Проет Умный дом

Проект «Умный дом»

Термин «умный дом» в русском языке появился от английского “Smart House”. Smart – в переводе с английского: умный, хитрый, ловкий, интеллектуальный, смышленый, разумный, находчивый. Вот сколько понятий!!!

Слайд 1

Я выбрал тему «Умный дом», так как  родители последнее время задумываются, какой дом должен быть у нас для дальнейшего проживания. Я заинтересовался, какие могут быть дома?

Слайд 2

И у древних людей тоже были дома  в пещерах, мазанки, из сучьев, из глины. Дома даже есть на деревьях. Есть дома на севере. Это – ЧУМЫ, из кожи оленей.  Существуют дома в скалах. Это очень необычно и интересно.  Потом люди научились обрабатывать металл, научились делать топоры и пилы. Дома стали деревянные.  

Слайд 3

А ведь в сказках тоже мы наблюдаем различные дома. Знаменитая избушка на курьих ножках. Замки королей и царевичей.

Слайд 4

Но шло время, и  люди придумывали новые материалы, способы строительства, рождались новые дома. Я долго разглядывал здания во время  летних каникул, и понял, что люди всегда хотели улучшить  свои дома.

Сейчас у людей много накоплено знаний, и они  стремятся к чему-то новому. Например, строить уже здания, которые могут использовать энергию солнца и ветра, т.е. эти дома сами вырабатывают электричество, сами себя обогревают и даже лишнюю энергию могут еще и продавать другим домам или энергосетям. Мне кажется, что если ветер дует, а солнце греет, значит это - ЭКОЛОГИЯ. Наверно - это экологические дома.  Получается, мы используем экологию, при этом не нарушаем ее, не загрязняем. Почему же люди не «торопятся»? Ведь это так важно для всех. Наверно, тяжело изменить сразу много домов. Поэтому люди идут к этому постепенно. Они стремятся к новому, эко логичному. Дом будущего - это не мечта. Дело каждого - остаться в прошлом или построить себе дом будущего, который уже через пару лет станет привычным «домом настоящего».

Современный человек предъявляет очень высокие требования к комфортности среды обитания:

1. Эстетические (дизайн и стиль интерьера, ландшафта, красота и функциональность окружающих предметов);

2. Климатические (тепло, холод, чистый воздух);

3. Общебытовые (вода, газ, электричество, радио, телевидение, интернет, телефонная связь, наличие кухонных машин и систем гигиены саун и ванн);

4. Требования к безопасности и контролю над ним (безопасность жилища, хозяев дома и их близких);

5. Требования к надежности сложных систем (компьютеры, домашние кинотеатры, посудомоечные, стиральные машины, СВЧ-печи и др.)

     Итак, выгодными отличиями современных энергоэффективных домов можно с уверенностью назвать:

а) сокращение энергопотребления; б) комфортный микроклимат внутри помещения, исключающий перепады температур воздуха; в) всегда стабильную влажность воздуха;  г) снижение выбросов парниковых газов в атмосферу;

д) мобильность.

«Умный дом» — что это?

    Слайд 5

Современный мир невозможно представить без автоматизации. Наше жилище не исключение. В повседневной жизни в квартире или загородном доме мы производим сотни и тысячи действий, которые могли бы выполняться без нашего участия. Всё – от включения света до поддержания климата в квартире можно автоматизировать. Коротко на вопрос, что такое умный дом, можно ответить следующим образом – это строение, в котором все происходящие процессы максимально автоматизированы и подогнаны под потребности человека.

Жилье моей мечты – это не просто дом….  Я решил сам построить свой УМНЫЙ ДОМ. С чего начать?

Первый этап постройки энергоэффективного дома - выбор экологически верных материалов. Самыми подходящими в этом плане являются дерево, камень, кирпич. На ум приходит сказка о трех поросятах. Можно построить дом быстро и недорого, но в тоже время получить недолговечную, непрочную конструкцию. А при некотором старании и терпении можно построить теплый и прочный дом,  на века. При строительстве любого жилого дома должны использоваться только экологически чистые строительные материалы

Слайд 6

Я выбрал древесные материалы.

Дом из бруса

Основным достоинством домов из бруса является то, что они «дышат» и удерживают тепло лучше, чем каменные дома. В таких домах складывается более приятный микроклимат для человека. В строительстве домов из бруса чаще используются хвойные породы: ель, лиственница, сосна, пихта, кедр. А для строительства несущих конструкций дома больше подходит сосна или лиственница.  Особое значение имеет низкая теплопроводность древесины, поскольку, чем она ниже, тем будет теплее в вашем доме.

. Слайд 7

Ориентировочная стоимость постройки загородного дома из различных материалов представлена в таблице. В которой мы видим результат выбора материала.

И вот началось строительство.  

Слайд 8

После того как выбран материал, самое время определиться с правильным расположением дома: таким, чтобы солнечные лучи можно было использовать на максимально возможную мощность, чтобы  ветры не сильно обдували, чтобы нейтрализовать вред осадков, например: от града, метелей.

Немало важна форма дома. Мне кажется, что дом должен быть уютным и без резких углов. Цвет тоже важен! Если будут дома все черные, то цвет будет сказываться на настроении людей. Я думаю, что дом должен быть естественного цвета – цвета природы.

 Дом будущего - компактный дом и мобильный. Дома должно быть не только безопасно, но и уютно, комфортно, красиво. Красота зданий должна помогать человеку, становиться тоже красивым и добрым, и, конечно же, счастливым.

Слайд 9

Я задумался, какая цель моего проекта

Целью проекта является изучение системы «Умный дом».

Для решения поставленной цели можно выделить задачи:

• Рассмотреть понятие системы «Умный дом» и принцип её действия;
• рассмотреть возможности системы Умный дом.

    Основа системы умный дом — это алгоритмы. Они должны быть грамотно составлены, чтобы не было конфликта между различными видами систем.

Умный дом должен учитывать множество других условий: температура за окном, ветер, время суток.

Слайд 10

Рассмотрим условия:

Управление климатом

Умный дом будет поддерживать выбранные значения, используя систему кондиционирования, отопления, вентиляции, увлажнения. В нашем проекте установлена система поддержания комфортной  температуры, которая состоит из датчика температуры, вентилятора и имитация нагревателя (светодиодная лента красного цвета). При понижении температуры ниже комфортной включается обогрев помещения, у нас для наглядности загорается красная светодиодная лента. Как только температура повысится и достигнет 30 градусов, то включится вентилятор охлаждения и происходит снижение до комфортной температуры в доме.

Управление освещением

Рассматривая задачи проекта «Умный дом», я  выделил  наиболее высокую степень комфорта проживания человека. Среди подсистем можно выделить автоматику для выключения и включения света в определённые промежутки суток, датчики движения, автоматику для закрытия открытия ставней, а также регулировки прозрачности специальных стекол. В нашем проекте для удобства жильцов дома произведена подсветка дорожки от калитки до дверей дома, через некоторое время, когда человек зайдет в дом, свет выключится, тем самым не надо тратить электричество для круглосуточного освещения. В светлое время суток в доме нет необходимости электрического освещения, как только на улице темнеет, срабатывает фоторезистор, который включает освещение в доме.

Удалённое управление Умным домом

Есть несколько вариантов доступа к интерфейсу управления.

Я предпочел через  мобильное приложение.

Пожарная сигнализация в доме  

Установить датчики утечки газа и сервоприводы на клапаны газовой магистрали. Они должны располагаться вблизи с возможным источником утечки: газовая магистраль, газовый водонагреватель (котёл или колонка), газовая плита и др. При срабатывании датчика утечки газа происходит перекрытие клапанов и оповещение жильцов по аналогии с противопожарной системой.

Охрана дома

Датчики движения, присутствия, камеры видеонаблюдения, магнитные датчики, система оповещения — всё это позволит создать полноценную охранную систему. Покидая дом, поставьте его на охрану, и вы будете уведомлены о срабатывании определённого сценария — открытие дверей, разбитие стекла, проникновение в помещение.

Слайд 11

Вспомогательные функции

Можно автоматизировать работу системы так, чтобы

• ограничить доступ детей к небезопасным элементам,
• установить режим полива газонов или очистки бассейна,
• включить круглосуточное внутренне и внешнее видеонаблюдение,
• настроить работу техники на необходимые режимы
• и т.д.

Слайд 12

Методы творчества, применяемые при проектировании

    Проект этого дома можно использовать для постройки реального жилого дома.

Дом оснащен следующими элементами автоматики: (показ на модели)

1) датчик освещенности, который включает свет на крыльце дома при наступлении темного времени суток;

2) датчик температуры, который управляет вентилятором;

3) герконовый выключатель, который при открывании калитки подает сигнал для включения освещения дорожки,

4) всеми этими элементами управляет контроллер ARDUINO UNO, который установлен под макетом. В программе задано значение температуры, при превышении которой включается вентилятор; введено значение освещенности, ниже которой включится лампа на крыльце.

Какие материалы были использованы при изготовлении проекта: использован рекламный пластик, некоторые небольшие детали выполнены из дерева. Все детали закреплены между собой с помощью термоклея.

Бюджет: модель полностью изготовлена из бывших в употреблении материалов, автоматизированная часть создана из уже имевшихся на тот момент датчиков и исполнительных элементов, поэтому можно считать затраты несущественными.

Итог: 

в результате мы получили действующую модель умного дома, на основе которой возможно строительство полноразмерного жилища.

Заключение 

«Умный дом» – это система, которая распознаёт конкретные ситуации, происходящие в доме, и реагирующая на них. Каждый «умный дом» оснащен пультами дистанционного управления. Управление светом, температурой. Данный проект позволяет познакомить только с некоторыми элементами умного дома. Реально для использования элементов автоматики и контроля выпускаются специально разработанные контроллеры, которые позволяют управлять системами жилого дома из различных точек мира. Возможностей для увеличения комфортности и экономичности дома множество. Я увлекаюсь радиоэлектроникой, но компоненты автоматики собирали я и папа, начиная от подбора схем, разработки печатных плат, их травления, пайки и настройки схем. И закончить  проект мне хочется словами, которые наполнят вас теплом своего родного дома

На улице дождь непрерывный,
А дома тепло и светло.
И можно на бурые ливни
Спокойно смотреть сквозь стекло.

Тут можно укрыться от зноя,
Спастись от морозного дня.
В хорошее место родное -
Домой так и тянет меня.