Список датчиков, которые используются в умном доме

Датчики Интернета вещей: основа IoT-решений

Вообще говоря, Датчики Интернета вещей — это аппаратные средства, которые обнаруживают изменения в среде и собирают данные.. Сам датчик бесполезен., но он играет жизненно важную роль, когда мы развертываем его в экосистеме IoT.. Сенсоры IoT служат для сбора данных, общаться и делиться ими с подключенными устройствами всей сети. Все эти собранные данные позволяют устройствам работать автономно, таким образом делая всю экосистему “умнее” ежедневно.

Являясь основой экосистемы IoT, датчики предоставляют устройствам возможность собирать данные и выполнять действия. Без датчиков, обнаруживающих внешнюю информацию, IoT может стать бесполезной кучей технологий. Поскольку существует большое разнообразие датчиков IoT, почти все физические свойства вокруг нас можно измерить. В настоящее время довольно распространенные датчики широко применяются в различных областях, включая медицину., логистика, промышленность, сельское хозяйство, транспорт, туризм, предотвращение стихийных бедствий, образование, и многое другое.

Умные замки

Одним из первых элементов умного дома, который можно встретить прямо при входе, является смарт-замок – он же смартлок. Это электронное устройство устанавливается поверх обычного электронного или механического замка и удаленно управляется со смартфона. Установить смартлок можно на двери квартиры, дома или офиса, гаражные ворота и даже на шлагбаум.

Большая часть умных замков комплектуется модулем Bluetooth и коннектится с телефоном только на небольшом расстоянии. Это не слишком удобно, зато такая система потребляет минимум энергии и работает дольше от встроенного аккумулятора. Wi-Fi в смартлоки обычно не встраивают из-за высокого потребления электроэнергии, а для управления ими на большой дистанции применяют устройства-посредники. Небольшой электронный гаджет включается в розетку и связывается по Bluetooth с электронным замком. Это же устройство обменивается сигналами с телефоном с помощью Wi-Fi.

К популярным смарт-замкам относят модель August Smart Lock, автоматически закрывающую двери и отправляющую уведомления владельцу о доступе в помещение. Стоит такой гаджет около 15 000 рублей. Столько же стоит смартлок Keywe, позволяющий не только открывать и закрывать двери, но и проверять, кто и когда им пользовался.

Датчики, отслеживающие движение

Применяются в охранных системах и в построении интеллектуального освещения. Не являются следящими два типа чувствительных элементов, активно применяемых в охранных системах: геркон и акустический извещатель разбития стекла.

Геркон — электромеханическое устройство, срабатывающие при размыкании контактов.

Акустический извещатель разбития стекла – реагирует на звук при разрушении стекла.

При попытке проникновения в здание через двери или окна, на которые их устанавливают, датчики посылают сигнал на контроллер системы охраны.

Сенсоры, отслеживающие передвижение объекта по помещению, можно назвать «умными». Это датчики движения и присутствия. Сенсоры слежения способны одновременно отслеживать несколько зон в окружающем пространстве, ориентировочно определять расстояние до объекта и даже его примерную массу и объём. При наличии соответствующего компьютерного оборудования и программного обеспечения система безопасности покажет точное местоположение объекта и его передвижения на плане здания.

Датчики движения основаны на технологии слежения за изменением инфракрасного или ультразвуковых полей, применяются в охранных системах и для автоматического управления освещением. Инфракрасные датчики, применяемые в системе освещения, снабжены сенсором освещённости. Некоторые модели также являются дистанционными приёмниками ИК-сигналов.

Датчики присутствия схожи с сенсорами движения по принципу действия, но более чувствительны к изменению параметров. Кроме инфракрасных, существуют ёмкостные и индуктивные приборы. Последние способны точно определять наличие металлических предметов в обслуживаемых зонах. Индикаторы присутствия слишком чувствительны для охранных систем, их применяют для управления освещением и работой домашней техники (например, кондиционеров).

При всех достоинствах датчиков движения они обладают существенным недостатком: злоумышленник может их обойти. Например, ИК-датчик, реагирующий на повышенную температуру тела человека, можно «обмануть», с головы до пят закутавшись в тёплую одежду. Сделать это сложно, но теоретически выполнимо.

Поэтому сотрудники служб охраны всегда настаивают на том, чтобы на вверенном их заботам объекте была установлена комбинация датчиков различного типа действия. В этом случае, действительно, можно гарантировать полную защиту.

Построить полноценную систему интеллектуального освещения и поддержания оптимального климата только на сенсорах движения и присутствия сложно. Если объект долго находится без движения, сигнал не поступает. Нет точной уверенности в том, что в комнате находятся люди.

Программное обеспечение «умного дома» позволяет запоминать, сколько людей находится в помещении. Определить, что человек вошёл или вышел, поможет установленный в дверном проёме или в коридоре фотоэлектрический датчик.

Эти приборы реагируют на перемещение посторонних объектов в узконаправленном луче слежения. Программное обеспечение «умного дома» позволяет запоминать, сколько людей зашло и вышло из помещения.

Такой же датчик устанавливают на въездные и гаражные автоматические ворота, шлагбаум. «Умный дом» будет знать, въехал ли автомобиль в ворота полностью и не стоит ли кто в проёме. Ворота закроются автоматически, но не хлопнут по багажничку «Bentley» и не прищемят хвост собаке, радостно выбежавшей встречать хозяев.

На особо охраняемых секретных объектах или просто по причине неограниченного бюджета вместо фотоэлектрических применяют лазерные датчики перемещения. В отличие от обычных оптических сенсоров, они не способны на ошибки, среагируют и на мушку-дрозофилу. Причём работают на большие расстояния и способны определять точное местоположение объекта.

В голливудских триллерах про шпионов любят показывать главных героев, с помощью акробатических приёмов пересекающих полосу препятствий, обозначенную чрезвычайно яркими лучами цвета свежепролитой крови. На самом деле, если в воздухе не содержится большого количества дыма и водяного пара (тумана), луч лазера не виден. Только подготовленный специалист способен определить наличие датчика.

Датчики протечки

Ещё один тип датчиков, значительно расширяющих возможности умного дома, это датчики протечки воды. Он способен распознать потоп в ванной комнате или кухне, и своевременно отключить водоснабжение. Детекторы протечки – незаменимая вещь, когда дома целыми днями никого нет. Неисправность кранов, прорыв водопровода, забитая канализация, могут привести к значительным затратам на новый ремонт не только в своей квартире, но и у соседей снизу.

Датчики протечки устанавливаются на полу в потенциально опасных местах – в кухнях, ванных, санузлах, – на пол. Чтобы под ногами у жильцов не мешались питающие провода, большинство таких детекторов работают на батареях или аккумуляторах. Попавшая внутрь прибора вода замыкает контакты, и он передаёт сигнал тревоги на центральный модуль, одновременно включая звуковой оповещатель.

Для большей эффективности работы датчиков протечки одновременно с ними устанавливают электронные запорные клапаны на водопроводные трубы. При поступлении тревожного сигнала электроника автоматически перекрывает воду, предотвращая дальнейшее затопление дома. Современные устройства детекции утечки воды:

• Xiaomi Mijia Aqara. Китайский детектор утечки, способный сигнализировать о протечке на смартфон жильцов. Сработка происходит при уровне воды на полу выше 0,5 мм.
• Kerui JY50001. При обнаружении протечки устройство передаёт радиосигнал на блок управления, идущий с ним в комплекте. Блок, в свою очередь, при помощи GSM-связи, отправляет СМС на телефон владельца.
• Topvico TP-206W-3. Состоит из электронного блока, устанавливаемого на стену, и прикреплённого к нему проводом датчика, размещаемого непосредственно на полу. Питается от батареи 9 вольт, предусматривает извещение об утечке при помощи звукового сигнала.
• Wofea ZC-S018. Данный детектор интегрируется в систему «умный дом» при помощи беспроводного радиоканала. Питание автономное, от батареи в 12В.
• НЕО COOLCAM NAS-WS01Z. Датчик подключается к центру управления через протокол Z-Wave. Хаб, принимая сигнал детектора, передаёт оповещение владельцу дома через WiFi.

Датчики умного дома Xiaomi

Датчики – следующий, очень важный элемент умного дома Xiaomi. Они сообщают о состоянии окружающей среды и с помощью них и строится большинство автоматизаций, позволяющих сделать проживание более комфортным. И недостатка датчиков тут точно не наблюдается. Есть все самые необходимые, причем многие выпускаются в нескольких исполнениях — от самой Xiaomi, от Aqara и от других компаний, входящих в экосистему. Перечислю наиболее популярные.

1. Датчик движения. Используется или как охранное устройство, оповещая о возникновении движения когда никого нет дома, или для автоматического включения света. У меня данный датчик включает подсветку шлюза Gateway 2 в ночные часы. В эту же категорию можно добавить и датчик присутствия Aqara RTCGQ13LM.
2. Датчик температуры и влажности. Тут на выбор представлено несколько вариантов:

• Датчик от Xiaomi. Маленький круглый датчик, работающий по протоколу Zigbee. Неплохой и недорогой вариант. К тому же можно использовать вместе с Яндекс Алисой и узнавать текущую температуру с помощью голосовой команды.
• От Aqara. Квадратный датчик, который, помимо температуры и влажности, может еще показать и текущее значение атмосферного давления. Он тоже работает по протоколу Zigbee, а вот подцепить его к Яндекс Станции у меня не получилось, возможно для этого нужен шлюз от Aqara.
• Еще есть несколько датчиков, оснащенных e-ink экранами. Их основной плюс – возможность просмотра показаний без захода в приложение. А учитывая, что Mi Home периодически тупит, это не будет лишним. Все они работают по протоколу Bluetooth, так что для передачи показаний в приложение и работы сценариев, у Вас обязательно должен быть соответствующий шлюз.
• Анализатор воздуха Xiaomi Mijia Air Quality Tester. Помимо температуры и влажности измеряет CO2, PM2.5 и TVOC. Важный момент – значения CO2 рассчитываются на основании значений других показателей. Полноценного датчика углекислого газа здесь нет.

3. Датчик освещенности Xiaomi Mijia Light Sensor.
4. Очень интересный датчик – датчик обнаружения вибрации. Имеет достаточно много вариантов применения. Например, его можно установить на окно и использовать в качестве охранного датчика. Он среагирует как на разбитие стекла, так и на открытие окна. Еще его можно прикрепить к велосипеду или к коляске, стоящей в общем тамбуре и получать уведомления при попытках воровства.
5. Датчик протечки. Его так же можно использовать и в качестве детектора наличия воды в емкости. Прикручиваем два проводка к ножкам, опускаем их в воду и настраиваем нужный сценарий.
6. Датчик открытия. Зачастую используется для работы в паре с освещением или как охранный датчик. Но самое интересное – его можно разобрать, подпаять к геркону два проводка и получать уведомления при их замыкании. Так можно снимать показания со счетчика, контролировать уровень жидкости, проверять закрыт ли замок и многое другое.
7. Датчики дыма и утечки газа.

Датчик утечки газа

Утечка газа представляет собой большую опасность для любого дома, угрожая не только целостности самого жилища, но и жизни жильцов. Предотвратить подобную катастрофу помогают датчики с газоанализатором, интегрированные в систему «умный дом». В основе их работы лежит детектор обнаружения метана, который срабатывает при концентрации газа в окружающем воздухе в размере 3-4% от взрывоопасной.

При срабатывании датчик подаёт сигнал тревоги на центральный блок управления, гаджет пользователя, одновременно с этим включается звуковое оповещение. Многие современные модели имеют возможность самостоятельно перекрывать запорную арматуру в газовой магистрали, перекрывая утечку. Для этого потребуется установить в газопровод электронный клапан, управляющийся через реле смарт-детектора. При достижении концентрации метана в помещении определённого предела, в датчике срабатывает реле, и клапану подаётся сигнал на закрытие.

Среди датчиков утечки, представленных на российском рынке умной электроники, популярными являются:

Mijia Honeywell , способный подавать звуковой сигнал, отсылать тревожный радиосигнал в блок управления «умным домом». Кроме самого датчика в комплекте имеется элемент питания, пластиковое крепление на стену — к которому присоединяется датчик и набор для крепежа — пара шурупов и двусторонний скотч — в зависимости от того, как вы собираетесь крепить этот датчик.

Датчик утечки газа Rubetek KRGD13 cпособен обнаруживать в воздухе метан, пропан, бутан и другие горючие бытовые газы.  Датчик подает звуковой и визуальный сигнал, а также отправляет рush- и sms-уведомление в случае превышения допустимого уровня концентрации газа в воздухе в закрытом пространстве.

Виды по принципу действия

При необходимости, в городской квартире, частном доме, загородном особняке можно использовать датчики движения, устроенные по одному или нескольким принципам.

Датчик присутствия ультразвуковой

Основанный на подаче волн определенной длины. Он знакомом еще со школы и основан на эффекте Доплера. Он может применяться в регулировке освещения или сигнализации, а при необходимости установки многофункционального устройства. Датчик присутствия ультразвуковой может отвечать за одну из функций.

Фотоэлектрический

Пригодится в разных случаях, но в частных владениях его используют, в основном, для оповещения о приближении постороннего на придомовом участке больших габаритов.

Датчик присутствия потолочный

После ремонта, если в квартире появился потолок, востребован. Его следует оборудовать вместе со светильниками, чтобы не создавать потом сложностей с установкой. Но даже если в квартире или доме нет особых наворотов, датчик присутствия потолочный легко установить. Для этого пойдет накладной, не усложненный дополнительными функциями. Многие так и делают в коридоре, ведущем к ванной и туалету, кухне, входной двери, чтобы избежать травматизма ночью или при срочном открывании двери. Схему датчика можно разработать самостоятельно или подсмотреть у кого-то, кто уже собрал ее своими руками и использует в доме.

Умный дом сегодня — это не только охранная сигнализация и управление освещением. Это еще и управление микроклиматом, пожарная сигнализация, контроль состояния инженерных коммуникаций, экономия электроэнергии и управление домашними мультимедиа-системами. Функционал умных домов постоянно растет благодаря растущему разнообразию различных датчиков.

Обзор устройств комплекта умного дома Xiaomi

Комплект оборудования для умного дома Xiaomi mi состоит из нескольких устройств, объединенных в единую цепь, каждое из которых выполняет определенную функцию. Количество опций в системе ограничено только количеством объектов, подлежащих автоматизации. Продукт можно приобрести в комплекте, а можно докупать отдельные устройства по мере необходимости.

Набор Xiaomi Smart Home Kit содержит такие устройства:

• Хаб. Центральный блок, служащий для управления установленными в помещениях модулями. Через хаб осуществляется настройка параметров и режима работы элементов умного дома. Корпус хаба представляет собой цилиндр из белого пластика с дисплеем, динамиком и светодиодными кристаллами. В комплекте идет переходник, необходимый для подключения к сети. Сам модуль управления может выполнять функции ночника, индикатора, будильника, радио и МП3 плеера. Кроме этого, кнопка активирует режим охраны. Синхронизация подключенных устройств производится по протоколу ZigBee, обеспечивающим экономию энергии и защиту передаваемых данных. Благодаря этому на одной батарейке изделие может автономно работать до двух лет.
• Датчик открытия окна или двери. Приспособления предназначены для обеспечения безопасности жилья. Сработка происходит при открывании створок и полотен. Элемент состоит из геркона и магнита. Крепление к основанию производится двухсторонним скотчем. Каждый датчик оснащен индикатором работы и скрытой кнопкой включения/отключения. Питание приборов осуществляется от портативной батарейки.
• Датчик движения. Имеет широкий спектр применения. Активирует системы видеонаблюдения, сигнализации и освещения. Изделие представляет собой небольшой пластиковый цилиндр размером 30х30 мм. На корпусе имеется окно сенсора и кнопка включения. Дальность работы составляет до 7 м при секторе охвата 170 градусов. Датчик можно устанавливать в любом положении на столешнице, стенах и потолке.
• Беспроводная кнопка. Представляет собой сенсорное устройство управления опциями системы путем одинарного, двойного и длительного нажатия. Конфигурация контроллера адаптирована под размер и форму ладони, что позволяет пользоваться им с максимальным удобством.

Какие бывают элементы и способы управления системой умный дом.?

Управление системой интеллектуального (умного) дома может производиться тремя способами: беспроводным локальным, удаленным беспроводным, проводным локальным, удаленным проводным. Устройства управления идут в комплекте с системой – это графические панели управления с сенсорным или кнопочным вводом, пульты с приемниками, настроенными на определенную частоту. Не идущие в комплекте устройства, как мобильные компактные компьютеры (смартфоны, планшеты) настраиваются при помощи специального программного обеспечения для управления удаленным способом, через всемирные информационные сети.

Системой умный дом можно управлять пультом, панелью управления и мобильными устройствами

Беспроводной локальный способ управления с ограниченным радиусом производится с применением устройств управления через локальный (местный) радиосигнал, Wi-Fi или Bluetooth беспроводные радиосети. В принципе, таким способом можно управлять системой с любой точки дома и даже находясь на приусадебном участке неподалеку. Однако, в больших домах, возможно, понадобятся дополнительные радиоточки, усилители беспроводного сигнала. Управление осуществляется пультами, сенсорными панелями, мобильными устройствами (смартфонами, планшетами, ноутбуками), которые имеют встроенный или подключенный извне передатчик той или иной сети Wi-Fi, Bluetooth или фирменного радиочастотного сигнала.

На экране планшета — программное обеспечение для контроля показателей и приборов, подключенных к системе умный дом

Беспроводной удаленный способ управления доступен, если произведен монтаж системы умный дом к глобальным сетям или модулям расширения связи, обеспечивающим к ним доступ. К таковым сетям можно отнести GSM/GPRS (управление по средствам мобильной связи), мобильный интернет, специальный выделенный радиосигнал. Наличие выхода в GSM/GPRS сеть дает возможность системе отсылать СМС, ММС и звуковые сообщения на номер телефона владельца дома. Также теоретически возможно управление через голосовое меню. Средства для управления системами умного дома через глобальные сети – это, как правило, смартфоны, а также планшеты и ноутбуки со встроенными модулями-передатчиками для мобильного интернета.

Проводной локальный способ управления, в зависимости от применяемых протоколов передачи данных системы умный дом, может иметь среды передачи данных по витой паре (кабелю компьютерной сети), электрической проводке (протокол системы X10) или каким-либо другим кабелем. В каждом региональном и центральном контроллере система управления умный дом предусматривает выход для проводной связи с управляющими устройствами, а также обмена информацией с другими интеллектуальными устройствами, которые находятся у него в «подчинении». Если устройств несколько, то интерфейс расширяют при помощи коммутатора (см. выше «модули расширения связи»), создавая несколько ответвлений. Для проводного локального способа управления применяются идущие в комплекте и отдельно панели управления и выключатели (кнопочные и сенсорные), а также можно управлять через подключенный к кабелю компьютер или ноутбук.

Сенсорная панель управления системой умный дом, совмещенная с домофоном

Проводной удаленный способ управления системами умного дома – это сеть, по размерам больше локальной, то есть, управление домом происходит извне по проложенному кабелю, подключенному к внутренней сети управления. Как правило, такой способ управления применяется в управлении автоматизированными процессами корпусов зданий. В общем, для домашнего пользования этого (управления системами через региональные проводниковые сети) знать не нужно.

Датчики освещенности и температуры

Функционирование «умного дома» трудно представить без детектора температуры. Он обеспечивает комфортный микроклимат в жилом задании. Оптимальный температурный режим поддерживается с помощью тепловых индикаторов, которые передают собранную информацию на управляющий модуль. Исходя из текущих настроек, последний отдает приказ на включение кондиционера, обогревательных устройств.

Благодаря универсальной конструкции устройство может быть закреплено в любом удобном местеИсточник xiaomi.ua

Датчик освещенности применяются с целью экономии электрической энергии. Если, уходя из дома, жильцы не выключили свет, то этот прибор (при определенных условиях) автоматически отключит светильники. С приходом темного периода суток детекторы могут включать освещение на приусадебном участке. Отдельные умные устройства способны постепенно уменьшать силу тока, который подается на лампочки, регулировать яркость свечения.

Датчик освещенности Xiaomi способен включать и выключать освещение по расписанию, настроенному в мобильном приложенииИсточник Ilounge.ua

Пожарная сигнализация

Основу пожарной сигнализации любого типа составляют датчики, реагирующие на появление в помещении дыма, или на резкое повышение температуры. Они могут снабжаться разными типами детекторов:

• Температурным реле.
• Фотоэлементом, реагирующим на задымление.
• Газоанализатором, распознающим наличие в комнате угарного газа.

Имеются в продаже также и приборы, работающие в комбинированном режиме: в них встроены несколько типов детекторов, дублирующих друг друга. Датчики связываются при помощи проводов или по беспроводной связи с центральным блоком, осуществляющим управление системой противопожарной безопасности. При обнаружении очага возгорания он может обесточить дом, активировать систему пожаротушения, передать сигнал тревоги на пульт экстренных служб, известить об этом владельца дома.

Вот некоторые пожарные датчики, представленные на рынке:

• Rubetek, способный охватывать площадь до 20 кв.м.
• Xiaomi Mijia Honeywell способен передавать сигнал тревоги на смартфоны пользователей и на пульт пожарной службы.
• «Ростелеком» PSG01. Работающий при помощи фотоэлементов, датчик российского производства. Способен поддерживать связь с центральным хабом на расстоянии 30-100м.

Датчик протечки

Датчик протечки содержит пару оголенных контактов в нижней части. При попадании воды внутрь датчика, между контактами начинает протекать ток, вызывая срабатывание.

Совместное использование с умными розетками позволит при срабатывании датчика отключить стиральную машину или выключить насосную станцию, прекратив подачу воды.

Более надежный вариант прекращения подачи воды при сработке датчика протечки — использование крана с электроприводом. При установке его на ввод воды в квартиру и подключении к единой системе умного дома, датчик протечки предотвратит затопление независимо от того, где и как вода попала на пол.

Датчик температуры и влажности Tuya с дисплеем Smart Life

Этот датчик имеет большой информационный дисплей. Благодаря такому решению и возможности настроить звуковую сигнализацию на определенные пороги влажности и температуры, датчик можно использовать как самостоятельную домашнюю метеостанцию. Он также работает через Wi-fi  с приложениями DIGMA SmartLife и Tuya Smart.

• Все управление и программирование происходит только через приложение, на самом приборе органов управления нет.
• Это комнатный термогигрометр с диапазоном рабочих температур -10..+40 градусов.
• По умолчанию частота передачи данных установлена на 2 часа для экономного расхода энергии. Пользователь может поменять эту настройку с 20 минут и дальше с шагом 20 минут.
• Дисплей довольно крупный, хорошо читается, но только в освещенном помещении, так как собственной подсветки у него нет.
• Работает без шлюза, подходит для формирования автоматики на климатическую технику и контроля над ней «на минималках».
• Если встроенная сигнализация, которую можно настроить на определенный порог срабатывания.

Вступление

Прикладываю скрин оплаты

Дополнительная информация

Обо всем я обязательно расскажу в своих дальнейших обзорах, а сегодня я хотел бы остановится на базовом комплекте Xiaomi – состоящем из шлюза, двух датчиков открытия и беспроводной кнопки:

На момент покупки (как и написания обзора) цена за комплект – $49.99

В момент покупки, по отдельности стоимость шлюза составляла – $29, датчиков открытия около $10 и кнопки $7. Легко посчитать, что в комплекте получалась – кнопка в подарок. Даже с учетом флешсейла, на датчики открытия по $8, все равно цена такого комплекта по отдельности – получается на несколько долларов дороже. Так что покупка вполне оправдана.