimakontrolsystemet fungerer, og om funktionerne ved dets valg her.

Moderne intelligente systemer til rum er automatiksæt, der kan forbedre livskvaliteten betydeligt samt sikre energibesparelser på imponerende 30-40%. Men man skal huske, at på grund af udstyrets ikke ubetydelige pris, vil købet først tjene sig ind efter mange års aktiv brug.

Og generelt er et 'Smart hjem' i avanceret konfiguration i stand til samtidigt at styre flere hundrede enheder, der tilhører systemer:

• belysning, både indendørs og udendørs;
• nødforsyningskilder, som kan være både batterier og generatorer;
• energiforbrugskontrol;
• opvarmning, luftkøling;
• opvarmning af bygningens enkelte elementer (regnvandsafledning, trappetrin);
• vandforsyning;
• kloakering;
• filtrering;
• detektering af nødsituationer (gaslækager, vandlækager, problemer i elnettet);
• monitorering.

Der kan også styres alarm, overvågningskameraer og en lang række andet udstyr, herunder selv gardiner, vinduer, fjernsyn, audio- og videoudstyr placeret i hele lejligheden eller huset.

Funktionaliteten og andre egenskaber ved ethvert intelligent system kan tilpasses til alle forhold, hvilket gør det muligt at skabe et fleksibelt system til styring af al hjemmeelektronik, varmeapparater, airconditionanlæg, belysning og alt andet udstyr.

Processerne i sig selv kan være både efterspurgte og sjældne, engangsforekomster, f.eks. kan de første omfatte styring af temperatur, lysstyrke og mange andre.

Den anden kategori omfatter indstilling af individuelle varme- eller kolde luftstrømme. For eksempel dem, der er i stand til at varme brugernes fødder, når de ser tv om vinteraftener.

Det karakteristiske ved moderne smart home-systemer er, at de gør det muligt at indstille forskellige tilstande i alle rum i lejligheden eller huset. For eksempel kan temperaturen i børneværelset være højest, og i gangen lavest, da gangen stort set ikke har brug for opvarmning.

Samtidig kan systemet på badeværelset regelmæssigt bekæmpe høj luftfugtighed, og i køkkenet bekæmpe luftforurening.

Elektronikken kan også tage hensyn til en masse nyttige småting. For eksempel kan den automatisk sørge for en højere temperatur i soveværelset om aftenen end om morgenen, da sådanne funktioner fremmer en god nattesøvn og en let opvågning.

De mest effektive anses for at være integrerede systemer, der kan styre alle vigtige processer.

Men selv de mest simple udstyrssæt, der kun udfører én funktion, har kendetegn for et smart hjem. For eksempel en processor, der styrer tænd/sluk af en varmeovn installeret i sommerhuset.

En dæmper installeret i elnettet, som regulerer lampers lysstyrke og samtidig reducerer strømforbruget, hører også til intelligent udstyr.

Hvordan fungerer og er systemet opbygget?

Lad os prøve at forstå, hvordan det populære smart home-system fungerer i dag, og hvilke typer der findes. Grundlaget for ethvert sæt intelligent udstyr er en processor, som er en ret kraftfuld og moderne computer.

Effektiviteten sikres af software med titusinder, ja endda hundredvis af forudindstillede tilstande, som er blandt de mest efterspurgte.

Som resultat, i mange tilfælde, skal brugerne blot indtaste de nødvendige parametre, for eksempel temperatur osv., og aktivere det ønskede program.

Derefter vil styreenheden overvåge ved at sammenligne de aktuelle værdier med de programmerede. Al nødvendig information kommer fra interne styreenheder i det udstyr, der indgår i systemet, controllere, sensorer, som installeres i hvert rum.

Det grundlæggende princip for ethvert intelligent system er at sikre bekvemmelighed, fleksibilitet og enkelhed i styringen af alt udstyr i boligen. Dette gøres for at minimere brugerens behov for indblanding, forbedre effektivitet, økonomi og driftssikkerhed. Det vil sige, at brugeren skal få glæde og fornøjelse af systemet, samtidig med at de næsten ikke behøver at give det opmærksomhed.

Hvis de realtidsdata, der indsamles, ikke stemmer overens med de indstillede, sender styreenheden de relevante kommandoer til at foretage justeringer. Desuden sikrer de alle, at udstyret arbejder koordineret.

Det vil sige, for at hæve temperaturen i det ønskede rum slukkes airconditionen først, og først derefter tændes varmeudstyret. Dette sparer op til 40% elektricitet og undgår også en farlig kritisk belastning på nettet.

Varianter af smart hjem

Producenterne tager hensyn til behovene hos forskellige brugergrupper, og som resultat er markedet fyldt med forskellige typer intelligent udstyr.

Så det kan være:

• kablet;
• trådløst.

I det første tilfælde forbindes kommandoblokken, aktuatorer, servomotorer, controllere og andre konstruktionselementer med hinanden via ledninger.

Fordelen ved denne metode er den høje nøjagtighed i kommandoudførelsen. Det betyder, at der næsten ikke er risiko for overbelastning af transmissionsbussen med et stort antal signaler. Desuden giver fiberoptiske ledninger en høj responstid.

Den største ulempe anses for at være installationskompleksiteten, da man skal trække og skjule et stort antal ledninger.

Dette fører også til betydelige ekstra omkostninger til nødvendige byggematerialer, så det optimale tidspunkt for installation af kablede systemer er under renovering i lokalerne.

Desuden er ledningsføring arbejdskrævende, så en sådan procedure tager ret lang tid.

I ethvert hjem findes der udstyr, der kan løse forskellige opgaver – opvarme rum, belyse dem, sikre tryghed osv. Og et smart home kan håndtere alle de nævnte funktioner eller styre hver enkelt separat. Det er op til brugeren at afgøre, hvilken metode der er optimal i hvert enkelt tilfælde. Dette viser også, at vigtige fordele ved ethvert intelligent system er fleksibilitet og tilpasningsevne.

Trådløse udstyrstyper kendetegnes ved, at forbindelsen mellem konstruktionselementerne sker via radiosignaler, hvortil der benyttes de relevante kommunikationsforbindelser.

En vigtig fordel ved denne udstyrstype er installationsvenligheden. Under installationen er der ikke behov for at ændre rummets konstruktion eller bruge penge på byggematerialer, hvilket gør monteringen til en let og hurtig proces.

Den største ulempe ved trådløse systemer er selve kommunikationsmetoden mellem komponenterne. Radiosignaler begrænser nemlig deres funktionalitet betydeligt, og desuden skal batterierne skiftes ret ofte, hvilket er besværligt og en regelmæssig udgift.

Endnu en klassifikation af smart home-systemer efter styringstype – det kan være en centraliseret eller decentraliseret variant.

Selvom centraliseret styring er en af de vigtigste fordele ved ethvert sæt af sådant udstyr, og de fleste tilfælde hører til denne variant, så har decentraliserede systemer også ret til at eksistere.

Årsagen er, at denne metode giver mulighed for at udligne konsekvenserne af svigt af en enkelt komponent i smart home.

Desuden gør brugen af delsystemer med forskellige styreenheder det muligt at øge pålideligheden af nøglefunktioner.

For eksempel, hvis ejeren vil beskytte sit hjem pålideligt mod uautoriseret indtrængen, er det mere praktisk at bruge to decentraliserede systemer end ét centraliseret.

Mange mener, at centraliseret styring af alt hjemmeudstyr er en vigtig fordel og en egenskab ved smart home. Men dette udsagn er ikke altid rigtigt, da separate decentraliserede systemer kan øge sikkerheden, pålideligheden og effektiviteten af intelligent styring. For eksempel er det fordelagtigt at gøre sikkerhedssystemer (som vist på billedet) og systemer til registrering af nødsituationer separate.

Den største ulempe ved at bruge flere smart home-systemer samtidigt er kompleksiteten i opsætning og justering.

Det skyldes, at antallet af komponenter øges – hvert decentralt system har sin egen processor, hvilket ofte skaber forvirring ved interaktion eller brugerstyring. Denne funktion gør også udstyrssættet dyrere.

Som et resultat anbefales det kun at bruge decentrale systemer i enkelte tilfælde, hvor fordelene klart opvejer ulemperne.

En vigtig egenskab er opdelingen i protokoltyper, som er:

• åbne;
• lukkede.

Den første kategori omfatter systemer, der styres ved hjælp af et sprog, som bruges af forskellige producenter.

Fordelene ved denne type udstyr er funktionalitet, tilgængelighed og alsidighed, hvilket giver et imponerende udvalg af komponenter, der kan indgå. Men ofte skal de først tilpasses til at fungere sammen, hvilket dog ikke udelukker fejl.

Lukkede systemer anses for at være dem, der styres på et sprog, som er skabt og kun brugt af én producent, hvilket gør det muligt kun at inkludere komponenter, der er udviklet og fremstillet af samme producent.

Hvilket reducerer funktionalitet og alsidighed, men til gengæld sikrer en høj grad af kompatibilitet mellem enheder og apparater.

Diagram over intelligent styringssystem

Ethvert sæt udstyr til et smart hjem minder om en byggesæt, hvor man kan bygge næsten hvad som helst.

Derfor vil en bruger, der ønsker at samle en eller anden version derhjemme, næppe finde et passende diagram til sine boligforhold. For eksempel en standard til en 3-værelses lejlighed eller til et hus af en bestemt størrelse og etageantal.

Alle rum har deres egne særpræg, og deres ejere har deres egne præferencer og budget. Som et resultat bruges forskellige styreenheder og aktuatorelementer.

Man skal selv eller med hjælp fra specialister udarbejde det nødvendige diagram. Undtagelser kan være de simpleste versioner af et smart hjem eller decentrale systemer, som heller ikke er særlig komplicerede.

Et eksempel kan være diagrammet for installation af en dæmper i elnettet og en bevægelsessensor der arbejder sammen med den, da det er standard og derfor ens i alle tilfælde.

For dem, der ønsker at samle et intelligent system selv, bør vide, at man skal besidde specifikke færdigheder og viden inden for forskellige områder. For eksempel viser billedet en grafisk grænseflade, der muliggør styring, kontrol og indhentning af nødvendig information. Og den skabes individuelt for hvert tilfælde gennem programmering.

Men selv i dette og lignende tilfælde anbefales det at kontakte specialister. Årsagen er, at alle systemer kører på elektricitet, og visse grove fejl kan føre til brande, elektrisk stød og beskadigelse af dyre konstruktionselementer.

Anbefalinger til selvmontering

Da prisen på intelligente systemer er høj, og installationen vil medføre ekstra omkostninger, endda betydelige (op til 50% af udstyrspakkens pris), vil selvinstallation hjælpe med at spare betydeligt.

Og sådant arbejde giver også glæde, derfor kan samling af et smart hjem med egne hænder, startende med projektudvikling, betragtes som en hobby.

Et af de vigtigste råd til dem, der ønsker at samle et intelligent system selv, er, at arbejdet bør forudgås af udarbejdelse af et projekt. Da det vil hjælpe med at identificere mange funktioner, detaljer og dermed undgå fejl.

Men man skal forstå, at ikke enhver interesseret bruger er i stand til at udføre selvmontering af et sådant system – til det kræves et helt sæt af viden og færdigheder.

Disse omfatter:

1. Evne til at arbejde med elektriske apparater. Derudover skal man have bred viden på dette område, for eksempel sådanne grundlæggende færdigheder som pålidelig forbindelse af konstruktionselementer og kabler. Der kræves også evne til at samle el-tavler, forståelse af principper for styring af moderne elektriske apparater, og lignende. Kendskab til sikkerhedsregler er også obligatorisk.
2. Programmeringsfærdigheder, og det for forskellige operativsystemer. De er nødvendige, fordi man ved hver installation af et intelligent system bliver nødt til at skabe en grafisk grænseflade, hvormed styringen senere foretages.
3. Kendskab til principper for opbygning af moderne automatiksystemer. Det vil sige, man skal i det mindste have forståelse for typer af controllere, deres indgange/udgange, forstå hvilke sensorer og andet udstyr der må bruges med dem osv.
4. Forståelse af systemets arbejdsalgoritmer som helhed og alle dets enkelte dele.

Hvis alle de nævnte kundskaber og færdigheder er til stede, så er det nødvendigt at gå videre til forberedende procedurer. For det første er det vigtigt at definere de opgaver, som udstyrspakken skal løse.

Et vigtigt punkt ved selvmontering af et smart hjem er behovet for høj kvalitet af installationen. Hvis man ignorerer dette, kan resultatet blive forkert funktion af hele udstyrssættet, nedsat brandsikkerhed og så videre.

Derefter skal man finde ud af, om det teknisk set er muligt at realisere – om elnettet kan holde, om komponenternes specifikationer er tilstrækkelige. Desuden skal boligen undersøges for at finde egnede installationssteder. Og man skal også forstå, om der er penge nok til købet.

Og derefter kan man begynde at udarbejde et arbejdsprojekt for det fremtidige system.

Hvis undersøgelsen af rummet for at finde de optimale steder til installation af enkelte dele af smart home-sættet stadig kan udføres selv uden færdigheder og erfaring i sådanne spørgsmål, så bør man kun gå i gang med projektudvikling, hvis man har forståelse for sagen.

I tilfælde af manglende erfaring og usikkerhed på egne evner er det bedre at kontakte specialister for konsultation før selve proceduren eller efter den for at foretage en kontrol. Det vil reducere sandsynligheden for fejl og efterfølgende økonomiske tab samt andre ubehageligheder.

Selvom man har masser af praktiske færdigheder og viden, anbefales det at starte bekendtskabet med intelligente systemer med de simpleste varianter.

Det vil sige, at man bør anskaffe et sæt, der indeholder en controller, et sæt sensorer og andet udstyr, der gør det muligt at løse en enkelt vigtig opgave.

For eksempel at overvåge forekomsten af vandlækage, udføre videoovervågning eller justere lysstyrken. Og derefter grundigt sætte sig ind i alle detaljerne.

Den beskrevne tilgang vil give praktisk erfaring, finde kvalificerede specialister, der kan yde effektiv hjælp, og desuden undgå betydelige økonomiske tab, selv hvis interessen for det smarte system forsvinder, eller noget ikke går som planlagt.

Hvis man har besluttet at samle systemet selv, skal man starte med de simpleste varianter. Det vil give erfaring, forståelse for om man har lyst til at fortsætte med sådant arbejde, samtidig med at omkostningerne vil være minimale.

Til den første selvstændige forsøg på at samle et intelligent system er det desuden ønskeligt at anskaffe udstyr, der styres af controllere som Beckhoff, Siemens, OVEN og andre lignende. Da de er frit programmerbare, nemme at bruge og velegnede til at løse forskellige opgaver.

Hvis man sammen med en af de nævnte controllere bruger et specielt software-sæt designet til at styre systemet fra en computer med Windows, en tablet, en smartphone med iOS eller Android, så vil det være muligt nemt at ændre scenarier.

Og også hurtigt omforme grænsefladen, fjerne unødvendige og tilføje nye konstruktionselementer.

Og alt det ovennævnte kan hver bruger selv udføre, selv med grundlæggende programmeringsfærdigheder. Et eksempel på styringssoftware er Easy Home, som kan arbejde med alle de efterspurgte operativsystemer, der er nævnt ovenfor.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Den første video giver mulighed for at forstå mulighederne i et smart hjem, hvordan og med hvad sådanne enkle systemer udstyres, og hvordan man kan gøre det selv.

Det næste videomateriale handler også om installation af intelligente systemer med egne hænder.

Moderne intelligent automatik kan ikke blot øge komforten, men også forbedre livskvaliteten for alle husets beboere. Men for at opnå dette er det nødvendigt at forstå princippet bag et smart hjem.

Ellers venter der ejeren ikke blot skuffelse, men også betydelige økonomiske tab. Da funktionelle sæt koster en del penge.

Har du stadig spørgsmål om artiklens emne? Eller kan du supplere vores materiale med værdifuld information om principperne for funktionen af systemet “Smart Home”? Efterlad venligst dine kommentarer, del din erfaring i feltet nedenfor.