Automatyka w inteligentnym domu

W ciągu ostatnich kilkunastu lat upowszechniła się idea domu inteligentnego. Założenie jest następujące: jeśli wyposażymy dom w system informatyczny połączony z czujnikami monitorującymi środowisko i elementami wykonawczymi, to stworzymy układ, który będzie się automatycznie regulował. Celem jest zapewnienie mieszkańcom komfortu, bezpieczeństwa i uzyskanie najniższego możliwego zużycia energii.

Pomiary

Inteligentny dom powinien gromadzić jak najwięcej informacji o warunkach panujących wewnątrz oraz o pogodzie i preferencjach mieszkańców. Standardowo może to być temperatura powietrza na zewnątrz, ciśnienie, wilgotność, kierunek i siła wiatru, fakt wystąpienia opadów, natężenie naturalnego oświetlenia słonecznego.

Zarówno dla wybranych jak i wszystkich pomieszczeń mogą być mierzone podobne zestawy parametrów: temperatura, wilgotność, natężenie oświetlenia, zawartość dwutlenku węgla w powietrzu, a w pomieszczeniach, w których może pojawić się tlenek węgla, także wykrywanie jego obecności.

Oprócz tego czujniki umieszczone w poszczególnych pomieszczeniach mogą rejestrować otwarcie i zamknięcie drzwi, obecność ludzi i zwierząt, włączenie urządzeń elektrycznych. Im więcej danych, tym dokładniej można opisać stan budynku. To z kolei umożliwia opracowywanie wyszukanych modeli stanu budynku odpowiadających oczekiwaniom mieszkańców.

Sterowanie

Sterowanie sprzętami w domu inteligentnym może być zrealizowane na wiele sposobów. Jedno z podejść zakłada, że każde urządzenia, albo grupa urządzeń jest wyposażone w osobny, stosunkowo prosty sterownik. W najprostszym przypadku może to być zegar włączający urządzenie albo zmieniający jego stan w zadanych odstępach czasu. Trudno tu mówić o „inteligencji”, ale jeśli ktoś chce wprowadzać zmiany małymi kroczkami, może to być właściwa droga.

Kolejny poziom integracji może obejmować połączenie kilku grup urządzeń w jeden system i uruchamianie według złożonego, zaprogramowanego harmonogramu. Przykładem jest włączanie i wyłączanie oświetlenia po zmierzchu, obniżanie temperatury pomieszczeń w czasie, kiedy nie przebywają w nich domownicy.

O „inteligentnym zachowaniu” domu można mówić dopiero wtedy, kiedy system sterowania sam podejmuje decyzje. Pobiera dane z czujników, porównuje bieżące warunki z preferencjami domowników i decyduje o tym, które urządzenia włączyć lub wyłączyć i jakie powinny być parametry ich pracy. Jeśli dodamy do tego pobieranie z Internetu aktualnej prognozy pogody, rozpoznawanie zwyczajów ludzi i przewidywanie ich potrzeb, uzyskamy wizję domu, który potrafi dobrze zadbać o swoich mieszkańców.

Elementy wykonawcze

System sterujący domem inteligentnym może włączać i wyłączać wszystkie urządzenia elektryczne przyłączone do gniazdek, regulować ogrzewanie, wentylację, sterować nawadnianiem terenu. Bardzo ważną rolę odgrywają w tym systemie okna.

Sterując oknami można regulować temperaturę, zawartość dwutlenku węgla w powietrzu bez potrzeby uruchamiania wentylacji zużywającej energię elektryczną. Niemal do każdego typu okna można dobrać odpowiedni sterownik. Koszty nie są małe, ale jeśli w pomieszczeniu jest wiele okien, nie trzeba automatyzować wszystkich. Ważne, żeby łączna powierzchnia okien napędzanych siłownikami zapewniała skuteczne przewietrzanie pomieszczeń.

Wybierając siłowniki trzeba wziąć pod uwagę rozmiar i masę okna, napór wiatru, któremu musi przeciwstawić się mechanizm, możliwość awaryjnego rozłączenia siłownika i ręcznego otwarcia lub zamknięcia okna.

Ze względów bezpieczeństwa warto sięgnąć po siłowniki zintegrowane z czujnikiem położenia. Wtedy system sterujący domem będzie mógł na bieżąco sprawdzać, czy któreś z okien nie zostało ręcznie otwarte lub zamknięte. Ta informacja jest ważna także dla systemu antywłamaniowego.

Automatyka umożliwia także regulację natężenia oświetlenia przy pomocy rolet, żaluzji i markiz. Jeśli bierzemy pod uwagę automatyzację domu, trzeba od razu wybrać dodatki, których producent przewiduje regulację za pomocą silników lub siłowników. W przeciwnym wypadku może się okazać, że zupełnie sprawne urządzenia trzeba wymienić tylko dlatego, że nie można ich zautomatyzować.

Automatycznie sterowane okna zmniejszają ryzyko zalania pomieszczenia przez ulewny deszcz, nadmiernej ucieczki ciepła w zimie, zabezpieczają przed pozostawieniem otwartej drogi włamywaczowi. Przewietrzanie pomieszczeń można zrealizować tak, żeby automat uwzględniał siłę i kierunek wiatru oraz informację o tym, które z drzwi wewnętrznych są zamknięte, a które otwarte.

Trudno wyobrazić sobie dom inteligentny, bez scentralizowanego sterowania oknami. Prędzej, czy później automatyka okaże się niezbędna, wybierając okna trzeba wziąć to pod uwagę.