IoT для дома: ОВК (HVAC), розетки, освещение

Одним из преимуществ умных домов является их способность экономить деньги и повышать комфорт. Однако, для обеспечения максимального комфорта и экономии с помощью смарт устройств необходимо знать определенные аспекты данной технологии. В данной статье мы попытаемся рассмотреть, какие из интернет вещей наиболее подходят  и какие способы управлении ими лучше применить.

Преимущества, недостатки и… правда

Как правило, большая часть мощного электрооборудования в доме основывается на термодинамике: холодильники, кондиционеры, бойлеры, обогреватели. Устаревшие электроприборы потребляют довольно существенное количество электроэнергии. Существуют онлайн калькуляторы, которые помогут определить относятся ли ваши бытовые приборы к стандарту Energy Star или нет.

Тепловые потери уменьшаются благодаря внедрению различных теплоизоляционных технологий, и, казалось бы, потребность в «умных системах контроля» отпадает. Согласно данным Управления энергетической информации США, потребление энергии на отопление и вентиляцию в период с 1993 по 2009 год снизилось на 10%, и в то же время на 10% выросло энергопотребление на освещение. Для снижения количества потребляемой энергии в домашние хозяйства активно внедряются приборы интернет вещей, которые составляют костяк системы «умный дом».

Умный  ОВК (HVAC)

Преимущества

Системы кондиционирования и вентиляции по-прежнему являются лидерами потребляемой электроэнергии в быту по сравнению с остальной бытовой техникой. Как правило, обновление этих устройств производится полной его заменой, а не по частям. Применение интеллектуальные систем управления (терморегуляторов) позволит контролировать температуру в помещении без участия пользователя, что поможет существенно снизить затраты.

Специальная программа будет отслеживать и сохранять информацию о производительности устройства и информировать пользователя.  Взаимодействие с пользователем и предоставление ему отчетов позволяет сформировать наиболее эффективный режим работы, что помогает сэкономить деньги и создать действительно эффективную систему кондиционирования и вентиляции.

Недостатки

Не все устройства действительно «умные». Максимальный эффект экономии достигается за счет полной автоматизации дома – смарт лампы, смарт приборы, вентиляция и кондиционирование. И все эти устройства не должны эксплуатироваться в «ручном режиме».

Некоторые «умные» девайсы являются только программируемыми. Многие компании, выпускающие программируемые термостаты, хвастаются, что их изделия помогают существенно экономить электроэнергию. Однако, для правильного их программирования необходимо досконально изучить инструкции.

Правда

Делая любые инвестиции, мы должны видеть в них толк в будущем. Тот же термостат (для системы умный дом) должен иметь возможность «общения» с другими смарт устройствами. Например, «умный дом» знает, когда вы уходите из дома и устанавливает термостат в определенное значение. Точно также он может управлять и другими системами IoT, будь то смарт лампы или смарт розетки.

Умный термостат

Многие пользователи находятся на одной из сторон в битве Apple и Android, но никто из них не хочет быть заблокирован  в одной из систем, которая будет диктовать им какой смартфон покупать, не говоря уже о самой системе умный дом. Некоторые компании лицензируют свои технологии, такие как Amazon’s Alexa голосовой ввод. Можно купить динамик от Jam Audio и управлять своим телевизором с помощью Logitech Harmony удаленно, который будет работать с HomeKit .

Внедрение устройств, которые могут взаимодействовать с концентратором, может существенно упростить умный дом. Технологии умный дом обладают потенциалом для обеспечения голосового ввода на основе автоматизации Star Trek в сегодняшних современных домах. На сегодняшний день ведущими платформами являются Alexa Amazon, HomeKit компании Apple и в меньшей степени Wink. На данном этапе Amazon набирает популярность огромными шагами, но не следует исключать и появление конкурентов, например Google Home или других.

Однако не стоит забывать и о том, что чем проще система, тем легче ее взломать. Любое устройство интернет вещей IoT имеет определенные проблемы с безопасностью, и это касается не только замков или видеокамер. Например, при голосовом управлении звук от телевизора или компьютера может перехватывать контроль над умным домом, и результат этого перехвата непредсказуем.

Голосовой ввод может приводить к проблемам с безопасностью. Например, если используется устройство Amazon Echo и по телевизору кто-то скажет «Alexa, включи все огни!» — включится свет. На первый взгляд – безобидная шалость, которая в большинстве случаев вызовет улыбку. А теперь представьте, что в открытое окно кто-то крикнет «Alexa, открыть дверь гаража»!

В таком случае может понадобиться защита паролем систем домашней автоматизации или, в идеальном случае, биометрическое распознавание голоса, а не только распознавание речи. Здесь, как и в любой другой технологии присутствуют подводные камни, которые снижают количество преимуществ умных домов.

Умные розетки

Преимущества

Как и умный термостат, способный взаимодействовать с пользователем, умные розетки также предлагают эффективное взаимодействие для уменьшения энергопотребления. Потребление в режиме ожидания не должно превышать 10% мощности в соответствии с данными Национальной лаборатории Лоренса Беркли (LBNL). Сайт LBNL имеет отличную таблицу, в которой перечислены потребляемые мощности в режиме ожидания для множества приборов.

Такое потребление энергии часто называют «вампирами» или «фантомными нагрузками». Но независимо от названия электроэнергия все равно потребляется, даже когда силовая часть розетки отключена от сети.  Компании производители работают над этим вопросом в течении долгого времени. К 2010  году во многих странах были введены ограничения, согласно которым мощность потребления в режиме ожидания не должна превышать 1 Вт. Контролируя силовую часть, вы можете отслеживать и контролировать процессы включения/выключения различных электробытовых приборов, что позволит более эффективно их использовать.

Недостатки

Экономия в 10% звучит заманчиво. Но не стоит забывать, что стоимость одной розетки лежит в пределах от 30$ до 70$, а таких устройств нужно много. Нужно серьезно потратиться, чтоб начать экономить. Существуют и более экономные решения – умные розеточные вилки, стоимость которых около 10$ за штуку.

Для инженеров, любящих «покопаться в новеньком», это может доставить некоторое удовольствие. Такие устройства, как универсальные пульты или смартфоны  могут работать со смарт розетками.

Умная розетка

Не забывайте, что такие умные розетки имеют два вида энергопотребления – высокое и низкое. При высоком энергопотреблении к розетке подключена нагрузка (например, компьютер), а при низком энергопотреблении нагрузка отключена, но потребляемая энергия идет на обслуживания системы управления смарт устройством.

Правда

Большинство смарт устройств будут использовать мощность на собственные нужды менее одного ватта. Данные, собранные с помощью систем мониторинга будут информировать пользователей о лучшем способе экономии электроэнергии. Это в свою очередь позволит сэкономить больше, чем такая система потребляет.

Важно помнить, что смарт розетки нуждаются в энергопотреблении, находясь в режиме ожидания. На приборах, которые потребляют в режиме ожидания слишком много, сэкономить не удастся. Использование смарт розетки для электроприборов, которые не начинают работать после подачи питания тоже не лучшее решение.

Например, вы можете подключить компьютер к сети с помощью смарт устройства, но компьютер не включится, необходимо нажать кнопку на самом системном блоке. Для максимального эффекта все же стоит определиться, на какой прибор устанавливать умную розетку.

Для удобства определения мощности основных бытовых приборов ниже приведена таблица с примерными мощностями:

Примерная потребляемая мощность основных бытовых электроприборов

Используя эту таблицу можно определить точки подключения, которые потребляют максимальную мощность. После чего можно определить максимальную эффективность и удобство в случае установки умной розетки.

Одной из положительных сторон является открытый исходный код для программируемых выходов. Библиотека Arduino имеет большие проекты, которые позволяют более технически подкованным пользователям программировать выходы, и они могут быть совместимы с вашими собственными программами или открытым исходным кодом других приложений.

Умное освещение

Умные розетки не единственные популярные устройства. Philips Hue, вероятно, наиболее популярная система смарт-освещения в настоящее время. Philips даже предлагает стартовый комплект, который включает в себя цвета. Все его огни общаются с контроллером, который может обрабатывать до 50 огней. Среди других компаний, занимающих эту долю рынка, присутствуют GE, Insteon, Lifx, Osram и множество других.

Преимущества

Доля расхода электроэнергии на освещение может составлять 500 кВт-ч в год, что превышает потребление некоторые бытовых приборов управляемых интеллектуальными розетками. В свою очередь, автоматические умные лампы могли бы предложить больший комфорт и экономию, чем интеллектуальные розетки.

Дополнительным преимуществом смарт освещения будет то, что свет можно включить с любой точки планеты, при этом можно изменять цвет освещения. Смарт освещение может работать некоторое время и при отсутствии электроэнергии. Некоторые компании встраивают в свои устройства небольшие аккумуляторы способные работать в течении пяти часов. Если вам необходим свет при отключенном основном источнике питания (сеть), лампа может работать некоторое время от аккумулятора. После восстановления питания от сети аккумулятор заряжается.

Компания BeOn Home использует звуковую сигнализацию в своих устройствах для реакции на пожарную сигнализацию или дверные звонки. Пока эти девайсы довольно дорогие, но есть более простые и дешевые устройства на рынке смарт ламп. Помните, что большинство устройств отличаются друг от друга.

Недостатки

Светодиоды очень надежны и долговечны в области электроники в течении уже многих лет, но продвижение их в другие области создает определенные проблемы.

Не все светодиодные решения могут обладать большой яркостью и большой гаммой цветов, более того, в режиме малой яркости светодиоды могут мигать.

Изучайте перед покупкой продукцию и известных компаний. Philips предлагает наличие 16 миллионов цветов и 50.000 оттенков белого, но такое устройство требует наличия контроллера, что повышает стоимость. Если вы собираетесь покупать много ламп, то эти инвестиции могут быть выгодными. Вам нужно всего несколько ламп – затраты могут оказаться слишком большими.

Правда

Переход на светодиодные лампы сэкономит вам деньги независимо, «умные» они или нет. «Не умная» светодиодная лампа стоит примерно в три раза дешевле умной и имеет низкое энергопотребление. Это позволяет экономить. Однако, если в вашем доме проживает много людей, смарт лампа могут быть более эффективными, так как они смогут самостоятельно включать/выключать свет при присутствии или отсутствии человека в комнате. Если у вас дети или гости, которые постоянно забывают выключать свет – смарт лампы лучшее решение.

Умное освещение

Экономия напрямую будет зависеть от того, насколько часто вы используете освещение. Для реализации максимальной экономии начните с замены наиболее часто используемых ламп на «умные» и посмотрите эффект.

По примерным подсчетам лампа, которая работает всего лишь три часа в день окупает себя в течении пяти лет. Лампа, которая будет работать 12 часов в сутки, окупит себя почти за год. Эти оценки основаны на статистике замены традиционных ламп накаливания на светодиодные без учета систем автоматизации, которые могут управлять включением/отключением световых приборов.

Для любителей писать свои программы существуют приложения с открытым исходным кодом. Например, можно получать уведомления о включенном или отключенном освещении. Устанавливать лимиты на потребления электроэнергии для конкретных устройств и прочие функции. Платформы с открытым исходным кодом позволяют многим проявить творчество в написании своих программ.

Выводы

Не нужно думать, что если вы полностью интегрируете систему умный дом, то все будет «просто идеально». «Умный дом» звучит великолепно, однако большинство пользователей, внедривших такую систему у себя, не очень довольны ей. Большинство смарт устройств нуждались в определенной доработке, прежде чем стали по-настоящему экономить энергию. Также для реализации процессов управления пользователю необходимо открыть приложение в своем смартфоне или планшете, при этом относительно недалеко от них находился выключатель или кнопка, которые выполняли зеркальные действия.

Для получения максимальной пользы все устройства интернет вещей IoT должны взаимодействовать между собой. Для этого многие компании выпускают свои продукты с открытым исходным кодом, позволяя, таким образом, третьим лицам вносить необходимые изменения в работу их продуктов для адаптации работы с другими системами.

Например, в мае прошлого года, компания Nest предоставила возможность устанавливать связь оборудованию других компаний с их умным термостатом. Если, например, ваш фитнесс трекер определил, что вы уснули, он сможет дать команду другим устройствам на отключение света, телевизора, уменьшения температуры в помещении термостату и другим умным приборам. Когда он определит, что вы проснулись, он может проделать эти операции наоборот. Подобные системы могут быть интегрированы и с умными замками, датчиками движения, камерами видеонаблюдения и другими устройствами для максимальной эффективности и автоматизации системы «умный дом».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подтвердите, что Вы не бот — выберите человечка с поднятой рукой: