Автоматизируем умный коттедж: куда потратить миллионы?
Всем привет, с вами снова Дмитрий! В статье «От проекта до умного дома: будни интегратора» я рассказывал про то, как у одного из интеграторов устроены внутренние процессы. В комментариях пользователи писали, что хотят больше подробностей о самих объектах: как устроено освещение, как сделан климат-контроль и т.п.
Поэтому я хорошенько изучил список партнеров Wiren Board и нашел компанию «Рекота», представители которой согласились рассказать об одном интересном проекте. Сразу скажу, что площадь объекта огромна, бюджет был тоже большим, поэтому некоторые решения могут показаться излишними. Однако я уверен: вы найдёте для себя тут что-то интересное.
Итак, коттедж в Подмосковье, в 10 минутах езды на автомашине от метро, точнее сказать не могу. Мы застали проект на этапе чистовой отделки, поэтому у нас есть уникальная возможность заглянуть «под капот» системы автоматизации. Сдача объекта намечена на декабрь. Площадь коттеджа около 600 кв.м., в доме два этажа и холодный чердак. Внутри есть гараж на три машиноместа, сауна, гриль с вытяжкой, холодильная камера.
Отопление газовое на двух котлах, отдельный контур выделен под горячую воду. На случай сбоя электричества установлен электрогенератор. Отдельная комната-студия выделена для проживания обслуживающего персонала, который следит за корректной работой жизненно важных систем дома. У заказчика было особое пожелание — управление умным домом должно осуществляться через приложение Apple HomeKit.
Что ж, посмотрим, какие системы автоматизации можно поставить, если несильно экономить. Нашим экскурсоводом по умному дому стал Богдан, технический директор «Рекоты». Если у вас в процессе чтения возникнут вопросы, пишите в комментариях — ребята из компании «Рекота» с радостью ответят.
Щит
«Сердце» умного дома — это щит, где расположена система автоматизации:
Три контроллера Wiren Board 7 — управление поделено на подсистемы, доступ к которым разграничен. Обслуживающий персонал получает доступ только к ключевым функциям жизнеобеспечения дома, а у хозяина нет никаких ограничений.
Модули реле WB-MR6-LV для недиммируемого освещения.
Диммеры светодиодных ламп WB-MDM3 для управления диммируемыми группами освещения.
Модули реле WB-MR6C v. 2 — вентиляторы вытяжные, рециркуляторы обеззараживающие.
Диммеры светодиодных лент WB-LED — светодиодные ленты.
Модули ввода/вывода WBIO-DO-R10A-8 — отопление, теплые полы.
Модули ввода/вывода WBIO-DO-R10R-4 — приводы штор.
Модули ввода/вывода WBIO-DI-WD-14 — сценарные выключатели, датчики движения.
Модули защиты от протечек WB-MWAC.
Всего в доме четыре щита — один под автоматизацию, а в других электрика, усилители светодиодных лент Arlight и блоки питания светодиодных лент. Во всех щитах используются клеммы WAGO и автоматы ABB.
Щит автоматизации
Вы, наверное, заметили, что в щите оборудование имеет логотип «Рекота» (recota) — это потому, что интегратор поставляет готовое программно-аппаратное решение под своим брендом. В таких партнерствах компания Wiren Board выступает как производитель оборудования, а интегратор выполняет большую работу по разработке решения, внедрению и сопровождению системы.
Умный дом предусматривает сценарии, которые задаются как на контроллерах, так и на пользовательских устройствах через приложение Apple Homekit. Здесь хозяева получают определенную свободу и гибкость, поскольку сценарии можно менять и дорабатывать в любое время. Ниже мы рассмотрим некоторые из них.
При таком количестве проводов до установки монтажных шкафов становится не по себе
В процессе установки монтажных шкафов
А вот так выглядит (почти) конечный результат
Слева: было. Справа: стало
Защита от протечек
Протечка воды может произойти по ряду причин: забилась канализация, прорвало трубу или шланги к смесителям. При любой причине главное — остановить подачу воды, чтобы всё обошлось мокрым кафелем, а не испорченным ремонтом во всём доме.
В щите установлены четыре модуля защиты от протечки воды WB-MWAC, каждый из которых работает на две зоны, то есть в сумме мы получаем восемь зон контроля. В каждой зоне установлено несколько проводных датчиков протечки. При их срабатывании включается звуковой сигнал в щитке и шаровые краны автоматически перекрывают подачу воды в аварийную зону. Кроме этого, идет оповещение в комнату персонала и на телефон заказчика через Apple HomeKit.
Один из датчиков протечки. Поверхность пола закрыта защитным слоем от повреждений. После снятия защиты датчик аккуратно и красиво будет лежать на полу — это будет выглядеть незаметно, если не наклониться, чтобы заглянуть под тумбу
Синие коробочки — это приводы шаровых кранов, которые перекрывают подачу воды. Обратите внимание, что в стояке тоже есть датчик протечки, — это позволит своевременно обнаружить аварию при закрытых дверцах
Климат
Перед интегратором была поставлена задача создать комфортный микроклимат в разных комнатах, поскольку разные члены семьи любят разные температуры. Например, хозяин любит спать в прохладе, но просыпаться в тепле. Система учитывает настройки, выставленные пользователем на телефоне или планшете, и показания датчиков температуры. Подача теплоносителя регулируется сервоприводами, установленными на отопительных коллекторах — «гребенках».
Остановимся на технической реализации чуть подробнее. К дому подведен газ, установлены котлы, поэтому для отопления используются контур с теплоносителем, куда входят радиаторы в каждой комнате и коридорах, а также теплые полы. Для поддержания нужной температуры летом в комнатах установлены канальные кондиционеры Mitshubishi с Modbus-шлюзом Intesis ME-AC-MBS-1 (который сам по себе стоит 35 тысяч рублей).
За дверцей в фальш-потолке расположился канальный кондиционер с модулем управления. На потолке можно заметить датчик движения
Климат контролируется сразу по нескольким датчикам. Температура в помещении снимается с датчиков 1-WIRE DS18B20, которые установлены в подрозетники и подключены к преобразователям WB-M1W2. Влажность и CO₂ контролируется датчиками WB-MSW v. 3, которые не вписались в интерьер и поэтому размещены в вытяжном канале. Как показывает опыт интегратора, такое расположение не мешает системе получать полные сведения о параметрах воздуха в помещении.
Подрозетники с проводами для выключателей и датчика температуры — позже всё это будет закрыто декоративной накладкой, выключателем и заглушкой под датчик
Слева — два клавишных выключателя, справа — датчик температуры в подрозетнике. Едва заметно отверстие в нижней части черного круга, в котором располагается датчик
Контроллер Wiren Board 7 на основании показаний с датчиков регулирует работу систем отопления и кондиционирования для каждой комнаты, учитывая выставленные сценарии.
Температура теплого пола в каждой комнате контролируется с помощью установленного в стяжку датчика DS18B20, который подключен к модулю WB-M1W2. Сами датчики установлены в ПНД-трубах, чтобы было удобно менять в случае выхода из строя.
Вентиляция тоже автоматизирована: при повышении уровня CO₂ по ПИД-алгоритму работает «приточка», через которую поступает свежий воздух, обогащенный кислородом. В «приточку» встроен парогенератор, увлажняющий подаваемый воздух. Таким образом, в доме можно получить благоприятный микроклимат с зональной регулировкой.
С разводкой радиаторов и теплых полов пришлось повозиться — в коридорах за панелями спрятаны так называемые «гребенки» с сервоприводами контуров отопления для каждой комнаты. В проекте используются сервоприводы Siemens и Oventrop.
Гребенки с сервоприводами контуров отопления каждой комнаты
Отдельная тема, связанная с пандемией коронавируса, — это рециркуляторы. Проект дома разрабатывался как раз во время коронавирусных ограничений, поэтому для обеззараживания воздуха добавлены 12 рециркуляторов, которые установлены скрытно. Рециркуляторы подключаются к модулям реле, которые их включают и выключают по расписанию.
Рециркулятор или обеззараживатель воздуха
Освещение
Кажется, что автоматизировать освещение не имеет смысла, но давайте разберёмся, так ли это.
Как сказал Богдан, проблема больших семей и больших жилых площадей в том, что свет часто оставляют включенным. Светодиодные лампы вроде потребляют немного, но суммарная мощность светильников, которые автоматизировали по датчику, движения получилась 900 Вт. Согласитесь, приятная экономия энергии и ресурса ламп. Поэтому в коридорах, туалетных комнатах и гардеробных свет включается и выключается автоматически.
Ещё дизайнеры интерьера придумывают множество источников света, а вот чтобы ими управлять, приходится играть как пианисту на клавишах выключателей, чтобы подобрать нужное акцентное освещение.
С автоматизацией это решается сценариями, которые запускаются вручную из мобильного телефона, с помощью голоса, выключателей или автоматически. Что-то программируется в конечном интерфейсе Apple HomeKit, но часть сценариев уже задана в контроллере и работает локально, что обеспечивает автономность и надежность системы. Один из сценариев на уровне контроллера — автоматическое диммирование светодиодного освещения. Днем свет самый яркий, вечером он включается на 30–50 процентов. Конечно, здесь все можно гибко отрегулировать, если у клиента изменятся потребности.
В проекте используются обычные светильники с показателем СRI>85 — как включаемые/выключаемые с помощью реле WB-MR6-LV, так и диммируемые с помощью диммеров светодиодных ламп WB-MDM3. Для создания атмосферной подсветки используются светодиодные ленты, управляемые через четырехканальные диммеры WB-LED.
Точечные светильники в гараже
Большой светильник в ванной и декоративная светодиодная подсветка периметра потолка
В щелях на потолке тоже «спрятались» светильники MS-ORIENT-BUILT-TRIMLESS-TC-S38×127–10W
Светильники и прямоугольное отверстие канального кондиционера, пока без решетки. Дизайнер задумал здесь картины, которые будут красиво смотреться благодаря направленной подсветке
Сценарии освещения в умном коттедже:
в проходных зонах и гардеробных комнатах освещение включается по датчикам движения;
ландшафтное освещение управляется в зависимости от времени восхода/захода солнца;
автоматическое включение подсветки въезда в гараж в случае открытия ворот.
Шторы
Несмотря на то, что управление шторами — это тоже часть управления освещением, я выделил их в отдельный раздел для удобства.
В каждой комнате, где есть окна, установлены приводы штор. В большинстве случаев шторы двойные: блэкаут для затемнения помещения и обычные занавески тюль. Также в нескольких местах расположены автоматизированные экраны для проекторов. В холле предусмотрена зона второго света через панорамное окно высотой около восьми метров. Управлять подобными шторами можно только через электропривод, поскольку весят они несколько десятков килограммов.
Для управления предусмотрены физические выключатели, а также кнопки в интерфейсе Apple HomeKit. Конечно, главные преимущества и здесь дают сценарии. Например, сценарий по кнопке «Кино»: выключается свет в помещении, выдвигаются шторы блэкаут, опускается экран, включается проектор.
Управление раздвижными шторами сделано фазным, а рулонными — уже сухим контактом. Дело в том, что у рулонных штор высокий пусковой ток, поэтому реле могут не справляться. Есть проекты, где используются моторы штор с управлением по RS-485 — это даёт свои плюсы, например, можно точно знать процент открытия и использовать это в сценариях.
Окно в главной спальне. Белая коробочка в углу окна — это привод раздвижных штор, а рядом во всё окно — экран проектора с рулонным приводом. На этом окне нет тюли, только блэкаут
Два уровня раздвижных штор панорамного окна (блэкаут и тюль) с приводами
Двор и охранная система
В любом частном доме безопасность занимает не последнее место. Сама система охраны построена на специализированном контроллере охраны, выходные сигналы которого интегрированы в систему автоматизации. При таком подходе дом без проблем примет на контроль охранное агентство, а пользователь получает контроль статуса в едином интерфейсе умного дома.
Одним из элементов охранной системы являются проводные импульсные датчики движения Hikvision, которые подключены напрямую к охранной системе и к модулям ввода WBIO-DI-WD-14, — это позволяет использовать их для управления светом в коридорах и других помещениях.
Все 16 уличных дверей оборудованы электромеханическими замками, питание к которым подводится через неподвижную стойку — через отверстие язычка можно видеть соответствующие контакты. Открыть такой замок снаружи не получится — только ключом, кнопкой в приложении или по сценарию. Также все замки можно открыть и закрыть одним нажатием на иконку в приложении «Дом» (Apple HomeKit).
Ориентируясь на пожелание заказчика, интегратор сделал два сценария для подсистемы охраны:
Сценарий «Охрана»: через две минуты после запуска сценария выключается освещение во всём доме, кроме помещений обслуживающего персонала. Также в рамках этого сценария закрываются шторы, замки дверей, а специализированная охранная система переводится в режим «Охрана». Запуск сценария может быть отложен автоматически. Если в доме ещё есть люди, то это контролируется по датчикам движения.
Сценарий «Мы дома»: если одно или несколько устройств жильцов подключилось к сети по Wi-Fi, то электромеханические замки дверей автоматически откроются, но снять дом охраны нужно вручную.
Сценарий «Гости»: замки на всех дверях открываются, сценарий запускается вручную голосом или с мобильного телефона.
Электромеханический замок. В отверстии для язычка видны контакты питания
Во дворе есть зона отдыха, оборудованная акустической системой, а также декоративным освещением ландшафта и фасада.
Акустическая система управляется через специальный шлюз по Airplay 2. Управление музыкой предусмотрено в сценариях на отключение, когда ложатся спать или уезжают из дома. Для воспроизведения музыки и управления можно использовать телефон или планшет. Кроме того, есть возможность прослушивания интернет-радиостанций и музыки с домашнего сервера.
Подсветка здания и ландшафтное освещение управляется по времени восхода и захода солнца. При проектировании системы предусмотрели два варианта: по датчику освещенности WB-MSW v. 3 и по времени восхода/захода солнца с помощью системы автоматизации в HomeKit. В Apple HomeKit имеется встроенный алгоритм, который знает, в какое время в данном месте встает и садится солнце. Если по какой-либо причине алгоритм в HomeKit не сработал, то есть локальный сценарий, который при изменении освещенности на заданный уровень по датчику WB-MSW v. 3 отключает/включает уличное освещение.
Двор дома. Можно видеть акустику, камеры, светильники
Управление системой и связь
Большую часть времени система работает автономно и не требует вмешательства пользователя, но у него есть несколько вариантов вмешаться в работу системы или скорректировать параметры сценариев. Например, он может управлять определёнными системами со сценарных выключателей, с помощью мобильного телефона, голосом или со стационарных панелей.
В нескольких комнатах для удобства будут расположены планшеты iPad, куда будет выведена панель управления системой, которая реализуется стандартным интерфейсом Apple HomeKit. Для этих планшетов предусмотрены беспроводные зарядки с креплением.
Здесь на этапе отделки спрятана индукционная зарядка iPad
Коттедж находится за городом, поэтому в нём установлена система усиления GSM-сигнала, которая обеспечивает качественный приём в каждой комнате от встроенных за потолком антенн, причем уровень мощности выставлен на необходимом и достаточном уровне, чтобы не «облучать» домочадцев. Приемная антенна системы усиления расположена на крыше.
Также в доме есть несколько точек доступа Wi-Fi, которые обеспечивают устойчивое покрытие во всём доме и на прилегающей территории.
Вверху справа можно заметить модули усиления GSM
Заключение
Я постарался вкратце рассказать о системе автоматизации коттеджа, если не ограничивать себя деньгами. Как видим, крупный бюджет вовсе не означает, что деньги пущены на ветер. Все решения продуманы и грамотно реализованы. По сравнению с обычными умными домами интегратор выбрал дорогое оборудование премиальных брендов (контроллеры промышленного класса, вытяжка внутреннего гриля, электромеханические замки и т.д.), сказывается количество устройств и дублирование функций. Поэтому в масштабе квартиры за такие же функции отдавать миллионы не придется.
Хотелось упомянуть важный аспект — обслуживание систем автоматизации. Когда реле установлено в щите, то лампочку может заменить обычный электрик, купив ее в ближайшем магазине. Если бы лампочки подключались по Zigbee, как это предлагают некоторые популярные системы домашней автоматизации, то с заменой было бы намного сложнее.
Кроме того, интегратор предоставляет клиенту подробный проект, что дает возможность в будущем обслуживать систему любой компанией. Это очень важно в нынешние непростые времена, когда компании приходят и уходят.
Выбор контроллера Wiren Board 7 позволил реализовать критические сценарии локально, что гарантирует их работу в случае потери связи с облаком или сбое на серверах. Использование Apple HomeKit лишь добавляет удобство, и в случае проблем можно с минимальным затратами заменить его на решение других игроков рынка: Яндекс, Сбер и других.
Конечно, можно собирать весь умный дом самостоятельно, а не заказывать его интегратору, но тут уж каждый решает сам. Для кого-то сборка персонального компьютера — хобби и удовольствие, но многие пользователи предпочтут купить готовый ПК, доплатив за подборку конфигурации и сборку. И в случае умного дома все то же самое.
Как вы считаете, какие функции можно было бы добавить к умному коттеджу без оглядки на финансы? Что можно улучшить? Не стесняйтесь, пишите свои комментарии, а представители компании-интегратора постараются на них ответить.
