Умный свет для дома: особенности и возможности технологии

Сравнительно недавно технологии умного дома выглядели фантастикой и встречались только в голливудских лентах, а сегодня они широкодоступны и прочно входят в нашу жизнь. Одним из неотъемлемых их компонентов является система освещения. Она способна автоматически или по графику включаться и выключаться, менять яркость, направленность, цветовую температуру и другие параметры.

Для тех, кто решил сделать себе умный дом, свет — один из краеугольных камней экосистемы. Ведь именно он встречает хозяев и гостей с порога. От него зависит уровень комфорта. С интеграцией системы освещения в общую инфраструктуру больше не придется красться к выключателю и нащупывать его в потемках, биться мизинцами об углы мебели и совершать другие неприятные «ритуалы». Обо всем позаботится электроника.

Как устроен умный свет в доме

Система умного дома предусматривает управление различной бытовой техникой и электроникой посредством приложения на смартфоне, голосовых команд, жестов, а также организацию ее автоматической работы без дополнительного участия пользователя. Освещение не исключение. Оно работает по тем же принципам, что и другие приборы в помещении. Система умного света состоит из ряда устройств:

• ламп с различными цоколями (Е27, Е14, G4 и другие) для универсальных осветительных приборов;

• встраиваемых светильников (точечные и общие) без заменяемых элементов;

• локальных «мобильных» осветительных приборов, которые подключаются в розетку;

• светодиодных лент, монтируемых для зонального освещения;

• умных розеток и адаптеров, позволяющих подключать к системе «классическую» светотехнику;

• органов управления освещением, таких как выключатели, датчики движения, объема, присутствия и т. д.;

• хабов и шлюзов для объединения бытовой техники в единую инфраструктуру;

• устройств взаимодействия с пользователем, таких как умные колонки (могут объединять в себе и функции хаба).

Интегрировать в систему умного дома можно любой электрический осветительный прибор. Предназначенные для этого устройства оснащены собственными микроконтроллерами, датчиками, модулями связи и другой электроникой. Она позволяет напрямую подключиться к хабу или шлюзу. Обычное освещение подключается к экосистеме посредством связующих звеньев, таких как умные розетки, цоколи, выключатели и адаптеры. Поэтому сделать частью умного света можно хоть модный LED-светильник с десятками функций, хоть ретро-люстру из венецианского стекла, венчающую интерьер в стиле неоклассицизма.

Гаджеты с приставкой smart для организации умного света бывают как самостоятельными, так и интегрируемыми. Первые не зависят от другой электроники в доме, поддерживают прямое подключение и управление со смартфона через собственное приложение. Это удобно, если интересует только управление освещением. Интегрируемые устройства способны объединяться в общую экосистему с прочей техникой для управления через единый хаб. Таким образом, в одном приложении можно, например, и включать свет в комнатах, и управлять телевизором, и программировать стиральную машину, и менять настройки климатической системы.

Функции и возможности умного освещения

Возможности систем умного освещения очень широки. Они ограничиваются лишь фантазией инженеров. В числе основных функций такой техники:

• дистанционное включение и выключение света;

• удаленный контроль освещения в доме или квартире со смартфона;

• изменение яркости, цвета и цветовой температуры испускаемого света;

• автоматизация системы освещения, например выключение при отсутствии людей в комнате;

• зонирование освещения путем включения, выключения и регулировки яркости отдельных устройств или их элементов.

Умные «целостные» приборы обычно содержат все необходимое. Они не требуют для подключения существенных модификаций проводки в помещении. Например, установив потолочный диодный светильник вместо бабушкиной люстры, клиент сразу получает доступ ко всем функциям. Главное, чтобы механический выключатель на стене при этом находился в положении «Вкл».

«Модульные» компоненты умного света, такие как лампочки, выключатели, цоколи и прочие адаптеры, могут требовать согласования для совместимости. Например, чтобы LED-лампа для классического цоколя Е27 корректно изменяла яркость с помощью умного выключателя, оба гаджета должны поддерживать один и тот же способ диммирования. Поэтому перед покупкой каждого нового устройства для умного дома стоит убедиться, что оно совместимо с уже развернутой в помещении экосистемой. В таком случае и встроить его не будет трудно. 

Архитектура системы умного света

Для создания единой экосистемы умного дома необходимо обеспечить связь устройств с хабом, а иногда и друг с другом. Для этого гаджеты оснащаются модулями беспроводной связи, использующими разные протоколы. Самые популярные типы связи представлены ниже.

Bluetooth

Отличается простотой, универсальностью и невысоким энергопотреблением. В числе минусов — имеет невысокую скорость и ограниченную дальность передачи данных. Он не очень пригоден для объединения в одной сети большого количества узлов.

Wi-Fi

Выдает высокие скорости передачи данных и легко масштабируется. Благодаря этому стандарт используется повсеместно. Отличается сравнительно высоким энергопотреблением, что неудобно для автономных устройств, работающих не от электросети, а от батареек или аккумулятора.

ZigBee

Создан специально для умного дома. Отличается сниженным потреблением энергии и конструктивно заложенной масштабируемостью. Объединяет устройства в сети с различной топологией, тем самым поддерживая соединение десятков гаджетов с одним хабом.

В системах умного дома может применяться три классические топологии.

Звезда

Каждое из устройств («лучи») напрямую соединяется с центральным узлом-хабом («ядро»), используя для этого собственный канал. Таким образом достигается большая степень самостоятельности элементов, но повышаются требования к пропускной способности хаба. Однако все гаджеты умного дома должны находиться в зоне уверенной связи с центром. Поэтому такая топология оптимальна лишь для небольших помещений с ограниченным числом умных девайсов.

Дерево

При такой топологии устройства сети объединяются иерархически, подобно веткам на стволе. То есть центральный узел («ствол») связывается с конечными и промежуточными (большие «ветки») по схеме «звезды», но каждый из этих элементов может, в свою очередь, являться центром для дочерних устройств (маленькие «ветки», растущие из больших). Такая сеть лучше масштабируется, позволяет объединить больше гаджетов вместе. Однако она требует промежуточных узлов (коммутаторы, шлюзы, репитеры и т. д.), а при выходе из строя одного из них становятся недоступны и все его дочерние элементы.

Ячеистая сеть

В ячеистой, или mesh-топологии все элементы способны устанавливать прямую связь друг с другом, выступая в роли как конечных узлов, так и промежуточных. За счет этого достигается оптимальная маршрутизация сигнала, снижаются требования к прямой видимости центрального узла. Например, в адресации сигнала от хаба к лампе, расположенной в дальней комнате, в роли ретранслятора может послужить светильник или умная розетка, находящаяся в промежуточном помещении.

Протокол Bluetooth, для которого характерна звездообразная топология, наименее приспособлен для умного дома. Следом за ним идет Wi-Fi с типичной древовидной архитектурой. А вот стандарт ZigBee оптимален для домашних систем, для которых он и создавался. Поэтому при построении инфраструктуры с нуля отдавать предпочтение стоит именно ему. А чтобы не иметь проблем с интеграцией девайсов, использующих разные протоколы связи, лучше всего выбирать связующие устройства (хабы, шлюзы) с поддержкой нескольких технологий. 3 и более стандарта в одном гаджете — оптимальный вариант. 

Приложения для управления умным светом в доме

Управление умным домом осуществляется через специальное программное обеспечение, которое получает команды от пользователя и направляет сигнал целевым элементам. Например, в ответ на указание включить свет в гостиной программа передает сигнал хабу, а тот формирует управляющий сигнал и адресует его соответствующему осветительному прибору. Это простейшая цепочка взаимодействий от самого верхнего уровня к самому нижнему, так как на практике в нее могут включаться и промежуточные узлы. К примеру, команда со смартфона по мобильному интернету идет на хаб, тот по Wi-Fi передает ее ZigBee-шлюзу, уже с него сигнал через передатчик в умной розетке перенаправляется выбранному светильнику.

Созданием приложений для умного дома занимается немало компаний. Среди них есть как производители гаджетов, так и сугубо софтверные организации. Они лишь пишут универсальное ПО, позволяющее вручную объединять любые девайсы не связанных друг с другом брендов. Для неспециалистов в сфере IT оптимален первый вариант. Ведь именно программы компаний, создающих экосистемы умного дома для собственных продуктов, отличаются наибольшей дружелюбностью к пользователю.

В плане удобства и универсальности среди программно-аппаратных комплексов умного дома стоит выделить Xiaomi Mi и Home Apple HomeKit. Экосистемы этих брендов просты в построении и управлении, поддерживают множество гаджетов как собственной разработки, так и сторонних вендоров. Если говорить только о системах освещения, то здесь внимания достоин проект Philips Hue.

Среди российских разработок в сфере ПО для умного дома лидерами являются работы Яндекса, Сбербанка, Mail.ru. Они создают устройства, являющиеся «ядром» умного дома, такие как колонки с собственными голосовыми ассистентами. Кроме того, их софт доступен для смартфонов. С ним легко добиться практически гибкого взаимодействия с домашней инфраструктурой в любом месте.

Умный дом от SBER

Примером глубокой проработки инфраструктуры умного дома, ориентированной на потребности российских пользователей, является система Сбербанка. Она позволяет объединить всевозможные устройства: лампы, розетки, реле, климатическую технику, кухонные приборы, мультимедийные гаджеты, в том числе и сторонних производителей. Управлять ими можно разными способами:

• через приложение Салют для Android и iOS;

• через Сбербанк Онлайн для Android и iOS;

• через устройства со встроенным ассистентом Салют: ТВ, колонки и медиацентры.

Софт поддерживает как голосовые команды, так и настройку через интерфейс программы на экране. Можно, стоя у дверей, просто сказать: «Салют, включи свет в прихожей» или подать эту команду через программу и войти в освещенную квартиру. Поддерживается и создание сценариев автоматизации, например, включение-выключение техники по расписанию.

В числе собственных гаджетов, доступных на данный момент, умный дом от SBER предлагает лампы, розетки, LED-ленты, удлинители и реле. Небольшой ассортимент собственных устройств компенсируется обильной поддержкой аналогов и уникальных девайсов сторонних брендов. В их числе — Aqara, HIPER, HiTE, Yeelight, Digma, ELARI, Polaris, Philips, Xiaomi, Eltex Home и другие. Этот перечень далеко не полный и постоянно расширяется.

Система умного дома от Сбербанка довольно гибкая и позволяет объединять в инфраструктуре устройства с разными протоколами: Wi-Fi, BT, ZigBee, MQTT, Z-Wave и другими стандартами. Для интеграции гаджетов нужны лишь соответствующие шлюзы. Список совместимых устройств публикуется и поддерживается в актуальном состоянии на сайте SBER DEVICES. Там же можно прочитать полезные статьи и инструкции, посвященные подключению и настройке этих гаджетов, а также заказать их онлайн с доставкой.

Умный дом сегодня — это не какая-то дорогая экзотика, доступная лишь избранным, а вполне обыденная вещь широкого назначения. Убедиться в этом позволяют цены на устройства в магазине Сбербанка и простота их подключения. Чтобы сделать гаджеты еще доступнее, компания часто проводит акции. Сэкономить на покупках также позволяют промокоды SBER DEVICES, бесплатная доставка и другие выгодные предложения компании. С ними создать качественную систему умного света в доме или квартире будет несложно и, главное, недорого.