- Co można kontrolować w domu za pomocą instalacji inteligentnych?
- Jak zbudować system inteligentny?
- Jak można sterować instalacją inteligentną?
- Kiedy warto zainwestować w system inteligentny?
Systemy inteligentne to coś więcej niż tylko automatyka sterująca pracą różnych urządzeń. Kluczowe jest słowo system. Tradycyjne instalacje odpowiadają za wykonanie konkretnych zadań. Przykładowo, grzewcza zapewnia ciepło, a wentylacyjna - świeże powietrze. Instalacja inteligentna funkcjonuje inaczej. Nie ma on wąskiego, wyspecjalizowanego zakresu czynności. Zamiast tego, niczym reżyser kontroluje współpracę innych instalacji i każdego obecnego w domu sprzętu, z którym tylko da się komunikować elektronicznie.
Dzięki temu, my nie musimy tego wszystkiego robić ręcznie (z lepszym lub gorszym skutkiem), chodzić po całym budynku (np. od grzejnika do grzejnika). Co ważne, w większości przypadków system zrobi wszystko sam, w ogóle nas nie angażując. Oczywiście, w dowolnym momencie możemy sprawdzić wszelkie ustawienia i zmodyfikować je wedle życzenia. Nawet wówczas, gdy nie ma nas w domu, zdalnie zmieniając np. temperaturę przed naszym powrotem do domu.
System inteligentny - co można kontrolować?
System inteligentny to możliwość kontrolowania niemal dowolnych urządzeń. Każdego sprzętu, który da się włączyć, wyłączyć lub zmienić mu ustawienia. Barierą jest w zasadzie jedynie inwencja projektantów i zasobność naszego portfela. Z naciskiem na to drugie. Jednak fakt, że możemy o wszystkim decydować nie znaczy bynajmniej, że jesteśmy ciągle zaangażowani w jakieś czynności z tym związane. Wręcz przeciwnie. Idea działania to raczej "włącz i zapomnij". Niemal wszystko zrobi się samo. Czyli technicznie złożony system z maksymalnie uproszczoną obsługą.
Chodzi nie tylko o to, żeby zaprogramować choćby inną temperaturę w ciągu dnia i w nocy. Ważne, żeby wszystko zgodnie ze sobą współdziałało. Typowa automatyka funkcjonuje na poziomie sterowników poszczególnych urządzeń. Na każdym z nich musimy z osobna zmieniać ustawienia, a poszczególne sprzęty, czy całe instalacje, się ze sobą nie komunikują. Przykładem może być wentylacja mechaniczna, ogrzewanie i czujniki otwarcia okien. Te ostatnie są w wielu domach, ale sygnał z nich służy wyłącznie do wzbudzenia alarmu, o ile oczywiście system jest uzbrojony.
Nie zdajemy sobie nawet sprawy ile w ten sposób tracimy. Przecież po co ma działać wentylacja mechaniczna w pokoju, w którym właśnie pootwieraliśmy okna? Oraz, czemu w takim wnętrzu ma w tym momencie działać ogrzewanie? Tym bardziej, że głowica termostatyczna na grzejniku (albo czujnik temperatury) wymusi grzanie z pełną mocą. W końcu wykrył przecież znaczny spadek temperatury w pokoju. Efekt będzie taki, że niepotrzebnie zmarnujemy ciepło. Wszystko dlatego, że system grzewczy ani wentylacyjny nie "wiedzą", że okna są otwarte. W domu inteligentnym takie błędy są niedopuszczalne. Sygnał z czujników otwarcia okien (kontaktronów) zostanie zarejestrowany i odpowiednio zinterpretowany. Zarówno ogrzewanie, jak i wentylacja dostaną sygnał żeby chwilowo wyłączyć się w tym wnętrzu.
Takie przykłady można mnożyć. Jednak nas jako użytkowników, interesuje tak naprawdę tylko efekt. Zadecydowaliśmy, że o godzinie 18.00 temperatura w salonie ma wynosić 21°C, bo wtedy wracamy z pracy. Nie bardzo nas obchodzi, co trzeba zrobić, żeby to osiągnąć. Zimą najpewniej trzeba będzie odpowiednio wcześniej uruchomić tam ogrzewanie. Za oknami już jest ciemno, tak więc najlepiej opuścić rolety zewnętrzne. Za to za dnia może lepiej było trzymać je zwinięte, bo wtedy operowało na tyle mocne słońce, że podgrzało nam dom za darmo?
Dla odmiany latem utrzymanie takiej temperatury mogło właśnie wymagać opuszczenia rolet, albo rozwinięcia markizy. Ostatecznie również może uruchomienia klimatyzatora. Ale to już nie nasz problem. Po to mamy inteligentny dom, żeby sam wybrał rozwiązanie optymalne tak pod względem komfortu, jak i kosztów eksploatacyjnych.
Ważna jest również kwestia bezpieczeństwa. Taki system może zapobiec wielu poważnym awariom. Sztandarowy przykład to samoczynne zamykanie okien dachowych w razie wykrycia deszczu. Dzięki temu podłogi nie zostaną zalane i uszkodzone. Jednak możliwa jest też bardziej złożona reakcja. Jeżeli czujnik wykryje wyciek gazu, to w klasycznej instalacji spowoduje to jedynie uruchomienie syreny alarmowej. Mamy ostrzeżenie, ale nic ponad to.
System inteligentny spowoduje nie tylko uruchomienie alarmu ale również zamknięcie dopływu gazu (przez elektrozawór) oraz intensywniejsze wietrzenie pomieszczeń (przez wentylację mechaniczną). Ponadto o zdarzeniu zostaniemy poinformowani, nawet jeśli przebywamy poza domem (np. za pomocą SMS). Jeśli nie da się wyeliminować zagrożenia, to komunikat trafi także do firmy odpowiedzialnej za monitoring budynku i dalej do służb ratowniczych.
Jak zbudować system inteligentny?
Wykonawcy wszystkie elementy dostarczające sygnały do systemu nazywają w swoim żargonie sensorami. Ta grupa obejmuje zarówno czujniki jak i klawiatury, piloty, aplikację na smartfonie. Czyli wszystko, co powoduje zmianę w działaniu systemu. Wbrew pozorom to jak najbardziej uzasadnione podejście. Ostatecznie nie jest ważne to czy system sam wykryje, że np. ogrzewanie danego pokoju nie jest już dłużej potrzebne, czy też wyłączymy je sami. Ważne, aby dopływ ciepła do grzejnika został przerwany.
Z kolei wszelkie elementy wykonawcze, np. przekaźniki uruchamiające oświetlenie, elektrozawory czy siłowniki nazywane są aktorami. Można powiedzieć, że to podział na elementy odbierające sygnały oraz wykonujące jakieś działanie.
Zcentralizowany system inteligentny to taki, w którym wymiana informacji odbywa się zawsze za pośrednictwem głównego modułu (swoistego komputera). Jego zestaw czujników może być bardzo różny. Obejmować, np. termometry lub czujniki intensywności nasłonecznienia, ruchu itd. Wiele z nich może przy okazji być wykorzystywanych także przez instalację alarmową. Nie musimy ich dublować. Elementami wykonawczymi są zaś rozmaite urządzenia domowe - kocioł, klimatyzator, rolety zewnętrzne itd. Ponadto każde z tych urządzeń także przekazuje sygnały do centrali, co tworzy sieć zależności pomiędzy nimi (np. zmniejszamy intensywność wentylacji po uruchomieniu chłodzenia).
System zcentralizowany najłatwiej przeprogramować. Jednak awaria jednostki centralnej oznacza wyłączenie całej instalacji. Urządzeń można oczywiście nadal używać w trybie ręcznym (bez automatyki).
W systemie zdecentralizowanym poszczególne urządzenia, choć połączone w sieć, same interpretują trafiające do nich sygnały i odpowiednio modyfikują swój sposób działania. Dzięki temu awaria eliminuje tylko uszkodzone urządzenie, ale jeśli jest to np. czujnik temperatury w automatyce pogodowej, to i tak jego uszkodzenie utrudnia pracę wielu innych elementów. Wybór urządzeń nadających się do działania w takich systemach zdecentralizowanych jest znacznie mniejszy. Muszą one przecież być wyposażone nie tylko w moduł elektroniczny odbierający sygnały, ale taki, który potrafi je samodzielnie przetworzyć i odpowiednio dopasować swoje działanie.
Osobna sprawa to sposób komunikacji, czyli przesyłania sygnałów. Może do tego służyć typowy komputerowy kabel sieciowy, specjalny kabel systemowy (magistrala), albo dodatkowa żyła zwykłego przewodu elektrycznego. Systemy kablowe cenione są za niezawodność (odporność na zakłócenia) i stosowane od bardzo dawna. Jednak coraz większym powodzeniem cieszą się układy bezprzewodowe, czyli wykorzystujące fale radiowe o wysokiej częstotliwości. Ich zaletą jest z kolei łatwiejsze wykonawstwo, bo nie układamy kabli. A tych, nawet w domach jednorodzinnych, wychodzą całe kilometry. Łatwiej jest też modyfikować system bezprzewodowy. Czujkę czy łącznik tego rodzaju można przecież w dowolnej chwili przenieść.
Pamiętajmy jednak, że bezprzewodowość nie oznacza wcale całkowitego uwolnienia się od kabli. Sygnały, impulsy sterujące chociażby pracą rolet mogą biec drogą radiową. Ale przecież silnik samej rolety wymaga zasilania z sieci. Podobnie, łącznik uruchamiający oświetlenie może być pozbawiony kabli i da się go przykleić choćby do szklanych drzwi, ale lampy i tak muszą mieć doprowadzone zasilanie.
Jak sterować instalacją inteligentną?
Możliwości komunikacji z systemem jest bardzo dużo. Wciąż popularne są specjalne systemowe łączniki (potocznie nazywane włącznikami) z kilkoma przyciskami. Za ich pomocą można sterować różnymi funkcjami, np wieloma obwodami oświetleniowymi, albo pracą wentylacji mechanicznej. Często wyposażone w dodatkowy wyświetlacz pokazujący aktualnie wybraną funkcję i jej ustawienia. Takie łączniki mogą też mieć wymiary zbliżone do tradycyjnych łączników elektroinstalacyjnych, dzięki czemu nie rażą umieszczone obok siebie. Niestety są drogie, kosztują kilkaset złotych za sztukę.
Tańszym rozwiązaniem są tradycyjne łączniki elektryczne połączone z niewielkim adapterem systemowym, który można ukryć w głębokiej puszce instalacyjnej. Każdy taki łącznik odpowiada jednej funkcji, więc by zastąpić łącznik systemowy, trzeba ich umieścić kilka na ścianie, na przykład w ramkach wielokrotnych (mieszczących od 2 do 5 łączników). Jeśli instalacja inteligentna nie jest zbyt rozbudowana, może to być korzystne rozwiązanie, bo wybór łączników na rynku jest bardzo bogaty.
Rozwiązaniem dla tradycjonalistów jest sterowanie systemem za pomocą pilota, podobnie jak obsługuje się telewizor. Jednak obecnie wiele osób mówi, że kupione na początku, dość kosztowne, piloty leżą właściwie nieużywane. Wszystko dlatego, że wolą korzystać ze smartfona niż z pilota.
Jeśli nasz system jest rozbudowany to do sterowania nim może świetnie nadawać się duży ekran dotykowy lub wyposażony w taki ekran komputer lub tablet. Możliwa jest wówczas wizualizacja, czyli stworzenie przestrzennego modelu całego domu, w którym zaznaczono lokalizację sprzętów, czujników itp. Wizualizację można przy tym wzbogacić o podgląd z kamer. Jeśli zdecydowaliśmy się na podłączenie instalacji do Internetu, to taką wizualizację obrazującą, co dzieje się w naszym domu, możemy obejrzeć za pośrednictwem sieci z dowolnego miejsca na świecie. Posłuży nam do tego zwykły komputer, tablet lub smartfon.
Z naszym inteligentnym domem da się porozumiewać także za pomocą komend głosowych. Tendencja jest przy tym taka, żeby zamiast ściśle wyuczonych poleceń dało się używać normalnego języka, niemal zwyczajnie rozmawiać. Najbardziej znany obecnie system takiej "sztucznej inteligencji" to Amazon Alexa.
Kiedy warto założyć system inteligentny w domu?
Nie sposób nie zauważyć, że nie w każdym domu tworzenie systemu inteligentnego ma sens. To przejaw nowoczesności i świetnie pasuje tam, gdzie są właśnie takie urządzenia i całe instalacje. Bo i czym tu sterować, kiedy mamy jedynie prosty kocioł na drewno w szczapach, grawitacyjną wentylację i bardzo prostą instalację elektryczną?
Co innego, jeżeli dom jest nowoczesny. Im jest większy i więcej w nim wyrafinowanych technicznie urządzeń, tym bardziej warto integrować je w jeden system. Chodzi tu zwłaszcza o instalacje: grzewczą, wentylacyjną i klimatyzacyjną, bo są najbardziej energochłonne. Gdy dom ma np. 300 m2 powierzchni użytkowej, trudno pamiętać o ręcznym regulowaniu parametrów pracy wszystkich instalacji w poszczególnych pomieszczeniach. Utrzymanie takiego domu pochłania dużo energii, a zatem oszczędności, jakie zapewni automatyka, mogą być znaczne.
Racjonalne korzystanie z ogrzewania i klimatyzacji oraz wentylacji mechanicznej (zwłaszcza z odzyskiem ciepła) wymaga odpowiedniego sterowania, a do tego potrzeba wielu informacji. Bez nich zmarnujemy sporo energii, a ręczna obsługa wszystkiego będzie po prostu męcząca.
Redaktor: Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Fibaro
Dodaj komentarz