Večje udobje, boljša uporabnost in zanesljivejša varnost

Pametne naprave lahko z računalnikom povežemo v učinkovit in enovit sistem. Kaj je »orkestracija« in kako izboljša delovanje naprav, poveča udobje in okrepi varnost ter zmanjša porabo in/ali stroške za porabljeno energijo?

Pametne naprave niso zgolj avtomati, ki slepo izvajajo vgrajene programe, potem ko jih izberemo prek vanje vgrajene upravljavske konzole, ampak znajo tudi komunicirati z nadzornim računalnikom in svoje delovanje prilagajati trenutnim razmeram. Upravljanje na daljavo je mogoče prek t. i. interneta stvari (IoT), drugih brezžičnih povezav ali ožičenih povezav.

Pogosto kot računalnik za nadzor in upravljanje uporabljamo kar pametne telefone in tablice, pri čemer morajo biti ti medsebojno usklajeni, kar omogočajo povezave z različnimi (tudi brezplačnimi) oblačnimi storitvami. V tem primeru doma sicer ne potrebujemo centralnega računalnika za nadzor in upravljanje doma, a smo zato povsem odvisni od delovanja internetnih povezav in oblačnih storitev.

Pametna raznobarvna sijalka LED, katere barvo in svetilnost nastavimo s pametnim telefonom ali z drugo pametno napravo.

Vse večji pomen dobiva tudi možnost glasovnega upravljanja, pri katerem pogosto ne potrebujemo pametnega telefona ali druge naprave z nameščeno upravljavsko aplikacijo in mikrofonom, temveč je ta vgrajen kar v pametno napravo, ki je obenem stalno povezana z internetom. Proizvajalci se pri razpoznavi in razumevanju govora v naravnem jeziku pogosto zanašajo na oblačne spletne storitve različnih ponudnikov, kot je Amazonova Alexa. Pametna naprava posname naš govorni ukaz in ga pošlje oblačnemu strežniku, ki opravi lingvistično analizo in napravi v besedilni obliki sporoči, kaj želimo, oziroma pošlje kodo ukaza. To je za proizvajalca naprave veliko enostavneje, kot če bi poskušal implementirati razumevanje govornih ukazov v sami napravi, a zahteva stalno povezljivost z internetom.

Aplikacije za nadzor doma

Nič ni narobe, če že leta uporabljate doma izdelan sistem za upravljanje doma in doma narejeno aplikacijo, ki dobro deluje in ste jo docela prilagodili svojim željam in potrebam, denimo na osnovi razvojnega okolja Arduino in modulov, združljivih z njim. Vendar njegovo vzdrževanje, predvsem pa vključevanje novih pametnih naprav vanj, navadno zahteva veliko več časa, kot bi ga porabili, če bi se namesto tega odločili za katero od brezplačnih aplikacij velikih proizvajalcev strojne in/ali programske opreme.

Nameščanje Amazonove Alexe iz trgovine Google Play.

Prednosti tovrstnih rešitev so predvsem podpora različnim komunikacijskim standardom, možnost hitre izvedbe uporabniških nastavitev in enostavno načrtovanje delovnih tokov, s katerimi lahko zmanjšamo konično porabo energije, denimo z zaporednim vklapljanjem večjih porabnikov, kot so pomivalni, pralni in sušilni stroj, ali s poletnim samodejnim zastiranjem oken s senčili, s katerim lahko znatno zmanjšamo potrebo po hlajenju prostorov, ko ki jih ne uporabljamo oziroma ko smo zdoma.

Centralizacija nadzora in enostavnost uporabe omogočata upravljanje vseh domačih naprav z enega mesta, kar izboljša organizacijo hišnih pravil in učinkovitost izvajanja nalog. Denimo, robotski sesalnik se bo lotil dela, ko nas ni doma, podobno lahko tudi pralni stroj pere v času cenejše električne energije, a tako, da nas z morebitnim hrupom ne moti, ko spimo.

Uporabniku prijazni grafični in intuitivni grafični vmesniki olajšajo uporabo aplikacij tudi tistim z manj tehničnega znanja. Redne posodobitve programske opreme omogočajo integracijo vse več pametnih naprav različnih proizvajalcev z več možnostmi. Denimo, merimo lahko energetsko učinkovitost in se odločamo za načine uporabe pametnih naprav, s katerimi zmanjšamo porabo energije in/ali ceno porabljene energije, kar pomeni nižje mesečne stroške. Po drugi strani z uporabo aplikacije za nadzor in upravljanje doma povečamo varnost bivanja, saj nas ta prek sporočil sproti obvešča o izrednih dogodkih, ne glede na to, ali smo doma ali zdoma.

Med številnimi aplikacijami za nadzor doma, ki jih danes lahko prenesemo in namestimo s spleta neposredno s spletne strani proizvajalca ali iz spletnih trgovin, kot sta Google Play in Apple App, omenimo le nekaj najbolj priljubljenih:

Amazon Alexa je morda najbolj priljubljena aplikacija za upravljanje doma, ki temelji na izvajanju glasovnih ukazov, omogoča pa tudi pripravo opomnikov, alarmov in celo nakupovalnih listkov. Združljiva je s pametnimi napravami različnih blagovnih znamk.

Dodajanje novih naprav v Amazonovo Alexo.

Apple Home z uporabnikom prijaznim grafičnim vmesnikom in odlično povezljivostjo z različnimi pametnimi napravami za domačo rabo deluje na Applovih napravah. Omogoča osebne ambientalne nastavitve, avtomatizacijo in oddaljeni dostop do povezanih naprav. Ob pomoči tehnologije Siri lahko uporabljamo tudi glasovne ukaze.

Control4 je obsežna aplikacija za upravljanje doma, namenjena profesionalni namestitvi in upravljanju. Omogoča osebne nastavitve ambienta, vnos urnikov in glasovno upravljanje prek Googlove Alexe ali Assistanta. Nudi veliko možnosti uporabniških prilagoditev tudi za uporabnike, ki si želijo popolne avtomatizacije doma.

IFTTT (If this than that – Če to, potem tisto) je aplikacija za avtomatizacijo nalog na osnovi prožilcev in akcij. Omogoča različne načine povezav pametnih naprav in (spletnih) storitev, pri čemer lahko uporabniki sami izdelajo postopke za nadzor naprav pri različnih delovnih pogojih, denimo, prekinitev delovanja klimatske naprave ob odprtih balkonskih vratih.

IFTTT omogoča izvajanje akcij na osnovi prožilcev in uporabniških pravil.

Google Home je popularna aplikacija za upravljanje doma, ki omogoča glasovne ukaze. Z njo lahko povežemo številne pametne naprave različnih proizvajalcev, kot so termostati, luči (pametna svetila in sijalke), večpredstavne naprave, vključno z daljinsko upravljanimi zvočniki, domofoni itn. Vsestranska aplikacija omogoča tudi spletno naročanje hrane in dostop do različnih informacij, ki so pomembne za upravljanje doma.

Googlova aplikacija Home.

Roku Smart Home je združljiv s številnimi pametnimi napravami za domačo rabo, ki jih lahko iz intuitivnega grafičnega vmesnika upravljamo na daljavo, sprejemamo pa lahko tudi žive slike s kamer. Tako lahk vklapljamo in izklapljamo vrtno električno vtičnico, nastavljamo barvo luči LED v sobah ali pa preverimo, ali je pri vhodnih vratih res pozvonil dostavljavec pizze.

Samsung SmartThings omogoča tako upravljanje doma kot tudi povezovanje pametnih naprav v celovit sistem. Uporabniki lahko pripravijo lastne postopke in ambientalne nastavitve, ki omogočajo lažjo uporabo več naprav hkrati. Aplikacija med drugim omogoča tudi priklop in upravljanje Nestovih termostatov in Philipsovih sijalk Hue, s katerimi lahko prostor osvetlimo v poljubnih barvah. Dodajmo še, da zadnje omogoča tudi večina drugih tovrstnih aplikacij.

Wink (wink.com) je združljiv z več kot 400 pametnimi napravami za domačo rabo, ki jih lahko iz intuitivnega grafičnega vmesnika upravljamo na daljavo. Ustvarimo lahko tudi urnike in avtomatizirana pravila. Posebna funkcija Robot omogoča izvajanje zahtevnejših prilagoditev povezanih naprav.

Yonomi (yonomi.com) je aplikacija za upravljanje doma z veliko združljivimi napravami in uporabniku prijaznim grafičnim vmesnikom. Ta omogoča uporabniku pripravo postopkov in obvestil, s katerimi lahko upravljanje doma prilagodi svojim željam in potrebam. Zahtevnejše akcije, ki lahko vključujejo več naprav, ustvarimo s funkcijo Plays.

Aplikacijo za upravljanje in nadzor doma lahko izdelamo tudi s številnimi brezplačnimi programskimi razvojnimi okolji (OpenHAB, PiDome, Domotiz, Home assistant), a pri tem potrebujemo dobršno mero programerskega in analitičnega znanja.

Pametne naprave

Večina aplikacij za nadzor doma podpira več komunikacijskih standardov za povezovanje s pametnimi napravami, kot so Amazon Echo, Works with Google Home, Ring, Blink, Sengled in Matter. Na pametni napravi so podprti standardi navadno jasno označeni, kar lahko pomaga tudi pri izbiri aplikacije za nadzor doma, če se vzpostavitve lotevamo prvič. Po drugi strani moramo pred nakupom in dodajanjem novih naprav v obstoječi sistem za upravljanje doma vselej preveriti njihovo združljivost. Lahko pa se odločimo tudi za hkratno menjavo aplikacije s tako, ki je združljiva tako z obstoječimi kot novimi napravami, a bomo morali postopke, opomnike in alarme pogosto ponovno pripraviti.

Vremenska postaja in posamični merilniki

Merjenje in spremljanje okoljskih parametrov, kot so temperatura, zračna vlaga, zračni tlak, osončenost, pripomoreta h kakovostnejšemu upravljanju doma in k boljšemu počutju, zato danes ne manjka pametnih vremenskih postaj in posameznih merilnikov, ki jih lahko prek IoT povežemo z računalnikom za upravljanje doma ali pa neposredno s pametnim telefonom ali pametno tablico. Namestitev merilnikov temperature, vlage in osvetlitve v vse prostore stanovanja sistemu za upravljanje doma omogoča sprotno prilagajanje delovanja ogrevalnih in klimatskih naprav, kakor tudi pomaga pri samodejnem zastiranju in odstiranju oken s senčili.

S pametnim telefonom lahko upravljamo tudi več pametnih naprav hkrati.

Ogrevanje, hlajenje in uravnavanje vlage

Tudi vse več ogrevalnih in klimatskih naprav lahko upravljamo prek interneta stvari. Zaradi sorazmerno velike porabe energije in tudi njihovega velikega vpliva na kakovost bivanja je njihova vključitev v sistem za upravljanje doma vse pomembnejša. Nadzorni sistem doma lahko ogrevanje in hlajenje sproti prilagaja glede na naše dnevne aktivnosti in prisotnost v stanovanju. Tako je lahko v času naše odsotnosti temperatura v mrzlih mesecih nekaj stopinj nižja, v toplih pa nekaj stopinj višja od želene. Sistem jo samodejno prilagodi, še preden se vrnemo domov. Podobno je lahko tudi v času spanja temperatura nižja ali pa posameznih prostorov, denimo dnevne sobe, ne ogrevamo.

Pametna raznobarvna razsvetljava

Čeprav so danes varčne in energetsko učinkovite sijalke s tehnologijo LED izpodrinile že skoraj vse žarnice pa tudi neonska svetila, večina ne omogoča brezžične povezljivosti in daljinskega upravljanja, saj je za kaj takega potreben vgrajen računalniški krmilnik.

V bolje založenih trgovinah z elektroniko najdemo raznobarvna svetila LED, katerih barvo lahko poljubno prilagajamo s priloženim daljinskim upravljalnikom, pri novejših pa s pametnim telefonom ali z drugo napravo prek bluetootha (redko prek Wi-Fija) ter tudi z glasovnim upravljanjem ob pomoči Alexe ali katere druge aplikacije.

Raznobarvno sijalko LED moramo v celoti zamenjati, ko se ta iztroši. Navadno se nato odločimo za nakup nove istega proizvajalca. Če pa bi jo raje kupili od drugega, se prej prepričajmo o združljivosti z aplikacijo za upravljanje doma, ki jo že uporabljamo.

Velika izbira vsakovrstnih barvnih pametnih žarnic v spletnih trgovinah.

Zaznavanje oseb, kamere, alarme in varnostne naprave

Alarmne in varnostne naprave imajo navadno kopico tipal za zaznavanje oseb v prostoru. Resda si lahko privoščimo tudi poceni in kompaktne naprave, ki medsebojno komunicirajo prek omrežij IoT, a te za celovito varovanje stanovanja pogosto niso dovolj. Zmogljivejše naprave zahtevajo namestitev več tipal, s katerim zaznavajo prisotnost oseb v prostoru, denimo ultrazvočnih in radarskih tipal ter stikal, s katerimi je mogoče zaznati odpiranje vrat in oken kakor tudi prisotnost oseb v prostorih. K tem navadno dodamo še tipala za zaznavanje dima in ogljikovega dioksida – še posebej, če za ogrevanje uporabljamo kurilne naprave.

V stanovanju navadno ne uporabljamo vseh prostorov hkrati, zato lahko tipala za zaznavanje oseb v prostorih uporabimo tudi za samodejno prižiganje in ugašanje luči ter tudi zastiranje v vročih poletnih mesecih in zmanjševanje ogrevalne moči v zimskih mesecih, ko predvidevamo, da bomo dlje časa zdoma (vsakodnevni odhod v službo ipd.), s čimer zmanjšamo tudi porabo energije, a ohranimo približno enako stopnjo kakovosti bivanja.

Prednosti in slabosti brezžične komunikacije

Včasih smo morali pri izvedbi avtomatizacije doma v zidove vgraditi nove kabelske povezave, z IoT in bluetoothom pa večina naprav komunicira brezžično. Vendar brezžične komunikacije niso nujno prednost, še posebej pri varnostnih sistemih. Motenje in onemogočanje brezžičnih povezav sta sorazmerno preprosta, kar je še posebej nevarno pri sistemu za varovanje doma, ki lahko ostane brez podatkov iz ključnih tipal, zaradi česar se lahko napačno odloča, denimo olajša morebiten vlom v stanovanje, saj alarmiranje in obveščanje morda ne bosta delovala (pravilno), ali pa pomotoma zazna požar in zato odklene vhodna vrata, da bi gasilcem omogočil gašenje.

Pametno stikalo

Doma nas še vedno veliko uporablja povsem običajne naprave brez pametnih funkcij in možnosti povezovanja prek IoT, vendar jih lahko v električno omrežje priključimo tudi prek pametnih stikal, ki omogočajo časovno upravljanje in upravljanje na daljavo, med drugim vklop in izklop, ter preprečujejo neželen samodejni ponovni zagon po izpadu omrežnega napajanja. Med pomembnimi funkcijami so tudi časovni vklop in izklop delovanja ter pogojni vklop in izklop, denimo glede na povprečno temperaturo v stanovanju. Zadnjega omogočajo pametna stikala, ki se lahko bodisi povežejo z ambientalnimi merilniki (npr. temperature in vlage) v sobah ali pa imajo vgrajena lastna tipala.

Vgradno pametno stikalo, ki deluje prek Wi-Fija in bluetootha ter ga lahko dodamo klasičnemu zidnemu skupaj stikalu za luč.

Čeprav je večina pametnih stikal, ki jih vežemo med električno vtičnico in napravo, namenjena krmiljenju ene naprave, lahko kupimo tudi taka, ki omogočajo neodvisno krmiljenje več naprav.

Povezava s centralnim računalnikom za nadzor in upravljanje doma ali z drugo napravo za daljinsko upravljanje, denimo s pametnim telefonom, olajša izvedbo nastavitev pametnega stikala, saj to zato ne potrebuje lastne tipkovnice, hkrati pa lahko ponudi več nastavitev, saj te niso odvisne od majhnega fizičnega upravljavskega vmesnika.

Roboti za vzdrževanje doma

Robotski sesalnik je gotovo ena izmed tistih pametnih naprav, ki znatno zmanjša število vsakodnevnih hišnih opravil, vendar je veliko prijetneje, če se loti sesanja, ko nas ni doma. Čeprav sesalnik s svojimi tipali ne more hkrati zaznavati oseb v vseh prostorih stanovanja, lahko njegovo delovanje sproži sistem za nadzor in upravljanje doma. Podobno velja za robota za samodejno čiščenje domačega bazena in robotsko kosilnico, ki začneta delovati, ko bazena ali zelenice pred hišo ne uporabljamo.

Dodajanje pametnega sesalnika v aplikacijo za upravljanje doma.

Elektronika za zabavo in sprostitev

Samodejno igranje priljubljene (npr. ambientalne) glasbe ob prihodu domov in prilagajanje žanra ter glasnosti našemu počutju in razpoloženju sta lahko prijetna. Sem sodi tudi glasovno upravljanje radijskih in televizijskih sprejemnikov ter sistemov za kakovostno predvajanje zvoka in videa.

Med sistemi za kakovostno predvajanje zvoka so samostojni zvočniki, ki jih lahko povežemo s katerokoli pametno napravo. V resnici kaj dosti drugega za predvajanje glasbe ob obilici računalniških naprav tudi ne potrebujemo.

Kakšne so cene?

Medtem ko je večina aplikacij za nadzor in upravljanje doma brezplačnih, je razpon cen pametnih naprav dokaj velik. Cena je odvisna tako od funkcionalnosti in zmogljivosti kot od kompleksnosti in velikosti naprave. Za sobne merilnike temperature, vlage in zračnega tlaka ter pametna stikala navadno odštejemo od 20 do 100 evrov za kos, za pametne barvne sijalke LED med 10 in 40 evri, pri čemer je pri tistih brez IoT priložen tudi daljinskih upravljalnik, pametne kamere stanejo med 50 evri in 200 evri.

Cena pametne zabavne elektronike, med katero prednjačijo pametni zvočniki, ki lahko prevajajo zvok iz katerekoli pametne naprave z ustrezno povezljivostjo in programsko opremo, je zelo odvisna od akustičnih in drugih zmogljivosti. Za pametni zvočnik lahko odštejemo od 30 do 300 evrov in več.

Roboti za drobna hišna opravila, denimo sesalniki, imajo prav tako širok cenovni razpon, odvisno od zmogljivosti in kakovosti izdelave, od nekaj sto evrov do več tisoč.

Nakup in izvedba profesionalnega alarmno-varnostnega sistema sta bistveno dražja in hitro presežeta tisoč.

Uvajanje umetne inteligence

Metode umetne inteligence (UI) postajajo vse pomembnejši dejavnik upravljanja pametnega doma, saj navadno znatno izboljšajo naše počutje in varnost. Čeprav najprej pomislimo na prepoznavanje obrazov, slik in govora, umetna inteligenca prinaša pomembne izboljšave tudi na drugih področjih, kot je uravnavanje delovanja ogrevalnih in hladilnih naprav in svetil.

Denimo, sijalka LED ima omejeno število prižigov, zato je pri samodejnem prižiganju in ugašanju smiselno upoštevati tudi, kako pogosto potrebujemo osvetlitev prostora, denimo kopalnice; še posebej, ko je v stanovanju hkrati veliko ljudi. Z ugašanjem za minuto ali dve resda prihranimo nekaj energije, zato pa se svetilo veliko bolj obrablja, kar pomeni, da bomo morda že kmalu potrebovali novo. Umetnointeligenčni algoritem lahko take situacije predvidi in ugašanje prilagodi razmeram.

Po drugi strani lahko algoritmi UI pomagajo pri izvajanju aktivnosti, ki morebitne vlomilce odvračajo od poskusa vloma. Ko smo dalj časa zdoma, posnemajo naše obnašanje z osvetljevanjem prostorov, z dvigovanjem in s spuščanjem senčil in celo z odzivanjem po domofonu. Prepričljivosti zadnjega je resda težko doseči, a zato možnosti za inovativne rešitve ne manjka.

Metode umetne inteligence, ki omogočajo razpoznavanje oseb in predmetov v prostoru, lahko uporabljajo tudi podatke z zunanjih in notranjih kamer, ki so nameščene v stavbi, na njej in v okolici. Algoritem UI lahko ob pomoči sprotne analize slik s kamer zazna sumljivo dogajanje, denimo požar v okolici, potencialnega vlomilca … ter prek pametne naprave opozori na nevarnost.

Je smiselno?

Doma uporabljamo vse več pametnih naprav, ki jih upravljamo in uporabljamo ob pomoči brezžičnih povezav, prek katerih imajo pogosto tudi dostop do interneta. Če uporabljamo oblačne storitve, kot so Alexa in storitve za upravljanje doma, lahko prekinitev dostopa od interneta povsem onemogoči delovanja sistema za nadzor in upravljanje doma. Vsekakor se zato izplača uporabiti rešitev, ki lahko vsaj začasno deluje tudi brez dostopa do interneta.

***Slika 10: Sestavljanje nakupovalnega listka z Googlovo aplikacijo Home.***

Po drugi strani se navadno ne izplača zavreči zmogljivejših analognih naprav in jih nadomestiti s pametnimi, denimo glasbenega ojačevalnika Hi-Fi z 2 × 200 W glasbene moči ali več, ki dobro deluje. Če mu namenimo pametno stikalo za vklop in izklop ter mu obenem dodamo odslužen pametni telefon ali drugo napravo z analognim zvočnim izhodom in operacijskim sistemom Android, ga lahko z ustrezno aplikacijo spremenimo v zmogljiv pametni zvočnik.

Se sistem za nadzor in upravljanje doma torej izplača? Gotovo ne za vsako ceno in vsekakor da po tehtnem premisleku o njegovi učinkovitosti in varnosti, načinu implementacije ter izdelavi podrobnega načrta nakupa novih naprav in nadgradenj obstoječih. Ter seveda izračunu stroškov ...