Vsemogočni mobilnik

Avtomatizacija doma postaja preprosta: nič razkopavanja zidu, nič kablov in upravljanje z mobilnim telefonom. Kako se je lotimo, koliko stane in ali lahko sami izdelamo krmilnik?

Ena od spletnih aplikacij za upravljanje doma prek mobilnega telefona

Mobilni telefoni so postali pravi majhni osebni računalniki z visoko stopnjo povezljivosti, zato jih lahko s pridom uporabimo za skoraj vsako nalogo. Instantna avtomatizacija doma je danes dostopna skoraj vsakomur;  je enostavna in sorazmerno poceni. Omogoča ne le krmiljenje električnih porabnikov, kot so luči, zastori z električnimi pogoni, večpredstavne naprave, pralni in pomivalni stroj, temveč tudi priklop številnih elektronskih tipal, od merilnikov temperature in vlage do spletne kamere. Vzpostavitev domačega alarmnega sistema je tako pogojena le še z namestitvijo in uporabo ustrezne programske opreme, saj vsi elementi sistema za avtomatizacijo doma omogočajo brezžično komunikacijo.

Kako deluje?

Bistvo sodobnega sistema za avtomatizacijo doma so pametne naprave, ki si lahko med seboj  izmenjujejo podatke po brezžičnih omrežjih, kot so:  Z-Wave, ZigBee, bluetooth  in Wi-Fi (oziroma brezžični ethernet). Omrežji Z-Wave in ZigBee delujeta po mrežnem načelu, kjer lahko vsaka naprava posreduje ukaz druge naprave oddaljeni napravi. Zato ni treba, da bi po stanovanju namestili namenske usmerjevalnike ali stikala kot pri Wi-Fi ali ethernetu.

Ker mobilni telefoni, tablice, notesi, mini PC in namizni računalniki nimajo vmesnika za omrežji Z-Wave in ZigBee, prek katerih komunicira večina naprav iz paketov za instantno avtomatizacijo doma, potrebujemo usmerjevalnik, ki lahko deluje tudi kot centralna nadzorna enota sistema. Je tudi most z drugimi ožičenimi ali brezžičnimi omrežji, predvsem ethernetom, Wi-Fi in bluetoothom, in omogoča  upravljanje prek interneta na daljavo, če imamo doma internetni priključek.

Z-Wave (www.z-wave.com) je lastniški protokol z omenjenimi možnostmi priklopa dodatnih tipal,  specifikacije ZigBee (www.zigbee.org), bluetooth (www.bluetooth.com), Wi-Fi (www.wi-fi.org) in etherneta (en.wikipedia.org/wiki/Ethernet) pa so javno dostopne, kar omogoča izdelavo združljive programske opreme vsakomur, ki ima dovolj programerskih izkušenj in elektrotehničnega znanja.

Večji del pametne svetilke je rezerviran za krmilnik

Z miniaturizacijo komponent in večanjem zmogljivosti mikrokrmilnikov, ki upravljajo pametne naprave, kot so hladilnik, pomivalni stroj, pečica kuhalna plošča, peči …, se po drugi strani vse bolj uveljavlja Wi-Fi. Njegovi bistveni prednosti sta sorazmerno velik doseg (do 30 m, odvisno od razporeditve prostorov), univerzalnost in velika hitrost prenosa podatkov. Wi-Fi omogoča neposredno povezavo s skoraj vsako novejšo mobilno napravo: mobilnim telefonom, tablico ali notesom, pa tudi z mini PC; preostali protokoli pa zahtevajo uporabo ustreznega vmesnika. Izjema je le zastareli bluetooth, ki je prav tako vgrajen v večino mobilnih naprav in mini PCjev.

Prek omenjenih omrežij lahko upravljamo tudi enostavne električne porabnike oziroma domače naprave brez vgrajene omrežne povezljivosti, a za to potrebujemo pametne krmilnike, ki delujejo po načelu preklopnega ali zatemnilnega stikala ali pa so krmilniki elektromotorjev. So dokaj dragi, saj potrebujejo močnostne elektronske komponente, ki zmorejo upravljati domače porabnike z nekaj 100 W pa do nekaj kW moči.

Kaj moramo paziti?

Večina programske opreme za avtomatizacijo doma deluje v operacijskih sistemih Android in iOS in omogoča krmiljenje prek brezžičnega omrežja Wi-Fi , kar ustreza večini novejših mobilnih telefonov in tablic.

Po drugi strani moramo podporo drugim izpeljankam Linuxa ali kateri od novejših različic Microsoft Windows vselej preveriti. Če želimo, denimo za krmiljenje domače razsvetljave, uporabiti osebni računalnik, je dobro preveriti tudi, ali je v notes, mini PC ali namizni računalnik že vgrajen ustrezen modul za brezžično komunikacijo. Čeprav ima večina notesov in mini PCjev vgrajena Wi-Fi in bluetooth, ju pri klasičnih namiznikih navadno ni. Pri slednjih bomo verjetno morali dokupiti ustrezno kartico za brezžično komunikacijo.

Instantne rešitve

Čeprav so v preteklosti prevladovali sorazmerno dragi vgradni sistemi za avtomatizacijo doma, ki jih vsekakor priporočamo zahtevnejšim uporabnikom, danes ne manjka cenenih instantnih rešitev, ki delujejo v povezavi z mobilnimi napravami. Denimo, na spletni strani tapHome (www.taphome.eu) najdemo poleg različic aplikacije za Android in iOS še začetni paket z dvema močnostnima krmilnima moduloma in upravljavskim vmesnikom EASYGate. Omogoča avtomatizacijo zatemnitve luči (do 500 W) in preklopno krmiljenje ene električne naprave z močjo do 3000 W. Komunikacija med vmesnikom in močnostnimi krmilnimi moduli potega po protokolu Z-Wave. Upravljamo lahko tudi zabavno elektroniko, a moramo naprave nastaviti tako, da začnejo delovati po priklopu napajanja. Dokupimo lahko tudi dodatne vgradne ali nevgradne krmilne module. Med vgradnimi moduli je tudi krmilnik za električne motorje z močjo do 1000 W, ki je namenjen predvsem upravljanju okenskih senčil. Upravljavsko aplikacijo za mobilni telefon ali tablico lahko zastonj prenesemo iz spletnih trgovin GooglePlay (aplikacija za Android) in AppStore  (aplikacije za iOS za iPad in iPhone). TapHomov začetni paket za avtomatizacijo, Easy Starter Pack, stane okoli 180 evrov.

Upravljanje doma z mobilnega telefona

Philipsov Hue (www.meethue.com) omogoča zamenjavo klasičnih žarnic s pametnimi raznobarvnimi svetilkami LED (svetleča dioda, angl. light emitting diode), ki vsebujejo krmilnik z brezžično povezavo ZigBee in jih privijemo v ohišje za klasično 60 W žarnico. Pomoč električarja zato večini ne bo potrebna.

Svetilke krmilimo prek upravljalnega modula, ki je pravzaprav usmerjevalnik med omrežji ZigBee, Wi-Fi in klasičnim ethernetom. Če imamo internetni priključek, je mogoče tudi krmiljenje iz interneta na daljavo. Če mobilnega telefona v stanovanju nimamo vedno pri sebi, lahko dokupimo tudi daljinski upravljalnik z nekaj tipkami, a omogoča spletna aplikacija veliko več. Komplete z upravljalnim modulom in do tremi pametnimi svetilkami lahko kupimo v EU že za okoli 200 evrov.

Ker se bližajo hladnejši meseci, je gotovo zanimiv tudi Nestov pametni termostat, s katerim lahko upravljamo predvsem električne in električno krmiljenje grelne naprave, kot so električne peči, peči na kurilno olje in grelniki vode. Izdelan je iz brezžično krmiljenega močnostnega dela Heat Link, ki lahko vklaplja ali izklaplja električne porabnike z največjim tokom 3 A pri napetosti 230 V~ (to je največ 690 W, za večje porabnike moramo dodati zmogljivejši preklopni rele) in lično izdelane upravljavske konzole z barvnim grafičnim zaslonom, s katerimi lahko termostat upravljamo ročno, nastavljamo samodejni vklop ali pa ga prek Wi-Fi upravljamo iz mobilnega telefona, tablice ali osebnega računalnika. Če imamo doma brezžični usmerjevalnik, lahko termostat upravljamo tudi iz interneta. Termostat si zapomni nastavitve različnih uporabnikov in sproti prilagaja ogrevalno moč glede na to, kdo je trenutno v prostoru.

Kljub temu potrebujemo za pravilno namestitev Heat Linka tudi nekaj osnovnega elektrotehničnega znanja. K sreči so v spletu na voljo podrobna navodila. Zato je tudi priklop lastni režiji sorazmerno enostaven, lahko pa ga bo izvedel tudi vaš elektrikar. Izdelovalec omogoča v nekaterih državah EU tudi naročilo montaže.

Pametni termostat stane v Nestovi spletni trgovini v ZDA 249 dolarjev (nest.com/thermostat/meet-nest-thermostat), v Veliki Britaniji (store.nest.com/uk/product/thermostat) pa bomo zanj (prav tako v Nestovi spletni trgovini) odšteli kar 249 funtov.

Mini PC kot upravljalni modul doma izdelanega sistema za avtomatizacijo doma, ki je hkrati tudi alarmni sistem

V svetovnih spletnih trgovinah najdemo tudi avtonomne instantne alarmno-nadzorne sisteme, ki uporabnika zgolj obveščajo o stanju njegovega doma in ga opozorijo ob morebitnem vlomu, dimu, požaru ipd. Na Nestovi spletni strani sta, denimo, še pametna spletna kamera in javljalnik dima.

Z enostavnim sistemom, ki stane okoli 100 evrov, je pogosto mogoče tudi spremljati temperature, vlago in zračni tlak v prostoru, kjer je nameščena krmilna enota. Boljši sistemi, za okoli 1000 evrov, omogočajo tudi posredovanje žive slike na zmogljivejši mobilni telefon ali osebni računalnik, ki ima nameščeno namensko aplikacijo izdelovalca ali katero od splošno dostopnih odjemalskih rešitev, kot je Adobov Flash Player.

Paketi za instantno avtomatizacijo doma so v slovenskih spletnih trgovinah zaenkrat, verjetno zaradi svoje cene, še redkost, gotovo pa lahko že kmalu pričakujemo večjo ponudbo začetnih paketov.

Samogradnja

Čeprav instantni paketi omogočajo enostavno avtomatizacijo doma skoraj vsakomur, lahko s samogradnjo, pri kateri je vsekakor treba precej več kot le osnovno elektrotehnično znanje, veliko prihranimo. Na spletni strani sites.google.com/site/pcusbprojects/2-home-automation najdemo primer alarmno-nadzornega sistema doma, ki temelji na mini PCju. Slednji omogoča veliko več kot instantne rešitve, je pa res, da imajo instantne rešitve priloženo vso programsko opremo za upravljanje prek spleta ali iz mobilnih naprav, pri samogradnji pa jo moramo večinoma razviti sami ali pa sistem prilagoditi kateri od odprtokodnih rešitev.

Krmiljenje prek sodobnega mobilnega telefona je vsekakor najenostavnejše ob pomoči lastnega spletnega strežnika, ki ga lahko sorazmerno enostavno razvijemo v Microsoftovemu Visual Studiu. Zgled najdemo na spletni strani: sites.google.com/site/pcusbprojects/5-custom-projects/h-controlling-pic18fxxj50-via-asp-net-website.

Za primeren nov Mini PC bomo odšteli okoli 200 evrov, lahko pa uporabimo tudi kak star notes s priključki USB. Preostala elektronika je sorazmerno poceni, saj stane vgradni 16 A preklopni rele, ki omogoča tudi vklop pralnega stroja ali električne pečice, z ohišjem za vgradnjo v električno omarico, okoli 10 evrov. Obenem je lahko stalno vklopljeni mini PC ali notes z rezervnim baterijskim napajanjem tudi domači domenski strežnik, ki zagotavlja tudi spletne storitve, kot so požarni zid, usmerjanje, strežnik FTP, domača spletna stran ...