Системы управления освещением "умного дома"

Современное жилище сильно отличается от того, которое было, скажем, полвека назад. В первую очередь появилось множество инженерных систем и электробытовых приборов, повышающих уровень комфорта. Однако ими тоже нужно управлять, и лучше, если функцию управления частично возьмет на себя автоматика. Желание переложить на нее максимум вполне естественно. Это и легло в основу концепции «умный дом».

Отдельных систем в современном доме иногда насчитывается более десятка. Трудно в них не запутаться, но иногда ошибки в управлении могут стоить дорого. Система «умный дом» связывает воедино все отдельные подсистемы и сводит управление ими к очень простым и понятным, а главное – немногочисленным действиям со стороны жильцов. Перспективы у такой системы очень большие. Во-первых, это комфорт; во-вторых, безопасность. Так или иначе, инженерные системы дома рано или поздно станут управляться автоматикой – это уже не отдаленное будущее. Ну, а при строительстве нового жилья не воспользоваться возможностями современных централизованных систем контроля – форменное легкомыслие.

Умное освещение в Европе

В этой статье мы хотим отдельно остановиться на проблеме управления освещением и рассмотреть современные возможности и технические средства для автоматизации таких процессов. Для чего это нужно? Начало разработки автоматических систем управления освещением было положено еще в средине прошлого века. Сначала это понадобилось промышленности, а с развитием светового дизайна жилых помещений, стало актуальным и для них. Как известно, любой источник света, который сегодня используется нами, потребляет электроэнергию, которая, в свою очередь, стоит денег. И поскольку энергия постоянно дорожает, то значение автоматического контроля возрастает вместе с ценой киловатта, если, конечно, мы не хотим жертвовать комфортом, к которому привыкли. Системы автоматического управления освещением сегодня получили широкое распространение в Европе и Америке. Медленно, но уверенно они внедряются и у нас.

Если говорить о Европе, то там намного раньше задумались об экономии электроэнергии без ущерба удобству. Уже в 1987 году ведущие немецкие компании, в частности Siemens, Insta, Berker, Jung, Gira и Merten решили создать ассоциацию «Instabus», целью которой стала разработка единой системы «глобализации домашнего комфорта». Совместными усилиями появилась система общего управления системами жизнеобеспечения современного дома. Она гарантировала оптимизацию энергопотребления и при этом выводила комфорт на качественно новый уровень. Так была создана универсальная шина под названием «Instabus».

Идея этой разработки заключалась в том, чтобы создать в доме сеть жизнеобеспечивающих систем (освещение, отопление, кондиционирование и т.д) подключенных к одному модулю управления. При этом все подсистемы должны управляться по единому алгоритму либо через пользовательский интерфейс посредством соответствующей адресации. Особенность системы состояла в децентрализованном упрвлении, которое не замыкалась бы на центральный «мозговой центр», коим мог быть компьютер, а равномерно распределялось между отдельными абонентами. Такую возможность и предоставляла шина Instabus.

Но это было только начало, а через три года сообщество немецких производителей открыло двери для других Европейских брендов. Появилось новое направление Instabus с добавкой EIB и уже Европейская ассоциация EIBA. Плеяда немецких поставщиков пополнилась еще одним членом – голландским Phillips.

Итоговым продуктом Instabus стала шина EIB (по сути, двужильный кабель), которая объединяет все электроприборы дома, благодаря чему они могут обмениваться с датчиками электронными сигналами и согласовать с ними свою работу. Система эта проста, а потому надежна и отличается высокой гибкостью. Однако многофункциональной ее не назовешь. При помощи EIB удобно управлять светом, шторами, жалюзями, но возможности управления климатическими устройствами весьма ограничены, не говоря уже об управлении системами безопасности, АV-техникой и автоматикой домашних подсистем. Причина ограничений – отсутствие портов RS-232, -422, -485, а также инфракрасного порта.

Американский путь

За океаном пионером в области управления освещениям стала фирма Lutron, основателям которой принадлежит разработка регулятора мощности (диммера), подаваемой на осветительные приборы. Первый диммер был выпущен в 1961 году в США. Проведенные компанией Lutron исследования показали, что именно обилие источников света мешает человеку эффективно ими управлять. Напрашивалась идея комплексного подхода, ведь ни диммеры, ни выключатели не имели тогда памяти.  Отрегулировав свет в помещении определенным образом, после его выключении слетали и все настройки. Выход был в создании контроллера управления освещением. И такой контроллер был создан инженерами Lutron, которые назвали свое детище Grafik Eye. В последствие Lutron разработает систему HomeWorks, оснащенную процессором и позволяющую задействовать ее в комплексных световых решениях.

На вид HomeWorks не отличается от бытового электрощита, но содержание иное – внутри находится комплект димминговых модулей, управляющих отдельными световыми зонами и подключенных к процессору. Система дает возможность пользователю программировать неограниченное количество световых сценариев, и вызывать их затем нажатием всего одной кнопки. Имеется возможность не только задавать яркость освещения и конфигурацию источников, но и режим их работы. Причем включать систему можно даже дистанционно, используя мобильный телефон.

Один из лидеров современного рынка домашних автоматизированных систем – американская компания AMX, основанная в 1982 году. Ее инженеры уделяют немало внимания удобству обращения с системой, повышая интуитивность пользовательского интерфейса. Для переключения световых схем как во всем доме, так и в пределах одного помещения наряду с настенными пультами используются беспроводные сенсорные панели. Сценарии освещения закладываются в память устройства, после чего вызываются легким прикосновением к сенсорным «кнопкам». На практике это дает многое, например, одним касанием можно осветить путь из спальни в ванную, не задействовав при этом верхнего освещения, а, включив только нужный участок «световой дорожки» с неярким светом, который не будет слепить газа после сна.

В системах освещения «умного дома» нашли широкое применение фотоэлементы и датчики движения. Эти средства соответственно позволяют автоматически регулировать интенсивность освещения в зависимости от внешней освещенности и включать и выключать свет в тех помещениях, где нет активности.

Наличие автоматических систем управления освещением снимает необходимость ручного включения и выключения наружного света. Работа всех световых приборов может быть запрограммирована, привязана к определенным событиям, происходящим внутри дома или снаружи. Кроме того, автоматическое управление дает возможность имитировать присутствие хозяев в то время, когда тех нет дома. Нередко такая имитация работает лучше любых замков и запоров, – Иди знай, когда создается видимость, а когда действительно хозяева дома? Конечно же, функция имитации присутствия не имеет примитивный повторяющийся сценарий – система действует логически и с учетом времени суток. Так днем, присутствие имитируется движением жалюзей и штор, а с наступлением темноты свет включается в кухне, ванной, гостиной в разных сочетаниях.

К слову, управление шторами и жалюзями также согласуется с автоматикой освещения, поскольку, окна должны быть закрыты, когда после наступления сумерек в помещениях включается свет. В системах управления может быть предусмотрена функция «выключить все», которая полностью обесточивает все розетки, либо режим «выход из дома», когда остаются включенными только отдельные системы (холодильник, кондиционер и т.п.).

Система автоматического контроля освещения является лишь частью системы «умный дом». Со своей стороны она повышает комфорт проживания и снижает затраты электроэнергии. Штатный комплект оборудования от AMX стоит довольно дорого и не каждый его может себе позволить. С целью удешевления систем некоторые компании создают модули, позволяющие использовать средства AMX совместно с более дешевой электрофурнитурой. Такие модули, как правило, используют для сбора информации о параметрах системы интерфейс RS-485, который подразумевает соединение с передатчиками при помощи витой пары.