Ako si sami navrhnúť riadiaci systém pre domáce inštalácie. Automatizačný inžinier, víťaz súťaže Murator, rozpráva, ako to urobil vo svojom dome.

Autor je jedným z víťazov súťaže „Čistý vzduch s Muratorom 2020“. Jeho rekonštrukcia a modernizácia domu zdedeného po starej mame sa stretla s veľkým uznaním, pretože bola vykonaná veľmi moderným spôsobom. Investor v nej použil také riešenia, aby stavba dosahovala štandard nízkoenergetického domu. Pre efektívne riadenie modernizovaného domu si autor, ktorý sa profesionálne zaoberá priemyselnou automatizáciou, sám navrhol a postavil riadiaci systém pre inštalácie vo svojom dome.Systém bol spustený v decembri 2020. Nie všetky zariadenia sú však už nainštalované, pretože všetky senzory budú nainštalované až po natretí stien a stropov. Požiadali sme ho však, aby sa s našimi čitateľmi podelil o svoje skúsenosti s návrhom riadiaceho systému. (ak)

Obsah

  1. Mikropočítač Raspberry Pi (Raspberry)
  2. Systém domácej automatizácie Domoticz
  3. Stavebné rozvody
  4. Bezdrôtové riešenie možné
  5. Čo je súčasťou systému
  6. Vytvorenie systému
  7. Inštalácia alarmu
  8. Rozvádzač

Pri rekonštrukcii a rozširovaní môjho domu som sa rozhodol vybaviť ho systémom automatizácie budov. Zvážil som a vypočítal riešenia od popredných výrobcov automatizácie budov, akými sú Grenton, Fibaro a Sterbox.

Mikropočítač Raspberry Pi (Raspberry)

Počas pátrania som našiel v posledných rokoch populárny mikropočítač Raspberry Pi, prezývaný Raspberry. Dajú sa z neho vytvárať rôzne užitočné aplikácie, ako napríklad inteligentný televízor, retro herná konzola. Dá sa použiť aj ako počítač na ovládanie robota. A predovšetkým bude perfektný ako riadiaci systém domácej automatizácie. Najväčšie výhody tohto zariadenia sú jeho malé rozmery a nízka spotreba, čo je dôležité pri neskoršej prevádzke, pretože počítač bude zapnutý 24 hodín denne, 7 dní v týždni.

Systém domácej automatizácie Domoticz

Samozrejme, len počítač nestačí. Na vytvorenie systému inteligentnej domácnosti je potrebný vyhradený vhodný softvér. Poznám dva populárne systémy domácej automatizácie poháňané Raspberry Pi. Sú to Domoticz a Home Assistant. Rozhodol som sa pre prvý. Softvér je bezplatný a umožňuje vám vytvoriť riadiaci systém budovy dostupný z webového prehliadača.K dispozícii je aj mobilná aplikácia Domoticz. Pomocou vhodne pripravenej aplikácie vieme pomocou smartfónu, tabletu alebo notebooku zapínať a vypínať zariadenia v domácnosti, ako sú rolety, markízy, osvetlenie, 230 V zásuvky alebo ovládať systém ovládania brány, otvárať a zatvárať bránu alebo vonkajšie dvere. Všetky operácie je samozrejme možné vykonávať klasicky pomocou fyzických nástenných vypínačov. Okrem toho môžeme naprogramovať scenáre, ktoré sa budú vykonávať automaticky. Dokonalým príkladom je použitie riadiaceho systému na riadenie vonkajších roliet, aby sa automaticky zatvorili po západe slnka a otvorili za úsvitu.

Stavebné rozvody

Ďalšou fázou návrhu systému inteligentnej budovy bola výstavba celého riadiaceho systému. Existujú dva spôsoby: klasická komunikácia všetkých zariadení cez káble a bezdrôtová.V mojom prípade, keď bola budova v surovom stave, bola položená elektroinštalácia spolu s potrebnými komunikačnými vodičmi. Elektroinštalácia je v tomto prípade zapojená trochu iným spôsobom ako v klasickom dome, pretože každý bod má do hlavného rozvádzača privedenú samostatnú napájaciu šnúru. V prípade nástenných vypínačov tam idú len ovládacie vodiče, čo má ďalšiu výhodu, pretože tam nie je napätie 230 V, ale len ovládacie napätie 5 V. Náklady na takúto inštaláciu sú vyššie. V budúcnosti je však takáto inštalácia menej núdzová kvôli nedostatku spojovacích boxov skrytých v stenách.

Bezdrôtové riešenie možné

Využitie inteligentných domových inštalácií sa samozrejme netýka len novostavieb a renovovaných domov. V prípade existujúcich objektov možno využiť bezdrôtové riešenia vo forme hotových modulov umiestnených v inštalačných krabiciach.Tieto moduly komunikujú s centrálnou jednotkou prostredníctvom domácej WiFi siete. K dispozícii je tiež vyhradená bezdrôtová sieť pre inteligentné domáce riešenia s názvom Z-Wave.

Čo je súčasťou systému

Aby som to zhrnul, v mojom systéme inteligentnej domácnosti som použil minipočítač Raspberry Pi so softvérom Domoticz. Celá elektrická a riadiaca inštalácia je rozvedená do hlavného elektrického rozvádzača. Rozhodol som sa podporiť nasledujúce podsystémy:

  • ovládanie svetla,
  • ovládanie vonkajších žalúzií,
  • inštalácia a monitorovanie alarmu,
  • ovládanie vstupnej brány a bránky.

Vytvorenie systému

Pre podporu vybraných okruhov musíme vyhodnotiť, koľko vstupných a výstupných kanálov potrebujeme na podporu vybraných prijímačov a následne vybrať vhodné zariadenia, ktoré komunikujú s centrálnou jednotkou.V prípade mojej inštalácie som použil mikrokontroléry Arduino, konkrétne model Arduino Mega, pretože má najväčší počet I/O kanálov (vstup/výstup). Na naprogramovanie mikrokontroléra tak, aby vyhovoval našim potrebám, nepotrebujeme znalosti programovania. Stačí použiť hotové projekty dostupné na stránke https://www.mysensors.org/. Takto nakonfigurovaný ovládač je možné pripojiť k centrálnej jednotke drôtovo aj bezdrôtovo. Pre bezdrôtovú komunikáciu môžeme použiť moduly ESP8266, ktoré sa jednoducho ukryjú v nástennej spínacej skrinke. Ďalšou výhodou výberu mikrokontroléra Arduino je jeho nezávislá prevádzka. V prípade poruchy centrálnej jednotky takýto ovládač stále funguje a dom môžeme ovládať fyzickými tlačidlami.

Inštalácia alarmu

Rozhodol som sa tiež nainštalovať poplašný systém, ktorý udrží dom v bezpečí. Inštalácia alarmu má 3 funkcie:

  • Ochrana proti vlámaniu, t.j. senzory v oknách a pohybové senzory, ktoré po aktivácii spustia alarm a informujú majiteľa o incidente napríklad SMS správou. Tieto informácie môžu byť postúpené aj najatej bezpečnostnej spoločnosti.
  • Ochrana pred zaplavením budov. V kuchyni, práčovni a kúpeľniach sú navrhnuté protipovodňové senzory, ktoré budú inštalované v blízkosti podlahy. V prípade poruchy vodovodného systému takýto senzor po detekcii vody odošle informáciu do centrálneho systému a následne sa uzavrie elektrický ventil na hlavnej vodovodnej prípojke.

Jednoduché ovládanie domácnosti: osvetlenie, kúrenie, alarm v jednom systéme>

  • Požiarna ochrana. Rovnako ako vodný systém, aj elektrický systém je vybavený systémom, ktorý vyradí hlavné napájanie v budove. Keď dymové senzory zaznamenajú dym alebo zvýšenie teploty, automatický systém vypne elektrinu v celom dome.

Rozvádzač

Konštrukcia elektrického rozvádzača, kde majú byť všetky ovládacie zariadenia umiestnené v centrálnom bode, vyžaduje oveľa viac priestoru ako klasické rozvádzače. V mojom dome je určené miesto pre voľne stojacu skriňu, do ktorej budem môcť umiestniť aj ďalšie vypínače lokálnej siete a UPS poskytujúcu záložné napájanie pri prípadnom dočasnom výpadku prúdu. Samozrejme môžete použiť väčší klasický podomietkový rozvádzač, aký sa nachádza v rodinných domoch.

Takéto riešenia sa doteraz používali najmä v obchodných a priemyselných budovách. Pri moderných projektoch domov sa oplatí myslieť aj na systém riadenia budovy. To poskytne užívateľovi väčší komfort a pohodlie pri užívaní domu. Ušetrí energiu a ochráni nás pred požiarom, vlámaním či zaplavením domu.

Kategórie:

Rekonštrukcia