Какой контроллер умного дома лучше - самодельный или промышленный.

Сегодня, благодаря бурному развитию микроэлектроники, Интернет-технологий и Искусственного Интеллекта, тема умных домов становится все более актуальной. Человеческое жилище претерпело существенные изменения. Стало удобным, функциональным и безопасным. На рынок приходят решения, превращающие его в сложные системы, управляемые из любой точки мира с помощью смартфона. Эти системы включают в себя контроллеры, различные датчики, центры управления и исполнительные устройства, позволяющие автоматически выполнять стандартные сценарии.

К написанию статьи меня подтолкнул канал компании EKF на Дзен. В частности программируемый контроллер EKF ePRO 24. В рекламе позиционируется как универсальный контроллер умного дома. Контроллер - это мозг, позволяющий добавлять, удалять, настраивать и управлять устройствами, задавать и выполнять различные задачи и сценарии.

Наиболее распространенные на сегодня основные современные технологии, применяемые в управлении переферийным оборудованием цифрового жилища: MQTT, Zigbee,Z-Wave. Способы связи между устройствами проводные или беспроводные. За основу выбора возьмем следующие критерии:

Имеет ли смысл устанавливать контроллер как единый централизованный центр управления.
Стоимость изделия при одинаковой функциональности (а можно сэкономить или нет)
Простота установки, настройки и эксплуатации
совместимость с другим оборудованием, возможности по расширению функциональности системы (смотреть состав выпускаемого оборудования производителем).
Надежность и техническая поддержка.

Единый центр управления или независимая модульная конструкция Существует два типа управляющих систем:
1. Централизованный - все управление, получение и передача данных осуществляется с одного устройства. В первом случае единственным контроллером, оснащенным мощным процессором, который в большинстве случаев имеет свою операционную систему, встроенную оперативную память и способы связи с локальными устройствами (GSM-модуль, Wi-Fi-передатчик, Ethernet и USB-разъемами). Управляет всеми устройствами - освещением, контролем электропитания, теплым полом, кондиционером и т.д. К нему подключаются все остальные устройства вашего жилища. Рекламные утверждения некоторых производителей, что без центрального центра управления систему автоматизации нельзя использовать лишены всякого смысла. Например используя протокол Zigbee пользователь может связать напрямую два устройства выключатель и датчик. При срабатывании последнего выключатель включит свет. Это видно из практического применения.
2. Модульный принцип - руководство всеми интернет вещами осуществляют более простых устройств, отвечающих за управление опредеными устройствами (освещение, климат, шторы) Это децентрализованный способ.

Многие производители оборудования для увеличения возможностей используют конкретные модули расширения, представляющие собой отдельные блоки, за них тоже надо платить. Каждый из блоков отвечает за набор определенных функций. Захотел работать с протоколом MQTT - будь добр плати. Голосовое управление Яндекс с Алисой, необходимо иметь в наличии дополнительный шлюз. Иначе ни какие голосовые команды выполняться не будут. Снова плати!!! Платные подписки за использование облачного сервиса, новые версии ПО и множество платных услуг. По этому пути идут многие производители. Ничего личного - это просто маркетинговый ход для увеличения прибыли бизнеса.

При централизованном управлении положительным можно считать управление из единого центра, как правило приложения. Отрицательным, что при выходе из строя центра управления система становится неработоспособной. Надо отметить что не все приложения, выпускаемые производителями обеспечивают комфортную работу. Как правило в приложение входит минимум настроек, которые вы можете изменить самостоятельно. Расширенные функции возможны снова при дополнительных платежах. При модульной конструкции - не работает только часть приборов. Организовать управление с одного центра всем тоже реально например при установке сервера на микрокомпьютер Raspberry и использовании приложения MQTT Dash для планшета, смартфона или HMI панель Nextion или аналогичную. Но здесь возможно сделать переподключение на резервный сервер.

Моя система автоматизации сделана по модульному принципу. Он состоит из кубиков, каждый из которых управляет частью устройств. Почему именно так:
- при выходе одного из строя вся остальная система продолжает работать
- модули изготовлены или куплены таким образом что сохраняется возможность ручного управления. В любом случае есть ручное управление как в обычной квартире.
- легко организовать голосовое управление устройствами.
- легко организовать единообразную передачу сигнала и прием информации, возможность применения нескольких каналов передачи например проводную, по WiFi, Zigbee и при помощи радиомодуля.
возможность получения всей информации и управление всеми устройствами например со смартфона, который превращается как бы в центральный пульт управления - контроллер.
- сделан сетевой мост между локальным и внешним серверами MQTT. При разработке учтено быстрое переключение с локального на внешний сервер в случаи выхода первого из строя.
сервера как бы выполняют часть функций контроллера умного дома

О стоимости. Тот же EKF ePRO 24 стоит порядка 10000 рублей. Распространенные и популярные аналогичные изделия. ПЛК ОВЕН имеет несколько моделей. Цена от 30000 до 50000 рублей. JetHome JetHub D1+ примерно 10000 руб. Тот же функционал интеллектуального дома можно получить дешевле за гораздо скромные деньги. Самодельный аналог EKF ePRO 24 при самостоятельном изготовлении обойдется примерно в 4000. Ну возьмем разницу в цене примерно в два раза. Кроме всего можно купить кучу готовых устройств с Алиэкспресс и обеспечить тот же самый полезный функционал за более скромные деньги. Для примера - просто высокая стоимость модуля расширения для измерения параметров электрической сети ОВЕН МЭ110 - всего от 9700, достаточно приобрести аналогичное устройство с Алиэкспресс с доступной и самой высокой ценой в 2,5 тысячи.

Простота установки, настройки и эксплуатации Промышленные образцы контроллеров монтируются на din-рейку, т.е. в электро шкаф. Предположим уже произведен ремонт. Установка нового шкафа с оборудованием в помещении выливается в проблему. К нему необходимо подвести кабели питания, управления и получения соединения с интернетом. Про квартиру я вообще не говорю - там только найти место для монтажа уже проблема. Кроме всего быстро сделать монтаж шкафа не получится из-за сложного монтажа. Необходим специалист, который разбирается устройствах интеллектуального дома и который не работает бесплатно от слова совсем. И скорее всего будет еще проект реализации, за который надо тоже платить. Получается достаточно дорогое решение, так как монтаж среднего по сложности шкафа может стоить десятки тысяч рублей. Добавить же отдельные модули монтировать намного проще. Плюс программирование и настройка программного обеспечения промышленных изделий часто бывает доступно только специалистам. А еще есть обслуживание всего этого хозяйства, устранение сбоев в работе, что тоже за деньги.

Момент второй - каждый производитель как правило не выпускает весь необходимый широкий спектр необходимого оборудования, специализируясь например на датчиках движения, датчиках протечки воды, датчиках температуры и т.д. Сразу встает вопрос совместимости изделий разных производителей. Это относится как к централизованной так модульной системе управления. При покупке необходимо смотреть поддерживает ли производитель товары других брендов. При самостоятельном изготовлении этих проблем легко избежать.

Настройка. Многие промышленные образцы имеют свой язык программирования, который придется освоить. При использовании готовых изделий с Алиэкспресс это отпадает. При самостоятельно изготовлении и программировании можно воспользоваться разными программами без освоения языка или различными интернет сервисами. Например FLProg. Внимание!!! Обязательно посмотрите на количество датчиков, розеток, камер и исполнительных механизмов и т.д., которые возможно подключить к оборудованию. Многие производитель вводят на это ограничения.

Техническое обслуживание. Как правило возможно обновление программного обеспечения модуля без его снятия или физического подключения к нему, что очень удобно, особенно если установлено не в совсем удобном месте. Для физического подключения (через USB или другим способом) необходимо снимать его или иметь ноутбук. Станционарный компьютер не особо по квартире поносишь. Не все промышленные устройства позволяют это сделать. У меня сделано 100 процентное беспроводное обновление ПО. Компьютер просто отправляет по беспроводной сети обновление программного обеспечения. Не очень удобно например снять устройство в андресоли, а после его обратно установить. Доступ к нему ограниченный.

Одним из отрицательных свойств устройств умного дома будет работа по WiFi. Могут быть проблемы с безопасностью и стабильностью покрытия. Промышленные образцы как правило работают с протоколами Z‑Wave и ZigBee. Принцип работы у них схож: в обоих ячеистая схема сети, когда каждое устройство умного дома становится своеобразным передатчиком. Это увеличивает зону покрытия и делает сеть стабильнее. Но нам никто не запрещает собрать контроллер, работающий по ZigBee. Например сейчас в сети интернет продается шлюз Zigbee SLS самостоятельной сборки. Его можно использовать в качестве контроллера умного дома,производя при его помощи обработку поступающих данных и управления оборудованием.

Для удобства управления в будущем при самостоятельном изготовлении необходимо предусмотреть интерфейс управления, в котором реализовать включение исполнительных устройств, управление приводами, различными сценариями и многое другое.

Однозначно нельзя сказать какой из вариантов является правильным, лучшим, оптимальным и выгодным. Выбор зависит в основном от требований и возможностей пользователя. Не у всех есть навыки изготовления таких устройств самостоятельно. Поэтому выбирать контроллер Вам! Выбирайте то что Вам подходит.Успехов вам в создании Вашего умного дома. Статья написана чисто из практического опыта по монтажу различного оборудования на объектах в Сочи.